TT-Tema 5 - Tratamientos Térmicos

Tratamiento de Residuos
Tema 5
Tratamientos térmicos
EUETI
Escola Universitaria de
Enxeñería Técnica Industrial
INCINERACIÓN DE RESIDUOS
Definición: Es el procesamiento térmico de los residuos sólidos mediante
oxidación química en presencia de oxígeno.
Productos finales: gases + cenizas (no combustible)
Se obtiene energía
Reducción del volumen de residuos en un 85-95% (no eliminación total)
Ventajas
•Posibilidad de recuperar E
•Útil para procesar ≠ tipos de residuos (poder calorífico ?)
•Implantación cercana
•Baja necesidad de terrenos
Inconvenientes
•No eliminación total (vertedero)
•Gases (gestión adecuada)
•Aporte de E externa
•Baja flexibilidad (cambios en flujo de residuos)
•Inversión y operación costosa
•Paros y averías (sistema alternativo ?)
INCINERACIÓN DE RESIDUOS
63,61%
INCINERACIÓN DE RESIDUOS
Condiciones
de operación
•Tiempo de residencia en la cámara de combustión
(tiempo contacto: residuo - aire)
•Relación residuos / oxígeno
•Temperatura
Combustión completa
Gases contaminantes (mínimo)
Composición
química
3 factores
relacionados entre sí
↓ tpo residencia ⇒ ↑ O2, T
(margen muy limitado)
C, O, N, S … (metales, halógenos …)
CO2, H2O, N2, SO2 …
INCINERACIÓN DE RESIDUOS
C + O2 → CO2
H2 + O2 → H2O
S + O2 → SO2
Peso atómico
C
O
H
S
12
16
1
32
23,15% de O2
en el aire seco
Calcular la cantidad estequiométrica de aire para la combustión de 1 kg de C,
de H y de S.
11,52 kg aire/kg C
34,56 kg aire/kg H
4,31 kg aire/kg S
No es posible la incineración con la
cantidad estequiométrica de aire.
Se usa aire extra para asegurar la
combustión total de los RSU
Control de olores
↓790ºC → producción de olores
↑980ºC → dioxinas, furanos, COV,
otros cptos peligrosos
RESULTADO
Reacciones de combustión
Aumenta N2 y O2 en los gases de chimenea
Se reduce la T de combustión (control de T)
PLANTA INCINERADORA
2 tipos de combustible
•Residuos en bruto no seleccionados (incineración en masa)
•Residuos urbanos procesados (combustible derivado de residuos)
alimento más homogéneo
mejor control
Horno rotatorio
Producir una mezcla lo más homogénea posible
Hecho de material refractario
T: 950 – 1200ºC
Cenizas → recogidas en la parte inferior del horno
Gases → cámara de combustión 2ª
Mezcla de aire y gases con combustible externo
Los gases se terminan de quemar
T: ~1000ºC
tpo: 2-4 s.
Gases de salida sin contaminantes y T baja
Controlar los gases de la zona alta del horno
Ahí se forman: CO, NOx, Cptos. oxidación parcial de la mat. org.
defecto de O2
zonas frías
exceso de O2
T altas
Combustión por etapas
Recuperación de E
5º caldera
4º gases y partículas
2º puente grúa
1º
6º depuración de gases
3º aireación forzada
7º recogida de residuos
y gestión
PLANTA INCINERADORA
Localización
Emisiones atmosféricas
Evacuación de rechazos
Emisiones líquidas
Economía
CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS
Óxidos de nitrógeno
Dióxido de azufre
Monóxido de carbono
Partículas
Metales
Grupo 1: Al, Ba, Be, Ca ,Co, Fe, K, Mg, Mn, Si
Grupo 2: As, Cd, Cu, Pb, Zn, Sb, Se
Grupo 3: Hg (se volatiliza y no condensa)
Gases ácidos
Dioxinas y furanos
TÉCNICAS TÉRMICAS
Secado-deshidratación: Mediante calor evaporamos agua de los residuos
Cristalización: reduciendo la temperatura reducimos la solubilidad de algunas
sustancias en disolución provocando la cristalización y permitiendo su posterior
separación por filtrado.
Plasma térmico: Mediante una corriente eléctrica o con arco eléctrico logramos
ionizar parte de átomos o moléculas de un gas que se mantienen en equilibrio con
el resto de moléculas del gas con presiones elevadas y altas temperaturas
Gasificación: Es una combustión parcial controlada en presencia de oxígeno y de
vapor de agua, generándose un gas que una vez depurado es similar al gas de
síntesis ( CO+H2 ) o ( CO+H2,C02,N2,CH4, etc. )
Pirólisis: es un proceso endotérmico, por lo que necesitamos una fuente de calor
externa. Se generan a grandes rasgos tres fracciones:
corriente de gas (H2,CH4,CO, etc.).
fracción líquida (aceites, alquitrán, etc.).
coque (carbono casi puro).