Industria de química inorgánica

CENTRO MEXICANO PARA LA PRO DUCCIÓ N MÁS LIMPIA
PRO YECTO DE PRO DUCCIÓ N MÁS LIMPIA EN EL S ECTO R QUÍMICO
DE QUÍMICOS I NORGÁNICOS I NDUSTRIALES
E L CENTRO MEXICANO PARA
MÁS L IMPIA
LA
PRODUCCIÓN
El Centro Mexicano para la Producción Más Limpia
(CMP+L), establecido en diciembre de 1995, forma
parte del Proyecto Mundial de los Centros Nacionales
de Producción más Limpia de la Organización de las
Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial y el
Programa de las Naciones Unidas para el Medio
Ambiente.
El objetivo del CMP+L es facilitar la trans ferenci a de
inform ación técnica y experiencias en tecnologías
más limpias a los sectores industrial y gubernamental
de México, a través de la incorporación de las
técnicas y tecnologías más limpias a los programas
de reducción y prevención de contaminación
ambiental, y la realización de proyectos de
producción limpia en diferentes sectores industriales
del país.
¿Q UÉ ES L A PRODUCCIÓN MÁS L IMPIA?
El enfoque tradicional de las evaluaciones y
programas ambiental es se centra en la búsqueda del
cumplimiento de las normas ambientales vigentes, ya
sea por medio de mecanismos de control o de
sistemas de tratamiento de efluent es industriales.
La Producción Más Limpia (PML) promueve el uso
eficiente de la materi a prima, agua, energía y otros
recursos a través de practicas que reduzcan o
eliminen la generación de contaminantes o a través
de una conservación de los recursos naturales.
Contrariamente a la inversión en sistemas de
tratamiento tradicionales, que represent a un costo
para la empres a, la inversión en Producción Más
Limpia aporta utilidades adicionales para las
empresas al lograr una mayor efi cienci a en los
procesos productivos, reduciendo con ello los costos
de tratamiento o disposición de los desechos
generados y facilitando, al mismo tiempo, el
cumplimiento de las normas ambientales.
ANTECEDENTES DEL PROYEC TO
Actualmente, la industria química de México
confronta serios problemas de contaminación debidos
a la cantidad, variedad y toxicidad de las emisiones,
efluentes y desechos sólidos que genera.
Esta
situación,
presente también en otros sectores
industriales, es más notoria en la industria química
debido a los altos niveles de producción que maneja,
equivalentes a 22 millones de toneladas en 1997.
Los desechos generados requieren de sistemas de
tratamiento especí fi cos (generalmente, con costos de
capital, operación y mantenimiento elevados), por lo
que la industria se benefici ará de iniciativas y
programas de PML que reduzcan los costos de
operación a través de un uso más eficiente de la
materia prima y del consumo de energía.
Debido a las razones anteriores, el CMP+L y el
Proyecto para la Prevención de la Contaminación
Ambiental (EP3), -auspiciado por la Agencia de los
Estados Unidos para el Desarrollo Internacional
(USAID)- diseñaron y llevaron a cabo el Proyecto de
Demostración de Producción Más Limpia para la
Industria Química.
El objetivo principal de este proyecto fue demostrar
los resultados que pueden alcanzarse con una PML y
promover la PML como una estrategia que reduce la
contaminación ambiental y al mismo tiempo genera
utilidades adicionales a las empresas.
El caso que se presenta a continuación expone los
resultados obtenidos en una de las empresas
participantes en el Proyecto de Demostración de
Producción Más Limpia para la Industria Química.
ANTECEDENTES DE LA E MPRESA
Quimir, S.A. de C.V., perteneciente al Grupo Girsa,
es una empresa mexicana posicionada y consolidada
en el mercado de la producción y comercialización de
productos derivados del fós foro, emulsiones y carbón
activado.
Con más de 40 años de presencia en el mercado
mexicano, Quimir, S.A. de C.V. es proveedor líder en
cada uno de los mercados que atiende. La calidad de
sus productos y el servicio que ofrece le permiten
participar en los mercados de di ferentes países,
principalmente en Norteamérica, Centroamérica y
Sudamérica.
OPORTUNIDADES DE PRODUCCIÓN MÁS L IMPIA
En la evaluación de producción más limpia que se
llevó a cabo con la empresa Quimir S.A. de C.V., se
detectaron las siguientes oportunidades de mejora
donde se pueden aplicar medidas de PML: reducción
de emisiones de VOC’s y pentóxido de fós foro;
operación más efi ciente de los lavadores de gases y
uso más eficiente de la energía y mejoramiento de la
higiene industrial. A continuación, se presenta en
detalle una de las oportunidades de mejora
identificadas.
FIGURA 1. DIAGRAMA DE B LOQUES DEL
PROCESO DE COMBUSTIÓN
Calor apr ovechado =
vapor gener ado
combustible
Equipo
generador
de vapor *
AIRE
Mejoramiento de la Eficiencia de los Generadores de
Vapor
Situación Actual
El vapor generado en el sistema de generación de
vapor (calderas 2 y 3) se utiliza para el calentamiento
de algunas de las tinas destinadas a la generación del
agua caliente que se emplea en el lavado de la
corrient e de gases de escape de los calcinadores 1 y
2; además, se utiliza agua a 85.5oC en el proceso de
neutralización y enjuague del producto terminado en
el filtro PRAYON. El combustible empleado para la
generación de vapor es gas natural suministrado por
PEMEX, el vapor generado es vapor saturado a 7
kg/cm2 mán y se cuenta con un sistema de
recuperación de condensados que, por medio de una
inyección direct a de vapor, permite alimentar el agua
a las calderas a 60o C.
El problema detectado en la generación del vapor es
el calor perdido (tabla 1) como consecuencia de una
relación aire-combustible en los quemadores superior
a la que se recomienda para calderas de ese tipo, lo
cual lleva a calentar gases de escape en exceso
provocando pérdidas de calor. Esto se debe a una
calibración inadecuada de las calderas.
Recomendación
Se recomienda calibrar las calderas dos veces al año,
de manera que se maneje un exceso de aire no mayor
al 20%.
Calor perdido
* oportunidades de producción limpia para la
empresa
Beneficios Ambientales y de Proceso
La aplicación de esta recom endación de PML
proporcionará beneficios ambientales y de proceso
significativos, tales como:
<
Disminución de las emisiones de CO2 a la
atmósfera en 3.2%
<
Disminución del consumo de combustible
en 525,000 Nm3 /año
Utilidades
La aplicación de la recomendación de PML implica
solamente gastos de calibración de los equipos
generadores de vapor, que ascienden a $3,000/año
por caldera, calibrando cada caldera 2 veces al año.
La mayor eficiencia en el uso de la energía se traduce
en ahorros netos para la empres a de $373,000/año.
La Tabla 2 presenta un resumen de todas las
oportunidades de mejora identifi cadas durante el
desarrollo del proyecto de PML para la empresa de
químicos inorgánicos industriales. La Figura 1
muestra la evaluación financiera global de las
oportunidades de ahorro de energía.
Tabla 1 – E VALUACIÓN T ÉCNICA DE LAS CALDERAS
EQUIPO
CALDERA 2
CALDERA 3
%CALOR PERDIDO
6.80
12.86
FIGURA 2 - E VALUACIÓN FINANCIERA GLOBAL DE LAS OPORTUNIDADES DE E NERGÍA
USD
300,000
250,000
200,000
Inversión, USD
150,000
Utilidades netas adicionales
después de impuesto
100,000
50,000
0
*
(50,000)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
* flujo de caja total gen erado
sobre periodo d e vida útil
12 AÑO
T ABLA 2. RESUMEN DE OPORTUNIDADES DE PROCESO Y E NERGÍA DE PRODUCCIÓN MÁS L IMPIA
Oportunidades de proceso
Beneficios ambientales
Comentarios
de producción
Más limpia
Disminución y/o Eliminación < Eliminación de emisiones a La oxidación térmica de la corriente de los gases de escape
de los Compuestos Orgánicos
la atmósfera de VOC’s y de los calcinadores podría destruir el 99% de todos los
compuestos orgánicos volátiles (VOC’s) contenidos en
Volátiles (VOC’s) y Pentóxido
pentóxido de fós foro
dicha corriente.
De acuerdo a las investigaciones
de Fósforo de los Gases de
realizadas, el costo de los equipos principales podría ser de
Escape de los Calcinadores
aproximadamente $ 5,000,000, con un costo total
Instalación de Cubiertas en los <
Tanques de Recirculación de
Solución de Acido Fosfórico
Reducción de emisiones de
pentóxido de fós foro y
VOC’s al ambiente del
espacio de trabajo.
Mejoramiento de la Efici encia <
de los Lavadores de Gases
Reducción de emisiones a la
atmósfera de los VOC’s más
pesados y pentóxido de
fós foro
incluyendo la instalación de $ 10,000,000. Los beneficios
que obtendría la empresa serían la mejora de las
condiciones laborales y la eliminación de emisiones a la
atmósfera. Adicionalmente, se evitaría el incumplimiento
de la legislación ambiental cuando en un futuro se regule
la emisión de compuestos orgánicos volátiles a la
atmósfera.
Los tanques de recirculación de solución de ácido
fosfórico de los lavadores venturi y del lavador venturi
Ducon se encuentran destapados, en contacto directo con
la atmósfera. La instalación de cubiertas en estos tanques
permitirá reducir el olor a nivel de piso que causan las
emisiones fugitivas que se desprenden de estos tanques.
Estas cubiertas podrían ser instaladas a un costo
aproximado de sólo $ 3,000.
La reducción de las emisiones de compuestos orgánicos
volátiles (VOC’s) en los gases de escape de los
calcinadores se evaluó también desde un punto de vista de
mejora del sistema de lavado de gases. La instalación de
una etapa adicional de lavado con agua proporcionaría una
mayor fuerza motriz para remover los VOC’ s más pesados
y el P 2O 5. Sin embargo, su efectividad sería limitada para
el resto de los VOC’s. Por lo tanto, debe realizarse un
estudio de los lavadores de gases para determinar si
conviene modificar el sistema.
Oportunidades de
Beneficios Ambientales
Inv ersión
Utilidades
PML
(pesos) netas después
Eficiencia
de impuesto
Energética
(pesos/año)
Aislamiento de los
< Reducción del consumo de
Calcinadores
gas natural:
34,506
39,450
101,961 –N m3 /año
Mejoramiento de la
< Reducción del consumo de
Efi cienci a de los
gas natural:
Generadores de Vapor
NA
373,356
525,643 N m3 /año
< Reducción de las emisiones de
CO2 de: 3.2%
Eliminación de Fugas < Ahorro de energía eléctri ca:
de Aire en Sistema de
NA
14,227
Demanda = 4.3 kW
Aire Comprimido
Consumo = 37,668 kWh/año
Total
34,506
256,530
Período de
recuperación
de inversión
(años)
Tasa
interna de
retorno %
0.81
123
NA
NA
NA
NA
0.13
753