tfg control de emisiones en una caldera de vapor

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
QUÍMICA Y AMBIENTAL
Grado en Ingeniería Química
Intensificación: Procesos Químicos
Proyecto Fin de Grado 2015
Autor:
Álvaro Azagra Morón
Tutor:
Antonio Plumed Rubio
CONTROL DE EMISIONES EN UNA CALDERA DE
VAPOR ALIMENTADA CON ORUJILLO
ÍNDICE
1. Introducción y objetivos.........................................................página 3
2. Especificaciones técnicas de la caldera y del orujillo...............páginas 4-6
3. Control de emisiones.......................................................páginas 7-16
3.1 Ciclones..............................................................páginas 7-8
3.2 Precipitadores electrostáticos.................................páginas 8-10
3.3 Lavadores húmedos............................................páginas 10-11
3.4 Filtro de Mangas.................................................páginas 12-15
3.5 Intercambiador..................................................páginas 16-19
4. Diseño final...................................................................página 20-32
4.1 Diseño intercambiador de placas..............................páginas 25-28
4.2 Diseño filtro de mangas..........................................páginas 29-32
5. Normativa aplicada........................................................páginas 33-40
6.Conclusiones.................................................................páginas 41
*Diferencia a (100- Cenizas)
**8,515-4,46=4,055
*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
Álvaro Azagra Morón
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Introducción y objetivos
El orujillo es la biomasa obtenida del orujo de dos o tres fases una vez
deshuesado parcialmente, reducida la humedad en secaderos tipo trómel y
desengrasado en plantas de extracción física-química. Su fracción seca está
compuesta por piel (15-30%), hueso (30-45%) y sólidos finos de pulpa (3050%) Es una biomasa que como el hueso procede de la aceituna, se
produce en grandes cantidades en España.
Normalmente se usa como combustible biomásico en calderas industriales
para producción térmica. Es el combustible usado en gran parte de las
calderas de la industria agroalimentaria asociada con la aceituna. En la
última década se exporta en grandes cantidades a Europa para combustible
de calderas industriales, en sustitución de otros combustibles fósiles, facilita
el cumplimiento del pacto de Kioto por sus reducidas emisiones de CO2. El
resto se utiliza principalmente para la generación de electricidad en plantas
de biomasa andaluzas, generalmente en centrales con tecnología de turbina
de vapor ubicadas en el mismo complejo agroindustrial de la extractora.
El uso de orujillo para el secado tiene como inconvenientes una elevada
emisión de partículas, que sobrepasan los límites establecidos si no se
aplican sistemas de captación adecuados. Por ello, es de especial interés el
control de emisiones en una caldera de vapor alimentada con orujillo.
*Diferencia a (100- Cenizas)
**8,515-4,46=4,055
*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
Álvaro Azagra Morón
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ESPECIFICACIONES DE LA CALDERA Y DEL ORUJILLO
El control de emisiones se va a realizar en una caldera de vapor alimentada
con orujillo con una capacidad de producción de 12 toneladas a la hora,
cuyo vapor se quiere a 16 kg/cm2, aproximadamente unos 200ºC.
Existen muchos fabricantes de caldera de biomasa que producen vapor
saturado, dentro de la gran variedad de calderas de escala industrial (la
capacidad de producción es considerablemente alta) se ha seleccionado el
modelo global-500 del fabricante "Grupo Nova Energía" debido a las
siguientes características principales:

Caldera de acero y revestimiento en refractario para la producción de
agua
caliente,
agua
sobrecalentada,
vapor
saturado
o
vapor
sobrecalentado. Potencias de 350 a 5800 kW.

Su software de fácil manejo permite una gestión global del proceso
de combustión.

Su construcción modular permite mantener la cámara de combustión
y sustituir el intercambiador de calor superior, de manera que se
puede obtener la producción de agua caliente a 95 ºC 2 bar, agua
sobrecalentada a 150ºC 5 bar o vapor saturado a 12 bar.

Amplia cámara de postcombustión que reduce las emisiones en la
atmósfera y facilita la decantación de las partículas en el interior de la
misma cámara.

Revestimiento refractario de gran espesor que facilita el secado del
combustible y homogeneíza el flujo de los gases de entrada al
intercambiador.
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*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
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
Geometría de la caldera diseñada con 4 pasos de humo para
aumentar al máximo los tiempos de permanencia de los humos en el
interior de la caldera y así alcanzar la mayor eficiencia con las
mínimas emisiones en la atmósfera.
Foto 1. Caldera Global-500 1
En cuanto las especificaciones del orujillo, a continuación se detalla su
análisis elemental:
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*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
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ORUJILLO
Identificación
C-001-05
Código Laboratorio
PARÁMETRO
Unidad
COMO SE RECIBE
RESULTADO
CARBONO
Incert.(k=2)
RESULTADO
--
--
49,51
 0,16
%p
--
--
5,69
 0,07
%p
--
--
1,18
 0,07
%p
--
--
0,10
 0,06
%p
--
--
34,89
 0,27
%p
5,66
 0,13
--
--
%p
8,14
 0,17
8,63
 0,18
%p
64,65
 0,30
68,53
 0,30
%p
21,55
 0,40
22,84
 0,42
HIDRÓGENO
ASTM D5373 n/PEE-C-7
NITRÓGENO
ASTM D5373 n/PEE-C-7
AZUFRE
ASTM D4293 n/PEE-C-6
OXÍGENO (1)
n/PEE-C-11
HUMEDAD
UNE 32-001 n/PEE-C-2
CENIZAS
ASTM D3174 n/PEE-C-4
VOLÁTILES
UNE 32-019 n/PEE-C-5
CARBONO FIJO (2)
(1) Diferencia a (100 - Cenizas).
Observaciones
(2) Diferencia a 100.
(n.c.) No Calculada.
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Incert.(k=2)
%p
ASTM D5373 n/PEE-C-7
n/PEE-C-11
BASE SECA
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CONTROL DE EMISIONES
En este apartado, se va a analizar diferentes alternativas para el control de
emisiones de la caldera de vapor alimentada con orujillo, considerando las
ventajas e inconvenientes de las mismas, para elegir la opción óptima tanto
en materia de límites de emisión como también el punto de vista
económico.
3.1 Ciclones
Los ciclones usan el principio de la fuerza centrífuga para remover el
material particulado. En un ciclón, el flujo contaminante es forzado a un
movimiento circular. Este movimiento ejerce fuerza centrífuga sobre las
partículas y las dirige a las paredes exteriores del ciclón. Las paredes del
ciclón se angostan en la parte inferior de la unidad, lo que permite que las
partículas sean recolectadas en una tolva. El aire limpio sale del ciclón por
la parte superior de la cámara, pasando por un espiral de flujo ascendente o
vórtice formado por una espiral que se mueve hacia abajo.
Foto 2. FUNCIONAMIENTO CICLÓN
Los ciclones son eficientes para remover partículas grandes pero no son tan
eficientes para partículas pequeñas. Por esta razón, a menudo se usan con
otros dispositivos de control. A pesar de lo anterior, hay muchas fábricas
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Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
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que siguen utilizándolo ya que antiguamente los límites de emisión no eran
tan severos y en la actualidad, se encuentran con que deben de cambiar de
método para hacer cumplir la normativa medioambiental.
Foto 3. Multiciclones instalados tras caldera de vapor alimentada con orujillo en la fábrica de Fuente del Obispo
(Jaén) Grupo Acesur
3.2 PRECIPITADORES ELECTROSTÁTICOS
La precipitación electrostática o electrofiltración es una operación básica de
separación de partículas sólidas o líquidas (nieblas) suspendidas en
corrientes gaseosas, por efecto de la fuerza que un campo eléctrico ejerce
sobre dichas partículas eléctricamente cargadas.
El principio de operación de los equipos de precipitación electrostática
consiste en dotar a las partículas a depurar de una cierta carga eléctrica, de
tal forma que, bajo la acción de un campo electrostático, son depositadas
sobre unas superficies de captación, siendo posteriormente separadas
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Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
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definitivamente de la corriente gaseosa. En este sentido, los electrofiltros
son los únicos equipos de desempolvado en los que las fuerzas encargadas
de la separación actúan exclusivamente sobre las partículas y no sobre la
totalidad de la masa del gas, produciendo muy bajas pérdidas de carga.
Foto 4. Esquema básico de un electrofiltro de placas
Esta alternativa tiene asociada una serie de ventajas e inconvenientes que
están detallados a continuación :
Ventajas:
1. Muy altos rendimientos de depuración (pueden ser superiores al 99%).
2. Alta eficacia fraccional para partículas de pequeño tamaño.
3. Capacidad de tratamiento para volúmenes de gases muy grandes,
produciendo muy bajas pérdidas de carga (10 a 20 mm.c.a.).
4. Posibilidad de ser diseñados para un amplio rango de temperaturas de
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Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
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operación, desde temperatura ambiente hasta unos 500 ºC.
5. Capacidad para recogida del sólido depurado tanto seca, como por vía
húmeda.
6. Bajo coste de operación, excepto para casos de muy alta eficacia.
Desventajas:
1. Alto coste de inversión.
2. No aplicables para la depuración en simultáneo de emisiones gaseosas.
3. No demasiado flexibles, una vez instalados, ante ciertos cambios en las
condiciones de operación (humedad, composición y temperatura del gas,
naturaleza de los sólidos).
4. Equipos de grandes dimensiones, con altas necesidades de espacio para
su
implantación.
5. Limitaciones de funcionamiento cuando operan con sólidos de muy alta
resistividad.
3.3 LAVADORES HÚMEDOS
Los colectores húmedos o "scrubbers", han logrado una significativa
aceptación como equipos de depuración, debido a su probada eficacia para
captar simultáneamente partículas y absorber gases contaminantes de una
corriente de gas. El principio de funcionamiento de estos equipos consiste
básicamente en poner en íntimo contacto la corriente de gas con un líquido
que, usualmente, es agua o una solución acuosa.
En un colector húmedo entran en juego varios mecanismos tales como el
impacto inercial, la interceptación directa, la difusión y la condensación,
además de fuerzas externas gravitatorias, centrífugas y electrostáticas.
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Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
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Entre las ventajas que proporcionan estos equipos cabe citar que su
operación
es
simple,
que
pueden
absorber
simultáneamente
gases
contaminantes, que reducen el peligro de fuego o explosión en el caso de
partículas inflamables o explosivas y, por último, que la inversión necesaria
es moderada al ser equipos muy compactos.
Foto 5. Funcionamiento lavador húmedo
Los inconvenientes principales que cabe citar son los elevados costes de
operación ocasionados por la pérdida de carga y el agua necesaria, el
enfriamiento del gas que reduce la flotabilidad en salida de chimenea, la
posible alteración de las propiedades del sólido y la exigencia de una planta
de tratamiento de lodos.
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3.4 FILTRO DE MANGAS
La filtración a través de tejidos, papel o fieltro es, probablemente, el más
antiguo, simple y eficaz procedimiento de separación de polvo de una
corriente de gas. A escala industrial se emplea cuando las partículas a
eliminar son de pequeño tamaño, se requiere una gran eficacia y es
deseable recoger el polvo seco. Cuando son operados correctamente
alcanzan eficacias del 99,9% con pérdidas de carga de 50 a 150 mm.c.a.
La operación consiste básicamente en forzar el paso de la corriente de gas a
través del medio filtrante (tejido). El tejido produce un cierto efecto
filtrante, aunque su principal misión consiste en servir de soporte para la
capa de polvo (torta) que rápidamente se acumula sobre él. Capa de polvo
que es la responsable de la alta eficacia de filtración de partículas de
pequeño tamaño.
*Diferencia a (100- Cenizas)
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Foto 6. Funcionamiento filtro de mangas
A continuación se detalla las ventajas e inconvenientes que ofrecen los
filtros de manga como alternativa al control de emisiones procedentes de la
caldera:
Las principales ventajas de los filtros de tejido son:
1. Muy alta eficacia, incluso para partículas muy pequeñas.
2. Posibilidad de operar con una gran variedad de tipos de polvo.
3. Baja sensibilidad a variaciones en la carga de partículas.
4. Diseño modular con capacidad para operar en gran rango de caudales de
gas.
5. Pérdidas de carga no demasiado altas.
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6. Las partículas se recogen secas facilitando su reprocesamiento o
eliminación final.
Por contra sus principales limitaciones son:
1. Gran necesidad de espacio para su implantación.
2. La vida útil del tejido puede ser demasiado corta cuando el polvo o el gas
son
fuertemente alcalinos ó ácidos y la temperatura elevada
3. Para temperaturas superiores a 275 ºC se requieren tejidos de material
refractario (filtros cerámicos) o metálico todavía en estado de desarrollo.
4. La condensación de humedad o la deposición de partículas de alquitrán o
brea pueden ocasionar la colmatación del filtro.
5. Concentraciones superiores a 50 g/cm3 de polvos fácilmente oxidables
suponen un peligro potencial de incendio o explosión.
Tras este análisis de opciones posibles, se selecciona la opción del filtro de
mangas ya que es la opción con mayores porcentajes de eliminación(un
buen diseño implicaría reducciones por encima del 99,9%), además de que
es muy flexible ante cambios en la carga, además de ser modular que
permite enfrentarse a un gran abanico de caudales de humos.
Por la contra, el principal inconveniente que posee que su temperatura de
operación máxima(275ºC) es inferior a la temperatura de salida de los
gases de la caldera(300ºC). Pero para ello se intercala un precalentador de
aire entre la salida de la caldera y la entrada del filtro de mangas,
asegurando que los humos se enfríen a una temperatura de 150ºC.
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3.5 INTERCAMBIADOR
Lo
clásico
sería
optar
por
un
Ljungström,
intercambiador
de
tipo
regenerativo, ya que sus ventajas se basan en que se procura utilizar la
energía restante de fuentes que ya han participado en el proceso de
generación de calor como son los gases de combustión, pero conservando
parte de la capacidad para incrementar la energía de la sustancia de
trabajo, en este caso el aire de combustión.
Aunque no están incluidos dentro de la termodinámica del ciclo, estos
aparatos mejoran la combustión de la caldera, disminuyendo el consumo de
combustible y por lo tanto mejorando la eficiencia térmica de la planta.
Los pre-calentadores de aire son intercambiadores de calor de tipo
regenerativo con movimiento del fluido a contracorriente o contra flujo, y se
clasifican en dos tipos de pre-calentadores de aire regenerativos conocidos
por el nombre de sus respectivos creadores: Rothemühle y Ljungström.
Ambos constan de una cesta que se expone alternativamente al flujo de aire
caliente y al flujo de aire frio, en el Rothemühle la cesta es fija y se mueven
los conductos de aire y en el Ljungström es la cesta quien gira
exponiéndose a uno y otro flujo. Es decir, en el Rothemühle, aire se calienta
a medida que fluye a través de la canasta, que ha obtenido la energía
térmica de los gases de escape. En cambio Ljungström, la parte de la cesta
expuesta a los gases calientes absorbe calor y luego se lo cede al aire frio.
En este caso, el calor no se transfiere a través de una placa o un tubo, sino
que es absorbido y cedido por la misma superficie.
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Foto 7. Funcionamiento Ljungström 1
Por contra, estos equipos disponen de una serie de inconvenientes que
priman para optar por otro tipo de equipos:
Uno de los problema son las fugas de aire hacia el flujo de humos, debido a
la rotación, que exige siempre una holgura entre las partes móviles y fijas y
hace aumentar el caudal de aire requerido y es difícilmente controlable.
Además estos equipos requieren de un alto mantenimiento, por todo el
conjunto de partes móviles que dispone, aparte de ser equipos con unos
sistemas de control importantes para regular la velocidad del rotor para
asegurar en todo momento la temperatura de salida de los humos. Estas
razones hacen que este equipo sea inviable en muchas pequeñas industrias
ya que suelen ser sitios pocos tecnificados y no sería apropiado.
Por último también existe un riesgo de incendio ya que son equipos que
trabajan por motores eléctricos a altas temperaturas, con la posibilidad que
alguna chispa provoque algún incendio o explosión en la planta.
Estas razones hacen que el intercambiador elegido sea recuperativo, en los
que la transferencia de calor se verifica de forma directa y continua, a
través de la pared que separa los fluidos, lo que garantiza la permanente
separación de los flujos que intervienen en el proceso de intercambio
térmico.
Dentro de los precalentadores recuperativos, se clasifican según la
superficie de intercambio térmico esté conformada por:
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
Un determinado conjunto de tubos, cuya superficie global es la del
calentador de aire para el intercambio calorífico. La energía térmica
se transfiere desde los humos calientes que circulan por el interior de
los tubos, al aire que circula por su exterior.
Foto 8. Tres pasos de aire en contracorriente, humo en contracorriente

Un conjunto de placas paralelas que canalizan, por separado, los dos
fluidos que intervienen en el proceso. Estos calentadores constan de
baterías de chapas en paralelo y transfieren el calor, en flujos
cruzados, desde los humos calientes que fluyen por un lado de la
chapa, al aire frío que fluye por el otro lado. El sellado entre los flujos
de aire y humos se obtiene por soldadura de los bordes de las
chapas, o mediante una junta, muelle y compresión externa de las
baterías de chapas.
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Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
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Foto 9. Intercambiador de placas humo ascendente
En esta imagen se puede observar como el flujo de gas neto procedente de
la caldera entra por abajo y sale por arriba para que en su movimiento
ascendente pueda desprenderse de partículas que serían recogidas en un
cenicero en la parte inferior del intercambiador. Esto hace que esas
partículas más gordas no entren al filtro de mangas y no puedan obstruir la
tela.
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Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
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Foto 10. Montaje intercambiador de placas
Dentro de los intercambiadores recuperativos se elige el intercambiador de
placas frente al de tubos por una serie de ventajas:

Son más compactos: disponen de una superficie de intercambio muy
grande requiriendo menor espacio en planta.

Alto rendimiento térmico.

Seguros: ausencia de contaminación entre circuitos debido al sellado
independiente de ambos mediante las juntas de estanqueidad.

Livianos: Su diseño proporciona más fácil manipulación en planta,
embarque y seguridad de uso en la instalación.

Ensuciamiento mínimo: Debido a su diseño auto limpiante de las
placas.

Expansibilidad y durabilidad: Posibilidad de ampliación de placas para
el futuro incremento del rendimiento térmico en planta y renovación
de efectividad con el cambio de placas.

Fácil limpieza: permite una apertura y cierre fácil y rápido para
limpieza mecánica, lo que implica un menor gasto de operación.
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Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
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DISEÑO FINAL
El diseño del filtro de manga y del intercambiador de placas, se basa en
simples balances de materia y energía, a partir del análisis elemental del
orujillo y de la capacidad de la caldera principalmente. Las reacciones
fundamentales que se producen en la combustión del orujillo son:
1)
2)
3)
La línea de funcionamiento será: para una base de 100 kg/h de orujillo,
vemos el caudal de vapor producido en la caldera, y extrapolamos con el
dato real de 12 toneladas/h de vapor producido, las diferentes magnitudes
que sean necesarias. Así pues:
A partir del análisis elemental del orujillo, con los pesos atómicos se obtiene
los kmol/h de cada elemento y con una base de 100kg/h tenemos:
Elemento
Masa (kg/h)
Moles(kmol/h)
Carbono
49,51
4,126
Hidrógeno
5,69
5,69
Azufre
0,1
3,125x10-3
Nitrógeno
1,18
0,084
Oxígeno
34,89*
2,18
A partir de la estequiometría de las reacciones se calcula el oxígeno
estequiométrico para determinar el caudal de aire necesario, además del
caudal volumétrico de gases de combustión.
Reacción
1
estequiométrico
(kmol/h)
4,126
Gases producido
(kmol/h)
4,126 (
)
2
1,4225
2,845 (
3
3,125x10^-3
3,125x10^-3(
)
)
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El oxígeno estequiométrico necesario procedente del aire será la suma de
los 3 valores anteriores menos la propia cantidad de oxígeno que viene en
el orujillo. Así pues:
estequiométrico(aire)= (4,126+1,4225+3,125x10-3)- 1,09=4,46 kmol/h
La relación de oxígeno en el aire es del 21%, por lo que se requiere 21,24
kmol/h de aire(16,78kmol/h de nitrógeno). Además por la ley de gases
ideales, 1 kmol equivalen a 22,4 m3, por lo que se halla el caudal
volumétrico de aire directamente:
Teniendo en cuenta que hay un 10% de oxígeno en los gases de salida y
que además la temperatura del aire es T(ºC), se calcula el caudal real de
aire:
Por otro lado, también es necesario calcular el caudal de gases tanto
volumétrico como másico, teniendo en cuenta que está formado por los
productos de las reacciones principales, además del nitrógeno y oxígeno sin
reaccionar:
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Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
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Con los caudales másicos de orujillo y humos, y conociendo el poder
calorífico del orujillo(PCI=3900 kcal/kg),se puede calcular el caudal másico
de vapor correspondiente mediante un balance de energía en la caldera.
Se va a contemplar dos situaciones:
1) El aire que entra en la caldera entra a una temperatura ambiente de
30ºC
2) El aire que entra en la caldera es precalentado en un intercambiador de
placas con los humos de salida, que salen a unos 300ºC.De esta manera, se
aumenta el rendimiento energético de nuestra operación, traduciéndose en
un ahorro de combustible y por consiguiente, de humos a tratar.
El balance de energía de ambas situaciones se puede modelar de la
siguiente manera: el poder calorífico del combustible se utiliza en conseguir
el vapor a 16kg/cm2 a partir de agua líquida a 30ºC y para calentar los
gases de salida:
+
(1)
Donde para la situación 1:


PCI=3900 kcal/kg

= 30ºC



=100 kg/h
El término del aire se anula al entrar a 30ºC
=1
es la temperatura correspondiente a los 16kg/cm2 que se
aproxima a 200ºC


entalpía de vaporización, 464,9 kcal/kg
= 1260,87 kg/h



= 0,24
es la temperatura de salida de los gases de combustión,
ºC
es la incógnita de nuestro balance
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Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
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De aquí se obtiene que el caudal de vapor
=478.81kg/h. Como en
realidad la caldera produce 12 toneladas/h de vapor, se obtiene el caudal
másico de orujillo de manera lineal.
Ya calculado, se puede hallar utilizando el mismo procedimiento anterior, el
caudal volumétrico de humos que será necesario para el diseño del filtro de
mangas. A ese caudal de orujillo le corresponden:
kg/h, que son 1080,32 kmol/h de humos.
Por la ley de los gases ideales y teniendo en cuenta que salen a
300ºC:
Antes de realizar el balance energético de la situación 2, es necesario
calcular a cuál temperatura sale el aire del pre-calentador mediante un
balance de energía en el mismo. Para ello, se debe establecer que los
humos salen a una temperatura lo suficientemente baja para que el filtro de
mangas posterior no tenga problemas de operación, la cual es 150ºC.
Donde***:




= 0,24
es la temperatura de entrada del fluido caliente, 300ºC
es la temperatura de salida del fluido caliente, 150ºC


es la temperatura de salida del fluido frío, incógnita

la temperatura de entrada del fluido frío, 30ºC
*Diferencia a (100- Cenizas)
**8,515-4,46=4,055
*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
Álvaro Azagra Morón
Página 23
De la ecuación (2) resulta que el aire sale a
=192ºC.
Ahora, ya se puede plantear el balance de energía (1) pero ahora todos los
términos estarán referidos a la nueva incógnita, que es el nuevo caudal de
combustible
:





= 192ºC
El resto de términos permanecen inalterados.
Así pues, con estos valores, el consumo de combustible se ve reducido un
13% hasta
2180,34 kg/h. Al igual que antes, volvemos a calcular
el caudal volumétrico de gases que será necesario para el diseño del filtro
de mangas.
kg/h, que son 939,88 kmol/h de humos.
Por la ley de los gases ideales y teniendo en cuenta que salen a 300ºC:
La situación 2, la que el aire que utilizamos para refrigerar los humos, es
introducido a la caldera a 192ºC, nos permite un importante ahorro. Como
el precio del orujillo está aproximadamente a 0,05€/kg y que la planta
opera unas 8000 horas al año:
AHORROanual= (morujillo - m'orujillo) x 0,05x8000= 130348 €/año
*Diferencia a (100- Cenizas)
**8,515-4,46=4,055
*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
Álvaro Azagra Morón
Página 24
4.1 DISEÑO INTERCAMBIADOR DE PLACAS
Una vez analizado lo que ocurre en la caldera, se procede a diseñar el
intercambiador de placas y el filtro de mangas.
El diseño térmico de los equipos de transferencia de calor hace uso
de los principios fundamentales de la Termodinámica, de la
Transferencia de calor y de la Mecánica de los Fluidos. Aquí solo se
presentan los principales resultados, de acuerdo a los Métodos de la
diferencia media logarítmica de temperaturas.
Para el precalentador, se utiliza una ecuación de diseño de
intercambiador de calor para calcular su área:
Donde:


Q : es el calor intercambiado en el intercambiador, en este caso
utilizaremos el calor cedido por el fluido caliente(igual que el ganado
por el fluido frío), kcal/h
U: coeficiente global de transmisión de calor, incluye los coeficientes
de convección y radiación, y los factores de ensuciamiento del lado
de los gases y del aire, siendo su valor del orden de 17-57
.
Se tomará 40



A: superficie de intercambio del intercambiador
F: Factor de corrección de intercambiadores de calor. Se asume un
valor de 0,9.
DTLM: diferencia de temperaturas logarítmica media
DTLM=
=
113,89 K
Para ambas situaciones, las temperaturas de entrada y salida del
fluido caliente(gases) son 300ºC y 150ºC respectivamente. Mientras
que la temperaturas de entrada y salida del fluido frío(aire) son 30ºC
y 192ºC respectivamente.
La diferencia entre ambas situaciones reside en el calor
intercambiado, que en la primera será mayor y por tanto requerirá
más área.
*Diferencia a (100- Cenizas)
**8,515-4,46=4,055
*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
Álvaro Azagra Morón
Página 25
Siendo:


Resultando:
Verificándose que el área de la situación 1 es mayor que el área de
intercambio de la situación 2.
Buscando en el catálogo intercambiadores industriales de más de 300 m2
que puedan tratar más de 45000 m3/h de gases de combustión, que
soporte una temperatura de entrada de gases cercana a los 300ºC, no son
muy frecuentes que estén disponibles abiertamente en el mercado, suelen
ser encargos de la industria correspondiente.
Aun así el intercambiador "Concitherm CT-193" y el "REKULUVO" del
fabricante "GEA Heat Exchangers" cumple todos nuestros requisitos.
*Diferencia a (100- Cenizas)
**8,515-4,46=4,055
*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
Álvaro Azagra Morón
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En cuanto al primer modelo sus dimensiones son:
Modelo
CT-193
Sup
placa
(m2)
Nºmax
1,53
600
A
B
C
D
E
Longitud
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
2565
1060
1720
570
360
14504560
Vemos como el intercambiador puede llegar a ser de mayor 600m2 y sus
dimensiones características A,B,C,D,E y longitud mínima y máxima son:
Foto 11. Dimensiones intercambiador 1
En cuanto al otro modelo, "REKULUVO", es más industrial, cabe resaltar que
es un intercambiador de placas perforadas, trabajan prácticamente a vacío,
por lo que sus costes operacionales son muy altos y sus principales
características son:
*Diferencia a (100- Cenizas)
**8,515-4,46=4,055
*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
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Por tema económico, seleccionamos el primero ya que tanto su inversión
como sus costes de operación son bastantes más pequeños. El precio de
adquisición del "CT-193 del fabricante GEA" puede rondar los 10000€.
*Diferencia a (100- Cenizas)
**8,515-4,46=4,055
*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
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4.2 Diseño del filtro de mangas
Para el diseño del filtro de mangas, lo primero que hay que determinar es el
método de limpieza del mismo. Existen varios sistemas de limpieza que
pueden clasificarse en tres grandes grupos:
1. De flexión.
2. De aire inverso.
3. Por pulsos de aire a presión.
El primer grupo incluye los siguientes: por sacudidas mecánicas, por
oscilación y por ondas sonoras de baja frecuencia. Los sistemas más usados
pertenecientes al segundo grupo son los de chorro inverso y los de flujo
inverso de aire.
Los filtros con limpieza por sacudidas o por aire inverso han sido
ampliamente empleados durante muchos años y están siempre divididos en
varios compartimentos, uno de los cuales es aislado durante el proceso de
limpieza mientras que los demás continúan en operación.
Los filtros con limpieza por pulsos de aire a presión son equipos mucho más
recientes (desarrollados en los últimos 20 años) que representan en la
actualidad casi la mitad del mercado de la filtración de gases industrial.
Operan mediante filtración externa y consiguen la limpieza de las mangas
por efecto de pulsos de aire comprimido (a 6 ó 7 atm) de muy corta
duración (30-100 ms) que producen una onda de choque que flexa las
mangas y desprende el polvo depositado.
La principal ventaja de los filtros limpiados por pulsos de aire es que la
limpieza de las mangas se realiza sin parar el proceso de depuración de gas,
no siendo necesaria la compartimentación del equipo. Por ello
seleccionamos éste último método.
La elección de un tejido para una aplicación dada depende
fundamentalmente de los siguientes factores:
1) Temperatura del gas
2) Propiedades físicas y químicas del polvo
3) Composición química del gas
4) Contenido en humedad del gas.
*Diferencia a (100- Cenizas)
**8,515-4,46=4,055
*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
Álvaro Azagra Morón
Página 29
5) Precio
A su vez, el tipo de tejido elegido condiciona, en gran parte, el método de
limpieza a utilizar. La tela seleccionada es de fibra de vidrio, ya que es
relativamente barata y cumple los requisitos anteriores, además de que es
compatible con el método de limpieza seleccionado.
El diseño de este tipo de filtro de mangas, sugiere la EPA, viene marcado
por la ecuación:
Donde:
V: velocidad de filtración, es la incógnita que se pretende hallar (ft/min)
A: Factor asociado al material del polvo a eliminar (Tabla 1.4)
B: Factor asociado al tipo de proceso de procedencia de los humos (Tabla
1.4)
T: Temperatura del gas. (ºF) Para temperaturas menores de 50ºF, se usará
este valor, y para temperaturas mayores de 275ºF, se usará este valor.
L: Carga del polvo a la entrada (gr/ft3). Para cargas menores de 0,05 se
usará L=0,05 y para cargas mayores de 100, se usará L=100.
D: Diámetro promedio de las partículas a tratar. El valor de D será 0,8 para
partículas menores a 3 μm, y de 1,2 para mayores de 100 μm.
De la tabla 1.4, se busca el material del polvo a filtrar, en este caso cenizas
volantes de combustión de carbón pulverizado es el que mejor se asemeja
(Fly ashes) cuyo valor asociado es A=9.
De la misma tabla, como el proceso anterior es una combustión en una
caldera, el factor asociado (Product collection) B=0,9.
La temperatura de trabajo es 150ºC que su equivalencia a grados
Fahrenheit T=302ºF, como es mayor que 275, se toma este último valor.
T= 275
La carga de polvo a la entrada máxima a tratar son 700 mg/Nm3 que
debemos pasar a las unidades anglosajonas grano entre pie cúbico.
*Diferencia a (100- Cenizas)
**8,515-4,46=4,055
*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
Álvaro Azagra Morón
Página 30
La equivalencia es L=0,146 gr/ft3.
Como el 80% de las partículas tienen un diámetro menor de 3 μm, el valor
de D=0,8.
Así pues, con estos valores, resulta un valor de la velocidad de filtración de
V=5,134 ft/min.
Para hallar el área del filtro de mangas, basta con dividir el caudal
volumétrico de gases entre la velocidad de filtración recientemente
calculada.
Situación
1
2
Caudal volumétrico
ft3/min
27333,38
25981,87
Área del filtro ft2
5324
5060,75
Para no quedarse justos y ante posibles cambios de la carga, se selecciona
un filtro con 5500 ft2.
PRECIOS DE FILTRO
La inversión del filtro de mangas es la suma del coste de una serie de
términos como el equipo, la tela, equipos auxiliares, instrumentos y equipos
de control, impuestos y otros conceptos.
Para hallar el precio de inversión del equipo, nos vamos a la correlación del
filtro de mangas limpiado por pulsos de aire a presión. De la figura 1.8:
De esta ecuación nos sale P=13,306 , por lo que la inversión sería de
13306$1998. Este precio debe ser multiplicado por un factor de actualización
que lo lleve a un precio actual.
A partir de los índices de coste de Marshall and Swift que publica la revista
de "Chemical Engineering" para el coste de equipos, y por regresión lineal
se obtiene el factor de actualización 2014. El 1998 ya viene publicado y no
hace falta calcularlo:
*Diferencia a (100- Cenizas)
**8,515-4,46=4,055
*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
Álvaro Azagra Morón
Página 31
Año
1963
1964
1965
Año
1978
1979
1980
1981
1982
Índice
100,5
101,2
102,1
Índice
240,3
264,7
292,6
323,9
336,2
Año
1966
1967
1968
Año
1983
1984
1985
1986
1987
Índice
105,3
107,7
109,9
Índice
336
344
347,2
336,2
343,9
Año
1969
1970
1971
Año
1988
1989
1990
1991
1992
Índice
116,6
123,8
130,4
Índice
372,7
391
392,2
396,9
392,2
Año
1972
1973
1974
Año
1993
1994
1995
1996
1997
Índice
135,4
141,8
171,2
Índice
391,3
406,9
427,3
427,4
433,2
Año
1975
1976
1977
Año
1998
1999
2000
-----------
Índice
194,7
205,8
220,9
Índice
436
435,5
438
-------------
La regresión lineal Y=a+bX, (siendo y:índice; x:año) da como resultado:
por lo que resulta los siguientes índices de coste:
La inversión en 2014 del equipo será:
Los precios de la tela viene marcada por el material de la misma, su
diámetro el método de limpieza del filtro y el tamaño del mismo. La tela que
hemos elegido es de fibra de vidrio con un diámetro de 20 cm (de 6 a 8
pulgadas) Así pues de la tabla 1.8:
Esta misma tabla indica que los precios en la actualidad han podido variar
hasta un 10%. Para el diseño tomamos ese valor máximo quedando:
En conceptos como equipos auxiliares, instrumentación, equipos de control,
impuestos y otros, el precio total de compra del filtro puede ascender hasta
un 120%
*Diferencia a (100- Cenizas)
**8,515-4,46=4,055
*** Los caudales de gas y aire son calculados respecto al caudal de orujillo de la situación 1
Como ambos caudales son proporcionales entre sí, se sigue cumpliendo la ecuación.
Álvaro Azagra Morón
Página 32
NORMATIVA APLICADA
Como instalación de combustión de potencia menor de 50 MW, en materia
de emisiones de la atmósfera se debe cumplir las siguientes leyes:
NORMATIVA GENERAL MEDIOAMBIENTAL

REAL DECRETO 393/2007, de 23 de marzo, por el que se aprueba
la Norma Básica de Autoprotección de los centros, establecimientos y
dependencias dedicados a actividades que puedan dar origen a
situaciones de emergencia.

LEY 7/2007 DE GESTIÓN INTEGRADA DE LA CALIDAD AMBIENTAL
(GICA)

LEY 26/2007 DE RESPONSABLIDAD AMBIENTAL

RD LEGISLATIVO 1/2008 que aprueba el texto refundido de la ley
de Evaluación de Impacto Ambiental en Proyectos.

DECRETO 356/2010 regula la autorización ambiental unificada.

DECRETO 5/2012, de 17/01/2012, Se regula la autorización
ambiental integrada y se modifica el Decreto 356/2010, de 3 de
agosto, por el que se regula la autorización ambiental unificada

REAL
DECRETO-LEY
17/2012,
de
04/05/2012,
De
medidas
urgentes en materia de medio ambiente.
Álvaro Azagra Morón
Página 33

Ley 11/2012 sobre medidas urgentes en materia de medio
ambiente (modificaciones varias)

Ley 21/2013, de 9 de diciembre, de evaluación ambiental.

Ley 11/2014 que modifica la Ley 23/2007 de Responsabilidad
Ambiental
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA :
A) Comunitaria

Reglamento (CE) Nº 3093/1994, del Consejo de 15 de diciembre,
relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono.

Reglamento (CE) Nº 2037/2000 del Parlamento Europeo y del
Consejo de 29 de junio de 2000 sobre las sustancias que agotan la
capa de ozono.
B) NACIONAL

LEY 34/2007 de calidad del aire.

RD
100/2011
que
actualiza
el
catalogo
de
actividades
potencialmente contaminadoras de la atmósfera.

RD 102/2011 relativo a la mejora de la calidad del aire.
Álvaro Azagra Morón
Página 34

REAL DECRETO 815/2013, de 18 de octubre, por el que se
aprueba el reglamento de emisiones industriales.

RD 117/2003
limita emisiones de Cov debido al uso de
disolventes.

Real Decreto 678/2014, de 1 de agosto, por el que se modifica
el Real Decreto 102/2011, de 28 de enero, relativo a la mejora de
la calidad del aire.

ORDEN DE 18 DE OCTUBRE DE 1976 del ministerio de industria
sobre prevención y corrección de la contaminación atmosférica
industrial.

RD 1800/95 establecen nuevas normas sobre limitación de las
emisiones a la atmósfera de determinados agentes contaminantes
procedentes de grandes instalaciones de combustión.

RD
430/2004
sobre
nuevas
normas
sobre
limitación
de
emisiones a la atmósfera de determinados agentes contaminantes
procedentes de grandes instalaciones de combustión... y refinerías
de petróleo.
C) ANDALUCIA

Orden, de 23 de febrero de 1996, que desarrolla el Decreto
74/1996 por el que se aprueba el Reglamento de Calidad del aire,
en materia de medición, evaluación y valoración.

ORDEN de 12 de febrero de 1998, por la que se establecen
límites de emisión a la atmósfera de determinados agentes
Álvaro Azagra Morón
Página 35
contaminantes procedentes de las instalaciones de combustión de
biomasa sólida.

ORDEN de 22 de octubre de 2004, por la que se aprueban los
modelos de pago fraccionado a cuenta y de declaración-liquidación
anual del impuesto sobre emisión de gases a la atmósfera, y se
determina el lugar de pago.

ORDEN de 22 de octubre de 2004, por la que se regula la
declaración de comienzo, modificación y cese de las actividades
que determinen la sujeción al impuesto sobre emisión de gases a
la atmósfera.

ORDEN de 2005 q establece modelos de NOTIFICACIÓN anual
de emisiones de las empresas afectadas por ley 16/2002

Decreto 239/2011, de 12 de julio, por el que se regula la
calidad del medio ambiente atmosférico y se crea el Registro de
Sistemas de Evaluación de la Calidad del Aire en Andalucía.
A continuación adjunto la orden de 12 de Febrero de 1998 en la que la
Consejería de Medio Ambiente de Andalucía establece los límites de emisión
a la atmósfera de determinados agentes contaminantes procedentes de
instalaciones de combustión de biomasa sólida, que son en los que se ha
basado este trabajo:
" ORDEN de 12 de febrero de 1998, por la que se establecen límites de
emisión
a
la
atmósfera
de
determinados
agentes
contaminantes
procedentes de las instalaciones de combustión de biomasa sólida.
El Decreto 833/75, de 6 de febrero, por el que se desarrolla la Ley 38/1972,
de 22 de diciembre, de protección del ambiente atmosférico, establece en
su Anexo IV los valores límites que, con carácter general, no deberán
superar las emisiones de humos, polvos, hollines, gases y vapores
Álvaro Azagra Morón
Página 36
contaminantes procedentes de las principales actividades industriales
potencialmente contaminadoras, cualquiera que sea su localización.
El epígrafe 2 del citado Anexo IV recoge los límites de emisión para
instalaciones de combustión industrial, pero solo con respecto a la
utilización de carbón o fuel-oíl como combustibles.
Desde hace bastantes años, se ha venido generalizando la utilización de
ciertos tipos de biomasa sólida como combustible. En concreto, y de gran
importancia en el caso andaluz, se ha aprovechado el orujillo, residuo sólido
procedente de la extracción del aceite del orujo de las almazaras. Este
orujillo, o bien el hueso, constituye un magnífico combustible que se está
utilizando
en
numerosas
instalaciones
de
combustión
en
Andalucía,
fundamentalmente hornos, calderas y secaderos.
Desde una óptica puramente ambiental, hay varios aspectos positivos a
destacar. El primero de ellos consiste en que se ha realizado la valorización
de un residuo. El segundo consiste en que, al contrario que en el caso del
carbón y el fuel-oil, las emisiones de dióxido de azufre son prácticamente
inexistentes en la combustión de biomasa sólida. Como tercer aspecto
ambiental a considerar hay que citar el enorme beneficio que las nuevas
tecnologías han traído consigo, como es la práctica eliminación de uno de
los mayores problemas de contaminación que ha padecido Andalucía,
consistente en el vertido de ingentes cantidades de alpechín a nuestros ríos.
Sin embargo, hay un aspecto negativo, ya que la concentración de
partículas sólidas en los gases de combustión sí puede llegar a alcanzar
valores del mismo orden, e incluso superiores, al caso del carbón. En
efecto, la generación de orujos procedentes de sistemas de obtención de
aceite de oliva mediante tecnología de dos fases, ha implicado un
significativo incremento en el vertido de partículas a la atmósfera en las
operaciones de procesado y posterior combustión. Debe considerarse que la
mayoría de las instalaciones que utilizan este combustible son de pequeño
volumen, por lo que la adopción de ciertos sistemas de reducción de las
emisiones de partículas no resulta económicamente viable. Adicionalmente,
el reducido tamaño de las instalaciones implica que la emisión neta
de partículas tampoco sea muy elevada.
Álvaro Azagra Morón
Página 37
El propósito de la presente regulación es el establecimiento de unos valores
límite de emisión a la atmósfera de determinados agentes contaminantes en
la combustión de biomasa sólida, teniendo en cuenta una visión integral del
problema, es decir, su repercusión global sobre los distintos medios que
puedan resultar afectados. Para ello, hay que considerar la no penalización,
con respecto a la combustión del carbón, de estos tipos de combustibles,
cuyas consecuencias sobre el medio hídrico, sobre la generación de
residuos, y en gran medida sobre las emisiones de algunas sustancias a la
atmósfera, son indudablemente beneficiosas.
Por último, y en lo que respecta a la Comunidad Autónoma de Andalucía, en
el ejercicio de sus competencias para dictar medidas adicionales de
protección del medio ambiente atmosférico, puede establecer nuevos
niveles más rigurosos de emisión de contaminantes para determinadas
empresas o sectores.
Así lo establecen los artículos 3 y 4 del Reglamento de Calidad del Aire,
aprobado por Decreto 74/1996, de 20 de febrero. En este caso, y habida
cuenta que la presente regulación supone una actuación tendente a regular
niveles de emisión de actividades no especificadas en el Anexo IV del
Decreto 833/1975, el artículo 46.3 de la norma citada dispone que «los
límites de las emisiones a la atmósfera de otros contaminantes y otras
actividades no especificadas en el Anexo IV de este Decreto serán
establecidos en cada caso particular por el Ministerio competente por razón
de
la
actividad,
previo
informe
de
la
Organización
Sindical».
En
consecuencia, tras la debida interpretación analógica del precepto, podemos
concluir que es el Consejero de Medio Ambiente quien, mediante Orden,
puede fijar niveles de emisión del sector de empresas que llevan a cabo
combustión de biomasa, los cuales no serán necesariamente más estrictos
que los del punto 27 del ya tantas veces mencionado Decreto 833/1975.
En su virtud, esta Consejería de Medio Ambiente ha tenido a bien disponer:
Artículo 1. La presente Orden tiene como objeto establecer los valores
límites de emisión a la atmósfera para aquellas instalaciones de combustión
que utilizan cualquier tipo de biomasa sólida como combustible.
Álvaro Azagra Morón
Página 38
Artículo 2. Se establecen en el Anexo de la presente Orden los límites de
emisión
de
contaminantes
que
serán
de
aplicación
para
aquellas
instalaciones en que se verifiquen procesos de combustión de potencia
térmica inferior a 50 Mw.
Artículo 3. En caso de que la aplicación de los límites especificados en el
Anexo de la presente Orden tuviesen como resultado la superación de los
niveles máximos de inmisión aplicables, podrán proponerse niveles de
emisión más rigurosos para aquellas actividades ubicadas en la zona
afectada o, aunque se encuentren fuera de dicha zona, sus emisiones sean
responsables o contribuyan significativamente a dichas superaciones.
Artículo 4. Cuando las condiciones económicas y el avance tecnológico así lo
permitan, podrá proponerse que, con respecto a aquellas instalaciones que
use biomasa sólida como combustible, se establezcan límites de emisión
más estrictos que los señalados en el Anexo.
Artículo 5. Los titulares de instalaciones que usen biomasa sólida como
combustible las mantendrán en perfecto estado de conservación y limpieza,
con objeto de minimizar las emisiones, tanto canalizadas como fugitivas, de
partículas a la atmósfera. Los dispositivos de eliminación de partículas,
cuando existan, tendrán como finalidad principal, independientemente de
consideraciones económicas de aprovechamiento de materia prima, la
minimización de las partículas vertidas a la atmósfera. A estos efectos, toda
nueva instalación que queme biomasa sólida justificar• técnicamente que
ha sido concebida teniendo en cuenta dicho aspecto".
LÍMITES DE EMISIÓN DE LAS INSTALACIONES QUE UTILIZAN BIOMASA
SÓLIDA COMO COMBUSTIBLE
Potencia térmica (Mw): Partículas:(mg/Nm3)
Monóxido de Carbono
Pt
(ppmv)
0<Pt≤10
400
1445
10<Pt≤30
300
1445
30<Pt≤10
200
1445
Álvaro Azagra Morón
Página 39
En el mayor de los dos supuestos, la potencia térmica de la caldera es :
Por lo que a nuestro sistema le corresponde cumplir unas emisiones más
restrictivas que las mencionadas en la primera fila de la tabla anterior.
Álvaro Azagra Morón
Página 40
CONCLUSIONES
El aplicar un filtro de mangas después de la caldera es el sistema más
efectivo para reducir la problemática de la engente cantidad de partículas
que emiten estas calderas alimentadas con orujillo, frecuentes en la
industria aceitunera, debido a sus grandes ventajas como:
- Facilidad de transporte hasta su punto de consumo, por su humedad,
granulometría y densidad.
- Buena reactividad, autoignición, estabilidad de llama y alto tiempo de
residencia para una combustión completa.
- Alto en Volátiles que favorece una llama viva y una transmisión de calor
por radiación alta en el hogar.
Así pues con este sistema de captación de partículas reducimos en un
99,9% dicha emisión quedándonos en valores de decenas de mg/Nm3muy
inferiores a los 400 mg/Nm3 que marca la ley, por lo que es muy flexible
ante cualquier aumento de la demanda o cambio en la composición del
orujillo.
El mayor problema de este sistema es que el filtro requiere trabajar a
temperaturas menores de 250ºC para que su funcionamiento sea óptimo,
por lo que requiere una importante inversión en un equipo que reduzca la
temperatura de los gases de salida de la caldera, unos 300ºC. Se selecciona
el intercambiador de placas por sus bajos costes de operación y su
fiabilidad para conseguir la temperatura deseada ante cambios como el de
caudal de gases.
Así pues, con este método, se podría incrementar el porcentaje de
autoconsumo de orujillo en las plantas aceituneras que disponen de
extractoras que generen orujillo(en torno al 80% de las extractoras), que
actualmente se encuentra en torno al 50%, y poder así aumentar el
rendimiento de la planta y ser más autosuficientes.
En la actualidad, el orujillo que no se autoconsume en la planta, la mayoría
se destina a las plantas de cogeneración eléctrica, mientras que el resto se
suele exportar a otros países.
Para las plantas de cogeneración el orujillo se transforma en combustible
gaseoso. Sin embargo, las tecnologías utilizadas para esta transformación
se encuentran actualmente en fase de I+D con el fin de reducir costes. Su
transformación a un combustible gaseoso mediante procesos termoquímicos
(gasificación) hace que sea posible su uso en turbinas de gas, lo que
permite el uso de un ciclo combinado para la generación de electricidad, el
cual posee un mayor rendimiento en la conversión de energía que un ciclo
simple de vapor.
Álvaro Azagra Morón
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Álvaro Azagra Morón
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