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407601862-Semana04-5-Hoja-de-Lectura-3-Factores-de-Emision

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Calidad del aire
Hoja de lectura N° 3
ESTIMACION DE EMISIONES
Sección
Docente
: ………………………..………………...
: Dante Manuel García Jiménez
Unidad: II
Semana: 04
Apellidos : ………………………..……………….
Nombres : …………………………………………….
Fecha
: .…../……/2019
Duración: 45 min
Instrucciones: Este texto es texto base para los talleres de clase.
FACTORES DE EMISION Y ESTIMACION DE EMISIONES
Los Factores de Emisión (FE) son una herramienta usada para la estimación de emisiones en la
fuente. Están expresadas en cantidad de contaminante sobre alguna unidad de la actividad. La
unidad de la actividad puede ser cantidad de combustible usado, cantidad de producto
generado, cantidad de energía generada, etc.
Los EF sirven para desarrollar inventarios de emisiones. Un inventario de emisiones es utilizado para
cuantificar los diferentes sustancias químicas, formas de energía y agentes biológicos liberados a la
atmósfera los cuales son definidos por la autoridad competente como contaminantes criterio o
caso contrario identificar a aquellos que son característicos de determinada actividad.
En las siguientes
Estados Unidos.
abla se puede apreciar comparaciones de las cantidades de emisiones en los
Ing. Dante M. García Jiménez
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TIPOS DE FUENTES DE AREA EVALUADOS
Fuente de Punto
Fuente de Área
Fuentes de Línea
Ing. Dante M. García Jiménez
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FUENTES DE FACTORES DE EMISIONES PARA ESTIMACION DE EMSIONES
•
•
•
AP-42 Factores de emisión de la EPA
Factores Emisión de la OMS (Economopoulos)
Investigaciones de fuentes puntuales
CALCULO DE LA EMISION
𝐸 = 𝐴 (𝐸𝐹)
Donde
E = Emisión, kg/año
A = Unidad de la actividad, unidad/año
EF = Factor de emisión, kg/unidad
OTRO METODO PARA ESTIMACION DE EMISIONES
METODOS EPA 5 ISOCINETICO: Es un dispositivo que tiene una sonda que va conectada a un tren
de muestreo.
Ing. Dante M. García Jiménez
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EJEMPLOS DE CALCULO DE EMISIONES CON FE
1. Estimar las emisiones de particulas
suspendidas totales (PST) en t/año si en la
actividad de cultivo de caña de azúcar se
quema 45 Ha al año.
Nota: Usar las tablas de FE de la OMS (Economopoulos) que está en el aula virtual.
Dato de la actividad
𝐴=
45 𝐻𝑎
𝑎ñ𝑜
Factor de Emisión para PST
𝐸𝐹 =
5 𝑘𝑔 𝑃𝑆𝑇
1000 𝑚2 𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑜
Cambiando de unidades a la Actividad
𝐴=
45 𝐻𝑎 10000 𝑚2
450000 𝑚2
[
]=
𝑎ñ𝑜
1 𝐻𝑎
𝑎ñ𝑜
Calculo de la Estimación E
𝐸 = 𝐴 (𝐸𝐹)
𝐸=
450000 𝑚2 5 𝑘𝑔 𝑃𝑆𝑇
𝑘𝑔
(
) = 2250
= 2.25 𝑡/𝑎ñ𝑜 𝑃𝑆𝑇
2
𝑎ñ𝑜
1000 𝑚
𝑎ñ𝑜
¿Cuántas t/año de CO se emite?
Ing. Dante M. García Jiménez
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2. La cervecera Backus inauguró las
nuevas instalaciones de su planta
en Pucallpa, con una inversión de
S/. 202 millones. La planta ha
incrementado en 60% su
capacidad y tiene una producción
anual de 1.3 millones de hectolitros
de cerveza. Estime las t/año de PST
y COV empleando factores de
emisión.
Nota: Usar las tablas de FE de la OMS (Economopoulos) que está en el aula virtual.
Dato de la actividad
𝐴=
1.3𝑥106 ℎ𝑙
𝑎ñ𝑜
Factor de Emisión para PST
𝐸𝐹 =
0.8 𝑘𝑔 𝑃𝑆𝑇
𝑚3 𝑐𝑒𝑟𝑣𝑒𝑧𝑎
Cambiando de unidades a la Actividad
𝐴=
1.3𝑥106 ℎ𝑙 1 𝑚3
1.3𝑥105 𝑚3
[
]=
𝑎ñ𝑜
10 ℎ𝑙
𝑎ñ𝑜
Calculo de la Estimación E
𝐸 = 𝐴 (𝐸𝐹)
𝐸=
1.3𝑥105 𝑚3 0.8 𝑘𝑔 𝑃𝑆𝑇
𝑘𝑔
(
) = 104000
= 104 𝑡/𝑎ñ𝑜 𝑃𝑆𝑇
3
𝑎ñ𝑜
𝑚
𝑎ñ𝑜
¿Cuántas t/año de COV se emite?
Ing. Dante M. García Jiménez
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3. Se desea construir una instalación para
producir harina de trigo. La instalación
considera un molino para procesar 10.5
t de trigo diarios. Estime las emisiones de
PTS en kg/día comparando una planta
sin control y una planta controlada por
ciclones
Nota: Usar las tablas de FE de la OMS (Economopoulos) que está en el aula virtual.
Dato de la actividad
𝐴=
10.5 𝑡
𝑑𝑖𝑎
Factor de Emisión para PST sin control
𝐸𝐹 =
38 𝑘𝑔 𝑃𝑆𝑇
𝑡
Factor de Emisión para PST con ciclon
𝐸𝐹 =
0.8 𝑘𝑔 𝑃𝑆𝑇
𝑡
Calculo de la Estimación E
Sin control
Con control
Ing. Dante M. García Jiménez
𝐸=
10.5 𝑡
𝐸=
𝑑𝑖𝑎
10.5 𝑡
𝑑𝑖𝑎
38 𝑘𝑔 𝑃𝑆𝑇
(
𝑡
0.8 𝑘𝑔 𝑃𝑆𝑇
(
𝑡
𝑘𝑔
) = 399 𝑑𝑖𝑎
𝑘𝑔
) = 8.4 𝑑𝑖𝑎
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Ejercicios:
1.
Estime las emisiones fugitivas en t/año de un aserradero que procesa 8 t/dia de troncos de
madera. Use la tabla de FE de la OMS.
2.
Calcule todas las emisiones generadas en t/año de un horno domestico que consume 1917
kg/h de GLP cuya densidad es de 0.518 g/cm3. Use la tabla de FE de la OMS
3.
Por la chimenea de una fábrica de abonos nitrogenados salen gases residuales a un caudal de
930 m3/h. Dicha instalación utiliza como combustible 20000 m3/día de un gas natural cuya
densidad es de 0,75 g/L. Si el factor de emisión para los óxidos de nitrógeno es de 3 kg NOx/t
de gas natural, calcular las t/año de NO y NO2 si el 90% en peso de los NOx generados
corresponden a monóxido de nitrógeno (NO).
4.
Estimar las emisiones de material particulado (PTS) en t/año por cada proceso de una nueva
planta de cemento, que utilizará 500 t cal/día como materia prima, que usa carbón para el
proceso de cocción de la cal en relación 4:1 (4 t cal: 1 ton carbón).El carbón tiene un contenido
de azufre 3%, y la planta produce 400000 t/año de cemento. Además por cada tonelada de
carbón utilizado se genera 165 kg de escoria. Use la tabla de FE de la OMS
El proceso comprende:
a) Almacenamiento del carbón en pilas semicerradas (escoria)
b) Trituración y tamizado de carbón, no controlado
c) Pulverización de carbón, sistema de inyección indirecta no controlado
d) Almacenamiento de materia prima;
e) Trituración y tamizado de materia prima, primaria y secundaria con ciclón
f) Pulverización y calcinación de materia prima en horno horizontal de proceso en seco
que tiene como sistema de control de emisiones multiciclones y precipitador
electrostático.
g) Almacenamiento del cemento en silos
h) Empaquetado en sistema no controlado.
5.
Calcule las emisiones (PTS y H2S) en t/año en una fábrica de harina de pescado que utiliza
secadores de fuego directo para el procesamiento de pescado y 4 calderos de 800 bhp. Cada
uno consumen 50 gal de R500 (petróleo residual) por t de harina de pescado. La fábrica
procesa 140 t/h de pescado y produce 30 t/h de harina de pescado. R500 tiene una densidad
de 980 kg/m3 y contiene 1.5% en peso de azufre. Use la tabla de FE de la OMS.
6.
Estimar las emisiones de un vehículo del año 2003 que tiene 2400 cc que usa 20 galones de
gasolina al mes y que posee un convertidor catalítico. Use la tabla de FE de la OMS
7.
La industria Marine Product Inc. produce diariamente 12 m 3 de harina de pescado.
Considerando que se ha investigado y obtenido un factor de emisión 2.5 kg de material
particulado por cada tonelada de harina y la densidad de la harina de pescado es de 0.45
g/ml. Calcule los kg de material particulado por año que emite la empresa. Si se descarga por
la chimenea 2500 m3/min de gas calcule la concentración de material particulado en mg/m 3.
8.
Una industria metalúrgica procesa 3600 t/día de mineral polimetálico que contiene 2.4% de
azufre. Si se considera que durante el proceso de tostación todo el azufre en contacto con el
O2 molecular del aire se transforma en dióxido de azufre. Calcule las t/dia de SO2 generado.
¿Cuál sería su factor de emisión en kg SO2 / t mineral?
9.
Un método muy frecuente de obtención de cobre es el tratamiento de sulfuro de cobre con
oxígeno, proceso en el cual se libera e cobre metálico y se genera dióxido de azufre. Se desea
fabricar diariamente 40 t de una aleación Cu-Ni con un contenido de cobre de 18% empleando
mineral de cobre con un contendido de sulfuro de cobre de 32%.
Ing. Dante M. García Jiménez
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a) Si todo el azufre contenido en el mineral procesado se emitiera a la atmósfera como SO2,
¿Cual serán las emisiones diarias de este compuesto a la atmósfera expresada en
kg/dia?
b) ¿Cuál sería la concentración de SO2 si se liberan a la atmósfera 6.2x104 m3 de gas por
tonelada de mineral procesado?. Exprésala mg/m3 y en ppm.
RxQca:
Cu 2 S  O2  2Cu  SO2
10. Una fábrica emplea como combustible 3.5 toneladas diarias de carbón que contiene un 90%
de C y un 2% de S; y cuya combustión, emite 1700 m3/h de gases a la atmósfera. Calcular:
a) La concentración de partículas en el gas de emisión si un 5% del contenido de C del
carbón se emite en forma de partículas.
b) El contenido de SO2 en los gases de emisión, (mg/m3), suponiendo que no se aplica
ningún sistema de depuración.
c) Los factores de emisión de particulas y de SO2 con los datos proporcionados en kg
contaminante / t carbón.
11. La empresa minera “Gold & Silver S.A.” emplea para sus procesos 1300 toneladas de carbón
por día, con un contenido de azufre elemental del 4%. ¿Cuál sería la cantidad máxima que
emitiría (en t) de SO2 en un día (considere que todo el azufre se convierta en SO 2? ¿Cuál sería
el factor de emisión en kg SO2 / t carbón?
Ing. Dante M. García Jiménez
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