Generación de Energía Eléctrica. con Desechos Sólidos y Líquidos

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Alfonso Villalba Araya
hace 7 años
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1 Foro Consultivo Científico y Tecnológico TSS Internacional, Generación de Energía Eléctrica con Desechos Sólidos y Líquidos Ing. Carlos L. Caballero Galindo Ing. Francisco Rivas Garrido Zacatecas, Zac. Abril de 2006

2 Foro Consultivo Científico y Tecnológico La contaminación ambiental es un hecho real creciente y alarmante en nuestro mundo, especialmente en los países desarrollados. El crecimiento de la población y su demanda por satisfactores ha propiciado la generación de productos y procesos con características contaminantes.

3 Foro Consultivo Científico y Tecnológico Las autoridades han recibido presiones crecientes de sus comunidades y han legislado para controlar la situación. Pero la demanda social no es controlar, sino erradicar los peligros y riesgos, buscando la seguridad presente y de las generaciones futuras.

4 Foro Consultivo Científico y Tecnológico La filosofía alrededor de los contaminantes expresa: No producirlos o reducir su cantidad Si se producen, utilizarlos Si no se pueden utilizar, tratarlos, Y, ya tratados, disponer de ellos

reducir su cantidad Si se producen, utilizarlos Si no se

5 Foro Consultivo Científico y Tecnológico El tratamiento y disposición de los contaminantes, especialmente los residuos peligrosos, es caro, y quizá por ello no se aplica en forma generalizada. La tecnología que los ha creado, ahora se dedica a su tratamiento, buscando la economía del proceso como atractivo.

ello no se aplica en forma generalizada.

6 Foro Consultivo Científico y Tecnológico Hoy día existen tratamientos y disposiciones de los contaminantes con opciones físicas, químicas y bioquímicas. El presente trabajo expone las experiencias de la aplicación de una tecnología física (térmica), mediante la gasificación controlada.

7 Foro Consultivo Científico y Tecnológico Entre algunas tecnologías disponibles destacan: la incineración, pirólisis, gasificación. Incineración: destruye los residuos mediante condiciones de combustión a altas temperaturas, atmósfera oxidante y turbulencia.

8 Foro Consultivo Científico y Tecnológico Pirólisis: destrucción por calentamiento a alta temperatura en ausencia de oxígeno. Gasificación: destrucción en atmósfera reductora con producción de gases combustibles. En esta tecnología se logran temperaturas muy altas 5,000 a 15,000 grados centígrados mediante el uso de arco de plasma.

Gasificación: destrucción en atmósfera reductora con producción de gases

9 Foro Consultivo Científico y Tecnológico En el Área Metropolitana de Monterrey se generan diariamente 6,000 toneladas de basura sólida que requiere disponerse. El enfoque de tiradero a cielo abierto se sustituyó por relleno sanitario, que se ha optimizado al recuperar el gas metano que se produce y se utiliza para generación de electricidad.

El enfoque de tiradero a cielo abierto se sustituyó por relleno sanitario, que se ha

10 Foro Consultivo Científico y Tecnológico El relleno sanitario demanda grandes extensiones de terreno y más de 7 años de confinamiento antes de poder utilizar el gas metano. Esta característica abre un campo de oportunidades para tecnologías que la eliminen.

confinamiento antes de poder utilizar el gas metano.

11 Foro Consultivo Científico y Tecnológico TSS Internacional, con la colaboración de sus socios tecnólogos, ha desarrollado un proceso de gasificación asistida por arco de plasma que presenta ventajas sobre otras opciones. Como beneficios se tienen: espacios reducidos para el manejo de la basura y destrucción total de todo tipo de contaminantes hasta nivel elemental.

que presenta ventajas sobre otras opciones.

12 Foro Consultivo Científico y Tecnológico Adicionalmente, gases combustibles y de alto poder calorífico para la generación de energía eléctrica, que asegura la auto-sustentabilidad del proceso. Esos beneficios motivaron que SIMEPRODE solicitara al Fondo Mixto recursos de investigación para contratar el diseño, instalación y operación de una planta piloto para corroborar los supuestos, proyecto que comprende:

Esos beneficios motivaron que SIMEPRODE solicitara al Fondo Mixto recursos de investigación para

13 Proyectos Fondos Mixtos TSS Internacional, 1. Determinar la reducción de volumen y peso en 5 familias de residuos sólidos, líquidos y gaseosos procesándolos en planta piloto basada en el proceso de pirólisis asistida con arco de plasma para SIMEPRODESO 2. Con planta piloto, caracterizar la conversión de residuos municipales en combustibles gaseosos y probar la generación de energía eléctrica con diferentes combinaciones de materiales de desecho.

en planta piloto basada en el proceso de pirólisis asistida con arco de plasma para SIMEPRODESO 2.

14 Proyecto 1 TSS Internacional, Determinar la reducción de volumen y peso en 5 familias de residuos sólidos, líquidos y gaseosos procesándolos en planta piloto basada en el proceso de pirólisis asistida con arco de plasma para SIMEPRODESO

y gaseosos procesándolos en planta piloto basada en el

15 Objetivos TSS Internacional, Reducción de 90% del volumen de la basura previamente clasificada, lo que pudiera extender la reserva de trincheras y terrenos a 10 veces el periodo de agotamiento. Posibilidad de recepción de residuos especiales y peligrosos que hoy por hoy debido a su alto costo son tirados clandestinamente.

terrenos a 10 veces el periodo de agotamiento.

16 Área Metropolitana de Monterrey 3,293 km millones de habitantes 6,000 ton. de desechos sólidos por día

17 Disposición de Desechos

18 Aprovechamiento Actual de los Residuos Sólidos S I M E P R O D E

19 Concepto TSS de Gasificación Pruebas piloto de gasificación de residuos sólidos urbanos, mediante pirólisis asistida con arco de plasma.

20 Proceso Conceptual de la Gasificación con Pirólisis Reformador de gas Intercambiador de calor Vapor Turbina de vapor Unidad de Destilación Multiefectos (Opcional) Descarga de residuos Gasificador de plasma Almacén de residuos Plasma Gas limpio Gas combustible Planta de Etanol (Opcional) Vapor Turbina de gas Electricidad Vidrio vitrificado Metales HCl Bisulfito de Sodio Etanol (Opcional) Electricidad Agua destilada (opcional) Conversión completa

residuos Plasma Gas limpio Gas combustible Planta de Etanol (Opcional) Vapor Turbina de gas Electricidad Vidrio

21 Campo Experimental con Planta Piloto Ubicado en las instalaciones de la planta de SIMEPRODE del municipio de Salinas Victoria, N. L.

22 Planta Piloto En proceso, las pruebas de: Gasificación con diferentes materiales Reducción de volumen y peso de desechos sólidos Control de gases y valor calórico Emisiones de gases a la atmósfera Calibración del proceso Registro de datos

23 Planta Piloto Pruebas de Arranque Etapas de la transformación de desechos en gas combustible y productos reciclables: 1. Manejo de materiales 2. Transformación térmica 3. Limpieza del gas 4. Reducción de peso y volumen 5. Generación de energía eléctrica

24 Planta Piloto Manejo de Materiales Residuos en prueba: Sólidos urbanos Comerciales y madera Sólidos industriales Líquidos orgánicos Llantas de hule Equipos auxiliares utilizados en diversas pruebas de preparación de materiales para cortes, trituración y compactación.

25 Planta Piloto Transformación Térmica Proceso de gasificación: Los desechos se depositan por la parte superior del reactor Las antorchas de plasma del interior del reactor están estratégicamente ubicadas La alta temperatura y ausencia de oxígeno convierten los compuestos orgánicos en gas, cuando llegan al fondo del reactor El gas producto se compone de CO, H 2 y N, Cl, S.

26 Planta Piloto Limpieza del Gas Monitoreo de gases producidos para identificar su composición Identificar necesidades de limpieza de los gases

27 Planta Piloto Reducción de Peso y Volumen Primeros resultados en pruebas de calibración: Material: kg de basura casera y madera de cimbra. Resultados: 1.15 kg cenizas y 0.7 litros alquitrán. Reducción peso: 92.0 % Reducción volumen: 97.8 % Material: 18.5 kg de carbón y madera. Resultados: 0.51 kg cenizas. Reducción peso: %

28 Proyecto 2 Con planta piloto, caracterizar la conversión de residuos municipales en combustibles gaseosos y probar la generación de energía eléctrica con diferentes combinaciones de materiales de desecho.

29 Objetivo Beneficiar a los municipios transformando sus desechos domésticos en energía eléctrica, que puede comercializarse en la zona y ahorrar en el costo de electricidad para el alumbrado público. NO confinar la basura, NO invertir en terrenos para rellenos sanitarios y revertir el presupuesto municipal de gasto a ingreso. Revertir el impacto ecológico inherente a los desechos municipales en aprovechamiento de los mismos.

30 Planta Piloto TSS Internacional, Generación de Energía Eléctrica El valor calorífico del gas permite la generación de energía eléctrica, utilizando un motor generador. El sistema es capaz de generar su propia energía y, dependiendo de la escala de la planta, genera excedentes para otros usos. El proceso de generación no produce emisiones peligrosas a la atmósfera.

31 Beneficios Grandes Ciudades Reduce o cancela la ampliación de confinamientos y evita la afectación de propiedades vecinas de éstos. Reduce costos de operación y manejo de residuos. Evita ampliar el pasivo ecológico. Dispone de energía autogenerada, sin usar recursos no renovables. Genera ingresos con la producción de energía eléctrica.

32 Beneficios Ciudades Medianas Evita tiraderos al aire libre. Reduce la proliferación de vectores y la morbilidad de sus habitantes. Mejora la imagen del medio ambiente. Reduce la contaminación de cauces, corrientes y cuerpos de agua, así como del suelo y aire. Modifica la estructura presupuestal de los municipios

33 Filosofía del Proceso Cero desperdicio, todos los desechos se reciclan o transforman. Conversión de gasto en ingreso, los desechos sólidos son una oportunidad de negocio. Reduce los costos operativos de los municipios y facilita su administración. Mejora la calidad de vida de los trabajadores del medio.

34 Impacto del Proyecto El Gobierno del Estado de Nuevo León tiene amplias expectativas a los resultados del proyecto. Tiene interés en resolver los problemas que aquejan a los municipios en el manejo de los desechos sólidos y el impacto ecológico que provocan los mismos. La iniciativa privada está al pendiente de los resultados, debido al alto costo de los energéticos y la disposición de sus desechos.

35 Gracias TSS INTERNACIONAL, S.A. DE C.V. Damián Carmona No. 389 Col. Urdiales C.P Monterrey, N. L. Tel. 01 (81) Fax. 01 (81)

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