Tema 5 Tratamientos térmicos EUETI Escola Universitaria de Enxeñería Técnica Industrial
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- Ernesto Ayala de la Fuente
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1 Tratamiento de Residuos Tema 5 Tratamientos térmicos EUETI Escola Universitaria de Enxeñería Técnica Industrial
2 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?)
3 INCINERACIÓN DE RESIDUOS 63,61%
4 INCINERACIÓN DE RESIDUOS Condiciones de operación Tiempo de residencia en la cámara de combustión (tiempo contacto: residuo - aire) Relación residuos / oxígeno Temperatura 3 factores relacionados entre sí Combustión completa Gases contaminantes (mínimo) tpo residencia O 2, T (margen muy limitado) Composición química C, O, N, S (metales, halógenos ) CO 2, H 2 O, N 2, SO 2
5 INCINERACIÓN DE RESIDUOS Reacciones de combustión C + O 2 CO 2 H 2 + O 2 H 2 O S + O 2 SO 2 Peso atómico C 12 O 16 H 1 S 32 23,15% de O 2 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 No es posible la incineración con la 4,31 kg aire/kg S 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 Aumenta N 2 y O 2 en los gases de chimenea Se reduce la T de combustión (control de T)
6 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
7 Horno rotatorio Producir una mezcla lo más homogénea posible Hecho de material refractario T: ºC Cenizas recogidas en la parte inferior del horno Gases cámara de combustión 2ª Gases de salida sin contaminantes y T baja Mezcla de aire y gases con combustible externo Los gases se terminan de quemar T: ~1000ºC tpo: 2-4 s. Controlar los gases de la zona alta del horno Ahí se forman: CO, NOx, Cptos. oxidación parcial de la mat. org. defecto de O 2 zonas frías Combustión por etapas exceso de O 2 T altas
8 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
9 PLANTA INCINERADORA Localización Emisiones atmosféricas Evacuación de rechazos Emisiones líquidas Economía
10 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
11 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+H 2 ) o ( CO+H 2,C0 2,N 2,CH 4, 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 (H 2,CH 4,CO, etc.). fracción líquida (aceites, alquitrán, etc.). coque (carbono casi puro).
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