Las industrias pasteras y sus emisiones.

Transcripción

1 9 Foro de Ciencias - Feria del Libro Buenos Aires - 30 de abril 2008 Las industrias pasteras y sus emisiones. Miguel Zanuttini ITC FIQ UNL CONICET

2 Emisiones líquidas y gaseosas en la Industria Celulósica El mercado de las fibras celulósicas Proceso Kraft Emisiones del proceso Kraft y blanqueo ECF Monitoreo Ambiental Definición de limites de emisión Caso de la Planta de Valdivia (Chile). Comentarios Finales

3 El mercado de las fibras celulósicas La demanda de productos celulósicos está en permanente crecimiento y su industria está fuertemente ligada al medio ambiente. En principio los productos celulósicos resultan compatibles con las tendencias ecológicas mundiales:

4 Ventajas ambientales de los productos celulósicos Usa recursos renovables El producto puede ser de larga vida útil si se desea almacenar información. Es mecánicamente altamente eficiente como material de embalaje. Por otro lado, es reciclable varias veces Biodegradable.

5 Consumo de fibras papeleras en el mundo Millones de toneladas Fibras Kraft Blanqueada Fibras Kraft de Blanqueada fibra corta de fibra corta Fibra Kraft Blanqueada Fibra Kraft de Blanqueada fibra larga de fibra larga Fibras Recuperadas Fibras Recuperadas Año Año

6 Impacto de la actividad industrial Es inevitable que la actividad industrial impacte de alguna manera en el medio ambiente. Una operación industrial adecuada minimizará el efecto. Hasta cierto nivel, el medio ambiente podrá absorber una perturbación.

7 Actitud de la empresa Deben cumplirse las legislaciones y atenderse las demandas de vecinos pero: - La responsabilidad social - Imagen de la empresa puede hacer conveniente que la empresa se plantee pautas más exigentes que la propia legislación. Responsabilidad social de la empresa: Normas ISO 26000; SA ;NBR 16000

8 Producción industrial con cero de descarga: Cero de descarga o Cero de contaminates Es teóricamente posible pero puede exigir: Un excesivo consumo de químicos y/o de energía puede llevarnos a un desfavorable balance ecológico

9 Pulpado Kraft Más importante en volumen de producción Escalas de producción de 500 a 3000 tn/día

10 Una de las razones del crecimiento de esta actividad en América del Sur es el rápido crecimiento del eucalipto La fibra de eucalipto es excelente para papeles de escritura

11 Reactivos del proceso Kraft -Álcali (hidróxido de sodio) - Sulfuro de sodio Puede usarse además -Antraquinona

12 Proceso Kraft Ventajas: Recuperación eficiente de químicos Aprovechamiento de la Biomasa disuelta (50 % de la madera). Proceso autosuficiente en energía. En Botnia Fray Bentos: Generación de 130 MW Excedente: 30 MW Turbinas, Botnia- Fray Bentos

13 Proceso Kraft Desventajas: Emisión de NO x, SO 2, SO 3 y partículas Olores Emisión importante de dióxido de carbono: 3,0 ton por ton de pulpa producida. Compensa la captación de dióxido de carbono de las árboles usados? Necesidad de un combustible externo para el horno de cal

14 Proceso y ciclo térmico Descortezado Astillado Cocción: oc, 1-2 horas. Enfriamiento y Soplado. Lavado donde se separan: Fibras Licor negro Blanqueo Recuperación

15 Ciclo de recuperación y emisiones gaseosas Madera Concentrados Pulpado Gases Olorosos Diluídos Licor Negro Lavado Pulpa Licor Blanco Evaporación Combustión Caldera de recuperación Licor Verde Cal (CaO) Apagado de la cal Caustificación CO 3 Ca Calcinación Combustible

16 Etapas del ciclo de recuperación 1) Expansión del licor: Gases que deben ser condensados 2) Evaporación del licor hasta 65 %- 85 % de concentración

17 Evaporación en construcción (Veracel, Brasil 2004)

18 Evaporación (Veracel, Brasil 2005)

19 Evaporación (Veracel, Brasil 2005)

20 Etapas del ciclo de recuperación (continuación) 3) Combustión del licor negro en la caldera de recuperación Quemador Caldera en Construcción

21 Chimenea en construcción (Botnia diciembre 2005)

22 Planta Botnia 2007

23 Etapas del ciclo de recuperación (continuación 2) 4) Caustificación (regeneración del álcali): Se usa Cal para recuperar el NaOH 5) Calcinación El carbonato se calcina en el horno en un tiempo de residencia de 2-4 horas: La cal se apaga en agua

24 Ciclo de recuperación y emisiones gaseosas Conc Gases Olorosos Pulpado Madera Diluído ss Licor Negro Lavado Pulpa Licor Blanco Evaporación Combustión Caldera de recuperación Licor Verde Cal (CaO) Apagado de la cal Caustificación CO 3 Ca Calcinación Combustible

25 Veracel, 2004

26 Botnia, Fray Bentos

27 Emisiones gaseosas del pulpado Cuatro principales: Caldera de recuperación Disolución de las cenizas de esa caldera Horno de cal Apagado de la cal Los gases olorosos deben ser captados y quemados

28 Blanqueo ECF (Uso de dióxido de Cloro) Producción de Clorato Producción de Dióxido de Cloro Etapas de blanqueo (secuencias) Oxígeno Diox. de Cl Álcali Dióx. de Cl Álcali Peróxido

29 Botnia, Fray Bentos

30 Emisiones gaseosas del blanqueo Normalmente son muy bajas Debe controlarse fugas de: - TRS (gases olorosos) - Cloro - Dióxido de Cloro Los gases olorosos deben ser captados y quemados

31 Planta Kraft

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33 Construcción de la base de la chimenea de la planta Planta Kraft de Botnia en Uruguay Altura de la Chimenea: 120 metros

34 Algunos de los contaminantes Carga Orgánica (DBO, DQO) AOX Gases olorosos (TRS) Dioxinas

35 La carga orgánica es reducida por tratamientos biológicos Laguna aireada

36 Laguna de tratamiento secundario aeróbico en contrucción (Veracel, Brasil 2005)

37 Niveles de DQO y DBO La DBO puede reducirse hasta niveles muy bajos: mg /L La DQO no puede reducirse a niveles bajos - Material de difícil degradación BATs de la Comunidad europea: 600 mg/l

38 AOX (Cloroorgánicos absorbibles) Compuestos disueltos generados en el blanqueo con dióxido de cloro Moléculas pequeñas (peso molecular menor a 1000 g/mol) de compuestos clorados Pueden entrar en las membranas celulares y bioacumularse. Menbrana celular Moléculas Cloradas

39 AOX El AOX es una manera indirecta de medir Contaminantes orgánicos persistentes (POPs) Una fracción del AOX puede ser POPs. POPs: Contaminates orgánicos persistentes que se bioacumulan y poseen riesgo de causar efectos adversos a la salud humana o al ambiente.

40 AOX Blanqueos ECF : Reducción de AOX se logra con reducción del uso de dióxido de cloro. El límite indicado por las BATs de la comunidad europea es de 0,25 kg /ton de pulpa. La eliminación total de AOX se logra en el blanqueo TCF

41 Gases Olorosos Sulfídrico y Mercaptanos Toda posible salida de gases debe ser captada y enviada a incineración. Los olores son en gran parte eliminados

42 Emisión de TRS en Portugal

43 Dioxinas Son compuestos hidrofóbicos de muy baja solubilidad y por lo tanto muchas veces no se detectan en los efluentes líquidos. Se detectan más fácilmente en los barros y en cenizas de combustión. En general son fuentes de dioxinas los procesos químicos con presencia de fenoles y cloro y las combustiones en presencia de cloro. Generación hacia la atmósfera (Inventario de Dioxinas en Argentina 2002) g / año Combustión no controlada Incineración de desechos Generación de energía eléctrica y calefacción Calderas de licor negro, madera y lodos 0.05 Caldera de corteza 0.24

44 Emisiones a la atmósfera de Dioxinas y Furanos en Argentina Combustión no controlada Incineración de desechos Generación de energía eléctrica y calefacción Calderas de licor negro, madera y lodos Caldera de corteza La emisión de dioxinas en las calderas de recuperación kraft es un valor muy bajo en comparación a la generada por la combustión incontrolada.

45 La generación de Dioxinas en las plantas kraft La generación en el pulpado kraft y blanqueo ECF es extremadamente baja En los efluentes líquidos no se detecta En los gases es baja: Límites en EEUU y Canadá: 0,1 ng/m 3

46 Monitoreo de plantas Kraft

47 Parámetros a considerar en los efluentes líquidos Sólidos en suspensión DBO - DQO Nitrógeno y Fósforo (estos se suplementan para los tratamientos biológicos) AOX (cloro orgánicos absorbibles producidos en el blanqueo ECF). Dioxinas Toxicidad Color Metales pesados (provienen en gran parte de la madera) Temperatura

48 Limitaciones en período corto Las plantas cumplen además con limitaciones en períodos mas cortos: Ejemplo: La EPA (EEUU) ha establecido para AOX límites por tonelada producida como: 0,6/ 0,4 / 0,2 kg/t Promedio diario / mensual / anual

49 Monitoreo Planteamos un esquema general basado en: - BREF 2001 de la IPPC (Comunidad Europea) - Informe Hatfield en relación al proyecto de Fray Bentos (Marzo 2006).

50 Monitoreo de los gases X : Medición continua - Control periódico (* inclusión de lodos ) Caldera de recuperación Horno de calcinación Caldera de Biomasa Preparac. de licor verde Preparación de lechada Quemador de TRS Blanqueo -Preparación - Operación Caudales Partíc. PM10 Partíc. totales SO 2 NO X TRS CO CO 2 Cl ClO 2 Dioxinas X X X X (X) X X X X X X (X) X X X X X X (X) X* X * X X X ClH

51 Base de chimenea, Botnia - Fray Bentos

52 Monitoreo de los líquidos Variable Continua Caudal X ph X Conductividad X Temperatura X DQO DBO SS AOX Color Fósforo Nitrógeno Diario Semanal Mensual Anual Metales pesados * Toxicidad Dioxinas y Furanos * * Mensual hasta que se compruebe el desempeño

53 También en algunos casos, se monitorean parámetros como: TOC (Carbono orgánico total) Clorato Agentes Quelantes (EDTA / DTPA).

54 Monitoreo externo Es conveniente que sea realizado por organismo externo a la empresa. Gases: Estaciones de monitoreo fuera de la planta para TRS, SO 2, NO X, Partículas (PM 10 y totales), Ozono a 1 km o 3 km en dirección predominante de los vientos o en la posición donde se espera la mayor concentración de contaminantes

55 Líquidos: Monitoreo en el curso receptor Estudio de delineación de la pluma con uso de colorantes para distintas caudales de río. Monitoreo de la población de peces y su usabilidad. Toxicidad. Dioxinas y Furanos: Contenido en el tejido de los peces. Estudio bioquímico correspondientes compuestos EDC (Compuestos disruptores endócrinos) que producen alteraciones hormonales en peces.

56 Límites de emisión

57 Límites de emisión Pueden definirse considerando: Las mejoras técnicas disponibles (BATs) Las características técnicas de la instalación Su localización Las condiciones locales del medio ambiente Los límites establecidos BATs de la Comunidad Europea son sólo una referencia: (El permiso ambiental otorgado a Botnia en Fray Bentos está basado en estas directivas). Pero las BATs europeas no consideran: La escala de producción y localización

58 Caso Valdivia Planta de ARAUCO

59 Planta Valdivia

60 Planta Valdivia

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62 Historia Puesta en marcha a fines del año 2004 Clausura de la planta por problemas ambientales en dos oportunidades (enero y junio de 2005). Reapertura con imposición de: Pautas estrictas de funcionamiento y de mejora continua

63 Imposiciones Sistema completo de captación de gases olorosos Restricción de la producción en un 20 % Monitoreo completo de las emisiones. Monitoreo completo externo (río, aire, suelos) Tratamiento terciario (floculación de los efluentes). Laguna de acumulación de efluente para eliminar riesgos de volcamientos no deseados. Auditoría ambiental internacional

64 Toma de gases olorosos en una etapa de lavado en el blanqueo

65 Consecuencias - Operación actual con bajos niveles de emisión - Cambio en la actitud de la empresa: Apertura de la planta para todo tipo de visitas Análisis químicos adicionales a los exigidos. Se muestra actualmente como un ejemplo mundial de operación con mínimo impacto ambiental Está solicitando ahora el aumento de la producción al 100 % de diseño. Los criterios desarrollados son ahora aplicados a otros proyectos celulósicos en Chile

66 Efluente líquido

67 Laguna con capacidad para acumular el agua usada en más de dos días

68 Comentarios Finales Fibra celulósica: Producto ambientalmente aceptable Existe una demanda creciente de pulpas: - Reciclada - Kraft Blanqueadas Proceso Kraft: - Ventaja: Eficiente y muy desarrollado - Desventaja: Emisiones Emisiones: Atención: DQO, AOX, Olores

69 Comentarios Finales (continuación) Debe realizarse un monitoreo completo Definición: - Límites de emisión - Escala de producción de nuevas plantas en función de las condiciones ambientales de la localización Las pautas de las BAT europeas son solo una referencia.

70 Muchas gracias Miguel Zanuttini Instituto de Tecnología Celulósica FIQ - UNL