PLANTA DE INCINERACIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS CON RECUPERACIÓN DE ENERGÍA RESUMEN DEL PROYECTO

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Gonzalo Álvarez Blázquez
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1 PLANTA DE INCINERACIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS CON RECUPERACIÓN DE ENERGÍA Autor: Romero Sánchez, Alberto Director: Gil Díez, Jesús. Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia Comillas. RESUMEN DEL PROYECTO El proyecto desarrollado consiste en una Planta de Incineración de Residuos Sólidos Urbanos con tecnología de parrilla. El principal objetivo del proyecto es la reducción del volumen de residuos de los vertederos, ayudando a solucionar el grave problema medioambiental de emisiones tóxicas y aguas de filtración que se producen en los mismos. Así mismo, se aprovechará el calor desprendido por la incineración de los residuos para producir energía eléctrica mediante un ciclo de Rankine. La planta se ha diseñado para cubrir la producción de residuos de una población aproximada de habitantes. Se ha considerado que producirán una media de 1,11 Kg. de residuos por habitante y día. Los residuos que lleguen a la planta serán clasificados y posteriormente separados en materia orgánica e inorgánica. La materia orgánica, que representa aproximadamente un 45% del total de los residuos, será incinerada en dos líneas de incineración de 15 ton/hora. La capacidad total de incineración de la planta diseñada es de ton/año. El funcionamiento de la Planta de incineración con tecnología de parrilla es el siguiente: tras clasificar y separar los residuos, éstos son depositados en un foso de almacenamiento durante un periodo máximo de tres días. Posteriormente, dos pulpos se encargan de llenar las tolvas de alimentación de los hornos donde se producirá la incineración. Cada línea de incineración posee un horno de parrilla en el que están dispuestos una serie de rodillos gracias a los cuales los residuos atraviesan el horno de un extremo al otro. Durante su recorrido, los residuos son secados, desgasificados y posteriormente quemados. La combustión se produce mediante inyección de aire, con un exceso del 80%. Con el objetivo de reducir la emisión de furanos y dioxinas, el diseño del horno garantiza una estancia mínima de los gases de combustión de 2 segundos a

2 una temperatura de 850º C. En cada línea de incineración se tratará a los gases mediante un sistema semiseco, formado por un absorbedor, inyección de carbón activo y filtro de mangas. Posteriormente, los gases de combustión son impulsados por dos ventiladores y emitidos a la atmósfera a través de una chimenea La Planta está diseñada para cumplir la normativa vigente en cuanto a la emisión de efluentes a la atmósfera. Por otra parte, los gases de combustión a la salida del horno se aprovechan para calentar el agua de una caldera. El vapor generado impulsará un grupo turboalternador, que generará energía eléctrica. Posteriormente, el vapor es condensado en un aerocondensador, y tras circular por un desgasificador y dos bombas de alimentación, el agua retorna a la caldera en un circuito cerrado de Rankine. La planta recibe un suministro de 74 MW de potencia en forma de residuos y aproximadamente 1.5 MW en forma de aire, de los cuales produce 19.3 MW en forma de energía eléctrica. De esta potencia producida 2.9 MW son para el autoconsumo, exportando a la red 16.4 MW. El rendimiento total de la incineradora es 21.78%. En cuanto a emisiones, la planta emite un total de ton/h de gases a la atmósfera y 8 ton/h en forma de escorias y cenizas. La fiabilidad de la planta está ampliamente demostrada debido a la gran experiencia en el sector y a las múltiples incineradoras que hay actualmente en funcionamiento. Por tanto, se puede considerar que las plantas de incineración son una solución factible al sistema de gestión y tratamiento de residuos promovido por el Estado, y supone además, la entrada de manera competitiva en el mercado energético de una nueva forma de producción de energía que generará sin ninguna duda numerosos puestos de trabajo durante su construcción y funcionamiento. Los ingresos de la Planta provendrán de dos fuentes principalmente. Por una parte, por el canon por tonelada tratada cobrada a los municipios, y por otra, por la venta del excedente de la energía eléctrica producida, al que habrá que sumar la prima correspondiente por la generación de electricidad a partir de recursos renovables. Considerando una vida útil de la planta de 15 años y tomando un canon por tonelada tratada de 30 /ton, se prevé un Pay-back de 12 años y un TIR (Tasa Interna de Retorno) del 6.5%. El presupuesto total incluyendo el diseño, construcción y puesta en funcionamiento de la Planta de incineración de residuos sólidos urbanos con tecnología de parrilla y recuperación energética, cuyas características se recogen en la Memoria Descriptiva del proyecto, es de noventa y cinco millones de euros ( ).

3 TABLA RESÚMEN CON LOS DATOS MÁS SIGNIFICATIVOS DEL PROYECTO Tamaño de la población Residuos producidos (media) Líneas de incineración Capacidad de incineración habitantes 1.11 Kg/hab día 2 líneas de 15 ton/h ton/año Exceso de aire de combustión 80% Gases en el horno 2+ segundos a 850º C Combustible Residuos (74 MW) + Aire (1.5 MW) Total producida = 19.3 MW Potencias Potencia autoconsumo = 2.9 MW Exportada a la red = 16.4 MW Rendimiento 21.78% Emisiones Gases: ton/h Escorias y cenizas = 8 ton/h Ingresos Tratamiento de residuos Venta de energía eléctrica Vida de la planta: 15 años Economía Canon: 30 /ton Pay-back: 12 años TIR: 6.5% Inversión total Madrid, 25 de Junio de 2007

4 MASS SOLID WASTE INCINERATION PLANT WITH ENERGY RECOVERY Author: Romero Sánchez, Alberto. Director: Gil Díez, Jesús. Organization: ICAI Universidad Pontificia Comillas. ABSTRACT The developed project consists of a mass solid waste incineration plant. The aim of the project is to reduce the volume of waste of the dumps, helping to solve the environmental problem of toxic emissions and filtration waters that take place. The heat detached by the incineration will be used to produce electric power employing a Rankine's cycle. The plant is designed to cover the total waste production of a population of citizens, considering they will produce 1,1 Kg of waste per habitant and day. The waste is classified and separated in organic and inorganic compound. The organic compound, that represents 45 % of the total waste produced, will be incinerated in two lines of incineration of 15 ton waste/ hour. Therefore, the capacity of the plant is of ton/year. The plant works as follows: Once the waste separated and classified, it is placed in the storage tank which will have a capacity of three days. Two cranes will fill the chute of the ovens where incineration will take place. Each incineration line has a grilled oven, with several rolls where the waste is dried and then burned. The combustion takes place by means of air injection, with an excess of 80 %. The design of the oven guarantees that the combustion gases will stay at least 2 seconds at a temperature of 850ºC. Before the gases are emitted to the atmosphere by two fans and through a chimney, they are treated ith a semidry system formed by an absorber, injection of active coal and a filter.

5 The combustion gases that come out of the oven are used to heat the water of a boiler, which will produce steam used to activate a turbine in order to obtain electric power. Later, the steam is condensed in a condenser so the water can return to the boiler. The plant receives a 74 MW supply in the form of refuse and an additional 1.5 MW from the combustion air. Of that total, the plant generates a total of 19.3 MW of electric power, using 2.9 MW for auto power supply, sending a total of 16.4 MW to the Power Network. The performance of the plant is 21.78%. Regarding the emisions, the plant sends out a total of ton/h of gases to the atmosphere, and another 8 ton/h in form of slags and ashes. Due to the great experience in the sector and to the multiple incineration plants operating, the reliability of the plant is fully proved. Therefore, it may be considered as a feasible solution to the system of management and treatment of residues promoted by the State, and also supposes a new competitive way to produce energy, which will surely generate a great amount of working places during the construction and working. The income of the Plant will come from two main sources: from the royalty charged to the governments for treating their wastes and from the sale of the excess of energy produced plus the bonus given by the state for the generation of electricity from renewable resources. Considering a useful life of the plant of 15 years and a royalty of 30 for each ton of waste treated, there is foreseen a Pay-back of 12 years and a TIR of 6.5%. There is no doubt of the profitability of the project. The characteristics of the plant are gathered in the Memory of the project. The total budget including the design, construction and total working of the Plant, is of ninety five million Euros ( ).

6 TABLE WITH THE MOST SIGNIFICANT FIGURES FROM THE PROJECT Population Waste produced (mean) Incineration lines Incineration capacity citizens 1.11 Kg/cit day 2 lines of 15 ton/h capacity ton/year Combustión air excess 80% Oven gases Fuel 2+ seconds at 850º C Refuse (74 MW) + Air (1.5 MW) Total produced= 19.3 MW Power balance Auto supply power= 2.9 MW Sent to Power Net= 16.4 MW Performance 21.78% Emisions Gases: ton/h Slags and ashes = 8 ton/h Income Refuse treating Electric power selling Useful life: 15 years Economy Canon: 30 /ton Pay-back: 12 years TIR: 6.5% Total inversion Madrid, June 25, 2007

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