INCINERACIÓN DE BIOMASAS RESIDUALES 05/11/2016 ALBERTO ORÍO HERNÁNDEZ 1

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1 DE BIOMASAS RESIDUALES 05/11/2016 ALBERTO ORÍO HERNÁNDEZ 1

2 Introducción al Tratamiento Térmico Productos obtenidos vs. agente gasificante Biomasa Residual (C n H m O x ) Aire en exceso (N 2 + O 2 ) COMBUSTIÓN INCINERACIÓN calor vapor electricidad N 2, O 2 CO 2 H 2 O 05/11/2016 ALBERTO ORÍO HERNÁNDEZ 2

3 Sistema General de una Planta de Incineración 05/11/2016 ALBERTO ORÍO HERNÁNDEZ 3

4 PROCESO DE COMBUSTIÓN Definición: Descomposición térmica de la materia orgánica en presencia de oxígeno (proceso exotérmico), para obtener dióxido de carbono y agua como componentes principales Requisitos del proceso de combustión: Precalentamiento del aire de combustión Aislamiento térmico de las paredes del horno muy eficiente Suficiente tiempo de residencia de los residuos en el horno para reducir los inquemados Se debe conseguir un contacto eficiente del aire de combustión con los residuos para obtener una perfecta combustión En general se requiere un el pretratamiento de los residuos, que varía en función del tipo de horno de incineración. Uso de quemadores auxiliares: Encendido del horno hasta los 850ºC Apoyo a la combustión cuando la T<850ºC Regulador de la producción de vapor 05/11/2016 ALBERTO ORÍO HERNÁNDEZ 4

5 CARACTERÍSTICAS GENERALES Se requiere un exceso de oxígeno respecto al estequiométrico durante la combustión, para asegurar una completa oxidación, La temperatura de combustión está, típicamente, comprendida entre los 850ºC y 1.100ºC después de la última inyección de aire secundario, en función de la composición en compuestos halogenados del residuo a tratar. Como resultado del proceso de incineración se obtiene: Gases de combustión, compuesto principalmente por CO2, H2O, O2 no reaccionado, N2 del aire empleado para la combustión y otros compuestos minoritarios procedentes de los diferentes elementos que formaban parte de los residuos. Los componentes minoritarios presentes dependerán de la composición de los residuos tratados. Así pues, pueden contener gases ácidos derivados de reacciones de halógenos, azufre, metales volátiles o compuestos orgánicos que no se hayan oxidado. Finalmente, los gases de combustión contendrán partículas, que son arrastradas por los gases. Residuo sólido, compuesto fundamentalmente por escorias inertes, cenizas y Residuos del sistema de depuración de los gases de combustión.

6 CARACTERÍSTICAS GENERALES El proceso global convierte prácticamente toda la energía química contenida en el combustible en energía térmica, dejando una parte de energía química sin convertir en el gas de combustión (inquemados) y una muy pequeña parte de energía química no convertida en las cenizas. El aprovechamiento del calor de ese proceso se realiza mediante la generación de vapor de agua recalentado, con rendimientos térmicos del orden del 80%, debido a las pérdidas caloríficas tanto en el horno como en la caldera y por la temperatura mínima de salida de los gases de combustión de la caldera de recuperación. El uso posterior del vapor, para la obtención de energía mecánica y eléctrica, tiene limitaciones en el rendimiento por razones termodinámicas en los ciclos térmicos en los que interviene el vapor, lo que supone una pérdida muy importante de energía en el foco frío del ciclo térmico.

7 Puente grúa, descarga de residuos en la tolva 05/11/2016 ALBERTO ORÍO HERNÁNDEZ 7

8 Incineración Aire primario y Aire secundario Aire primario: Se toma del foso de residuos y se impulsa mediante un ventilador Se precalienta con el vapor de baja presión de la turbina hasta unos 140ºC (secado) Aire secundario: Se aporta a la parte superior del horno Inyectado a alta velocidad para crear turbulencias que facilite la combustión completa Aumenta el tiempo de residencia de los gases a 850ºC Normalmente no se precalienta 05/11/2016 ALBERTO ORÍO HERNÁNDEZ 8

9 Horno de parrillas de rodillos Son muy flexibles en operación frente a combustibles heterogéneos, por lo que pueden tratar RSU, residuos industriales, lodos de depuradoras o residuos hospitalarios. En Europa el 90% de las instalaciones de tratamiento de RSU, usan hornos de parrilla con capacidades de tratamiento elevadas (hasta 30 t/h). La única limitación del tamaño de partícula del residuo viene dada por el tamaño de la tolva. Como único pretratamiento aplicable cabe señalar la trituración. De esta forma se consigue una homogeneización de los residuos, obteniendo una mayor consistencia en la combustión de estos. 05/11/2016 ALBERTO ORÍO HERNÁNDEZ 9

10 PROCESO DE COMBUSTIÓN EN EL HORNO DE PARRILLAS 05/11/2016 ALBERTO ORÍO HERNÁNDEZ 10

11 Incineración Procesos de oxidación-reducción en Hornos de Parrillas 05/11/2016 ALBERTO ORÍO HERNÁNDEZ 11

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