Máster en Gestión y Tratamiento de Residuos. Módulo 1. Asignatura 2: Gestión de Residuos PIRÓLISIS Y GASIFICACIÓN DE NEUMÁTICOS

Transcripción

1 Máster en Gestión y Tratamiento de Residuos Módulo 1. Asignatura 2: Gestión de Residuos PIRÓLISIS Y GASIFICACIÓN DE NEUMÁTICOS Francisco Heras, 2015

2 Características del residuo Elevada generación Gran relación volumen / masa Composición heterogénea Contienen contaminantes o pueden generarlos Elevado contenido energético Gran persistencia en el tiempo Alta elasticidad (difícil de compactar) Baja inflamabilidad pero sus incendios son muy problemáticos

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7 Generación de Neumáticos Fuera de Uso (NFU) AÑO ESPAÑA (Mt) EUROPA (MMt) , , , * (*) Memoria TNU 2014 Variación de la producción influenciada por * contexto económico y social * aumento progresivo de la duración

8 Legislación aplicable Ley 10/1988 de Residuos (los NFU, Residuos No Peligroso) RD 1481/2001 excluye la deposición de neumáticos en vertederos (enteros, 2003; troceados, 2006) RD 1383/2002 (99/31/CE) Gestión de Vehículos al Final de su Vida Útil I Plan Nacional de Neumáticos Fuera de Uso RD 1619/2005 de Gestión de Neumáticos Fuera de Uso II Plan Nacional de Neumáticos Fuera de Uso (dentro del Plan Nacional Integrado de Residuos PNIR )

9 Objetivos de gestión propuestos en PNIR Reciclado incluye: aditivo en formulación de asfaltos losetas para parques infantiles, etc bandas de retención de tráfico etc. Necesarias alternativas!!

10 Evolución de las cifras de gestión en la UE Fte: European Tyre & Rubber Manufacturers Association

11 Evolución de las cifras de gestión en la UE Situación grave en España por: * elevado vertido incontrolado * gran stock histórico almacenado (4 MMton) Fte: European Tyre & Rubber Manufacturers Association

12 Composición de los neumáticos Pirólisis y gasificación de neumáticos

13 Composición de los neumáticos Pirólisis y gasificación de neumáticos La composición dependerá de: marcas y modelos tipo (turismo, moto, camión ) uso (asfalto, tierra, all-road ) etc.

14 La pirólisis como alternativa de gestión de NFU Consideraciones previas En función del aprovechamiento de los productos de pirólisis, puede ser necesario una separación previa de: metales (alambres) lonas y otros textiles Por exigencias de proceso y por imposición legal, siempre es necesaria la trituración o molienda: molienda mecánica a T ambiente molienda criogénica en nitrógeno líquido molienda húmeda (poco desarrollada)

15 La pirólisis como alternativa de gestión de NFU Consideraciones previas La termolisis es la transformación química de un compuesto en dos o más diferentes, por acción de la temperatura La pirólisis es la descomposición térmica completa en ausencia de aire (caso particular de termolisis) La gasificación es la oxidación parcial (normalmente con aire) a alta temperatura

16 La pirólisis como alternativa de gestión de NFU Productos de pirólisis Pirólisis y gasificación de neumáticos J.D. Martínez, R. Murillo, T. García, A. Veses. Evaluación del proceso de pirólisis de neumáticos fuera de uso en continuo y a escala piloto. XII Reunión del Grupo Español del Carbón. Madrid (2013).

17 Orientaciones básicas de la pirólisis de NFU Aprovechamiento energético o o En virtud de su elevado poder calorífico Requiere instalaciones de combustión y aprovechamiento energético (motores, alternadores ) Aprovechamiento comercial de los productos o o o En virtud de sus componentes Requiere instalaciones de separación y purificación (columnas, etc.) Condicionado por cuestiones de mercado (económicas) Aprovechamiento mixto o combinado (energético + comercial) o Combina la características (ventajas e inconvenientes) de cada alternativa

18 Aprovechamiento energético integral Gestión por pirólisis autotérmica Pirólisis con generación de electricidad Aporte externo E. Térmica (fluidos caloportadores) GASES gases de escape circuitos de refrig. de alta (cámara combustión) circuitos de refrig. de baja (ref. aceite lubricante) NFU PIRÓLISIS LÍQUIDOS COMBUSTIÓN (Motores) (Calderas) Alternador E. eléctrica SÓLIDOS

19 Aprovechamiento energético integral Pirólisis + Gasificación Como alternativa para el uso exclusivo de motores de gas E. Térmica (fluidos caloportadores) NFU PIRÓLISIS GASES LÍQUIDOS COMBUSTIÓN (Motores) Alternador E. eléctrica SÓLIDOS Aporte externo GASIFICACIÓN GASES

20 Aprovechamiento comercial de los productos Pirólisis + Separación NO COMPETITIVO con los procesos actuales de petroquímica y afines Aporte energético externo * steam cracking * gas y líquido de coquización * otros GASES SEPARACIÓN Olefinas NFU PIRÓLISIS LÍQUIDOS SEPARACIÓN Monómeros, aromáticos, etc SÓLIDOS SEPARACIÓN Negro de humo, metales, etc La única fracción con ciertas posibilidades es la SÓLIDA

21 CARACTERÍSTICAS DEL RESIDUO CARBONOSO o COMPOSICIÓN: 90% C, 0.5% H, 0.3% N, 2% S, 8% otros (O, ceniza, metales ), aprox. o POROSIDAD: S BET = m 2 /g o DENSIDAD: en torno a 2 cm 3 /g POSIBILIDADES DE APROVECHAMIENTO (previo tratamiento, activación, etc.) o negro de humo no presenta buenas propiedades o adsorbente buenos resultados (control de la química superficial) o soporte catalítico resultados prometedores, aún en estudio o tamiz molecular dificultades por la amplia PSD y elevado tamaño medio o electrodos para supercapacitores resultados interesantes, en estudio

22 Aprovechamiento mixto o combinado Pirólisis + Combustión + Separación E. Térmica (fluidos caloportadores) NFU PIRÓLISIS GASES LÍQUIDOS COMBUSTIÓN (Motores) Alternador E. eléctrica SÓLIDOS Aporte energético externo GASIFICACIÓN GASES SEPARACIÓN Negro de humo, metales, etc

23 Desarrollo a escala comercial / demostración Planta de GUASCOR Basada en pirólisis/gasificación + separación Situada en As Somozas (La Coruña) Capacidad: t/año Inversión: 10 MM Recuperación: 65% Valorización: 35%..desde hace varios años, esta... PARADA! Máster en Gestión y Tratamiento de Residuos F. Heras. 2014

24 Desarrollo a escala comercial / demostración Planta RMD (León): o o o o Pirólisis a NH + gas + líquido Posterior mezcla y alimentación a un ciclo Rankine (generación eléctrica) Escala piloto (250 kw aprox) Fracaso por errores en diseño de proceso y oposición de movimientos ecologistas locales Planta PIROREC (Valencia): o o o o o Otras iniciativas. Pirólisis a NH + gas + líquido (gasoil) Energéticamente autónoma Capacidad: t/año de neumático Planes de expansión nacional e internacional pero presenta concurso de acreedores en Julio de 2013 Limitaciones en la aplicación del NH (elevado contenido volátil)

25 Desarrollo a escala comercial / demostración Futura planta ICB (Dr. Ramón Murillo)-SISENER ESQUEMA DE PROCESO Materia prima Energía Reactor de pirólisis Gas de combustión Quemador Condensador Cogeneración Gases no condensables Material carbonoso Combustible

26 Desarrollo a escala comercial / demostración Futura planta ICB (Dr. Ramón Murillo)-SISENER BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA Capacidad: 5000 ton/año Factor de uso: 8000 h/año Rendimientos: Combustibles: 43 % Negro de carbón: 41% Gases: 16 % Producción: Combustibles: 2150 t/año Negro de carbón: 2050 t/año Gases: 800 t/año Demanda energética del reactor: 300 kwt Energía térmica producida: 1250 kwt Excedente de energía térmica: 950 kwt Máster en Gestión y Tratamiento de Residuos F. Heras. 2014

27 Desarrollo a escala comercial / demostración Futura planta ICB (Dr. Ramón Murillo)-SISENER Gas QUEMADOR ESQUEMA DE PLANTA CONDENSADOR ALIMENTACIÓN Líquido REACTOR COLECTOR Sólido Actualmente en fase de ingeniería de detalle!!

28 Empresa ACCIÓN INTEGRAL ENERGÉTICA Están declarando 5,500 t/a de capacidad 2,700 t/a de combustible líquido