Nueva forma de reciclaje de la basura: gasificación por plasma ING. JAIME MORA MELÉNDEZ

Transcripción

1 Nueva forma de reciclaje de la basura: gasificación por plasma ING. JAIME MORA MELÉNDEZ

2 Qué es el plasma?

3 Qué es plasma? Sólido Líquido Gaseoso Plasma

4 Formación del Plasma

5 Tipos de Plasma

6 Aplicaciones del Plasma en la industria

7 Áreas de investigación Fusión Nuclear Aplicaciones SCR-1 ST MEDUSA-CR Gasificación por plasma Esterilización Otras aplicaciones

8 Aplicaciones desarrolladas Purificación de agua y aire Purificación de agua y aire Gasificación por plasma Esterilización

9 Gasificación de residuos por plasma

10 Gasificación de residuos por plasma Destruye residuos a una temperatura más alta que la de la superficie solar, pero sin quemarlos Convierte residuos en fuente de energía

11 Qué es gasificación por plasma? Es un proceso que convierte residuos sólidos en gas sintético, escoria y energía térmica, mediante el uso de plasmas térmicos SynGas Energía Electricidad Residuos + Plasma = Escoria Energía térmica Materia prima para construcción Otros procesos productivos

12 Qué es SynGas? Es un gas combustible, consecuencia de la gasificación de materia orgánica que está compuesto principalmente de hidrógeno, monóxido y dióxido de carbono. Átomos libres aptos para recombinarse Energía Plasma U.V. H2 CO Gas de síntesis Electricidad

13 Qué tipo de residuos se pueden utilizar? Residuos: Desechos orgánicos Broza de café, cascaras Lodos Plantas Desechos alimenticios Desechos inorgánicos Metales, vidrio Residuos hospitalarios Residuos radioactivos Desechos peligrosos Fuente: Programa Competividad y Medio Ambiente (CYMA). Plan de Residuos Sólidos Costa Rica (PRESOL), 2007

14 Qué es la escoria? Ceniza inerte, metales o una masa vitrificada como la roca. Estos materiales pueden recuperarse, son altamente resistentes y se utilizan en construcción Aspectos Físicos de la (a) Arcilla y (b) La Amalgama de Vitrificados

15 Proceso de gasificación por plasma

16 De residuos sólidos municipales (MSW) a electricidad: comparación de procesos Proceso (1) Electricidad Neta (kwh/ton MSW) (2) Ventaja del Plasma Gasificación por plasma Gasificación convencional - Fixed/Fluidized Bed Technologies Pirólisis y gasificación - Thermoselect Technology Pirólisis - Mitsui R21 Technology Incineración - Mass Burn Technology % 20% 40% 50% (1) 300 3,600 TPD de MSW (2) Potencia generada por la turbina de vapor Referencia: EFW Technology Overview, The Regional Municipality of Halton, Submitted by Genivar, URS, Ramboll, Jacques Whitford & Deloitte, Ontario, Canada, May 30, 2007

17 Casos reales de gasificación por plasma: Mihama-Mikata, Japón 32 Ton de desechos municipales por día + 4 Ton de aguas residuales Planta autosuficiente Produce vapor y agua caliente Energía para un parque industrial aledaño El Plasma Direct Melting Reactor (PDMR) en Mihama-Mikata, Japón convierte los MSW y los lodos a gas combustible, agregado de arena y mezclas metálicas

18 Casos reales de gasificación por plasma: Utashinai, Japón 300 Ton de desechos municipales por día Genera 7.9 MW de electricidad De los cuales el 54% va a la red eléctrica (~4.3 MW ) ~2000 Hogares* El Plasma Direct Melting Reactor (PDMR) en Utashinai, Japón convierte los MSW y ASR a electricidad, agregados de arena y mezclas de metales *Consumo promedio en 350kWh al mes

19 Escenario Costarricense

20 Desechos sólidos municipales en Costa Rica toneladas diarias de basura se generan en el país Hoy la basura no se aprovecha, sino que hace un daño. El plástico, las llantas, el cartón, la madera... todos estos residuos son buenos para producir electricidad, en una constante ambiental adecuada. Rellenos sanitarios GAM: - La Carpio, La Uruca: ton/día - El Huaso, Aserrí: ton/día - Dulce Nombre de Cartago: 500 ton/día Juan Antonio Vargas, Director Ejecutivo de FEMETROM

21 Biomasa en Costa Rica para generación eléctrica Biomasa: Materia orgánica originada en un proceso biológico, utilizable como fuente de energía. Los tipos de biomasa más comunes en Costa Rica provienen de las actividades agrícolas y agroindustriales más representativas. Otro gran porcentaje corresponde al generado día a día por cada costarricense. Centro de Inteligencia sobre Mercados Sostenibles (CIMS): Hay alta disponibilidad de biomasa, pero aún no existe un desarrollo tecnológico que permita un aprovechamiento rentable. Fuente: CIMS-INCAE 2011

22 Foro Nacional de Energía Biomásica 2016 Casos de éxito en empresas que ya están operando sus procesos térmicos con biomasa, a diferentes niveles de escala AHORRO ENERGÉTICO Fuente: La Cámara de Industrias de Costa Rica, II Foro Nacional de Energía Biomásica 25 de febrero 2016

23 Ejercicio: Empresa Nacional Consumo promedio de electricidad* kwh/mes + Tarifas Eléctricas INDUSTRIAL ICE (2016) Para consumos mayores de kwh Más de 200 KWh, /KWh 64,39 Factura eléctrica mensual aproximada *De acuerdo a la empresa

24 Tipo de residuo Residuos de animales y vegetales de restaurantes, hoteles, hospitales, etc. En un mes: Poder Calorífico (kcal/kg) Humedad (%Peso) Sólidos no combustibles (%peso) 1.390* 70 5 Desechos orgánicos crudos : kilos mensuales promedio Potencial Calorífico: kcal/kg Wh Potencial para una planta de ~1,1MWh *Fuente: Aprovechamiento energético de los residuos disponible en inecc.gob.mx

25 Investigación I-PLARE Reactor Primer Diseño Simulaciones Computacionales Simulaciones Computacionales

26 Gasificación de residuos infecto contagiosos Se estima que estos residuos representan entre un 25% y un 45% de los desechos producidos en un hospital costarricense Fuente: L. Abarca y P. Rivera, Desechos hospitalarios. Un caso de estudio, 2002