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A.Maíllo
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Sabadell, 02/07/2009
CONGRÉS INTERNACIONAL D’INNOVACIÓ EN LA GESTIÓ I TRACTAMENT DELS RESIDUS MUNICIPALSCONGRESO INTERNACIONAL DE INNOVACIÓN EN LA GESTIÓN Y TRATAMIENTO DE LOS RESIDUOS MUNICIPALES
INTERNACIONAL CONFERENCE ON INNOVATION IN MUNICIPAL WASTE MANAGEMENT AND TREATMENT
Sessió/Sesión/Session 02.02
Alfonso Maíllo SánchezDirector Técnico de Urbaser
CONGRESO INTERNACIONAL EN LA GESTIÓN Y TRATAMIENTO DE LOS
RESIDUOS MUNICIPALESLA TECNOLOGÍA DE LA GASIFICACIÓN APLICADA A LOS RESIDUOS SÓLIDOS
URBANOS
A.Maíllo
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SABADELL, 2 de Julio de 2009Alfonso Maíllo Sánchez
Urbaser, S.A.
Congreso Internacional en la Gestión y Tratamiento de los
Residuos Municipales
La Tecnología de la Gasificación aplicada a los Residuos Sólidos Urbanos
REINNOVA
A.Maíllo
INDICE GENERAL
0. PEQUEÑA HISTORIA SOBRE LA GASIFICACIÓN DE RESIDUOS 1. DATOS DE PARTIDA
1.1. FICHA COMPOSICIÓN TIPO R.S.U. DE ESPAÑA1.2. FICHA COMPOSICIÓN TIPO C.D.R. (FRACCIÓN RESTO)
– P.C.I. MEDIO Y PRODUCTO FINAL DE UN M.B.T. 1.3. CANTIDAD DE LA FRACCIÓN RESTO EN ESPAÑA 1.4. ESQUEMA DE LOS DIFERENTES PROCESOS DE TRATAMIENTO DE R.S.U.
2. GASIFICACIÓN – ASPECTOS TEÓRICOS 2.1. DEFINICIÓN 2.2. QUÍMICA DE LA GASIFICACIÓN 2.3. CAPACIDADES Y TIPOS DE GASIFICADORES2.4. VARIACIÓN DE DIVERSOS PARÁMETROS CON LA TEMPERATURA
Y TIPO DE COMBUSTIBLE EN UN GASIFICADOR DE TECHO FLUIDIZADO CIRCULANTE
3. LEGISLACIÓN APLICABLE 4. TECNOLOGÍAS 5. COMPARACIÓN ENTRE PIRÓLISIS / GASIFICACIÓN / INCINERACIÓN6. CONCLUSIÓN
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0. PEQUEÑA HISTORIA SOBRE LA GASIFICACIÓN DE RESIDUOS
La inquietud por la aplicación de los procesos de Pirólisis / Gasificación data de hace más de 30 años Durante este periodo, el número de procesos analizados y a veces experimentados con capacidades superiores a 1 t/h excede de 140. En la actualidad todavía hay más de 30 procesos tecnológicos en diferentes estados de desarrollo (Base datos JUNIPER 2009) La razón de la búsqueda de procesos sustitutivos de la Incineración ha sido debido, tanto a la posible separación en la fuente, de las diferentes fracciones combustible que componen los residuos: Plástico, Papel/Cartón, Coches Usados, Neumáticos, etc., como a la mayor flexibilidad de los productos que generan estos nuevos procesos: gases de síntesis (syngas), líquidos y sólidos con diferentes calidades y poder calorífico, según el tipo de proceso y de residuo utilizado y por qué no decirlo, se utiliza un proceso térmico que no se llama INCINERACIÓN, que en algunos paises tiene mala imagen socialAsí los gases pueden se utilizados como combustible en Hornos, Secaderos y Calderas o, si son de mayor calidad, en Motores de Combustión, Pilas de Combustible o en Síntesis de Metanol, Amoniaco o Hidrocarburos ligerosLos productos sólidos en forma fundida tienen, hasta ahora, similares posibilidades de uso que las escorias de fondo de Horno IncineradorPor otra parte, los costes de limpieza de los gases procedentes de la Gasificación, si ésta se realiza antes de su última combustión, son menores, dada su menor cantidad, que la limpieza de la mayor cantidad de gases de la combustión en Hornos Incineradores, con exceso de aireCon este gas combustible limpio se pueden lograr mejores eficiencias de energía, debido a que ya no existen riesgos de corrosión en los sobrecalentadores, aunque los autoconsumos suelen ser mayores que en la IncineraciónEn los años 70 ya se experimentaron más de 20 procesos, trece de los cuales fueron probados con más de 10 t/día. (ANDCO-TORRAX; PUROS, BAILIESDe todos ellos, solo uno, el de ANDCO-TORRAX, llegó a tener 5 plantas en operación. Sin embargo el éxito no acompañó a este primer despegue de invención
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0. PEQUEÑA HISTORIA SOBRE LA GASIFICACIÓN DE RESIDUOS
Las principales causas del fracaso generalizado se debieron en general a un exceso de optimismo, pues la mayoría 1º) trató de procesar R.S.U. en masa, sin tener en cuenta su hetereogenidad, 2º) el traspasar la tecnología “tal-cual” de la gasificación de carbón, 3º) el cambio de escala desde laboratorio a Planta Industrial y 4º) el subestimar la complejidad de la conversión química que entraña el proceso de pirólisis/gasificación. 5º) Tampoco se le dio importancia a la limpieza del gas de síntesis y a la eliminación de los alquitranes que se generan en la gasificación al enfriar el syngás, que producían obstrucciones en las tuberías y motoresEste primer fracaso aparente expoleó la invención, y ya en los años noventa se volvió de nuevo a otros procesos de gasificación que trataban fracciones específicas de residuos, principalmente biomasa e incluyendo C.D.R. (R.D.F.), aunque en algún caso particular. (THERMOSELECT) se ha tratado R.S.U. en masa Los objetivos de los nuevos desarrollos de Gasificación tratan de superar a la incineración en los siguientes aspectos
. Menores emisiones a la atmósfera
. Residuos sólidos inertes
. Mayor eficiencia energética
. Mayor flexibilidad en los productos generadosSin embargo no es fácil la elección de un proceso u otro, ya que depende muchas veces de circunstancias locales como: Política de reciclaje, disponibilidad de R.S.U./C.D.R., homogeneidaddel residuo a tratar, precio del calor y de la energía eléctrica, límites de emisiones a la atmósfera y costes de vertedero de los diferentes tipos de residuos, disponibilidad real de los procesos (los rsu se generan todos los días)
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1. DATOS DE PARTIDA
1.1. COMPOSICIÓN TIPO DE R.S.U. DE ESPAÑA.En cuanto a la Composición elemental de los R.S.U., la última estadística general mantiene la composición tipo siguiente:
Materia Orgánica 44,00%Papeles y Cartones 21,18% Plásticos 10,59%Vidrio 6,93%Metales Férreos 3,43%Metales No Férreos 0,68%Madera 0,96%Textiles 4,81%Gomas y Caucho 1,01%Pilas y baterías 0,20%Varios 6,15%
100,00% FRACCIÓN COMBUSTIBLE 38,52%FRACCIÓN ORGÁNICA 44,06%FRACCIÓN INERTE 17,42%FRACCIÓN BIODEGRADABLE: 69/72% 100,00%
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1.2. COMPOSICIÓN TIPO DE C.D.R. Y DE M.B.T.
COMPONENTE C.D.R.%
M.T.B. %
MEDIO RANGO VARIACIÓN
Fracción Orgánica Estabilizada.Papel y Cartón.Vidrio.Plásticos.Metales.Textiles y Celulosa.Madera.Cerámica y Tierra.Otros no clasificados.
24,636,30,117,83,5113,412,3100%
10%30%1%20%2%20%-10%7%100%
5 / 14 %20 / 35 %Máximo 2 %15 / 25 %Máximo 2 %20 / 30 %-5 / 15 %5 / 10 %
Contenido en Agua. 30%
P.C.I. ~2.700 Kcal/Kg
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1.3. CANTIDADES ESTIMADAS DE FRACCIÓN RESTO DE ESPAÑA
La producción de R.S.U. del año 2008 fue del orden de 26 millones de toneladas, de las cuales el 30% se procesa en Plantas de Tratamiento
El tipo más usual de Pretratamiento o Tratamiento Mecánico Biológico consiste en: Apertura de bolsas; Clasificación por tamaños; Recuperación de Materiales; Tratamiento Biológico (aerobio o biometanización) y Vertedero de la Fracción “Resto”
Además se incineraron ~ 2 millones de t/a en 10 Plantas Incineradoras de RSU y de CDRSegún este proceso, el porcentaje en peso que va a Vertedero es superior al 65% del peso entrante
Aplicando este porcentaje resultaría una cantidad de Fracción Resto de:26 x 0,65 x 0,30 = 5,07 millones de toneladas/año además de lo que va directamente a Vertedero ~ 13 mill. t/año. Se incineraron ~ 2 mill. t/año
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RESIDUOS MUNICIPALES
(R.S.U.)
CONVERSIÓN BIOLÓGICA
CONVERSIÓN TÉRMICA
CALOR +
MICROORGANISMOS
MICROORGANISMOS
PROCESO NATURAL DURANTE
APROXIMADAMENTE 50 AÑOS
RECICLADO
VERTIDO
DIGESTION ANAEROBIA
COMBUSTIÓN
GASIFICACIÓN
PIRÓLISIS
CONCEPTO DE TRATAMIENTO PROCESOS PRODUCTO
MATERIALES COMERCIALES
NINGUNO O GASDE VERTEDERO
BIOGAS + HUMUS
ELECTRICIDAD Y/O VAPOR
CENIZAS VOLANTESESCORIAS
GAS SINTÉTICO(SINGAS)CENIZAS
VOLANTESESCORIAS
GAS SINTETICO (SINGAS) O
BIOCOMBUSTIBLELIQUIDOSCARBOR
AIRE ENEXCESO
OPCIONES PARA VALORIZAR LOS RESIDUOS MUNICIPALES
COMPOSTAJECOMPOSTGASES NO
APROVECHABLES
AIRE ENDEFECTO
AUSENCIADE AIRE
RECUPERACIÓN
OPERACIÓN DESEPARACIÓN
PRETRATAMIENTO
PLASMAPLASMA Gas de SíntesisProductos VitrificadosIonización
CONVERSIÓN QUÍMICA
1.4 – ESQUEMA DE LOS DIFERENTES PROCESOS DE TRATAMIENTO DE R.S.U.
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2. GASIFICACIÓN – ASPECTOS TEÓRICOS
2.1. DEFINICIÓN.Es un proceso térmico que convierte, mediante la oxidación parcial del carbono a alta temperatura, una materia combustible sólida en un gas combustible de relativamente bajo poder calorífico
Se opera normalmente con cantidades del orden del 25 al 30% del oxigeno que sería necesario para la oxidación completa (valor estequiométrico), o sea, se trabaja con defecto de oxigeno, que generalmente procede del aire, (79% Nitrógeno, 21% Oxigeno), con lo cual el caudal de gases resultantes es también mucho menor que en la incineración que opera con 60/80% de exceso de oxigeno
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2.2. QUÍMICA DE LA GASIFICACIÓN
Gasificador
Oxigeno Gas de
Aire Síntesis Vapor de agua PCI ~ 6.500 kJ/m3
Residuos Sólidos
MateriaCarbonosa
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2.2. QUÍMICA DE LA GASIFICACIÓN
Gases de SíntesisPCI ~ 6.500 kJ/m3
Gases Combustibles
H2 – (13% Volumen)CH4 – (4% Volumen)Co – (18% Volumen)Hidrocarburos ligeros (4%)
Gases Neutros H2O - (7% Volumen) N2 - (42% Volumen)CO2 - (12% Volumen)
Impurezas Partículas SólidasAlquitránHCl; NH3; H2S; SOxMetales Pesados, Dioxinas, Furanos
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REACCIONES DE GASIFICACIÓN
C + ½ O2 CO + 110,6 Kj/mol a 20oC – Combustión Parcial.
C + O2 CO2 + 393,8 kJ/mol a 20oC – Combustión Completa.
CO + H2O CO2 + H2 + 41,2 kJ/mol a 20oC –Shift.
C + 2H2 CH4 + 74,9 Kj/mol a 20oC – Gasificación.
C + CO2 2CO – 172,6 kJ/mol a 20oC – Gasificación.
C + H2O CO + H2 - 131,4 kJ/mol a 20oC – Gasificación.
2 H2 + 2CO CO2 + CH4 – 321,3 kJ/mol a 20oC.
C + 2H2O CO2 + 2H2 – 77,7 kJ/mol a 20oC.
CH4 + H2O CO + 3H2 + 201,9 kJ/mol a 20oC.
Resumen: Variedad de tipos de reacciones exotérmicas y endotérmicas Proceso Complejo
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Produce un gas formado por: H2; CO; CO2; N2; H2O; CH4; Hidrocarburos ligeros y Pesados (alquitranes); Polvo, Amoniaco; trazas de otros compuestos
Lecho fluidizado bubujeanteLecho fluido circulante
Tipo de Reactor Lecho móvil en paraleloLecho móvil en contracorriente
AtmosféricaPresión de Trabajo
A Presión
Aire Factores que Agente gasificante Vapor de Aguaintervienen Mezcla de vapor y oxígeno
Mezcla de vapor y aire
Convencional Depuración de Gases A alta temperatura
Catalítico
Arena Sílicea Sólido fluidificante
Alúmina
Proceso más factible: “Lecho fluidizado con aire y a Presión Atmosférica”
Producción de Gas: 2’26/2’57 Nm3/Kg de biomasa - CO + H2O CO2 + H2- Reacción water-gas shiftP.C.I. Del Gas Generado: 5/6 MJ/Nm3 (base seca) - C + CO2 2CO Reacción BOUDOUART
GASIFICACIÓN TERMOQUÍMICA
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2.3. CAPACIDAD DE GASIFICACIÓN DE LOS DIFERENTES TIPOS DE GASIFICACIÓN
I I I I 1 Kw 100 Kw 1 Mw 10 Mw 100Mw 1000Mw térmicos
DOWN draft
Up draft
Lecho fluidizado Burbujeante
Lecho fluidizado Circulante
Lecho fluidizado Presurizado
Corrientes Paralelas
Contracorriente
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2.4. VARIACIÓN DE LOS DIFERENTES PARÁMETROS CON LA TEMPERATURA Y TIPO DE COMBUSTIBLE EN UN GASIFICADOR DE LECHO FLUIDIZADO CIRCULANTE
Mayor Poder calorífico del Gas Menor
Mayor Contenido de Alquitranes Menor
Menor Conversión del Char Mayor
Decrece el riesgo Sinterización Se incrementa el riesgo
700º C 800º C 900º C 1000º CI I I I
Residuos Agrícolas Biomasa de Madera Carbón
C.D.R.
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DIAGRAM OF MAIN GASIFIER TYPES
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COMPARISON OF SINGLE AND TWIN FLUIDISED BED GASIFIERS
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3. LEGISLACIÓN APLICABLE.
El Punto 4 del Artículo 3 – Definiciones del Real Decreto 653/2003 de 30 de Mayo sobre Incineración de Residuos, dice textualmente:“A estos efectos, en el concepto de Tratamiento Térmico se incluye la Incineración por oxidación de residuos, así como la Pirólisis, la Gasificación u otros procesos de tratamiento térmico, como el proceso de Plasma, en la medida que todas o parte de las sustancias resultantes del tratamiento se destinen a la combustión posterior en las mismas instalaciones”Esta definición comprende el lugar del emplazamiento y la instalación completa, incluidas todas las líneas de incineración y las siguientes instalaciones: Recepción, Horno, Caldera, Limpieza de Gases, Valorización, Chimenea, Sistemas de Control de las Operaciones, Registro, Tratamiento “in situ” de los residuos generados y aguasPor otra parte el Anexo II de dicho Real Decreto, indica como se determinan los valores límites de emisión a la atmósfera en caso de conicineración de residuos junto con otro combustible, y el Anexo V especifica los valores límites de emisión a la atmósfera para todos los elementos a controlarPor tanto, la Gasificación de Residuos Urbanos está sometida a esta regulación, y hay que cumplirla tanto si es Gasificación Total o Parcial de R.S.U. y la fracción RESTO lo es
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4. TECNOLOGÍAS.
1a. Ebara.1b. Energos Gasificación – Combustión del Gas Caliente
2. Lurgi2bis. JFE – Engineering Corporation
3. Compact-Power
4, Nippon Steel
5. Proceso: T.P.S. Termiska Processer A B (Suecia)
6. Proceso: E.I.E.
7. Proceso: MITSUI R-21 Pirolíticos
8. Proceso: THERMOSELECT
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1a. SYSTEM CONFIGURATION - EBARA
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1a. SYSTEM DESCRIPTION - EBARA
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1a. Typical Process Flow - EBARA
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1a. Fluidized Bed Technologies - EBARA
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1a. KEY ZERO EMISSION TECHNOLOGY - EBARA
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1b. Process Scematic - ENERGOS
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1b. Energy From Waste Plant - ENERGOS
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1b. The ENERGOS Process
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1b. Gasifier & Thermal Oxidiser
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2. CFB GASIFICATION AND HOT GAS CLEANING PILOT PLANT - LURGI
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2 bis. JFE Engineering Corporation - Process Flow Chart
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3. Diagrama del proceso de COMPACT- POWER
R.S.UR.S.U././ResiduoResiduotrituradotriturado
OxidaciónOxidaciónTérmicaTérmica
Scru
bber
Scru
bber
seco
seco
DeDe --
NoxNox
cata
lític
oca
talít
ico
EscoriasEscorias
Chi
men
eaC
him
enea
AireAire
Bic
arbo
nato
Bic
arbo
nato
sódi
cosó
dico
CalderaCalderade vaporde vaporresidualresidual
AlimentadorAlimentadoral procesoal proceso GasificaciónGasificación
Vapor
SyngasSyngas
GasesGases
GasesGases
Fuel
Fuel
-- Oil
Oil
CenizasCenizas
CarbónCarbón Syng
asSy
ngas
AireAire
Reactor deReactor dePirólisisPirólisis
Generaciónde energía
R.S.UR.S.U././ResiduoResiduotrituradotriturado
OxidaciónOxidaciónTérmicaTérmica
Scru
bber
Scru
bber
seco
seco
DeDe --
NoxNox
cata
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oca
talít
ico
EscoriasEscorias
Chi
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AireAire
Bic
arbo
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Bic
arbo
nato
sódi
cosó
dico
CalderaCalderade vaporde vaporresidualresidual
AlimentadorAlimentadoral procesoal proceso GasificaciónGasificación
Vapor
SyngasSyngas
GasesGases
GasesGases
Fuel
Fuel
-- Oil
Oil
CenizasCenizas
CarbónCarbón Syng
asSy
ngas
AireAire
Reactor deReactor dePirólisisPirólisis
Generaciónde energía
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3. Características diferenciales del proceso de COMPACT-POWER
• Es el único proceso que utiliza sucesivamente la pirólisis, gasificación y combustión
• Utiliza su propia energía como fuente de calor para la pirólisis
• No se producen líquidos pirolíticos ni alquitranes
• No vitrifica las escorias de gasificación, ni las cenizas volantes que deben ir a Vertedero
• Se requiere algo de combustible auxiliar (fuel-oil) para la unidad de combustión
• La producción eléctrica es similar a la incineración en masa en parrilla
• Es un proceso modular de pequeño tamaño
• Utiliza un sistema catalítico con lo cual la eliminación de dioxinas, NOx y mercurio es muy grande
• El coste de inversión es similar a un incinerador en masa
• Faltan referencias operativas a nivel comercia
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4. Diagrama del proceso de NIPPON STEEL
RSURSU
GasificaciónGasificacióny horno dey horno de
fusión fusión
PelletizadorPelletizador
Lim
piez
aLi
mpi
eza
de g
ases
de g
ases
Cámara deCámara deCombustiónCombustión
EscoriasEscoriasCenizasCenizasVolanteVolante
Chi
men
eaC
him
enea
AireAire
MetalesMetales
Generaciónde energía
ProducciónProducciónde vaporde vapor
CalCal
Cok
eC
oke
Oxíg
eno
Oxíg
eno
Polvo
Polvo Cenizasde caldera
EliminadorEliminadorde polvode polvo
RSURSU
GasificaciónGasificacióny horno dey horno de
fusión fusión
PelletizadorPelletizador
Lim
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Cámara deCámara deCombustiónCombustión
EscoriasEscoriasCenizasCenizasVolanteVolante
Chi
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AireAire
MetalesMetales
Generaciónde energía
ProducciónProducciónde vaporde vapor
CalCal
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Oxíg
eno
Polvo
Polvo Cenizasde caldera
EliminadorEliminadorde polvode polvo
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4. Características diferenciales del proceso NIPPON STEEL
• Utiliza oxígeno puro como agente gasificante y coke como combustible auxiliar
• El gas de gasificación lo envía caliente al combustor
• El polvo de la gasificación, combustión y caldera se peletiza, funde y vitrifica
• Hay posibilidad de separar los residuos metálicos de las escorias del gasificador
• La cantidad de residuo a enviar al Vertedero es muy pequeña (3%) lo cual significa una reducción de volumen de los RSU
• La calidad de combustión es buena por la alta temperatura y apenas hay dioxinas y CO
• La generación eléctrica es algo inferior que en una incineradora convencional
• Hay más de 10 plantas funcionando comercialmente en Japón desde hace mas de 10 años, pero no se conocen los costes de inversión y operación en Europa
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5. CFB GASIFICATION AND HOT GAS CLEANING PILOT PLANT – T.P.S
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6. PROCESO: E.I.E.
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6. PROCESO: E.I.E.
A.Maíllo
6. PROCESO: E.I.E.
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7. Diagrama del proceso MITSUI R21
ResiduosResiduosTrituradosTriturados
CámaraCámaraPirolíticaPirolítica
HornoHornoAltaAlta
TemperaturaTemperatura
InmersiónInmersiónde escoriasde escorias
CalentadorCalentadorde airede airea altaa alta
temperaturatemperatura
Elim
inad
orEl
imin
ador
de p
olvo
de p
olvo
Filtr
o de
Filtr
o de
man
gas
man
gas
CarbónCarbón
EscoriasEscorias ResiduoResiduo
Chi
men
eaC
him
enea
AireAire
CalCal
MetalesMetales
Reciclado cenizas
Vapor
CalderaCalderade vaporde vaporresidualresidual
Circuito Aire Caliente
ResiduosResiduosTrituradosTriturados
CámaraCámaraPirolíticaPirolítica
HornoHornoAltaAlta
TemperaturaTemperatura
InmersiónInmersiónde escoriasde escorias
CalentadorCalentadorde airede airea altaa alta
temperaturatemperatura
Elim
inad
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imin
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de p
olvo
de p
olvo
Filtr
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Filtr
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gas
man
gas
CarbónCarbón
EscoriasEscorias ResiduoResiduo
Chi
men
eaC
him
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AireAire
CalCal
MetalesMetales
Reciclado cenizas
Vapor
CalderaCalderade vaporde vaporresidualresidual
Circuito Aire Caliente
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7. Características diferenciales del proceso MITSUI R21
• Envía directamente a combustión los gases pirolíticos
• Tritura el carbón y otros materiales inertes de la pirólisis y los envía a combustión
• Utiliza los gases calientes para el pirolizador y para generar vapor
• Tiene doble sistema de filtro de mangas para limpiar los gases de caldera
• Apenas requiere combustible auxiliar (solo en arranques y paradas)
• Vitrifica las excorias y gran parte de las cenizas volantes
• Solo envía a Vertedero los productos de neutralización de gases ácidos (3,5 %)
• La calidad de combustión es buena y estable sin apenas generar dioxinas ni inquemados, pero su generación eléctrica es menor (300/450 kWh/t)
• El coste medio de inversión es del orden de un 30% mayor que la de una incineración de parrilla de su tamaño
• Solamente hay en Japón dos plantas funcionando de forma comercial desde hace unos años
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8. PROCESO THERMOSELECT
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5. Principales Características de los tres procesos de ValorizaciónTérmica de Residuos
PIROLISIS GASIFICACION INCINERACIÓN
ReaccionesQuímicas
Descomposición química de la materia orgánica por el calor en ausencia del oxígeno
Oxidación parcial de la materia orgánica (defecto de oxígeno)
Oxidación total de la materia orgánica (exceso de oxígeno) o combustión
Temperatura(Valores típicos)
450 ºC a 750 ºC 850 ºC a 1.400 ºC 750 ºC a 1.050 ºC
Entrada al proceso
Residuos/Calor Residuos Aire en Defecto. Calor Vapor. (Control de CO/H2)) a la salida)
Residuos. Aire en Exceso
Subproductos Sólido (Carbón/CHAR)Líquidos Pirolíticos.Gases Combustibles.Las cantidades de cada uno dependen de las condiciones de operación: temperatura y presión.Los subproductos pueden utilizarse como materia prima de gasificación
SYNGAS (CO-H2) utilizado para producir electricidad y/o calorRESIDUOS SÓLIDOS (Parte pueden ser Vitrificados).GASES no Reutilizables (CO2+H2O+SO2+NOX+Dioxinas+Furanos+Metales Pesados)
CALOR utilizado directamente o en turbinas para producir electricidad (Calor y Energía).RESIDUOS SÓLIDOS: Escoras y Cenizas Volantes (Estos pueden ser Vitrificados)GASES de CHIMENEA (CO2+H2O+SOX+NOX++ +Dioxinas+Furanos+Metales Pesados)
Ventajas Se producen fuertemente el caudal de gases a tratar.Posibilidad de utilizar la energía del Syngas lejos del punto de generación
Proceso bien conocido, con muchas referencias y credibilidad, fiabilidad y disponibilidadNo necesita Pretratamiento en la alimentaciónProceso flexible y de gran capacidad por línea
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5. Principales Características de los tres procesos de ValorizaciónTérmica de Residuos
PIRÓLISIS GASIFICACIÓN INCINERACIÓN
Inconvenientes Dificultad en el pretratamiento (Trituración y Homogenización) Aparición de Alquitranes al enfriar el SyngasFalta de referencias
Es necesario limpiar gran cantidad de gases (Aire en exceso)Es necesario tratar (Vetrificación) o enterrar en Vertederos controlados las Cenizas Volantes
Observaciones El calor se le debe suministrar procedente de una fuente independiente sobre todo al comienzo del procesoLa pirólisis suele utilizarse como primer paso para la gasificación de residuos
El calor inicial procede del propio residuo con lo cual se reduce la eficacia energéticaEl Syngas puede ser utilizado como materia prima para generar hidrógeno o biofuell
Los sistemas de limpieza de gases que existen reducen grandemente la emisión de contaminantes a la atmósfera, la mayor parte de los cuales se miden en continuo
Tipos de Tecnologías
RotativoA Presión
Lecho fijo: Up-draft. Down-draftLecho fluizadoLecho arrastradoHorno rotativo
Parrilla: Plana refrigerada por agua. Plana refrigerada por aire. RodillosLecho fluidizado: burbujeante. Circulante
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45N
ºde
pla
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en
oper
ació
n co
mer
cial
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
>150
>1000
Incineración de parrillas
Gasificación + combustión
Gasificación de escorias
Gasificación de plasma
TMB para hacer biogás
Gasificación + motor de gas
>1000
>150
104
70
45-50
2
Fuente: Juniper. 2007
Incineración de lecho fluidizado
TABLA DE PLANTAS EN OPERACIÓN COMERCIAL
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6. CONCLUSIÓN
Según se comentó al inicio y de acuerdo con las bases de Datos JUNIPER de febrero de 2008 había recogidos del orden de 140 procesos de Pirólisis, Gasificación a baja temperatura y gasificación a alta temperatura (Plasma)
En la actualización de Mayo de 2009 figuran:30 procesos de Gasificación6 procesos de Pirólisis8 procesos de Plasma
44 en total y algunos todavía están en fase conceptual o de demostración quedando sólo unos pocos como totalmente probados y utilizados para gasificar RSU solos o mezclados con otros combustibles
Esto indica que la aplicación de la Gasificación a los RSU y sobre todo debido a su heterogeneidad, es complicada
Además hay que indicar que si bien el syngas que se genera es combustible y se puede quemar para generar energía u obtener productos químicos y que por tanto no se incinera el residuo, sino que este se gasifica, no es menos cierto que los procesos más desarrollados hacen las dos acciones, sucesivamente y podrían considerarse como una combustión en dos fases
Por otra parte el syngas no es un biogas pues se genera de diferente forma y por tanto, aunque una parte proviene del carbono biogénico, este syngas no está incluido en ninguna de los tipos de Energía Especial del R.Dto 661/2007 y por tanto no se sabe si existiría alguna prima que ayudara a su explotación
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