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Combustible, lodos
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Copyright©2012 NIPPON STEEL & SUMIKIN ENGINEERING CO., LTD. All Rights Reserved.
Fuel of sewage sludge Combustible de lodos de
depuradora
NIPPON STEEL & SUMIKIN ENGINEERING CO,LTD. Sludge Recycling Plant Engineering Section
RYOH FUKUDA
①
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Resumen
La biomasa de lodos de aguas residuales está llamando la atención como una
alternativa de combustible fósil del carácter carbono neutral.
Veníamos haciendo esfuerzos para desarrollar el “sistema J-Combi” el cual
convierte los lodos de aguas residuales en combustible seco granular sin perjudicar
su propio poder calorífico.
Hemos encontrado que este combustible estaría disponible como una alternativa del
carbón y con él podríamos reducir los gases de efecto invernadero.
Esta tecnología está siendo desarrollada en colaboración con la empresa Tecnología
Suiza Combi.
(2)
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Uso de lodos de aguas residuales
• El uso de materiales de los lodos de aguas residuales se está desarrollado de manera
constante. Aunque el porcentaje de su uso ha alcanzado aproximadamente un 70%, la
utilización de la materia orgánica en los lodos de aguas residuales como
energía/recurso es aún limitada.
Comportamiento del uso de materiales※
Uso de la biomasa de lodos de aguas residuales*
(Año 2006)
(3)
* fuente: Ministerio de la Tierra, la
Infraestructura, el Transporte y el Turismo
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4
Comportamiento de los gases de efecto invernadero* Desglose de los gases de efecto invernadero
originados en las líneas del alcantarillado※
La gran cantidad de los gases de efecto invernadero viene de la energía eléctrica
y la incineración (N2O).
La tasa de incremento de estos es especialmente alta.
*fuente: Ministerio de la Tierra, la
Infraestructura, el Transporte y el
Turismo
Energía
eléctrica
Cantidad
gas
es d
e ef
ecto
in
ver
nad
ero (
die
z m
il t
on
elad
as –
CO
2)
can
tidad
tra
tad
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illo
nes
de
m3)
Tratamiento de agua
Tratamiento de lodos
Energía eléctrica
(planta de tratamiento)
Incineración
Tratamiento de agua
Tratamiento de agua
Combus
tible Energía eléctrica
(estación de bombeo)
Otros
Total
Incineración
Otros
Otros
Combustible
Gases de efecto invernadero
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Política del Gobierno Japonés • Además del sistema de alcantarillado, se lleva a cabo la promoción de los
compromisos para la colaboración y cooperación con las principales
organizaciones relacionadas, como para el suministro de recursos y energía
para los distritos en colaboración con otros sectores y otras empresas.
Sistema de alcantarillado ideal para el futuro hacia la formación de la sociedad recicladora
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Municipalidad
Planta de
tratamiento
de lodos
Planta de
secado
Central eléctrica
Depósito
Usuario
Lodos Pellets
Operación y
Mantenimiento
Ingeniería
Adquisiciones
Construcción
Esquema de negocio
La incineración ha sido la megatendencia hasta hace poco, sin embargo,
podemos hacer ahora uso efectivo de los lodos de aguas residuales.
Proveemos la mejor solución por medio de este esquema de negocio como
apoyo completo.
(6)
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Características del sistema J-combi para el secado de lodos
Producir lodos secos granulados de
alta calidad sin peletización.
Secar lodos – sin tratamiento externo
para olor, y cuando sea necesario, sin
producción de condensación.
Secar lodos al nivel de seguridad más
alto basándose en el enfoque de
“Prevención y Protección”, por
medio de la combinación de equipos
de detección de última generación
y del control de parámetros de
operación además de los sistemas de
ventilación y supresión de explosión.
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Vista externa del
mezclador de doble eje
Proceso de crecimiento de granulación
Vista externa del
tambor de secado
Es posible asegurar la calidad estable del combustible lo cual permite la variación
tanto en las características como en la cantidad de lodos de aguas residuales.
Características del mezclador de doble eje y del tambor de secado
Lodos de aguas residuales Pallets de reciclaje
Hacia el tambor
de secado
Gas de secado
Desde el mezclador de
doble eje
Primer ciclo Tercer ciclo Segundo ciclo Cuarto ciclo
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Combustible de lodos de aguas residuales
0
20
40
60
80
100
5.6 ~ 4.0 ~ 5.6 2.8 ~ 4.0 2.0 ~ 2.8 1.0 ~ 2.0 ~ 1.0
(%)
escala (mm)
Distribución del tamaño del grano
Características del combustible de lodos de aguas residuales
El combustible de lodos de aguas residuales fabricado por medio del secado y la
granulación es de alto rendimiento en comparación con el de la carbonización.
El combustible fabricado por medio del secado es superior que el de la carbonización
en cuestión de la estabilidad durante el depósito.
(9)
Secado y granulación Carbonización
・apariencia
・valor térmico
(lodos no digeridos)
・valor térmico
(lodos digeridos)
・rendimiento
・olor
Granos
1920 MJ/kg de sólido seco
(4.500-4.800 kcal/kg de sólido
seco)
1216 MJ/kg de sólido seco
(2.900-3.800 kcal/kg de sólido
seco)
22%
olor de lodos de aguas
residuales
*es posible eliminar el olor
agregando carbón activo.
Cilindro
1821 MJ/kg de sólido seco
(4.300-5.000 kcal/kg de sólido
seco)
1016 MJ/kg de sólido seco
(2.400-3.800 kcal/kg de sólido
seco)
16 %
olor de alquitrán
Estabilidad durante el
depósito
Polvo pequeño
El punto de ignición es alto
Polvo pesado
El punto de ignición es bajo
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El contenido adecuado de agua permite mantener la energía que se tenía en el momento de la fabricación.
Los componentes orgánicos quedan iguales lo cual mejora el valor.
Inorgánicos 4%
Componentes
orgánicos 16%
Agua
80% Secado
Lodos deshidratados
Valor
térmico
Inorgánicos 4%
Componentes
orgánicos 16%
Agua
vaporizada
Inorgánicos 4%
Componentes
orgánicos
Carboni
zación
Combustible del secado
Combustible de la carbonización
Los componentes
orgánicos quedan iguales
Agua
vaporizada
Materia volátil
Agua10%
Superioridad del sistema J-combi
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Comparación de los tratamientos de lodos de aguas residuales
-400.0
-200.0
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
Gase
s d
e ef
ecto
in
ver
nad
ero [
kg
-CO
2/t
de
pes
o h
úm
edo]
Electric Fuel N2O CO2reduction greenhouse effect gas
secado y
granulación
carbonización
(250300C)
carbonización
(aprox. 500 C)
carbonización
(600800 C)
incineración
incineración
+
generación eléctrica
¡El sistema J-combi es el mejor proceso para reducir la emisión neta de los gases de
efecto invernadero!
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Prueba de fabricación de pellets de
combustible
Prueba en la estación de energía
térmica
LISTA de Referencia de Plantas en el País
Dueño Sitio Capacidad Alcance de la
operación Nota
2008 Energía Bio Solida, S.A. Ciudad de
Shinjo
30 t/día×1 EPC
El primer proyecto hecho por una organización
privada.
Esta planta es operada por astillas de madera.
2012 Prefectura de Fukushima Pref. de
Fukushima
30 t/día×1 EPC El objetivo de este proyecto es la reducción
voluminosa de lodos de aguas residuales.
2013 Ciudad de Kitakyushu Ciudad de
Kitakyushu
70 t/día×1 DBO
(20 años)
Esta planta es operada por gas de digestión.
Investigación, Desarrollo y Ventas
*Hay 50 registros en el extranjero
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• Veníamos operando a modo de prueba. Iniciamos la operación de prueba a
principios de abril pasado.
Especificaciones de la planta de prueba
・Tipo: Planta de secado del tambor móvil
・Combustible: Aceite térmico
・Evaporación de agua: 750 kg/hora
・Lodos de aguas residuales
(digeridos, no digeridos)
・Humedad de lodos: 70 85 %
Se llevarán a cabo los siguientes pasos:
1. Fabricar muestras de granulación de lodos que se reciban de clientes
que consideren la introducción de este sistema.
2. Obtener varias bases de datos sobre las características de los lodos.
3. Reducir el costo de mantenimiento y operación; mejorar
principalmente la eficiencia de combustible.
Planta de prueba
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