Proceso químico: Las incineradoras

Proceso de Incineración de los Residuos Sólidos 

Proceso de incineración 

La incineración es un proceso de disposición última y aplicable a aquellos residuos que por sus características presenten ventajas comparativas frente a otros procesos de disposición final como, por ejemplo, los rellenos de seguridad.  La incineración se desarrolla a temperaturas elevadas, tratándose de un procedimiento de destrucción térmica, que en presencia de oxígeno los residuos son convertidos en gases y cenizas. 

Este tipo de tratamiento sirve a determinados propósitos: destrucción de residuos acompañada de una significante reducción de la masa y el volumen de los mismos, generación de energía e incorporación de materiales a productos industriales. 

a) Etapas del proceso de incineración de residuos sólidos.

Etapas en la incineración de los residuos sólidos 

La incineración puede subdividirse en tres fases principales: 

• Pre-tratamiento / alimentación; 
• Incineración; 
• Control de contaminación. 

1. Pre-tratamiento/alimentación 

Los residuos sólidos pueden ser manipulados a granel. En primer lugar son colocados en fosos de almacenamiento intermedios por los camiones recolectores. Luego, se transfieren para la incineración por medio de un cucharón de cuatro gajos que se desplaza sobre puentes rodantes, como muestra la Figura 

2. Incineración

Para cumplir con los patrones de control de emisiones atmosféricas, la incineración debe constar de dos fases: combustión primaria y combustión secundaria.

- Combustión primaria 

En esta fase, que dura de 30 a 120 minutos a una temperatura de 500 a 800°C, ocurren el secado, el calentamiento, la liberación de sustancias volátiles y la transformación del residuo remanente en cenizas. Allí se genera el material particulado, que es básicamente la humareda oscura producida en una quema no controlada. Las partículas menores son las más perjudiciales al ser humano. Al final, la masa de cenizas ya no se reduce más, quedando: carbono no quemado, compuestos minerales de alto punto de vaporización y la mayoría de los metales.

- Combustión secundaria 

Los gases, vapores y material articulado, liberados en la combustión primaria, son soplados o succionados hacia la cámara de combustión secundaria o post-combustión, hacia donde permanecen alrededor de dos segundos expuestos a 1.000°C o más. En estas condiciones ocurre la destrucción de las sustancias volátiles y parte de las partículas. Los principales factores que influyen en la destrucción de los residuos en esta fase son: 

  - Temperatura

  - Tiempo

  - Turbulencia

  - Exceso de aire

3. Control de contaminación 

El control de las emisiones se puede hacer a través de: 

- Control de combustión 

El proyecto, construcción, operación y mantenimiento adecuados son un aspecto fundamental en el control de las emisiones. El monitoreo y el control continuos, tanto computarizados, como manuales, son sumamente importantes como «buenas prácticas de combustión».

- Control de material particulado

Los filtros maga son diseñados con largas bolsas hechas con tejido resistente al calor que capturan partículas finas. El polvo y las partículas son recolectados y dispuestos. Los precipitadores electrostáticos tratan las emisiones con la aplicación de un voltaje en las partículas que entran, cargándolas negativamente. Las partículas, entonces, son quitadas en placas cargadas positivamente. Usan campos electrostáticos múltiples para recolectar el máximo de material particulado. 

- Control del gas ácido 

Las unidades de control de gas ácido más comunes son las llamadas scrubbers. Scrubbers de cal seguidos por filtros manga son considerados la mejor tecnología de control de gas.

b) Videos (o animaciones) sobre los mismos.

• https://www.youtube.com/watch?v=DE-MMCZog4c
• https://www.youtube.com/watch?v=pciE5NAYxwY
• https://www.youtube.com/watch?v=y_eVWZCE6vc
• https://www.youtube.com/watch?v=Jla2buRB6PQ

c) Ilustración de proyectos exitosos donde se automaticen los procesos.

Un estudio presentado por (Orlando & Roger Fabian, 2014) sobre Automatización del proceso de incineración de residuos peligrosos en la Empresa SANDESOL S.A. E.S.P presenta la problemática. En busca de los siguientes objetivos: Revisión del proceso y los requerimientos de operación para el proceso de incineración de residuos, establecer la instrumentación, dispositivos de control y elementos de montaje requeridos para la aplicación, instalación y puesta en marcha de los dispositivos de control e instrumentación, realizar la programación del autómata para el correcto funcionamiento de la planta de incineración de residuos sólidos, documentar el proyecto para evidenciar y dejar registro del proceso de automatización de una planta de residuos, para futuras investigaciones. Conocido el proceso y basado en las necesidades específicas de esta planta cabe resaltar que las condiciones de operación en la práctica no alcanza los puntos de consigna de temperatura con el combustible inicial, el suministro de gas natural no es suficiente para alcanzar una temperatura de 1200 grados Celsius en la recamara de postcombustión, por lo tanto fue necesario implementar una rutina de precalentamiento que facilite la ignición y posterior combustión del gas natural en la recamara superior y solo superado un umbral de 500 grados Celsius se hace necesario el ingreso de desechos para obtener un mayor calor y por ende un incremento de la temperatura hasta las condiciones iniciales. Este hecho provoca una quema incontrolada de residuos por un lapso menor a 3 horas. Por lo tanto la planta no cuenta con la capacidad de alcanzar las condiciones iniciales por si sola.

El sistema no cuenta con un proceso de enfriamiento en las recamaras, el ingreso de material contaminado es constante por tanto este material se convierte en combustible luego de su quemado y ese efecto provoca un aumento paulatino de la energía al interior, el modelo eléctrico por medio de electroválvulas puede impedir el ingreso de gas al sistema sin embargo no cuenta con un mecanismo de reducción de temperatura así que el ingreso incontrolado de desechos provocara un sobrepaso de temperatura en la respuesta con respecto al punto de consigna inicial y por tanta afectara la estabilidad del sistema.

El ahorro económico implementando un modelo proporcional es considerable, la regulación de la velocidad de los motores así como su arranque por medio de variadores de frecuencia constituyen una reducción en la energía gastada por la planta con respecto al uso de los motores trabajando a frecuencia nominal, del mismo modo la incorporación de válvulas proporcionales generan una mayor garantía en la estabilidad de la planta y reducción en el consumo de gas natural.

Fuente:

https://prezi.com/dsc2o92yzrdd/automatización-del-proceso-de-incineración-de-residuos-pelig/

d) Enlaces (links) a otras páginas con informaciones relacionadas.

• http://www.prtr-es.es/Data/images/MTD_Incineracion_residuos_ES.pdf
• http://www.konecranes.com/sites/default/files/download/konecranes_reference_energy_from_waste_ekokem_finland_es.pdf
• http://www.ecologistica.com.co/noticias/incineracion-de-residuos-minimiza-impactos-ambientales
• http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd61/tecnadmvo/cap5.pdf