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© ITC-AICE, 2009
Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Índice
Aspectos legales
Sistemas de depuración de gases
Generalidades
Reactivos
Equipos de separación sólido-gas
Comparativa
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Aspectos legales. Estructura normativa en materia de emisiones
Instalaciones industriales
Instalaciones industriales no IPPC
Ley 34/2007
Decreto 833/75 Decreto 547/79 Orden 18/10/1976
Comunitat Valenciana: Decreto 127/2006
Instalaciones industriales IPPC
Directiva 96/61/CE
Ley 16/2002, Prevención y control integrados de la contaminación (IPPC)
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Instalaciones industriales IPPC. BREF: Fabricación de productos cerámicos
Generalidades
Sectores industriales incluidos en 3.5:
Baldosas cerámicas
Tejas y ladrillos
Refractarios
Vajilla y cerámica artística
Cerámicas técnicas
Sanitarios
Tubería de gres
El BREF se aprobó en agosto de 2007
3.5. Fabricación de productos cerámicos mediante horneado (en particular tejas, ladrillos,
azulejos, gres o porcelana) con una capacidad de producción superior a 75 t/d y/o una capacidad
de horneado de 4 m3 y de más de 300 kg/m3 de densidad de carga
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Instalaciones industriales IPPC. BREF: Fabricación de baldosas cerámicas
Etapa proceso/MTD
VLE-MTD
Contaminante (mg/Nm3)
Condiciones referencia: O2 =18%, base seca
Partículas HF HCl NOX SOX
General: FM 1-10
Atomización:
- FM
- Vía húmeda + ciclones
- Cogeneración
1-30
1-50
1-500
Secado: Buenas prácticas 1-20
Esmaltado: FM/laminar 1-10
Cocción: FM + adsorbente 1-5 1-5 1-30 1-2501-500
500-2000
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Emisiones calientes
mg/Nm3
Emisiones frías
mg/Nm3
Partículas
sólidas
<30
<50 [Atomizadores existentes, hasta 2015]<30
NOx (NO2)Proceso <250
Cogeneración <800
SOx (SO2) <200
HCl --
HF<10
<30 [Q<3000Nm3/h y Qm<0.1 kg/h]
Condiciones de
referencia
Oxígeno=18%
P=1 atm, T=273K, base seca
Instalaciones industriales IPPC. VLE Emisiones canalizadas: AAI-CV. Industria cerámica
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Sistemas de depuración de
emisiones
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Sistemas de depuración de emisiones gaseosas
Introducción
Los sistemas de depuración de contaminantes en fase gaseosa se
pueden realizar en:
Sistemas vía húmeda
Sistemas semi-húmedos o semi-secos
Sistemas vía seca
Los sistemas de depuración de contaminantes en fase gaseosa por
vía seca se desarrollan en dos etapas:
Reacción química del contaminante gaseoso para formar un producto sólido
Separación sólido-gas del producto de la reacción anterior de la corriente gaseosa
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Sistemas de depuración.
Reacciones químicas
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Sistemas de depuración de emisiones gaseosas
Reacciones químicas
La etapa química de la depuración se basa en reacciones de
neutralización ácido-base
Los reactivos más comunes son:
Carbonato cálcico: CaCO3
Hidróxido cálcico o cal apagada: Ca(OH)2
Bicarbonato sódico: NaHCO3
Carbonato sódico: Na2CO3
Mezclas de estos reactivos
Reactivos comerciales, basados en los anteriores con aditivos
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Sistemas de depuración de emisiones gaseosas
Reacciones químicas: carbonato cálcico
Reacciones de neutralización:
CaCO3 (s)+ 2 HF (g) → CaF2(s) + CO2 (g) + H2O (g)
CaCO3 (s) + 2 HCl (g) → CaCl2 (s) + CO2 (g) + H2O (g)
CaCO3 (s) + SO2 (g) → CaSO3 (s) + CO2 (g)
CaCO3 (s) + SO3 (g) → CaSO4 (s) + CO2 (g)
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Sistemas de depuración de emisiones gaseosas
Reacciones químicas: hidróxido cálcico
Reacciones de neutralización:
Ca(OH)2 (s)+ 2 HF (g) → CaF2(s) + 2H2O (g)
Ca(OH)2 (s) + 2 HCl (g) → CaCl2 (s) + 2H2O (g)
Ca(OH)2 (s) + SO2 (g) → CaSO3 (s) + H2O (g)
Ca(OH)2 (s) + SO3 (g) → CaSO4 (s) + H2O (g)
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Sistemas de depuración de emisiones gaseosas
Reacciones químicas: bicarbonato sódico. Proceso Neutrec
Reacción de descomposición:
2 NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s)+ H2O + CO2 (g)
T= 120-175ºC
Na2CO3 activado de elevada superficie especifica: 4-5 m2/g
Reacciones de neutralización:
Na2CO3 (s)+ 2 HF (g) → 2 NaF(s) + H2O + CO2 (g)
Na2CO3 (s)+ 2 HCl (g) → 2 NaCl (s) + H2O + CO2 (g)
Na2CO3 (s)+ 2 SO2 (g) + 3/2 O2 → 2 NaSO4 (s) + CO2 (g)
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Sistemas de depuración de emisiones gaseosas
Reacciones químicas: bicarbonato sódico. Proceso NeutrecEjemplo: DTP del NaHCO3micronizado (D50=14 µm)
100
80
60
40
20
00.1 1 10 100 1000
0
5
10
15
20
Frecuencia (%)Volumen acumulado (%)
D (µm)
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
0.0035
0.0030
0.0025
0.0020
0.0015
0.0010
0.0005
0.00000 5 10 15 20 25 30 35 40
HCl
HF
SO2
Tiempo (s)
Co
ncen
tració
n (
mo
l/m
3)
Ratio estequiométrico: 1.2
Sistemas de depuración de emisiones gaseosas
Reacciones químicas: bicarbonato sódico. Proceso Neutrec
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Sistemas de depuración.
Equipos de separación
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Sistema de separación gas-sólido
Precipitadores electrostáticos
Filtros de mangas
Filtros de lecho fijo
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Sistema de separación gas-sólido por cargas eléctricas
Precipitadores electrostáticos: funcionamiento
Etapas:
Dispersión del reactivo en el efluente gaseoso
Reacción entre el contaminante y el reactivo
Separación de las partículas del gas (tres etapas):
Cargar eléctricamente las partículas sólidas
Recoger las partículas sobre los electrodos
Descargar el polvo recogido sobre los electrodos
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Entrada de
los gases
a tratar
Campo 1Campo 2
Cámara
Salida del
gas
depurado
Electrodos
Electrodo de
descarga o emisión
Electrodo de
recogida o colector
Sistema de separación gas-sólido por cargas eléctricas
Precipitadores electroestáticos
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Alimentación
de reactivo
Horno
Precipitador
electrostático
Salida de gases
Circulación humos
Polvo seco
Sistema de separación gas-sólido por cargas eléctricas
Precipitadores electroestáticos
T > 400ºC
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Sistema de separación gas-sólido por cargas eléctricas
Ejemplo de precipitador electrostático
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Separación G-S por filtración con reacción química
Filtros de mangas con prerrevestimiento
Etapas:
Dispersión del reactivo en el efluente gaseoso
Formación de una capa de reactivo sobre la superficie filtrante
Captura de los contaminante por reacción sólido-gas, formando como un sólido como
producto de la reacción
Descarga del sólido depositado sobre el medio filtrante
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Entrada de gases
Residuo seco
Salida de gases
Aire comprimido
Sistema de separación gas-sólido por filtración
Filtros de mangas
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Fibra
Principales marcas
Resistencia Hidrólisis
Resistencia a la tracción
T máx. continua (ºC)
Resistencia química
Ácidos fuertes
Base fuerte
DACRON DRALON T NOMEX TEFLON FIBERGLAS
VETROTEX
130-135 130-135 200-220 240-260
Poliester Acrílica Arammidica PTFE Polivinílica
Buena Discreta Baja Bajísima
280-300
Sistema de separación gas-sólido por filtración
Filtros de mangas: parámetros de diseño
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Filtro
de mangas
Sólido seco
Horno
monoestrato
Capa de
reactivo
P
Aire ambiente
T
Salida de
emergencia
Inyección
de reactivo
Gases de combustión
Cocción: filtro de mangas
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Separación G-S por filtración con reacción química
Filtros de mangas con prerrevestimiento
Detalle de las mangas
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Separación G-S por filtración con reacción química
Filtros de mangas con prerrevestimiento: ejemplo captación de HF
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Sistemas de depuración
Sistema de lecho fijo de adsorción o filtros de cascada
Etapas:
El reactivo se introduce molturado o granulado (lecho poroso)
Los gases pasan a través del lecho
El contaminante reacciona en la superficie del reactivo
El adsorbente se puede regenerar activando la superficie
Descarga del adsorbente agotado
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Alimentación de reactivo
Horno
Lecho fijo
de
Adsorción
CaCO3
Salida de gases
Circulación humos
Residuo
Chimenea de emergencia
T< 400 °C
Sistemas de depuración
Sistema de lecho fijo de adsorción o filtros de cascada
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
CaCO3 4-6 mm
T=205ºC
ΔP=150 mmca
Sistemas de depuración
Sistema de lecho fijo de adsorción o filtros de cascada
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Comparativa de sistemas de depuración
Rendimientos de depuración
Equipo Lecho fijo Lecho fijo F. mangas FM / PE
AdsorbenteCaCO3
granulado
CaCO3-mod
granulado
Ca(OH)2
micronizado
NaHCO3
micronizado
Rendimiento
(%)
HF <99 <99 <99 <99
SO2 <20 <85 <80 <99
SO3 <80 <85 <90 <99
HCl <50 <50 <85 <89
Partículas <99 <99 <99 <99
Ratio estequiométrico 2.5 2.5 2.0 1.2
Coste adsorbente (€/ton) 30-60 100 60-100 500
Fuente: BREF cerámica y elaboración propia
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Comparativa de sistemas de depuración. Equipos de separación
Filtros de lecho fijo
Menor complejidad mecánica
Menores costes de operación (mangas
y aire comprimido)
Sistemas de dos fases
Adsorbentes molturados o granulados
(obstrucción)
Filtros de mangas
Mayor oferta de proveedores
Tecnología más conocida
Más flexibilidad
(tejidos y adsorbentes)
Adsorbentes micronizados (mayor
rendimientos)
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Aspectos legales. Sistemas de depuración de compuestos ácidos
Comparativa de sistemas de depuración. Reactivos
CaCO3 - Ca(OH)2
Mayor oferta de proveedores
Más económicos (por Kg)
Menos flexibles, aunque se pueden
usar mezclados
NaHCO3 - Sintéticos
Proveedores especializados
Mayor eficacia y menores ratios
estequiométricos
Más flexibilidad para buscar
soluciones