Aproveitamento enerxético dos residuos sólidos urbanos mediante a incineración. Aprovechamiento energético de los residuos sólidos urbanos mediante la incineración.

1. APROVEITAMENTO
ENERXÉTICO DOS RESIDUOS: A
INCINERACIÓN
Juan Poza
IES A Basella

2. Tratamentos térmicos
• Combustión: É a incineración sen aproveitamento enerxético.
Emprégase para residuos sanitarios patolóxicos.
• Esterilización: É un tratamento térmico para eliminar organismos
patóxenos.
• Incineración: É un proceso exotérmico de tratamento do lixo a elevadas
temperaturas con exceso de osíxeno que permite recuperar o poder
calorífico dos residuos.
• Pirólise: É a degradación endotérmica dos residuos en ausencia de
osíxeno. Trátase dunha destilación seca a partir da que se obtén un gas
combustible e productos semellantes a gasolina ou gasoil.
• Gasificación: é un proceso térmico con escaso osíxeno, intermedio entre
pirólise e incineración, a partir do que se obtén un gas combustible.
• Metanización: Consiste na obtención dun gas combustible (biogás) a
partir da fermentación anaerobio dos residuos.

3. Sistemas de incineración
• Incineradoras de residuos: O calor da
combustión aprovéitase para obter auga quente
para calefacción ou vapor de auga para mover
turbinas xeradoras de electricidade.
• Elaboración de combustible derivado de
residuos (CDR ou RPF) en briquetas prensadas
que pode ser empregado en caldeiras.
• Incineración para obter gases de combustión:
Empregados para obter enerxía eléctrica en
turbinas de gases.

4. Vantaxes da incineración
• Reducción dos residuos a un 25-30 % do peso
inicial en forma de cinzas.
• Reducción do volume ó 10 %.
• As cinzas pódense reciclar.
• O contido enerxético aprovéitase como enerxía
renovable.
• A contaminación atmosférica pódese minimizar
en instalacións apropiadas, cun axeitado control
da combustión.

5. Problemas da incineración
• O lixo transfórmase en cinzas que teñen que ser
eliminadas nun vertedoiro.
• A emisión de gases xera contaminación atmosférica.
• Nas cinzas e nos gases concéntranse as substancias
tóxicas.
• Pérdese a oportunidade de recuperar materiais
revalorizables mediante reciclaxe.
• A normativa sobre residuos obriga á recuperación
progresiva dos envases.
• A separación selectiva e os hábitos de consumo alteran o
poder calorífico dos residuos.

6. Elementos dunha planta de
incineración
1. Báscula: Control entradas.
2. Foso de recepción: almacén de
residuos.
3. Forno de combustión.
4. Caldeira: onde se aproveita a
calor.
5. Electrofiltro: placas cargadas
electricamente para separa-las
partículas dos gases.
6. Filtro de lavado de gases:
formado pola torre de reacción
de gases ácidos, inxector de
carbón activo, filtro de
mangueiras e silo de
acumulación de residuos.
7. Turboalternador: transforma a
enerxía calorífica do vapor en
enerxía eléctrica.
8. Cheminea: por onde saen os gases

7. Elementos dunha incineradora (2)

8. Fases da incineración (Sogama)
1. Planta de reciclaxe
2. Planta de elaboración de combustible
3. Planta de coxeneración
4. Almacén de CDR
5. Planta termoeléctrica
6. Planta de tratamento de residuos animais

9. Proceso xestión residuos en Sogama

10. Planta de reciclaxe
• Chegan os camións cos residuos do contedor amarelo á área de
recepción, pésanse para control e sepáranse manualmente.
• No ano 2002 procesáronse 12.083 Tm na planta de reciclaxe de
Sogama, procedentes dos 258 concellos adheridos.

11. Planta de tratamento e elaboración
de combustible
• Os residuos do contedor verde chegan por estrada ou ferrocarril á
área de recepción e son transportados á planta de tratamento.

12. Proceso de elaboración de
combustible (CDR)

13. Recepción dos residuos
• A bolsa negra, procedente das
ecoplantas, trasládase a esta planta
por estrada e ferrocarril en
contedores de 43 m3
.
• Unha vez na planta, os contedores
descárganse por medio de dous
pontes grúa con mecanismo de xiro e
sitúanse en catro mesas hidráulicas
de volteo.
• Estas mesas depositan a bolsa negra
en dous fosos de 5.000 m3
cada un,
cunha capacidade aproximada de
dous días de producción.
• Son 201 concellos os que están
adheridos a Sogama para o
procesamento dos residuos da bolsa
negra.
• Capacidade calculada para1
millón de Tm/ano.
• Instalada para 550.000
Tm/ano que resulta
insuficiente.

14. Alimentador de RSU
• O material dosifícase dende o foso, mediante
dous pontes-grúa provistos dun pulpo de 8 m3
, a
tres alimentadores de placas que o transportan a
tres liñas de 40 Tm/h de capacidade cada unha.
• Os voluminosos son retirados dos alimentadores
de placas por medio de brazos hidráulicos e
enviados a un triturador de voluminosos, dende
onde se recircula o producto triturado de novo ó
foso.

15. Clasificación primaria
• Esta etapa consta de tres liñas de 40 tm/h cada unha, con
cadanseu trómel dotado dun rompedor de bolsas no seu
tramo inicial.
• Os trómeles son de 25 m de largo; 3,5 de diámetro e un
peso de 17 Tm, accionados por 3 motores de 15 Kw cada
un.
• Neste equipo procédese á apertura de bolsas e á
separación de fraccións superior e inferior a 120mm.
• A fracción grosa continúa á etapa de moenda a través de
cintas transportadoras e a fracción fina recuperase para
realizar unha clasificación secundaria.

16. Clasificación secundaria
• A fracción fina é recollida nun sistema de cintas onde se
retiran os metais férricos, mediante un separador
magnético tipo "overband", os metais non férricos
mediante separador de correntes de Foucoult e os inertes
mediante separador balístico.
• O resto da fracción fina é enviada a un foso regulador da
etapa de secado. Por un lado, a fracción grosa condúcese
cara a moenda mediante unhas cintas nas que se realiza
unha recuperación manual (triaxe) de materiais
reciclabeis. Esta cinta está provista de catro tolvas por
cinta para o material reciclable.

17. Trituración
• Tra-la triaxe manual, a fracción grosa móese en tres
muíños de martelos de disposición vertical.
• Na entrada dos muíños sepáranse os inertes pesados
(pilas, cascotes, etc.) por medio dun separador balístico.
• Na saída sepáranse as partículas metálicas por medio dun
separador magnético tipo "overband" e o producto é
enviado a uns trómeles que recirculan todo o material que
non acadou o tamaño desexado cara a alimentación dos
muíños.
• A fracción de tamaño adecuada é enviada á etapa de
mesturado (etapa 7).

18. Secado da fracción fina
• O material húmido trasládase a
dous secadoiros onde a corrente de
gases procedente dos motores de
coxeneración o seca ata 20-35%
de humidade.
• A instalación de secado consta de
6 motores de coxeneración de gas
natural, cunha potencia total de
21,21 MW que producen enerxía
eléctrica para consumo propio.
• Os vapores de secado depúranse
por medio de ciclóns e torres de
lavado de gases.
• Á saída dos secadoiros hai uns
trómeles que separan a fracción
moi fina da fina.

19. Mesturado
• A fracción moi fina separada con
posterioridade ó secado envíase a unhas
mesas densimétricas para a separación da
materia inerte residual.
• Os fluxos de fraccións grosas, fina e moi
fina mesturanse sobre cinta,
homoxeneizando o conxunto para o seu
envío ó almacén de Combustible Derivado
de Residuos (CDR).

20. Tipos de fornos
• Fornos rotatorios: Forno cilíndrico inclinado 5 % que
vai xirando mentres os residuos avanzan ó longo do seu
eixo.
• Fornos de parrillas: Estructura en forma de gradas ou
rodillos móviles polos que avanzan os residuos. As
parrillas moven, mezclan e atizan os residuos
favorecendo a combustión.
• Fornos de leito fluidizado: No forno hai un leito de
area ou caliza. O aire mantén a mezcla area-residuos en
suspensión.
• Para completar presentación en internet pulsar aquí

21. Fornos rotatorios
• Baixa capacidade: 6 Tm/h.
• Complexidade para
cumpri-la normativa de
emisión.
• Serve para incinerar
residuos pastosos.
• Emprégase en
incineradoras de baixa
capacidade

22. Fornos de parrillas: tipos
• Alimentación cara adiante:
– Vigas lonxitudinais.
– Gradas transversais:
• De movemento simple.
• De movemento dobre.
– Rodillos.
• Alimentación en retroceso:
– De movemento solidario das
gradas.
– De movemento independente
das zonas lonxitudinais

23. Partes do forno de parrillas
• As primeiras parrillas son de
presecado
• Inxéctase aire a través das
parrillas para facilita-la
combustión.
• Teñen gran capacidade, ata 30
Tm/h.
• Non serven para residuos
pastosos.
• Dánanse as partes mobeis con
altas temperaturas que fundan
as escóreas.
Entrada
residuos Saída gases
Entrada aire
Parrillas
rotativasAlimentador

24. Fornos de leito fluidizado: tipos
• Leito fluído burbullante.
• Leito fluído circulante
• Leito fluído revolving
type

25. O forno de SOGAMA
• É un forno de leito fluido
circulante.
• Ten a vantaxe de lograr unha
combustión máis completa, un
maior control da temperatura e
maiores facilidades de
operación e mantemento.
• Á saída posue un ciclón para
recoller e recircular os sólidos.
• Permite queimar residuos
líquidos.

26. Inconvenientes do forno de leito
fluído
• Baixa capacidade: 10 Tm/h.
• Maior emisión de po e fume.
• Para evitar atascos hai que tratar os residuos:
trituralos e mesturalos.
• Maior consumo de enerxía eléctrica para mante-
lo leito fluído.
• Maior inversión.

27. Funcionamento dun forno de leito
fluido
• O aire tómase da tolva
de recepción para
controlar cheiros.
• O CDR non debe
conter metais nin
pezas non fluidizables
para evitar problemas.

28. Foso de escóreas e cinzas
• As escóreas enfréanse rapidamente á saída do forno, e
pódense empregar en recheos, bases para estradas, diques
ou fabricación de cemento. Se non se reciclan van a un
vertedoiro.
• Non hai perigo de lixivación; pero poden conter
substancias tóxicas (metais pesados).
• Polo tanto, a reciclaxe das escóreas da incineración de
residuos é criticada por uns, e outros considéranas
residuos inertes.
• O contido de cinzas é un 30 % en peso e un 10 % en
volume da cantidade de residuos inicial.

29. Recuperación enerxética:
rendemento
• O rendemento enerxético rolda o 17-20 %
do PCI dos residuos.
• O aproveitamento enerxético é rendible a
partir do tratamento de 120.000 Tm/ano, e
da problemas por debaixo de 50.000
Tm/ano.
• A recuperación enerxética reduce os custos
de tratamento do lixo.

30. Métodos de recuperación enerxética
• Recuperación do calor: O calor da
combustión emprégase para producir vapor
e auga quente para utilizar en zonas
próximas. (secado de lodos e do CDR,
desalinización de auga, calefacción, etc.).
• Emprego do vapor de auga para mover
turbinas xeradoras de enerxía eléctrica.

31. Funcionamento da turbina (1)
• Os gases de incineración quentan a auga do serpentín
da caldeira, xerando vapor.
• O vapor de auga acciona unha turbina, e ésta un
alternador que produce enerxía eléctrica.
• A auga enfréase mediante un serpentín de refrixeración.
• Os gases de combustión saen da caldeira máis fríos, xa
que perderon calor.
• Estes gases son empregados en SOGAMA para seca-lo
CDR.

32. Esquema do funcionamento do
sistema turbina-alternador

33. Tratamento de gases: gases
contaminantes
• Óxidos de nitróxeno (NOe NO2).
• Dióxido de xofre (SO2).
• Óxidos de carbono (CO e CO2).
• Materia particulada (MP)
• Metais (incluíndo metais pesados).
• Dioxinas e furanos.
• Outros gases ácidos (HF, HCl)

34. Sistemas de depuración de gases
• Sistemas de captación de partículas:
– Sedimentadores por gravidade: reducindo a velocidade. Pouco efectivos.
– Separadores centrífugos: Eficacia do 80 %.
– Precipitadores electrostáticos.
– Filtros de mangas.
– Lavadores electrostáticos: empregan gotas de auga.
• Sistemas de eliminación de gases:
– Procesos de absorción: mediante un líquido.
– Procesos de adsorción: mediante un sólido.
– Procesos de reducción: mediante reactivos químicos.
• Sistemas combinados:
– Método seco
– Método semiseco.
– Método húmido
– Combinación de todos.

35. Sistemas de control de emisións
gaseosas
• As dioxinas elimínanse
a temperaturas
superiores a 1.100 ºC.
• Nas incineradoras
instálanse sensores
conectados a sistemas
informáticos para
controlar a temperatura
e a composición dos
gases.
• Tamén se colocan
sensores distribuídos
polas zonas de
recepción.

36. Residuos líquidos
• Do arrefriamento das escóreas do incinerador.
• Da depuración da auga de alimentación das caldeiras.
• Lixiviados do foso de residuos
• Augas pluviais e de limpeza xeral.
• Auga sanitaria
• Depuración de gases (se a depuración é por vía húmida).
• Non soen considerarse un problema grave, salvo no caso
da depuración húmida dos gases.
• Depuración por métodos tradicionais para augas.

37. Rendibilidade
• Cada tonelada de residuos xera entre 300 e 400
Kw/h, equivalentes a 100-200 Kg de fuel-oil.
• A planta incineradora de SOGAMA está deseñada
para unha potencia de 50 Mw.
• As modernas plantas incineradoras poden traballar
con residuos cun PCI entre 1.530-2.070 Kcal/Kg.
• As plantas incineradoras son rendibles a partir do
procesamento de 400 Tm/día.