INCINERADORAS - Currenta

INCINERADORASIncineración de residuos especialesIncineración de aguas residualesIncineración de lodos de depuradoraUna empresa deBayer y LANXESS

INCINERACIÓN DE RESIDUOS ESPECIALES: introducciónIntroducciónCon el tratamiento térmico de residuosespeciales se destruyen sustanciasnocivas y se utiliza la energía de losresiduos para los procesos de produccióndel CHEMPARK.02

INCINERACIÓN DE RESIDUOS ESPECIALES: Incineradoras de residuos especiales (VA1 y VA2)Incineradoras de residuosespeciales (VA1 y VA2)Paso a paso: Vista general de los componentes dela instalación y procesos de la incineración de residuosespecialesEl área de Medio Ambiente de CURRENTA explota dos incineradorasde residuos especiales en la sede de Leverkusen.Estas plantas están integradas en el sistema combinadode eliminación de residuos del centro de eliminación deresiduos de Leverkusen-Bürrig, junto con un vertedero, unadepuradora y otras incineradoras.Desde el punto de vista de la técnica de procesos, la incineradorade residuos especiales consta de tres zonas:• Horno de tambor con cámara de postcombustión• Caldera recuperadora para generación de vapor• Sistema de varias etapas para la depuración de los gasesde humoA ello se añade la infraestructura para el almacenamientoy distribución de los residuos entre las incineradoras y laeliminación de los restos y aguas residuales generados porla incineración.Introducción de los residuos especiales en lascámaras de combustiónLos residuos sólidos combustibles se separan al máximoen el silo y se acumulan en zonas distintas. Una cuchara demordazas múltiples carga el horno de tambor de la incineradoran.° 1 a través de la correspondiente entrada.En la incineradora n.° 2 pueden introducirse residuos sólidostriturados de forma casi continua a través de un dispositivode alimentación. La entrada del horno y el dispositivode alimentación aíslan el silo con respecto al horno detambor mediante un sistema de esclusas.Los residuos sólidos y no bombeables se introducen en lasincineradoras en envases cerrados. Los residuos líquidosbombeables se transportan a los quemadores a través deconducciones independientes desde contenedores cisternao directamente desde el depósito de almacenamiento.La eliminación de los residuos a través de conduccionesindependientes o del depósito de almacenamiento dependede las características físico-químicas de los mismos.Horno de tamborEl horno de tambor es un cilindro de unos 12 metros delongitud, ligeramente inclinado, con un diámetro de unos3,5 metros y revestido en el interior con mamposteríarefractaria. La inclinación y el giro en torno al eje longitudinalhace que los residuos sólidos, pastosos o licuadospor la temperatura avancen por el tambor giratorio. Latemperatura al final del tambor giratorio está en torno alos 1.000 °C. Durante su recorrido por el tambor giratorio,los componentes orgánicos de los residuos se oxidantotalmente. A partir de los componentes inorgánicos y losmateriales metálicos de los barriles se forma una masafundida que cae por el extremo inferior del tambor a undispositivo de separación de escorias lleno de agua dondese solidifica y se retira de forma continua. Esta escoriavítrea no es lixiviable y puede depositarse en vertederos.

INCINERACIÓN DE RESIDUOS ESPECIALES: Incineradoras de residuos especiales (VA1 y VA2)INCINERACIÓN APROVECHAMIENTO DEL CALOR LAVADO DE GASES DE HUMOSCRCatalizadorCámara depostcombustiónExtractorde cenizasIntercambiadorde calorTamborTolvaAlimentación derecipientesDispositivo deseparación de escoriasCaldera de vaporDispositivo deenfriamiento rápidoLavadoresrotativosRecirculación de gasesde escape con electrofiltrode condensaciónTiros por aspiraciónChimeneaEl proceso de la incineración de residuos especialesComo el tambor está sometido a un intenso esfuerzotérmico, mecánico y químico, el revestimiento de mamposteríadebe renovarse periódicamente.Cámara de postcombustiónLa cámara de postcombustión es un cilindro verticaltambién revestido con mampostería refractaria. Unosquemadores alimentados con líquidos residuales generanla temperatura de combustión exigida por la normativaoficial. Por encima del nivel de los quemadores, y hastael techo de la cámara de postcombustión, se extiende lazona de postcombustión, cuyo tamaño es suficiente paraque se respete o incluso se supere el tiempo mínimo depermanencia de los gases de humo exigido por la ley (2segundos).Depuración de humosEn la posterior depuración de humos de varias etapas, losgases de humo se depuran de forma que se cumplan deforma segura los valores límite establecidos en la legislaciónalemana. Esto significa que normalmente se está muylejos de dichos valores, a fin de disponer de un margensuficiente. A continuación se describen los diferentes dispositivosdel sistema de depuración de humos:Enfriamiento rápido. La primera etapa de la depuraciónde humos es un lavador de flujo paralelo en el que losgases de humo y el líquido de lavado circulan en el mismosentido. En el dispositivo de enfriamiento rápido, los gasesde humo se enfrían hasta su temperatura de saturación(70–80 °C aprox.). Además, se lavan los ácidos y el polvomás grueso.La escoria que se desprende de las paredes de la cámarade postcombustión se recoge en el suelo de dicha cámaray se retira periódicamente con la instalación parada.Aprovechamiento del calorDesde la cámara de postcombustión, los gases de humocaliente pasan a la caldera de vapor, donde se utiliza suenergía calorífica para generar vapor con unos 41 bar desobrepresión a unos 350–380 °C. Este vapor se introducecomo vapor de proceso en la red del CHEMPARK.Lavadores rotativos ácidos. En los lavadores rotativos ácidossituados a continuación del dispositivo de enfriamientorápido, el líquido de lavado se aplica sobre rodetes proyectoresque generan una fina película de líquido transversalal eje del aparato y, por lo tanto, al flujo de gases de humo.Al atravesar esta película, los gases de humo entran en estrechocontacto con el líquido de lavado. Aquí se lavan componentesácidos adicionales de los gases de humo y polvo fino.Lavador rotativo alcalino. En esta etapa de la depuraciónde gases de humo se añade sosa cáustica al agua de

lavado para ajustar su pH a un valor neutro o ligeramentealcalino. Aquí se lavan óxidos de azufre y más polvo fino delos gases de humo.Depuración electrostática de humos. A continuación seencuentra el electrofiltro de condensación. Su estructuraes similar a la de un intercambiador de calor vertical dehaces de tubos. Los gases de humo pasan a través de lostubos, en cuyo centro se ubican electrodos de emisiónque, alimentados por alta tensión, generan un campo eléctricoperpendicular al eje del tubo.Este campo transporta las partículas cargadas del humo–fundamentalmente polvos finos y aerosoles– a las paredesde los tubos. Como los tubos se han enfriado desde elexterior y los gases de humo están saturados de vapor, elagua se condensa en las paredes. Al hacerlo arrastra lospolvos y sales depositados.Tiro por aspiraciónTras el electrofiltro de condensación está montado el tiropor aspiración, que extrae los gases de humo de las cámarasde combustión.Depuración finalLas exigencias de la nueva legislación alemana de mediadosde la década de 1990 hicieron necesario complementarla depuración de los gases de humo. En esta etapafinal, con ayuda de un catalizador se reducen los óxidosde nitrógeno de los gases de humo y se destruyen lasdioxinas y furanos. Este paso se conoce como reduccióncatalítica selectiva (RCS).Los gases de humo se calientan mediante un intercambiadorde calor y un quemador de gas adicional hasta latemperatura de reacción, unos 300 °C. Al mismo tiempo sepulveriza una solución acuosa de amoniaco en los gasesde humo. Tras su paso por el catalizador, los gases dehumo calientes se utilizan en el lado opuesto del intercambiadorde calor para calentar los gases de humo entrantes.Ambas incineradoras de horno de tambor de LEV-Bürrigutilizan el mismo catalizador. Tras la etapa de depuraciónfinal, los gases de humo se emiten a la atmósfera a travésde una chimenea de unos 99 m de altura.Eliminación de los residuos remanentesLas escorias procedentes del horno de tambor y otros residuosgenerados se depositan en el vertedero de residuosespeciales propio. Las aguas de lavado ácidas y alcalinasse tratan en la depuradora propia con posterioridad.04

INCINERACIÓN DE AGUAS RESIDUALES: descripción del procesoIncineradora de aguasresidualesPaso a paso: Vista general de los componentesde la instalación y procesos de la incineraciónde aguas residualesAlgunos flujos de aguas residuales no pueden depurarsebiológicamente, al contener componentes de biodegradabilidadlenta o nula, o tóxicos para las bacterias.Para poder eliminar este tipo de residuos, en 1998 se pusoen marcha la planta de incineración de aguas residuales.La incineradora de aguas residuales consta esencialmentede las siguientes partes:• Depósito provisional para las aguas residuales• Cámara de combustión• Caldera de vapor para el aprovechamiento del calor• Depuración de humos.Depósito provisional para las aguas residualesLas aguas residuales se suministran en camiones cisterna,contenedores ISO o contenedores cisterna, y pasanal depósito provisional, que consta de dos tanques de 60metros cúbicos y uno de 50 metros cúbicos. Los tanquesde mayor capacidad cuentan con un revestimiento anticorrosiónpara poder acoger aguas residuales de todotipo. También es posible aceptar aguas residuales evaporadasexternamente (concentrados de aguas residuales).Cámara de combustiónInstalaciones de inicineración de residuos sólidos, líquidos y acuososen Leverkusen-Bürrig.La cámara de combustión rectangular o cúbica está fabricadacon paredes de tubo-nervio-tubo, que actúan comoevaporador de la caldera de vapor de la planta. En la partesuperior de dicha cámara de combustión hay un quemadorde techo que funciona con gas natural o líquidos residuales.Las aguas residuales se inyectan en dicho quemador yse evaporan. Los componentes orgánicos se queman, y lassales se evaporan. Esto sucede a temperaturas de más de1.000 °C. Las sales vaporizadas se condensan en las paredes«frías» de la cámara de combustión, cuya temperaturaes de unos 250 °C. La capa de sal sobre las paredes de lacámara de combustión actúa como aislante. A medida queaumenta el grosor de la capa de sales, la temperatura superficialaumenta hasta alcanzar la temperatura de fusiónde la sal. En ese punto, la sal sale en forma líquida, se acumulaen el suelo de la cámara de combustión y se evacua.06

Caldera de vaporCámarade combustiónContenedores deaguas residualesSal fundidaExtracción de salDispositivo deenfriamiento rápidoRecirculación de gases de escapeLavador de chorro con electrofiltro de condensación Tiro por aspiración ChimeneaLa trayectoria de las aguas residualesAprovechamiento del calorDesde la cámara de combustión, los gases de humocaliente pasan a la caldera de vapor, donde se utiliza suenergía calorífica para generar vapor con unos 41 bar desobrepresión a unos 350–380 °C. Este vapor se introducecomo vapor de proceso en la red del CHEMPARK.Depuración de humosEn la posterior depuración de humos de varias etapas,los gases de humo se depuran de forma que se cumplande forma segura los valores límite establecidos en la legislaciónalemana. Esto significa que normalmente se estámuy lejos de dichos valores, a fin de disponer de un margensuficiente.A continuación se describen los diferentes dispositivos delsistema de depuración de humos.Enfriamiento rápido. La primera etapa de la depuraciónde humos es el dispositivo de enfriamiento rápido, unlavador de flujo paralelo en el que los gases de humo y ellíquido de lavado circulan en el mismo sentido.En el dispositivo de enfriamiento rápido, los gases dehumo se enfrían hasta su temperatura de saturación(70–80 °C aprox.) y se lavan los ácidos y el polvo salinomás grueso.Lavador de chorro de funcionamiento alcalino. Tras eldispositivo de enfriamiento rápido se encuentra un lavadorde chorro, cuya agua de lavado se ajusta mediante la adiciónde sosa cáustica para que sea neutra o ligeramentealcalina. Aquí se lavan fundamentalmente óxidos de azufrey polvo.Depuración electrostática de humos. Tras el lavador rotativoalcalino está situado el electrofiltro de condensación.Su estructura es similar a la de un intercambiador de calorvertical de haces de tubos. Los gases de humo pasan através de los tubos, en cuyo centro se ubican electrodosde emisión que, alimentados por alta tensión, generan uncampo eléctrico perpendicular al eje del tubo. Este campotransporta las partículas cargadas del humo –fundamentalmentepolvos finos y aerosoles– a las paredes de lostubos. Como los tubos se han enfriado desde el exteriory los gases de humo están saturados de vapor, el agua secondensa en las paredes. Al hacerlo arrastra los polvos ysales depositados.El electrofiltro de condensación de la incineradora deaguas residuales cuenta con dos campos de separación.Tiro por aspiraciónTras el electrofiltro de condensación está montado el tiropor aspiración, que extrae los gases de humo de la cámarade aspiración. Los gases de humo se emiten a la atmósferaa través de la chimenea de la incineradora.05 07

INCINERACIÓN DE LODOS DE DEPURADORA: descripción del procesoIncineración de lodosde depuradoraPaso a paso: Vista general de los componentesde la instalación y procesos de la incineraciónde lodos de depuradoraLa incineradora de lodos de depuradora se puso en marchaen 1988 para incinerar las aprox. 60.000 toneladas de lodosgeneradas anualmente por la depuradora común del centrode eliminación de residuos de Bürrig. Los procesos mejoradosen las instalaciones de producción reducen las impurezasde las aguas residuales y, junto con la optimización delos procesos de depuración, contribuyen a reducir sustancialmenteel volumen de lodos generado anualmente.mediante pisos de mampostería. En el eje del recipientegira un árbol hueco al que van fijados brazos de agitaciónen cada piso. El lodo se introduce por arriba en el hornode pisos y cae en el piso superior. Los brazos de agitaciónde ese piso transportan el lodo hacia fuera, desde dondecae al piso siguiente a través de una serie de aberturas. Deeste modo, los lodos de depuradora son transportados deforma serpenteante por todos los pisos.La capacidad liberada de esta manera en la incineradorade lodos de depuradora se puede utilizar para el tratamientotérmico de otros lodos. Un sistema de recepciónse encarga de recibir e incinerar lodos de depuradora eindustriales externos de diferente consistencia o residuossimilares al lodo con una energía calorífica de hasta 20 .La incineradora de lodos de depuradora consta de lossiguientes componentes principales:• Horno de varias plantas• Cámara de postcombustión• Caldera de vapor para el aprovechamiento del calor• Depuración de humos.Horno de varias plantasMJkgEl horno es un elemento cilíndrico de ocho metros dediámetro y doce de altura, revestido por dentro con mamposteríay cuyo interior está dividido en ocho seccionesLos tres pisos superiores constituyen la zona de secado,donde se evapora el agua presente en el lodo. En lossiguientes dos pisos tiene lugar la combustión de los componentesorgánicos del lodo. En los tres pisos inferiores,las cenizas son enfriadas por el aire de combustión quecircula en sentido inverso, tras lo cual son extraídas. Lastemperaturas en la zona de combustión llegan a alcanzarlos 1.000 °C.En el sexto piso hay una cámara de combustión de arranquemontada lateralmente que se hace funcionar si loslodos no arden espontáneamente.Cámara de postcombustiónLos gases de humo procedentes del horno, así como losvahos (es decir, el agua evaporada de la zona de secado),se terminan de quemar en la cámara de postcombustióncon adición de residuos líquidos.08

Caldera de vaporLavador rotativoAdsorbedor delecho arrastradoTornillo sinfínpara el transportede residuosTransporte de lodosHorno devarias plantasCámarade postcombustiónAdsorbenteRegistro adicional para residuossimilares al lodo de depuradoraResiduos líquidos Evacuación de cenizas Evacuación de polvoDispositivo deenfriamiento rápidoLavador de chorro Tiro por aspiración Kamin ChimeneaEl proceso de la incineración de lodos de depuradoraAprovechamiento del calorDesde la cámara de postcombustión, los gases de humocaliente pasan a la caldera de vapor, donde se utiliza suenergía calorífica para generar vapor con unos 41 bar desobrepresión a unos 350–380 °C. Este vapor se introducecomo vapor de proceso en la red del CHEMPARK.Depuración de gasesEnfriamiento rápido. La primera etapa de la depuración dehumos es el dispositivo de enfriamiento rápido, un lavadorde flujo paralelo en el que los gases de humo y el líquidode lavado circulan en el mismo sentido.En el dispositivo de enfriamiento rápido, los gases dehumo se enfrían hasta su temperatura de saturación(70–80 °C aprox.) y se lavan los ácidos, los metalespesados y el polvo más grueso.Lavadores rotativos ácidos de pulverización. El resto deácidos, metales pesados y polvo se lava en lavadores rotativosácidos de pulverización altamente efectivos.Reactor de lecho arrastrado. Después del lavador dechorro, los gases de humo vuelven a calentarse hasta unos160° C. A continuación se introduce en el flujo de gases dehumo un adsorbente sólido, al que se fijan por adsorciónlos componentes residuales de los gases de humo, p.ej.metales pesados (Hg). El adsorbente se deposita posteriormenteen un filtro de tejido.Reducción de óxidos de nitrógeno. Para la reducción delcontenido de óxidos de nitrógeno en los gases de humo seemplea una reacción selectiva no catalítica (SNCR). Por debajode la cámara de postcombustión se inyecta aprox. a1.030° C (postcombustión) una solución acuosa amoniacalen los gases de humo. En este intervalo de temperaturas,el amoniaco reduce los óxidos de nitrógeno.Tiro por aspiraciónTras el filtro de tejido está montado el tiro por aspiración,que extrae los gases de humo del horno de pisos. Losgases de humo se emiten a la atmósfera a través de lachimenea de la incineradora.Lavador de chorro de funcionamiento alcalino. Tras ellavador rotativo se encuentra un lavador de chorro, cuyaagua de lavado se ajusta mediante la adición de sosacáustica para que sea neutra o ligeramente alcalina. Aquíse lavan fundamentalmente óxidos de azufre.09 05

INCINERACIÓN DE RESIDUOS ESPECIALES: aseguramiento de la calidad y asesoramientoAseguramiento de lacalidad y asesoramientoEl área de Medio Ambiente de CURRENTAdispone de amplios conocimientos paragarantizar una eliminación de residuossostenible.10

Documentación y logística de residuosLa clasificación previa y la logística forman parte integrantede la eliminación de residuos. Junto con el cliente sedetermina el tratamiento fisicoquímico previo más adecuadoy se decide si, por ejemplo, resulta más adecuadala incineración o el depósito en vertedero. La decisión sebasa en los datos sobre• el volumen y la frecuencia de entrega• la forma de entrega• las medidas de seguridad laboral necesarias para lamanipulación• las características químicas y físicas• la temperatura de autoignición, el punto de inflamación, elvalor calorífico, la reactividad y los componentes críticos.El aseguramiento de la calidad de la eliminación deresiduos se realiza mediante análisis, evaluación de losdocumentos de acompañamiento y uso de un sistema degestión de calidad interno que abarca todos los procesosimportantes.Valores anuales de las emisionesLas cuatro incineradoras del centro de eliminación de residuosde Bürrig emiten sus gases de humo a la atmósfera através de una chimenea. El diagrama adjunto muestra losvalores medios de las emisiones en % comparándolos conlos valores límite de la normativa alemana.Con esa información, el área de Medio Ambiente deCURRENTA prepara todos los documentos relevantes yconsigue las autorizaciones necesarias.100 %90 %80 %70 %60 %50 %40 %30 %20 %10 %CURRENTAPolvo HgC orgCOHCI SO 2 N0 xValores límitede las emisiones10 mg/Nm 3 0,03 mg/Nm 3 50 mg/Nm 3 50 mg/Nm 3 10 mg/Nm 3 50 mg/Nm 3200 mg/Nm 3Valores medios de las emisiones, en porcentaje, comparándolos con los valores límite de la normativa alemana.11

Editado porCurrenta GmbH & Co. OHG51368 LeverkusenAlemaniawww.currenta.deFecha: marzo de 2010