Transformación y eliminación de residuos EEE = eficaz ... ?· EEE = eficaz - económico ... carbones…

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    21-Nov-2018

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  • Transformacin y eliminacin de residuos

    EEE = eficaz - econmico ecolgico

    Otros solo venden productos nosotros tenemos soluciones! _______________________________________________________________________________

    ____________________________________________________________________________________________________ Uwe H. Rolli & Oliver Hoffmann Tel. (+52) 999 9138132 Mrida Yucatn Mxico Cel. (+52) 999 5760396 E-Mail: info@gammakat.com Internet: www.gammakat.com

    . los combustibles generados a partir de residuos y materias primas biolgicamente reciclables, representan una creciente alternativa a la fabricacin de aceites minerales a partir de productos del petrleo para el futuro de la tcnica energtica descentralizada.. Nuestra empresa GAMMAKAT trabaja en el desarrollo de procedimientos catalticos en el campo de la proteccin medioambiental y de la garanta del suministro energtico descentralizado a partir de las sustancias residuales disponibles (mayormente residuos slidos). En este caso se puede recurrir a un extenso trabajo de investigacin en el rea de la investigacin energtica. Los exitosos resultados de la investigacin se han perfeccionado en cuanto a la tcnica de las aplicaciones. Se vislumbran una serie de resultados que permiten una aplicacin a largo plazo sin subvenciones o con pocas subvenciones. Esto concierne a la eliminacin de residuos procedentes de la agricultura, residuos industriales y domsticos, a la utilizacin de fuentes energticas respetuosas con el medioambiente y al control rentable de los procesos catalticos en los reactores mediante la realizacin de sntesis isotrmicas. Por tanto se abren numerosos recursos para la fabricacin de destilados intermedios, que en las centrales elctricas de ciclo combinado, aportan un elevado grado de eficacia en la generacin de energa elctrica (hasta un 60 %) y que evitan el impacto ambiental de dioxinas, furanos, PCB, azufre e hidrocarburos incombustibles. Estos residuos son residuos industriales y domsticos, problemas de eliminacin en la fabricacin de alimentos, residuos de la agricultura, residuos de refinado, carbones lignticos y lignitos de escaso valor, o sea todas las sustancias orgnicas que hasta ahora tambin se almacenaban en los vertederos de basuras. Mediante la aplicacin de nuevos componentes modernos de ingeniera qumica, de catalizadores cristalinos de finas molculas, de su suspensin en petrleo y en turbinas de alta potencia, como reactores, se puede acortar el tiempo de transformacin de las sustancias residuales en productos semidestilados (Diesel crudo) de 300 millones de aos a 3 minutos. Esto, en la turbina, se produce durante una etapa posterior al proceso cataltico, por medio de la evaporacin y la condensacin del producto. La turbina, adems, se ocupa de que el transporte de los residuos est dosificado correctamente durante la presin negativa y la evaporacin del producto en el lado de presin.

    El trmino de esta tecnologa es D C P = Despolimerizacin Cataltica sin Presin

    La situacin de partida: Los combustibles generados a partir de residuos y materias primas biolgicamente reciclables, representan una creciente alternativa a la fabricacin de aceites minerales a partir de productos del petrleo para el futuro de la tcnica energtica descentralizada. Deberan sustituir cada vez ms al petrleo que ser escaso en un futuro. Para ello ser necesaria una gran cantidad de sustancias adecuadas, aunque slo se tenga que sustituir parte de la gran cantidad de petrleo extrado por la fabricacin de combustibles sintticos. Estas sustancias se encuentran en materias primas regenerativas como la madera y los vegetales, aunque tambin en los residuos de nuestra civilizacin como plsticos, residuos animales y vegetales, aceites usados y otros residuos orgnicos, que por su valor energtico tambin podemos denominar materiales reciclables. Para poder convertir estos restos en carburantes es necesario un elevado grado de eficacia. Los hidrocarburos contenidos en los residuos se tienen que obtener casi en su totalidad como carburantes. El ejemplo para el nuevo proceso patentado es la formacin natural de petrleo. Mediante el desarrollo continuo de este proceso y teniendo en cuenta los problemas de los residuos actuales, es posible producir combustible Diesel de calidad en lugar del petrleo.

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    Los puntos clave del proceso son:

    Una temperatura de 270C - 360C

    Catalizadores minerales de cambio inico

    Hasta 100 % de catalizadores y cristalizados, que son muy activos Los catalizadores minerales que permiten el autntico proceso son el resultado de un trabajo de investigacin intensivo durante dcadas. Los procesos de produccin adecuados garantizan un porcentaje escaso de costos de los catalizadores dentro de los costos empresariales del procedimiento y por tanto existe la posibilidad de producir un combustible Diesel de gran calidad a precios muy atractivos. La instalacin necesaria casi no requiere mantenimiento, es segura y fiable. Trabaja como un suministrador energtico autnomo y al hacerlo produce por s misma el calor del proceso y para el gasto energtico del procedimiento por medio de una unidad de energa elctrica. En un circuito cerrado se mezclan los materiales reciclables con los catalizadores minerales aadidos. Durante la reaccin cataltica, que se realiza a continuacin, tienen lugar los siguientes procesos:

    Reduccin molecular (despolimerizacin/generacin de aceite) a baja temperatura (290C - 360C) y prcticamente sin presin (depresin escasa de 0,1 bar).

    Elevado grado de conversin de la potencia calorfica de las sustancias de entrada (ms del 80 % del hidrocarburo contenido), lo que hasta ahora no se poda lograr.

    Descontaminacin de halogenados peligrosos por medio de la combinacin en estado lquido como sal. Combustible Diesel apto para motores como producto final.

    Proceso de reaccin:

    Qu ocurre durante la reaccin de DCP? Qu conversin de material se produce en la turbina de reaccin? Al observar la prueba de una semana de duracin en una planta de pruebas con la basura separada y preparada para el proceso se llega a las siguientes conclusiones:

    Temperatura de reaccin en el punto ms caliente de la turbina de reaccin:

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    El aumento de la temperatura de conversin de 15 C a

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    El valor lmite de las dioxinas es de 0,000 000 1, es decir, la formacin de dioxinas es, en parte, responsable del empeoramiento carcingeno del medio ambiente. Por eso se tuvo que fijar el valor lmite tan bajo ya que los compuestos aromticos halgenos son extremadamente txicos, pero no as los halgenos en sal comn. Si queremos que nuestros descendientes no mueran o dejen de morir por cncer tenemos que dejar ya de producir dioxinas durante la pirolisis, carburacin y combustin. La tierra no ha producido dioxinas en mil millones de aos. Se trata de un producto tcnico que implica la aromatizacin, es decir, el tratamiento trmico de los residuos. Esto no ocurre en la DCP. La tcnica DCP permite el tratamiento completamente ecolgico de residuos sin sustancias contaminantes cancergenas hasta conseguir un gasleo de uso inmediato con propiedades comparables al petrleo en los siguientes niveles:

    Tcnica energtica para el tratamiento previo y las turbinas de reaccin de DCP con aprox. 10% del gasleo producido (grado de eficacia entonces del 90%).

    Tcnica del proceso previo para el triturado y secado de las sustancias inciales y la produccin de un slurry (suspensin qumica) para una alimentacin contina sin riesgos.

    Instalacin de incineracin para las sustancias inorgnicas separadas del slurry (suspensin qumica).

    Instalacin de DCP con la produccin del gasleo (alcano).

    Hidrorefinador para la desulfuracin posterior para cumplir la norma EN 590 sobre el contenido de sulfuro.

    La tcnica condensa todas las sustancias inciales que se puedan condensar en forma de gasleo y agua, y no forma gases combustibles u otros productos secundarios en la reaccin durante el funcionamiento permanente. Sin chimenea, el reglamento sobre la proteccin de emisiones tampoco afecta al proceso. Se limita a las sustancias inciales y al almacenamiento de los productos.

    Campos de aplicacin: La planta estndar del tipo DCP 250 (para +-/ 250 l/h de Diesel) se ha optimizado de forma rentable para las diversas sustancias de aplicacin biolgicas y minerales. De esto resulta el siguiente campo de aplicacin en el cual se pueden procesar de forma descentralizada residuos y desechos tecnolgicamente eficientes en forma slida y lquida:

    Plsticos (polmeros) de todo tipo.

    Caucho y hules.

    Aceites usados (mineral y vegetal), ceras y grasas de todo tipo, incluidos los aceites de transformadores y aceites hidrulicos.

    Desechos de la agricultura, productos de desecho animales y alimentos caducados (no en base agua).

    Residuos hospitalarios, esterilizados, deshidratados y secos, as como todos los residuos de refinado, breas, alquitranes, etc.

    Es importante mencionar que las sustancias txicas contenidas en el material de partida como metales, cloro, entre otros, son neutralizadas por el catalizador mediante una combinacin fiable y convertidas en aptas para su almacenamiento final. El catalizador mineral, dado el caso, es regenerado mediante la adicin de cal o carbonato de sodio. Debido a las bajas temperaturas de procesado esta formacin de sal tiene prioridad y el cloro y el flor son depositados como sal y dejan de estar contenidos en la mezcla reactiva. As dejan de originarse las dioxinas

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    y los furanos conocidos de otros procedimientos y, por tanto, ya no representan un peligro para el medioambiente.

    Eficiencia: La generacin de aceite cataltica sin presin trabaja a una media de

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    El consumo del catalizador mineral se tiene que fijar en aprox. 1 % de la cantidad entrante. Puede haber excepciones si el Feedstock de entrada contiene grandes cantidades de metales y compuestos metlicos. En todo caso los costos del neutralizador son escasos.

    Seguridad: GAMMAKAT garantiza una separacin de piezas metlicas y garantiza una destruccin completa de priones. Los catalizadores intercambiadores de iones unen los halgenos como sales por debajo de la temperatura de separacin, de modo que estas sustancias no puedan volver a formar dioxinas porque ya no podrn adquirir forma gaseosa. Si se tratan sustancias contaminadas hay que procurar tambin que los priones de material orgnico y los metales que stos contengan estn unidos de forma segura al catalizador para que esto tampoco represente un peligro. A lo largo del proceso, se realiza una separacin completa de las sustancias inorgnicas acompaantes (impurezas metlicas) que lleve la sustancia inicial. Esto est originado por una absorcin de los cristales del catalizador, estos se aglomeran y forman unos residuos que se transportan fuera del proceso de tratamiento. En estos restos los componentes metlicos estn cristalizados sin ser capaces de producir un eluato. La estructura de la planta garantiza que los metales y compuestos metlicos que entran con el material triturado se liguen a los residuos ya durante la fase lquida (catalizador usado) y se expulsen como residuos. Dado que el producto final, gasleo, no se produce hasta la fase de vapor, est libre de estas sustancias. De esta forma controlada se expulsan los metales que hayan entrado con los otros residuos inorgnicos. Mediante una unidad adicional de electrolisis se pueden separar de nuevo de los residuos. Como los materiales reciclables introducidos se mezclan totalmente con el aceite de reaccin a ms de 300C y no existe ninguna posibilidad de desvo hacia fuera, ninguna molcula protenica, es decir, tampoco ningn prin, podr salir o entrar en el Diesel sin descomponerse. Por este motivo aqu no se dispone de los mtodos de descarga tpicos de la combustin. Sin embargo se deben aplicar determinados criterios de seguridad durante el tratamiento de los diferentes materiales reciclables. Por una parte estos son requisitos de estanqueidad de la instalacin que se garantiza mediante una presin negativa dbil permanente en combinacin con una desconexin de seguridad. En caso que se obtiene el Feedstock de la planta DCP de residuos slidos mezclados es indispensable la instalacin de un proceso de separacin, preparacin y trituracin de los RSU. Gammakat ha diseado varias plantas de reciclaje con el proceso necesario para llegar a la obtencin de un Feedstock ptimo para la transformacin de Diesel Sinttico (Despolimerizacin Cataltica). Por otra parte estos son requisitos de estanqueidad para los conductos de alimentacin y descarga que, en caso de avera, estn asegurados mediante una cubeta de recogida de exceso de material de suficiente tamao, para que no caiga material al suelo. Al contrario que en otros procesos no se corre el peligro de generar gases altamente txicos como dioxina o furanos, ya que no se alcanza la temperatura del proceso a partir de la cual se generaran estas sustancias. A pesar de que esta reaccin tecnolgica se produce en una emulsin cremosa de aceite, residuos aadidos y catalizador, se deben vigilar los niveles y el ciclo del lquido permanentemente para que se pueda desconectar la planta de modo preventivo en caso de que baje el nivel o se produzca una parada de las turbinas.

    Autorizaciones:

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    El fabricante proporciona al explotador de la planta la documentacin necesaria sobre reglamentaciones de construccin, prevencin de incendios, prevencin de explosiones, seguridad laboral y sanitaria para solicitar permisos a las autoridades competentes. Generalmente no es necesario solicitar permisos relacionados con el derecho de control de emisiones porque no se forma gas, slo vapor de diesel. El funcionamiento de la planta no causa emisiones gaseosas. Los hidrocarburos se dividen de forma cataltica nicamente hasta el Diesel. En el sistema de turbinas/bombas no se forma gas. As, durante el proceso, no se generan cristales de coque catalticos que formen gas. La temperatura de reaccin ms alta (360C) es ms de 60C inferior que la ms baja temperatura de formacin de cristales de coque (420C).

    Ejemplos de las mezclas de residuos slidos en dos puntos del mundo: Nuevos estudios en Espaa de los aos 2009 al 2010 sobre el contendi de RSU nos han dado los siguientes resultados:

    - Basura de comida: 42.2% - Papel : 26.3% - Plsticos: 12% - Vidrio: 5.8% - Textiles: 4.3% - Basura verde/maderas 4.2% - Hule/pieles: 0.8% - Cermica/tierra: 0.4% - Otros: 0.2% - Total: 100%

    Segn reportes de instituciones en Mxico la variedad del contenido de RSU corresponde a los datos siguientes:

    - Orgnico/cocina 42.46% - Orgnica jardines 07.74% - Plsticos 08.32% - Madera 02.82% - Papel 11.68% - Cartn 04.98% - Vidrios 05.84% - Metal 02.16% - Paales desechables 01.60% - Textiles 00.82% - Residuos finos y escombros 02.42% - Otros 09.16% - Total: 100%

    En todos estos datos hay que contemplar el contenido de humedad muy alto en la basura municipal que al promedio anual llega hasta un 55%, lo que causara una acumulacin de aguas lixiviadas de hasta 300 litros por tonelada de RSU que corresponde al 30% sobre el peso da la basura. El otro 25% quedara penetrado dentro de la masa orgnica y no se acumula. Esta masa orgnica hmeda puede ser utilizada para la produccin de biogs en un biodigestor y posteriormente para la produccin de energa elctrica. Gammakat ha instalado varios sistemas de Biodigestores y puede asesorar el cliente para este fin. Claro que si se puede instalar un proceso de secado de la masa orgnica hmeda, pero el costo de los sistemas de secado es alto y reduce la rentabilidad del proyecto notablemente.

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    Tabla de las caractersticas del material que puede ser tratado en el proceso de transformacin cataltica en las plantas GAMMAKAT.

    - Tamao de las partculas (despus de ser triturado): 20 mm dimetro - Humedad mxima 20% - Contenido inorgnico 5%* - Mezcla optima: masa orgnica, todo tipo de plsticos y polmeros (aceites vegetales y minerales)

    *si el contenido inorgnico es ms alto que el 5% se aumenta el material catalizadora y se reduce la produccin del Diesel Sinttico. No afectara la planta en su proceso.

    Los datos siguientes se refieren a RSU ya separado, secado y triturado.

    - Una tonelada de RSU preparado produce 14,948,667 BTU de energa. - Con una eficiencia de conversin del 80%, esto se traduce en 11.950.934 BTU de energa. - Convirtiendo esta energa en litros nos da 343 litros por tonelada de Feedstock.

    - Una tonelada de Feedstock = 343 litros de Diesel - 0.8 toneladas de Feedstock = 275 litros de Diesel - 19.2 toneladas de Feedstock* = 6,600 litros de Diesel

    *Produccin de la planta GAMMAKAT DCP250 por da de 24 horas.

    Horas de produccin: Todos los nmeros de produccin posible estn basados en un promedio de trabajo de cada planta de ocho mil horas por ao. Eso no quiere decir que estas horas es lo mximo que puede trabajar la planta. Por experiencias en las plantas trabajando sabemos qu ao por ao superamos estas horas. El estudio de factibilidad se entrega por 8,000 horas. Un ao tiene 8,760 horas lo que da un saldo de 760 horas, estas horas estn diseado para el tiempo de mantenimiento. Prcticamente no existe ningn lmite de los tamaos de las plantas de tratamiento. El modulo ms pequeo tiene el trmino DCP 250 hasta el ms grande con el trmino DCP 1000. Acaso que se necesita una planta ms grande que la DCP 1000 se construye la planta en los mdulos necesarios.

    Ejemplo prctico de una planta DCP1000: Produccin de diesel: son 980 litros de Diesel por hora x 24 = 23,520 litros Diesel por da. Diesel: Depende de las leyes de cada pas existe la posibilidad de poder vender el diesel directo al pblico, a un consumidor industrial, a gasolineras o usarlo para autoconsumo. Convirtiendo en cifras efectivas la produccin diaria tendra un valor de +/- $16,500 dlares por da (para este clculo hemos tomado el precio de $0.70 centavos de dlar).

    Para el manejo de la basura con una planta DCP 1000 hay que contemplar los siguientes aspectos:

    Espacio de mnimo 2,500 m2

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    750m2 para la instalacin de la planta DCP 1000. Construccin de una nave industrial.

    Estudio de factibilidad para las plantas DCP Contenido / funcin / precios

    El estudio de factibilidad contiene los siguientes componentes:............

    Sumas finales de gastos en total: Todos los precios son estimados y pueden variar hasta un 10%. La nica manera de entregar precios ms reales ser a travs de un estudio de factibilidad junto con el estudio econmico. El estudio econmico es indispensable para conseguir ayuda financiera por parte de instituciones gubernamentales o internacionales igual para inversionistas privadas.

    - GAMMAKAT250 2.6 millones de Euros - GAMMAKAT500 5.0 millones de Euros - GAMMAKAT1000 8.5 millones de Euros

    Costos de la separacin y preparacin en caso de RSU? Los precios para una separacin y preparacin dependen de muchos factores aun incalculables. Hay tantas variedades en los materiales que habr que tratar que este factor del clculo sea parte del estudio de factibilidad. Si el cliente ya cuenta con una planta de separacin habr que revisar la planta para valorar si es adecuada para la preparacin del material input al proceso de transformacin. Depende de las instalaciones se puede modificar la planta existente.

    Gastos adicionales:

    Contrato comercial y gastos notariales.

    Traslado de la planta de Alemania a su destino.

    Seguro del traslado.

    Traslado terrestre en el pas dnde quedar instalada.

    Mantenimientos anuales*

    Gastos de personal que operan la planta.

    Espacio requerido para la instalacin de la planta.

    Espacio requerido para las maniobras de las materias y periferia de las instalaciones.

    Gastos de permisos de las autoridades locales.

    Los gastos de las construcciones hidrulicas, de los asimientos para los mdulos, la nave industrial u otros gastos no estn incluidos en los precios mencionados. Todos estos gastos se entregara con el estudio de factibilidad, que incluye el estudio econmico.

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    *la mayora de los trabajos de mantenimiento se puede realizar mientras la planta trabaja, en la mayora de estos trabajos no es necesario apagar la planta.

    Tiempo de entrega de una planta: El proceso de la compra, hasta la instalacin de una planta DCP est dividido en varias etapas. Como es en todos los negocios del mundo, si se cumple siempre a tiempo los pagos diferidos (segn el convenio) el tiempo de la entrega de la planta ser ms o menos en estos trminos:

    1. Entrega y firma del convenio (segn el estudio de factibilidad). 2. Primer pago del 50% del monto total (segn estudio econmico). 3. Construccin de la planta en Alemania (entre 5 y 8 meses, depende del tamao). 4. Los compradores van a Alemania para ver la planta funcionando y deben de hacer el segundo pago

    (segn estudio econmico). 5. Es desarma la planta y se organiza el envi a su destino final. 6. Desde el puerto de Alemania al puerto ms cercano del destino final se necesita un tiempo estimado de

    33 das de transporte. 7. Transporte a su destino final, depende de la distancia. 8. Construccin completa de la planta llevara entre 3 y 4 semanas (depende del tamao) 9. Entregando la planta 100% funcionando durante 72 horas sin fallas, se debe de liquidar el saldo

    completo. 10. Garantas segn el contrato de la compra.