Tecnologa para la eliminacin de gases

Control de emisin sin control agregado:El control agregado es aquel que se aade a los procesos quegeneran contaminacin con la finalidad de destruir o capturar los contaminantes.

La tcnica elegida para controlar la emisin de contaminantes en una determinada fuente depende de muchos factores; el ms importante es si el contaminante es un gas o una partcula.

Las tcnicas para limitar la emisin de contaminantes delaire sin el uso de control agregado son:- Cambio de procesos- Cambio de combustibles- Buenas prcticas de operacin- Cierre de plantas

Un cambio de proceso puede ser la conversin de una fuente de energa que emplea combustible fsil en una que usa energa solar o hidroelctrica. Los generadores de energa solar e hidroelctrica contaminan el aire menos que los generadores que queman combustibles fsiles.

Cambio de combustible sera el uso de carbn con bajo contenido de azufre para remplazar al carbn con alto contenido de azufre. Esto reducira la cantidad de emisin de dixido de azufre. Otro ejemplo de cambio de combustible sera sustituir el carbn por gas natural, que es menos contaminante.

Las buenas prcticas de operacin incluyen medidas, tales como:el cuidado y mantenimiento apropiado del equipo. Un ejemplo de esta tcnica es la inspeccin y mantenimiento regular para asegurar que no haya fuga de compuestos orgnicos voltiles en una planta qumica. Las fugas de los equipos pueden representar una fuente importante de emisin de compuestos orgnicos voltiles.

Un programa de inspeccin regular con dispositivos sencillos para la deteccin de fugas, junto con un rpido sistema de reparacin y mantenimiento, puede reducir en gran medida esta fuente.

Adems de la reduccin de emisiones, las buenas prcticas de cuidado y mantenimiento tambin disminuyen los costos al evitar la prdida de materiales costosos

El mtodo ms comn de control de contaminantes gaseosos es la adicin de dispositivos de control agregado para destruir o recuperar un contaminante.Las tcnicas de control agregado son: combustin, adsorcin, absorcin CondensacinLa adsorcin, absorcin y condensacin son tcnicas de recuperacin. Algunos dispositivos que usan estas tcnicas son los adsorbedores de carbn, la torre rociadora y condensadores de superficie. Estas tcnicas aplican sencillos principios fsicos para remover los contaminantes en un flujo de gas.

Los dispositivos de combustin incluyen equipos tales como: incineradores termales incineradores catalticos, quemadores, calderos calentadores industriales.

La combustin es la rpida oxidacin de una sustancia producto de la combinacin del oxgeno con un material combustible en presencia de calor. Cuando se completa la combustin, el flujo gaseoso se convierte en dixido de carbono y vapor de agua.

Incineradores Termales:Los incineradores termales se usan frecuentemente paracontrolar la emisin continua de compuestos orgnicosvoltiles combustibles.

Para la incineracin termal es importante que el flujo de vapor del incinerador termal tenga una tasa de flujo y concentracin constantes del gas combustible. Estos dispositivos no son adecuados para flujos fluctuantes de vapor porque la eficiencia del proceso de combustin depende de la mezcla apropiada de vapores y un tiempo especfico de permanencia en la cmara de combustin.

El tiempo de permanencia es el perodo que la mezcla del combustible permanece en la cmara de combustin. A menudo se agrega un combustible suplementario al incinerador termal para complementar la cantidad de gases contaminantes que se queman en el incinerador. La energa y calor producidos por el proceso de incineracin se pueden recuperar y dedicar a usos provechosos en una fbrica.

APLICACIONES INDUSTRIALES TPICAS Los incineradores se pueden utilizar para el control de COVs procedentes de diversos procesos como son los siguientes : Almacenamiento y carga / descarga de productos de petrleo y otros lquidos orgnicos voltiles Limpieza de recipientes (tanques de ferrocarril, carro tanques y barcazas) Vlvulas de purga de proceso en la Industria Manufacturera de Compuestos Qumicos Orgnicos Sintticos Manufactura de pinturas Productos de caucho y manufactura de polmeros Manufactura de madera multilaminar Operaciones de recubrimiento de superficies:

VENTAJAS Los incineradores son uno de los mtodos ms positivos y contrastados para destruir COVs con eficiencias hasta el 99.9999%. Los incineradores trmicos son la mejor solucin cuando se necesitan altas eficiencias y el gas est por encima del 20% del lmite explosivo inferior.

DESVENTAJAS Los costos de operacin de los incineradores trmicos son relativamente altos, debido a los costos del combustible suplemental. No estn indicados para corrientes con flujos variables debido a que, cuando los flujos son elevados, se reduce el tiempo de residencia y la mezcla es deficiente, dificultndose la combustin completa. Esto conduce a un descenso de la temperatura de la cmara de combustin y, por tanto, de la eficacia de destruccin. Los incineradores, en general, no son recomendables para controlar gases con compuestos halogenados o azufrados, debido a la formacin de gases altamente corrosivos. En tales casos, pudiera ser necesaria la instalacin de un sistema de tratamiento de gases cidos de post-oxidacin, dependiendo de la concentracin en la salida. Los incineradores trmicos, adems no son, generalmente, efectivos en costo para corrientes de vapores orgnicos con bajas concentraciones y flujos elevados. An con la recuperacin de energa calorfica, los costos de operacin de un incinerador son relativamente altos debido al costo del combustible adicional.

Incineracin Cataltica:Los incineradores catalticos son similares a los termales e incluyen un catalizador para evaluar el proceso de combustin. Un catalizador es una sustancia que acelera una reaccin qumica sin que la reaccin cambie o consuma dicha sustancia.

Los catalizadores permiten que el proceso de combustin ocurra con temperaturas ms bajas, lo que reduce el costo del combustible. Cuando se usa un incinerador cataltico se obtiene una eficiencia de destruccin mayor de 95 por ciento. Si se emplea un volumen mayor de catalizadores o temperaturas ms altas es posible alcanzar una mayor eficiencia. Los incineradores catalticos son ms convenientes para las emisiones con bajo contenido de COV.

Antorcha o llama:Las llamas se usan comnmente para la disposicin degases residuales durante alteraciones del proceso, como losque se dan cuando se inicia o concluye un proceso.

Las llamas son bsicamente dispositivos de seguridad quetambin se usan para destruir emisiones de desechos. Una llama se puede usar para controlar casi cualquieremisin que contiene compuestos orgnicos voltiles. Las llamas se pueden disear para manejar desechos que tienen fluctuaciones en la tasa de flujo y en el contenido de compuestos orgnicos.La eficacia de destruccin de las llamas es de un 98 por ciento aproximadamente.

Calderas y calentadores industriales:Las calderas y calentadores industriales se usan comnmente para generar calor y energa. Su principal propsito es contribuir a las operaciones de la planta. Su uso como dispositivo para el control de la contaminacin es secundario.

Las calderas y calentadores industriales se usan para el control de la contaminacin slo si los contaminantes no afectan el desempeo de las unidades. Un flujo contaminante puede servir como combustible suplementario para la caldera o calentador si su "poder calorfico" es adecuado.

Todos los compuestos orgnicos voltiles tienen diferente poder calorfico.

Si el flujo contaminante es grande y el poder calorfico es alto, el flujo contaminante puede ser la fuente primaria de combustible para la caldera o calentador.

Los compuestos orgnicos voltiles con bajo poder calorfico tambin pueden ser descargados en la caldera o calentador si la tasa de flujo es lo bastante pequea como para no afectar el desempeo de la unidad.

Cuando las calderas y calentadores se emplean como dispositivos para el control de emisiones pueden proporcionar una eficiencia de destruccin mayor de 98 por ciento.

La ventaja de usarlos es que el costo adicional del capital es poco, ya que las unidades son esenciales para toda la operacin de la planta.

Adems, se puede recuperar el poder calorfico del flujo contaminante para reducir costos.

Adsorbedores de carbn:El proceso de adsorcin ms comn es mediante el carbn. El adsorbedor de carbn usa partculas de carbn activado para controlar y recuperar las emisiones gaseosas contaminantes.

En este proceso, el gas es atrado y se adhiere a la superficie porosa del carbn activado, logrndose una eficiencia de remocin de 95 a 99 por ciento.

Se usa particularmente para recuperar compuestos orgnicos valiosos, por ejemplo, el percloroetileno que se usa en los procesos de lavado al seco.

La eficacia de la retencin depende de la naturaleza del sistema adsorbente. Los medios adsorbentes tienen una elevada porosidad y rea superficial para facilitar el contacto slido gas, pudiendo alcanzar superficies de 400 m2/g. Los materiales comnmente utilizados como adsorbentes son: Carbn activado, utilizado en la eliminacin de olores y de compuestos orgnicos. Silica gel, se utiliza principalmente para deshidratar el aire y otros gases, pero su temperatura de operacin est limitada a 250C.

APLICACIONES INDUSTRIALES TPICAS Incluye las emisiones de actividades tales como: tintoreras, desengrasado, pintura con pistola de aire, extraccin con solventes, recubrimiento de lmina metlica, revestimiento con papel o con pelcula de plstico, imprenta, farmacuticos, hule, linleo y envoltura transparente. Cualquier proceso que genere emisiones de COV a concentraciones bajas (tan bajas como 20 ppm), a flujos

Las ventajas de los adsorbedores de carbn: 1. Se puede recuperar el producto. 2. Magnfico control y respuesta a los cambios de proceso. 3. No existe problema de la colocacin final de producto qumico, cuando el contaminante (producto), se recupera y devuelve al proceso. 4. Capacidad de utilizar sistemas totalmente automticos y operar sin personal. 5. Capacidad del eliminacin de los contaminantes gaseosos o en forma de vapor de las corrientes de proceso hasta niveles extremadamente bajos.

Las desventajas principales son:

1. La posible recuperacin del producto requiere un sistema de destilacin o (extraccin) costoso o poco usual. 2. Se deteriora progresivamente la capacidad del adsorbente a medida que se incrementa el nmero de ciclos. 3. La regeneracin del adsorbente requiere una fuente de vapor o vaco. 4. Costo de capital relativamente elevado. 5. Pude requerirse el prefiltrado de la corriente gaseosa para eliminar cualquier partcula que pueda tapar el lecho del adsorbente. 6. Puede requerirse el enfriamiento de la corriente de gas para llegar al intervalo usual de operacin (menos de 50C)

Absorvedores:La absorcin es el proceso mediante el cual un contaminante gaseoso se disuelve en un lquido. El agua es el absorbente ms usado. A medida que el flujo de gas pasa por el lquido, ste absorbe el gas de la misma manera como el azcar es absorbido en un vaso de agua cuando se agita.

La absorcin se usa comnmente para recuperar productos o purificar gases con alta concentracin de compuestos orgnicos.

Esta tcnica de control de emisiones es utilizadas con mayor frecuencia para gases inorgnicos (cido sulfhdrico, cloruros)

Un problema potencial con la absorcin es la generacin de aguas residuales, lo que convierte un problema de contaminacin del aire en un problema de contaminacin del agua.El equipo de absorcin est diseado para obtener la mayor cantidad de mezcla posible entre el gas y el lquido.

Los absorbedores son frecuentemente llamados lavadores de gas y existen varios tipos de ellos.

Los ms usados son las torres rociadoras, columnas de relleno, cmaras rociadoras y lavadores Venturi.

El absorbedor de columna de relleno contiene una sustancia inerte (no reactiva), como plstico o cermica, que aumenta la superficie del rea lquida para la interfaz lquida/gaseosa. El material inerte ayuda a maximizar la capacidad de absorcin de la columna. Adems, la introduccin del gas y lquido en extremos opuestos de la columna permite que la mezcla sea ms eficiente debido al flujo contra corriente que se genera. Los absorbedores pueden alcanzar una eficiencia de remocin mayor de 95 por ciento.

Condensadores:Los condensadores remueven contaminantes gaseosos mediante la reduccin de la temperatura del gas hasta un punto en el que el gas se condensa y se puede recolectar en estado lquido.

Los equipos de condensacin estn generalmente destinados al control de partculas finas, con dimetros aerodinmicos comprendidos entre aproximadamente 0.25 y 1.0 m.

La condensacin se puede lograr mediante un incremento de la presin o la extraccin de calor de un sistema. La extraccin de calor es la tcnica que ms se emplea.

Los condensadores se usan generalmente para recuperar los productos valiosos de un flujo de desechos.Usualmente se usan con otro dispositivo de control. Por ejemplo, un condensador se puede usar para remover una sustancia gaseosa de un flujo contaminante. Luego, los gases remanentes del flujo contaminante se destruyen en un incinerador.

Se tiene informacin sobre eficiencias de recoleccin superiores al 99% para el control de emisiones de partculas.

En el control de la contaminacin se emplean condensadores de contacto y de superficie.

En los condensadores de contacto, el gas hace contacto con un lquido fro.

En un condensador de superficie, los gases entran en contacto con una superficie fra en la cual circula un lquido o gas enfriado, como la parte exterior de un tubo.

La eficiencia de remocin de los condensadores vara de 50 a ms de 95 por ciento, dependiendo del diseo y aplicacin.

Aplicaciones Industriales: Los condensadores se aplican al control de corrientes de gas con partculas finas. Estn diseados especficamente para capturar las pequeas partculas que han escapado de un dispositivo de control primario. Ventajas 1. Tienen capacidad para manejar polvos inflamables y explosivos con poco riesgo. 2. Presentan capacidad para manejar materia fina. 3. La eficiencia de recoleccin puede ser variada. 4. Se pueden neutralizar gases corrosivos y polvo.

Desventajas 1. El lquido efluente puede crear problemas de contaminacin de agua. 2. El producto residual se recolecta en hmedo. 3. Presentan probabilidades de tener problemas de corrosin. 4. Se requiere proteccin contra el congelamiento. 5. El gas de salida puede requerir recalentamiento para evitar una pluma visible. 6. Las partculas recolectadas pueden ser contaminantes y no ser reciclables. 7. El tratamiento del residuo fangoso puede resultar costoso.