Planta de pirolisis

Video Pyrolysis Plant

Pirólisis : fuente energética renovable

Ese informe resumido representa algunos puntos a favor del gas de pirólisis ( gas de síntesis) y más específicamente syngas o también definido gas de disociación de moléculas, como fuente energética renovable de bajo impacto ambiental y con notables beneficios para la comunidad.

Pirólisis en la historia

La pirólisis (impropiamente llamada disociación de moléculas) es conocida desde los tiempos de los Egypcios como tecnica para la producción de carbón de madera. Los carboneros, en las carbonerías, famosas gracias a Cassola, utilizaban el gas de pirólisis como indicador: hasta que el proceso de pirólisis era activo, los gases de pirólisis producidos sostenian en tensión el techo abovedado de la carboneria, liberandose en el aire a través de un pequeño agujero en la bóveda; cuando se acababa el proceso y toda la madera se habia convertido en carbón, la presión del gas fallaba y la carboneria implosionaba sobre si misma.

Al contrario, las modernas plantas de pirólisis tienen como producción principal justo aquel gas, que es un excelente combustible.

Otro ejemplo actual son los hornos autolimpiantes que encontramos en muchas cocinas : el proceso de pirólisis gasífica las incrustaciones grasas sobre las paredes del horno, eliminandolas y liberandolas en el aire al abrir el horno

La pirólisis y la disociación de moléculas

Hay que poner mucha atención a las definiciones, porqué éstas pueden ocasíonar malentendidos . Hoy se discute de disociación de moléculas pero la expresión no es apropiada.
Cada reacción quimica, en efecto, es una asociación y/o disociación de moléculas: las moléculas se dividen para reenlazarse en otras moléculas o, más simplemente, se reenlazan en otras moléculas. La disociación de moléculas reprenta un termino generico no suficiente para describir los fenomenos que se desarrollan durante el proceso de pirólisis.

Las reacciones quimicas que suceden después de la combustión partenecen a la misma clase; se podria, por lo tanto definir la planta de disociación de moléculas como incineradora! Es muy frecuente confundir el método de pirólisis, en total ausencia de oxígeno , con las plantas de gasíficación, que al revés, utilizan oxígeno, ( aire o vapor acueo añadido según las necesidades estequiométricas de reacción) para acelerar las reacciones de disociación de la materia. La gasificación necesita controles y taraduras según el material a tratar, casi siempre muy heterogéneos.
La diversificación de los materiales en entrada, no afecta la tecnologia del proceso de pirólisis, ( es necesario de todas formas garantizar la procedencia de los residuos organicos y un bajo porcentaje de humedad).

Este proceso, en total ausencia de oxigeno a través de la tecnica de pirólisis, permite sustraer importantes cuantidades de CO2, privando el ecosistema de anhídrido carbónico, cuantidades mayores respeto a las tecnicas convencionales.

El gas de pirólisis y el gas de descarga

Todo lo que se lleva a la descarga, en tiempo y disgregación y digestión aeróbica de los materiales, produce gases, incluso metano que tiene un efecto invernadero 20 veces superior a CO2.
La diferencia entre los gases de descarga y los gases de pirólisis es que los primeros se consiguen naturalmente (pues sin control humano y no son totalmente recogidos) mientras los segundos se consiguen artificialmente con un reactor de pirólisis y con un rigido control que reduce a lo minimo los riesgos de contaminación y optimiza la totalidad de los gases producidos

El gas de pirólisis y los residuos

Un italiano produce en media 1,46 kg/dia de residuos; después de las separaciones para enviar al reciclaje todos los residuos posibles, (la pirólisis puede trabajar cualquier material orgánic o con humedad relativamente baja), quedan aprox. 0,4 kg de CDR (después de las refinaciones); una planta de pirólisis de 3,5 MWh nominales, elimina 37.500 t /año de CDR, igual a la producción media de CDR de una ciudad de aprox. 250.000 hab. y, además, con una producción de 26.250 Mw correspondiente a 2.250 TEP (Ton. Equiv. de Petroleo) ahorrado.

La planta de pirólisis no produce residuos: todo el material en entrada es eliminado, sin cargar las descargas.
Los descartes, la mayoria combinados con CO2 inutilizado, son vitrificados, volviendolos inocuos y produciendo inertes para carreteras y otros utilizos civiles parecidos; eso significa reducir el impacto social de los abusos, a partir del gesto incivil hasta las ecomafias; eso significa eliminar directamente in situ los residuos producidos, sin depender de las descargas de otros Paises; significa, utilizando una hilera corta en el territorio, programar mayores politicas de información y conciencia acerca del reciclaje de los residuos.

El gas de pirólisis y la Norma Europea

La Norma Europea 2006/12/CE del 5 Avril 2006, da indicaciones precisas sobre la gestión de los residuos, al fin de privilegiar procesos eficaces e inovadores que adapten la evolución tecnologica a los escenarios de producción de residuos presentes en el territorio.
Específicamente se ha pedido a cada Estato miembro que:

• Incentive la valorización del residuo como materia prima
• Alcanze la autonomía en la eliminación de los residuos
• Reduzca a lo mínimo el traslado de residuos
• Optimize los procesos de eliminación que minimicen el impacto ambiental

En esta perspectiva se ha creado una Comisión Europea, “Refuse Derived Fuel, Current Practice and Perspectives”, que termina evidenciando la ventaja de reemplazar combustibles fósiles con CDR, siempre garantizando los limites de las emisiones producidas.

Esta sustitución de combustibles fósiles trae ventajas ambientales y economicas importantes, también cuando es comparada a la combustión directa de los residuos, por ejemplo en las incineradoras.

Fundamental es saber lo que es el CDR ?
La definición usada por la Comisión Europea en julio 2003 es la siguiente: “El CDR, combustible procedente de los residuos (en inglés RDF, Refuse Derived Fuel) es un compuesto de todos los residuos con elevado poder calorífico, material sin posibilidad de ser valorizado y que seria transportado a la descarga.
Este material, después de un proceso según reglas, normas y adecuadas tecnicas, es transformado en combustible secundario, utilizado en las plantas para la producción de energía para los procesos productivos”.

El producto clasíficado como CDR es un producto de fin reciclaje ( no puede ser reciclado directamente) pero puede transformarse en otro producto si procesado adecuadamente. El residuo originario sin procesar, es transportado a la descarga o incinerizado, no obstante las recomendaciones contrarias de la Comisión Europea

El CDR, combustible secundario, actualmente puede tener diferentes utilizos, siempre quemado con otro combustible, que será el principal:

• Utilizado para producir energía en plantas , donde el combustible principal, de origen fósil o biogas, sirve solo para garantizar la temperatura de combustión superior al limite de formación de las dioxinas.
• Utilizado en cementeras con porcentaje variable en relación al combustible fósil primario.
• Utilizado en plantas industriales como integrador del combustible primario fósil.

La planta de pirólisis introduce un utilizo del CDR completamente distinto a las enumeradas anteriormente: un proceso adicional a la transformación del residuo en recurso: el proceso de pirólisis que lleva a la descomposición de las moléculas del material (CDR) en entrada.

La materia prima CDR ya no es considerada un combustible secundario sino una materia prima que es transformada, a nivel molécular, en gas de pirólisis, de composición comparable al biogas.

Esta ulterior refinación de la materia permite conseguir un producto que es un combustible primario, completamente distinto del residuo originario hasta en las moléculas.
Este syngas, respeto al biogas, es mucho más rico en hidrógeno, con menor metano y con hidrocarburos de cadena simple y cíclica.

Aunque el syngas tenga menor poder calorífico de los otros combustibles fósiles, debido a una reacción de starter más dificil, a través de la evolución del proceso es posible utilizarlo directamente sin starter. El resultado es energía menos contaminante respeto a la producida por otros combustibles, y por fuente que no es de origen fósil. La reducción exponencial de cargas contaminantes no se ha logrado añadiendo filtros o instalaciones más o menos complejas, sino simplemente eliminando a la origen la fuente de la contaminación! Las moléculas peligrosas y contaminantes que son más pesadas del hidrógeno , carbóno y oxígeno, no son transformadas en gas sino quedan en estato sólido y vitrificadas al final del proceso de transformación molécular.

No quedan cenizas, nanopartículas , humos incombustos, dioxinas,furanos y otros porqué son ausentes los átomos de los elementos que componen estos contaminantes.
El proceso, para ser ambientalmente sostenible como descrito, es tecnologicamente refinado y solicita un control de gestión y utilizo de instalaciones más sofisticadas de una simple incineradora o horno, caracteristicas presentes en la planta de pirólisis.

El gas de pirólisis y la contaminación

Mucho se ha escrito sobre la reducción de las emisiones de CO2 , así como de las ventajas de menor contaminación, en el utilizo de plantas de pirólisis en lugar de incineradoras.

Pero lo que cualifica verdaderamente como sostenible la energía producida de gas de síntesis es la tabla de los contaminantes, todos muy por de bajo de los limites maximos:

EMISIONES DE HUMOS COMPARADAS CON ALGUNAS NORMAS/LEYES

Contaminantes mg/Nm3	dm 25/02/2000 n.124 residuos peligrosos	Dm 19/11/1997 n. 503 RSU RS	Lineas dm 12/07/1990 (plantas antiguas)	Norma 2000/76/CE residuos	Norma 94/67/CE residuos peligrosos	Norma 89/369/ CEE RSU	Análisis emisiones de gas de pirólisis
Polvos	10-30	10-30	30-100	13-30	10-30	30-200	3
ácido clorhídrico (HCI)	10-60	20-40	50-100	10-60	10-60	50-250	7
ácido fluorhídrico (HF)	1-4	1-4	2	1-4	1-4		0,1
Óxidos de azufre (SO2)	50-200	100-200	300	50-200	50-200	300	16
óxido de azufre (Nox)	200-400	200-400	500	200-400			140
Monóxido de carbono (CO)	50	50-100	100	50-100	50		10
Compuestos orgánicos (COT)	10-0	10-20	20	10-20	10-20		5
Cd, TI, Hg	0,05	0,05	0,2	0,05	0,05	0,02	0,01
Total of other metals	0,5	0,5	5	0,5	0,5	5	0,01
IPA	0,01	0,01	0,01				0,0001
PCDD+PCDF (ng/Nm3)	0,1	0,1	4000	0,1	0,1		<0,005

El gas de síntesis y el impacto ambiental

En los párrafos anteriores hemos ilustrado las ventajas en las emisiones, incluida CO2, y las ventajas relativas al menor transporte de residuos, así como en el ahorro de combustibles fósiles y de la valorización de los residuos como recurso.

 

El gas de pirólisis y la sociedad

Tres son los principales beneficios del utilizo del gas de pirólisis para la producción de energía:

• Reducción de la dependencia de los combustibles fósiles, con un efecto positivo en la balanza de pagos también, debido a las reducciones de importaciones de los combustibles.
• Además del respeto de la Norma Europea que aconseja la minimización de los transportes de los residuos, es la reducción de la contaminación, favorecendo un entorno más limpio y más agradable sin actuar políticas demasiado rígidas, aunque necesarias, en las reducciones del los consumos.
• Aumento de empleos, una planta de pirólisis de 3,5 MWh nominales, necesita 12 trabajadores para procesar un pontencial de 120 t/dia de CDR.

Conclusiones

El gas de pirólisis se revela, entonces, una fuente de energía limpia, sostenible y que trae grandes ventajas para la comunidad: ambientales, energéticas, economicas y culturales.