Resumen

La recuperación de energía a partir de residuos sólidos está, en gran medida, limitada por fracciones muy altas de PVC y otros compuestos clorados orgánicos, los cuales pueden causar problemas en la operación de un incinerador, combustor o gasificador. Sin embargo, el PVC se comporta de forma distinta a la mayoría de otros materiales plásticos.

A temperaturas entre 200ºC-400ºC, el PVC se descompone en cloruro de hidrógeno (HCl) y un residuo similar al coque. Este residuo puede quemarse a temperaturas más altas como cualquier otro combustible derivado de residuos sólidos libres de cloro.

En este trabajo, se construyó y se puso en operación en la Helsinki University of Technology una instalación de ensayos a escala laboratorio para la combustión de dos etapas de residuos sólidos con alto contenido de PVC.

La instalación (con una entrada de combustible de 40 kW) contiene dos lechos fluidizados: un lecho fluidizado con formación de burbujas (BFB), que opera con nitrógeno a 350ºC aproximadamente, y un combustor de lecho fluidizado circulante (CFBC), que opera a 800ºC-850ºC.

La mayor parte del cloro puede removerse (recuperarse) como HCl del BFB, del cual sale un pequeño porcentaje que es removido de los gases de chimenea (flue gases) posterior al CFBC.

Al mismo tiempo, esto reduce los problemas de corrosión del HCl, con un bajo riesgo de formación de especies cloradas, tales como dioxinas y furanos.

El trabajo de diseño se basó en los cálculos de optimización del proceso para un caso de diseño de planta de 40 MWtérmico, usando un programa de simulación de procesos (PROSIM). El caso de diseño se escaló de una entrada de combustible térmico de 40 MW a 40 kW. Se construyó un nuevo módulo para el reactor de pirólisis para usarse en la simulación del proceso de combustión de dos etapas. El trabajo de simulación mostró una eficiencia térmica de proceso aproximada de 36%, comparada con 33%, dependiendo de la temperatura de pirólisis y el contenido de PVC en el residuo sólido, para una planta convencional de incineración de residuos. El diseño de la instalación de prueba también se basó en los datos cinéticos de la deshidrocloración de PVC típico, en la combustión de restos carbonizados de PVC y madera, y en la información de la literatura.

• Materias:Materiales compuestos Vigilancia ambiental Residuos industriales Cloruro de polivinilo Policloruro de vinilo Agentes estabilizantes Aprovechamiento de residuos
• Subjects:Composite materials Environmental monitoring Industrial wastes Polyvinyl chloroide Polyvinylchloride Stabilizing agents Waste utilization
• Palabras claves:Recuperación de energía, Residuos sólidos, PVC, Compuestos clorados orgánicos, Materiales plásticos, Combustión, Lecho fluidizado, Cloro, Especies cloradas, Pirolisis, Estabilizadores, Proceso de combustión, Peligro ambiental, Policloruro de vinilo
• Keywords:Energy recovery, Solid waste, PVC, Chlorinated organic compounds, Plastics, Fuel, Fluidized bed, Chlorine, Chlorinated species, Pyrolysis, Stabilizers, Combustion process, Environmental hazard, Polyvinyl chloride