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TSS Internacional, S.A. de C.V.
Foro Consultivo Científico y Tecnológico
Generación de Energía Eléctrica Generación de Energía Eléctrica
con Desechos Sólidos y Líquidoscon Desechos Sólidos y Líquidos
Ing. Carlos L. Caballero GalindoIng. Francisco Rivas Garrido
Zacatecas, Zac. Abril de 2006
TSS Internacional, S.A. de C.V.
Foro Consultivo Científico y Tecnológico
La contaminación ambiental es un hecho real creciente y alarmante en nuestro mundo, especialmente en los países desarrollados.
El crecimiento de la población y su demanda por satisfactores ha propiciado la generación de productos y procesos con características contaminantes.
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S.A. de C.V.
Las autoridades han recibido presiones crecientes de sus
comunidades y han legislado para controlar la situación.
Pero la demanda social no es controlar, sino erradicar los
peligros y riesgos, buscando la seguridad presente y de las
generaciones futuras.
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La filosofía alrededor de los contaminantes expresa:
•No producirlos o reducir su cantidad
•Si se producen, utilizarlos
•Si no se pueden utilizar, tratarlos,
•Y, ya tratados, disponer de ellos
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El tratamiento y disposición de los contaminantes,
especialmente los residuos peligrosos, es caro, y quizá por
ello no se aplica en forma generalizada.
La tecnología que los ha creado, ahora se dedica a su
tratamiento, buscando la economía del proceso como
atractivo.
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Hoy día existen tratamientos y disposiciones de los
contaminantes con opciones físicas, químicas y bioquímicas.
El presente trabajo expone las experiencias de la aplicación
de una tecnología física (térmica), mediante la gasificación
controlada.
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Entre algunas tecnologías disponibles destacan: la
incineración, pirólisis, gasificación.
Incineración: destruye los residuos mediante condiciones de
combustión a altas temperaturas, atmósfera oxidante y
turbulencia.
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Pirólisis: destrucción por calentamiento a alta temperatura
en ausencia de oxígeno.
Gasificación: destrucción en atmósfera reductora con
producción de gases combustibles. En esta tecnología se
logran temperaturas muy altas 5,000 a 15,000 grados
centígrados mediante el uso de arco de plasma.
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En el Área Metropolitana de Monterrey se generan
diariamente 6,000 toneladas de basura sólida que requiere
disponerse.
El enfoque de tiradero a cielo abierto se sustituyó por relleno
sanitario, que se ha optimizado al recuperar el gas metano
que se produce y se utiliza para generación de electricidad.
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El relleno sanitario demanda grandes extensiones de terreno
y más de 7 años de confinamiento antes de poder utilizar el
gas metano.
Esta característica abre un campo de oportunidades para
tecnologías que la eliminen.
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TSS Internacional, con la colaboración de sus socios
tecnólogos, ha desarrollado un proceso de gasificación
asistida por arco de plasma que presenta ventajas sobre
otras opciones.
Como beneficios se tienen: espacios reducidos para el
manejo de la basura y destrucción total de todo tipo de
contaminantes hasta nivel elemental.
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Adicionalmente, gases combustibles y de alto poder
calorífico para la generación de energía eléctrica, que
asegura la auto-sustentabilidad del proceso.
Esos beneficios motivaron que SIMEPRODE solicitara al
Fondo Mixto recursos de investigación para contratar el
diseño, instalación y operación de una planta piloto para
corroborar los supuestos, proyecto que comprende:
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Proyectos Fondos Mixtos
1. “Determinar la reducción de volumen y peso en 5
familias de residuos sólidos, líquidos y gaseosos
procesándolos en planta piloto basada en el proceso de
pirólisis asistida con arco de plasma para
SIMEPRODESO”
2. “Con planta piloto, caracterizar la conversión de
residuos municipales en combustibles gaseosos y probar
la generación de energía eléctrica con diferentes
combinaciones de materiales de desecho”.
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Proyecto 1
“Determinar la reducción de volumen y peso en
5 familias de residuos sólidos, líquidos y
gaseosos procesándolos en planta piloto basada
en el proceso de pirólisis asistida con arco de
plasma para SIMEPRODESO”
ObjetivosTSS Internacional,
S.A. de C.V.
Reducción de 90% del volumen de la basura
previamente clasificada, lo que pudiera extender la
reserva de trincheras y terrenos a 10 veces el periodo de
agotamiento.
Posibilidad de recepción de residuos especiales y
peligrosos que hoy por hoy debido a su alto costo son
tirados clandestinamente.
Área Metropolitana de Monterrey
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3,293 km2
3.5 millones de habitantes
6,000 ton. de desechos sólidos por día
Disposición de DesechosTSS Internacional,
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Aprovechamiento Actual de los Residuos SólidosTSS Internacional,
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SIMEPRODE
Concepto TSS de Gasificación
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Pruebas piloto
de gasificación
de residuos
sólidos urbanos,
mediante
pirólisis asistida
con arco de
plasma.
Proceso Conceptual de la Gasificación con PirólisisTSS Internacional,
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Intercambiador de calor
Vapor
Turbina de vapor
Reformador de gas
Vidrio vitrificado
Metales HCl Bisulfito de Sodio
Etanol(Opcional)
Electricidad
Turbina de gas
Conversión completa
Almacén de residuos E
lect
rici
dad
Descarga de residuos
Planta de Etanol
(Opcional)
Gas limpio
PlasmaGasificador de plasma
Agua destilada (opcional)
Gas combustible
Unidad de Destilación Multiefectos (Opcional)
Vap
or
Campo Experimental con Planta PilotoTSS Internacional,
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Ubicado en las
instalaciones de
la planta de
SIMEPRODE del
municipio de
Salinas Victoria,
N. L.
Planta PilotoTSS Internacional,
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En proceso, las pruebas de:
•Gasificación con diferentes materiales
•Reducción de volumen y peso de desechos sólidos
•Control de gases y valor calórico
•Emisiones de gases a la atmósfera
•Calibración del proceso
•Registro de datos
Planta Piloto Pruebas de Arranque
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1. Manejo de materiales
2. Transformación térmica
3. Limpieza del gas
4. Reducción de peso y volumen
5. Generación de energía eléctrica
Etapas de la transformación de desechos en gas combustible y productos reciclables:
Planta Piloto Manejo de MaterialesTSS Internacional,
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Equipos auxiliares utilizados en diversas pruebas de preparación de materiales para cortes, trituración y compactación.
Residuos en prueba:
•Sólidos urbanos
•Comerciales y madera
•Sólidos industriales
•Líquidos orgánicos
•Llantas de hule
Planta Piloto Transformación TérmicaTSS Internacional,
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Proceso de gasificación:
•Los desechos se depositan por la parte superior del reactor
•Las antorchas de plasma del interior del reactor están estratégicamente ubicadas
•La alta temperatura y ausencia de oxígeno convierten los compuestos orgánicos en gas, cuando llegan al fondo del reactor
•El gas producto se compone de CO, H2 y N, Cl, S.
Planta Piloto Limpieza del Gas
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•Monitoreo de gases producidos para identificar su composición
•Identificar necesidades de limpieza de los gases
Planta Piloto Reducción de Peso y Volumen
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Primeros resultados en pruebas de calibración:
Material: 18.75 kg de basura casera y madera de cimbra.
Resultados: 1.15 kg cenizas y 0.7 litros alquitrán.
Reducción peso: 92.0 %
Reducción volumen: 97.8 %
Material: 18.5 kg de carbón y madera.
Resultados: 0.51 kg cenizas.
Reducción peso: 97.24 %
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Proyecto 2
“Con planta piloto, caracterizar la conversión de
residuos municipales en combustibles gaseosos
y probar la generación de energía eléctrica con
diferentes combinaciones de materiales de
desecho”.
ObjetivoTSS Internacional,
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•Beneficiar a los municipios transformando sus desechos
domésticos en energía eléctrica, que puede comercializarse
en la zona y ahorrar en el costo de electricidad para el
alumbrado público.
•NO confinar la basura, NO invertir en terrenos para rellenos
sanitarios y revertir el presupuesto municipal de gasto a
ingreso.
•Revertir el impacto ecológico inherente a los desechos
municipales en aprovechamiento de los mismos.
Planta Piloto Generación de Energía EléctricaTSS Internacional,
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•El valor calorífico del gas permite la generación de energía eléctrica, utilizando un motor generador.
•El sistema es capaz de generar su propia energía y, dependiendo de la escala de la planta, genera excedentes para otros usos.
•El proceso de generación no produce emisiones peligrosas a la atmósfera.
BeneficiosGrandes Ciudades
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•Reduce o cancela la ampliación de confinamientos y evita la afectación de propiedades vecinas de éstos.
•Reduce costos de operación y manejo de residuos.
•Evita ampliar el pasivo ecológico.
•Dispone de energía auto-generada, sin usar recursos no renovables.
•Genera ingresos con la producción de energía eléctrica.
BeneficiosCiudades MedianasTSS Internacional,
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Evita tiraderos al aire libre.
Reduce la proliferación de vectores y la morbilidad de sus habitantes.
Mejora la imagen del medio ambiente.
Reduce la contaminación de cauces, corrientes y cuerpos de agua, así como del suelo y aire.
Modifica la estructura presupuestal de los municipios
Filosofía del ProcesoTSS Internacional,
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“Cero desperdicio”, todos los desechos se reciclan o
transforman.
Conversión de gasto en ingreso, los desechos sólidos son
una oportunidad de negocio.
Reduce los costos operativos de los municipios y facilita
su administración.
Mejora la calidad de vida de los trabajadores del medio.
Impacto del ProyectoTSS Internacional,
S.A. de C.V.
El Gobierno del Estado de Nuevo León tiene amplias
expectativas a los resultados del proyecto.
Tiene interés en resolver los problemas que aquejan a
los municipios en el manejo de los desechos sólidos y el
impacto ecológico que provocan los mismos.
La iniciativa privada está al pendiente de los resultados,
debido al alto costo de los energéticos y la disposición de
sus desechos.
Gracias
TSS INTERNACIONAL, S.A. DE C.V.
Damián Carmona No. 389Col. Urdiales C.P. 64430
Monterrey, N. L.
Tel. 01 (81) 8371-8810Fax. 01 (81) 8371-0498
E-Mail: [email protected]