FERNANDO PONCE VALLEJOJORGE ALEXANDER ROJAS VARGAS

JOHANN CAMILO MORENO ZAMUDIO

TECNOLOGÍA DE PLASMA PARA EL TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS

MODULO MANEJO INTEGRADO DE RESIDUOS SÓLIDOS GRUPO ITRABAJO COLABORATIVO

1. INTRODUCCIÓN

2. JUSTIFICACIÓN

3. QUE ES EL PLASMA?

• Estados de la materia. Fuente: plasmatreat, tecnología del plasma, s.f.

4. Etapas del proceso de gasificación

Pretratamiento

Gasificación/vitrificación

Limpieza del gas de salida

Recuperación de la escoria

Recuperación energética

Esquema de las antorchas de plasma. Fuente: Willis & Osada, 2010.

Diagrama de flujo del proceso de gasificación con plasma. Fuente: www.finanzascarbono.org. 2017

Características diferenciales del proceso de gasificación por plasma:

• Las altas temperaturas permiten una disociación definitiva e irreversible de las estructuras moleculares en sus compuestos básicos.• Conservación máxima de la energía contenida en los residuos• El balance energético resultante es positivo.• Ausencia de subproductos potencialmente tóxicos o dañinos.

5. PROPUESTA DE MANEJO

Población total 275250

habitantes

Promedio producción1.15

Kg/hab-día

Recolección selectiva de

residuos

1. Orgánicos y diferentes a reciclables2. Residuos reciclables

1.Transformación2. Aprovechamiento

3. Tratamiento4. Disposición final

1. Caso de estudio de una ciudad colombiana con una población promedio similar Popayán, Rioacha, Itagüí, entre otras.

2. Generación total de 316.5 toneladas por día.3. Tiene PGIRS implementado y su gestión inicia desde la

concientización en reducción de residuos hasta estrategias de separación eficiente de residuos en la fuente.

COMPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS

Orgánicos 65 %Papel y cartón 5 %Plástico 14 %Vidrio 4 %Caucho 1 %Metal 1 %Textiles 3 %Otros 5 %Peligrosos 2 %TOTAL 100 %

Adaptado de Nastar, D. s.f.

Caracterización de los RSU generados en Colombia

4. Se realizará la recolección selectiva de residuos estableciendo rutas para los residuos orgánicos y diferentes a reciclables los días lunes, miércoles y sábado, y para los residuos reciclables los días martes y viernes.

5. 231,1 ton/día correspondientes a la fracción orgánica y diferentes a reciclables correspondiente al 74% según la caracterización, clasificación en planta de transformación de residuos. (Compostaje y Lombricompostaje).

6. La fracción de residuos reciclables, correspondientes al 24% equivalente a 76 toneladas día se transportarán a la planta de recuperación de residuos con el fin de realizar su clasificación y posterior aprovechamiento.

7. Finalmente, la fracción no aprovechable de residuos descartada en la planta de transformación, incluyendo los peligrosos que serán recolectados y transportados en vehículos y rutas especiales, para un total aproximado de 35 ton/día, serán tratados en la planta de gasificación de residuos con la tecnología del plasma

Fuente: http://www.diariodepuan.com.ar

Fuente: http://www.larioja.org/

Fuente: http://politica.elpais.com/

8. Tomando como referencia los datos del fabricante Westinghouse Plasma Corporation (Willis & Osada, 2010), de las 35 ton/día de residuos a tratar se obtendrán 28 ton/día de syngas y 7 ton/día de precipitado.

9. Con los gases resultantes del proceso se pretende generar energía con la instalación de una turbina de vapor de agua para el autosostenimiento de la planta y el excedente será incorporado al sistema eléctrico municipal.

10. El segundo subproducto del proceso es un sólido inerte vitrificado, que puede ser empleado en la construcción, para la obtención de mobiliario urbano, como elemento decorativo, etc.

35 ton/día de residuos

7 ton/día de precipitado

28 ton/día de syngas

6. RESULTADOS ESPERADOS1. Bajas emisiones al ambiente Parámetros

Estándar en Colombia (Resolución 0909 de

2008)

Nivel de emisiones Residuos Peligrosos

a

Nivel de emisiones

Residuos Sólidos Municipalesa

Material particulado 50 40,4 < 10Dióxido de azufre 500 ND -Óxidos de nitrógeno 500 80,533 83Compuestos de flúor inorgánico

8 0,26 -

Compuestos de cloro inorgánico

40 1,05 7

Dioxinas y furanos 0,5 ND < 0,01Plomo 1 ND < 1Cadmio y sus compuestos 1 ND < 0,05Cobre y sus compuestos 8 ND -Hidrocarburos totales 50 ND 29Notas: ND significa No detectablea Tomado de (Li, Liu, Yan, Li, & Han, 2016)

Tomado de http://directindustry.com

Tomado de http://tiendavirtualdeavisos.com

3. Degradación de todo tipo de residuos, incluyendo químicos, médicos y radioactivos.

2. Disminución en la huella de carbono

6,4 millones de toneladas de CO2 anuales

52 g/kWh generado(4,6 ton/año CO2)

4. Altas capacidades de tratamiento:

Casos exitosos entre 1 – 100 ton/día

5. Altas conversiones en el proceso

78% – 99%

35 ton/día

Syngas28 ton/día

Imagen tomada de Willis & Osada, 2010

Slag 7 ton/día

6. Aprovechamiento de productos7. Eficiencia energética

Lana mineralTomado de http:// archiexpo.es

Tomado de http://syngaschem.com

8. Viabilidad económica9. Menor requerimiento de área

Tomado de Willis & Osada, 2010

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

• La creciente generación de residuos sólidos en nuestro país puede convertirse en una fuente de recursos para la generación de energía para lo cual se requiere de un sistema integral para su tratamiento que no altere las condiciones ambientales.

• Es fundamental definir la finalidad del tratamiento con plasma.

• El tratamiento con plasma sería un aporte innovador en el país, dado que no se han dado las oportunidades para su implementación.

• Se podría abrir la puerta a esta práctica con plantas a nivel piloto que procesen bajas cantidades de residuos, siguiendo el modelo de Japón o de China para evaluar la viabilidad económica y operacional real del proceso, según las implicaciones técnicas y políticas de Colombia.

GRACIAS