Métodos de Control de Contaminantes Atmosféricos: Térmicos, Catalíticos y Biológicos

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Combustión Térmica de Contaminantes

Antorcha

Antorcha: tubo de acero de 30-100 m de alto y sistema de distribución del vapor. Se utiliza para efluentes de alto poder calorífico. Típica de refinerías y plantas petroquímicas, sobre todo en parada y puesta en marcha. Se utiliza en plantas que operan con H2, NH3, HCN, CH4 y otros gases tóxicos. Debe poseer seguridad en el encendido, en el funcionamiento, producción mínima de humos y diseño adecuado para optimizar la combustión.

Combustión en Cámara de Combustión

Combustión en Cámara de Combustión: Si la concentración de contaminante es menor al 1%, se debe añadir combustible auxiliar. Puede utilizarse con sistema de recuperación de calor.

Parámetros Clave de la Combustión Térmica

Parámetros de los que depende la Combustión Térmica de Contaminantes:

  • La Temperatura de reacción debe ser más alta que el punto de inflamación.
  • Tiempo de residencia entre 0,3 y 2 s.
  • Turbulencia.
  • Concentración de la especie dominante.
  • Concentración de componentes minoritarios.
  • Concentración de oxígeno.
  • Flujo de gas.
  • Diseño adecuado del quemador.

Combustión Catalítica

Combustión Catalítica:

  • Temperatura 400-500ºC (disminuye la energía de activación, Ea).
  • Se aplica para gran cantidad de gas (requeriría mucho combustible auxiliar en combustión térmica).
  • Puede existir recuperación de calor.
  • Produce menos NOx.
  • El catalizador debe ser específico.

Problema

Problema: Envenenamiento del catalizador.

Eliminación de NOx

Medidas de Precombustión

Medidas de Precombustión: Cambio a combustibles con menor contenido en nitrógeno.

Medidas Durante la Combustión

En la Combustión: Reducción del exceso de aire, combustión en etapas, recirculación de gases o quemadores de baja emisión de NOx.

Tratamiento de Gases por Vía Seca

Tratamiento de gases de combustión por vía seca:

Reducción Catalítica Selectiva (SCR)

Reducción Catalítica Selectiva (SCR): Reductor NH3, coste alto, catalizador TiO2 o Va.

Reducción Selectiva No Catalítica (SNCR)

Reducción Selectiva No Catalítica (SNCR): Menor coste que el anterior. Reductor: NH3 o Urea.

Reducción Catalítica No Selectiva (NSCR)

Reducción Catalítica No Selectiva (NSCR): Utilizando H2, CO o HC (reaccionan con exceso de O2 y con NOx) y catalizador.

Tratamiento de Gases por Vía Húmeda

Tratamiento de gases de combustión por vía húmeda: Lavado de gases con absorbentes NaOH o NH3 previa oxidación del NO a NO2 con O3 o Cl2O.

Eliminación de Contaminantes por Métodos Biológicos

Tratamientos Biológicos Generales

Tratamientos Biológicos: Los microorganismos aerobios convierten contaminantes en CO2, H2O y otros compuestos.

Ventajas

Ventajas:

  • Bajos costes de explotación y consumo energético.
  • Ausencia de descargas secundarias de contaminantes.

Aplicaciones

Aplicaciones: Para compuestos con alta biodegradabilidad.

  • Hidrocarburos de baja masa molecular: aldehídos, alcoholes (sin cloro) o fenoles.
  • Compuestos inorgánicos: H2S, compuestos de amonio.
  • Aplicación para eliminación de olores en general.

Biofiltración

Biofiltración: Gas contaminado (ajustados los parámetros) pasa por un biofiltro y los contaminantes son degradados por los microorganismos.

Biofiltro

Biofiltro: Estructura porosa con relleno natural (carbón activo, compost…) que sirve de soporte a cultivos bacterianos que producen la depuración.

Bioscrubbers

Bioscrubbers: Combinan absorción en torres lavadoras y tratamiento biológico con lodos activos a continuación del agua de lavado con el contaminante. Es útil para compuestos cuya degradación alteraría el pH o podría dañar el biofiltro, o si el contaminante es soluble en agua. Permite tratar más variedad de contaminantes.

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