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

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 NO_x.
• El catalizador debe ser específico.

Problema

Problema: Envenenamiento del catalizador.

Eliminación de NO_x

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 NO_x.

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 NO_x) 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.