57 (slope, guessing, heterogeneity of the speech material, starting level) Next, the model was used

Existen algunos hornos y calderas, en determinadas industrias, que poseen unas condiciones de funcionamiento interesantes para poder admitir residuos 8ver esquema anexo).

Tal admisión no deberá producir una contaminación adicional fuera de lo legalmente permitido y, además, no deberá alterar el producto objeto de la fabricación habitual.

Funcionando en estas condiciones se podría considerar a la instalación como un incinerador de residuos, pudiendo tener la ventaja adicional de un aprovechamiento energético equivalente al poder calorífico de los residuos admitidos, lo cual supondría una repercusión realmente importante en los costos de fabricación y, consecuentemente, originaría un fuerte impacto en la competitividad del producto fabricado.

Dentro de los procesos existentes, los hornos de fabricación de cemento presentan unas condiciones idóneas para la destrucción de los elementos contaminantes de los residuos, evitando la emisión de sustancias nocivas, y para el aprovechamiento energético de su poder calorífico, el cual sustituiría en su energía equivalente al combustible normalmente utilizado en su proceso.

2.7.1. Proceso de fabricación del cemento

El cemento Portland Artificial se elabora a partir de una mezcla compuesta principalmente de arcilla, caliza y compuestos de hierro en proporción del orden de 20, 78 y 2%. Esta mezcla finamente homogeneizada se llama “crudo” por diferenciación del producto terminado obtenido de la “cocción”.

Esta operación lleva la materia mineral a 1450ºC dando un producto llamado clinker. El cual, triturado finamente con aproximadamente un 5% de yeso, constituye el denominado cemento portland artificial.

de preparación y precalcinación del crudo, llamados:

• Vía húmeda.

• Vía semi-húmeda.

• Vía semi-sec.

• Vía seca.

La vía seca es la más moderna y la más utilizada, prácticamente con exclusividad, ya que sus necesidades térmicas son las más bajas de todos los procedimientos, al no intervenir el agua en la preparación de la materia prima. A ello se debe que en la actualidad se tienda a la construcción de este tipo de instalaciones, sobre todo a partir de la crisis energética de los años 70.

En este procedimiento las materias primas se secan y trituran, preparando un polvo o harina que se introduce por la parte superior de un intercambiador vertical de ciclones, en donde la materia y los gases procedentes de la combustión circulan a contracorriente.

De esta torre de ciclones el producto sale a una temperatura de 900 – 1000ºC, habiéndose descompuesto el carbonato cálcico (caliza) en óxido de cal y anhídrido carbónico.

A continuación, pasa a un horno rotativo que posee una ligera pendiente, la cual favorece la traslación del producto hacia su otro extremo en el que se encuentra situado el quemador del combustible habitual. En esta zona del quemador se alcanzan temperaturas de 1450ºC en la materia y 2000ºC en los gases.

En el horno rotativo, cuya longitud viene a ser del orden de 60-90m., se produce la fase de clinquerización, es decir, la formación de los silicatos de que está formado el cemento. En esta fase final, el tiempo de estancia de los gases provenientes del quemador, a una temperatura por encima de 1200ºC, es superior a 2 segundos. Por encima de 1000ºC se consiguen estancias superiores a 6 segundos.

2.7.2. Condiciones de funcionamiento de los horno. 2.7.2.1. Destrucción térmica de los residuos

En todo horno de incineración son tres los parámetros principales que se tienen en cuenta para ver su capacidad de destrucción de determinados compuestos orgánicos:

• Temperatura que alcanza en su interior.

• Tiempo de estancia de los productos a esa temperatura.

• Exceso de oxígeno junto con una buena pulverización del residuo.

En los hornos de cemento se trabaja en todo momento en atmósfera oxidante, habiéndose ya indicado en el punto anterior los valores de temperatura y estancia que en ellos se alcanza, los cuales son superiores a los necesarios para destruir térmicamente las moléculas más difíciles y resistentes.

Además, presentan como ventajas la gran inercia térmica que representa la presencia en el interior del horno de una gran masa de materia a altas temperaturas, junto con el aprovechamiento de los eficientes equipos de control utilizados en el proceso de fabricación de cemento.

21 2.7.2.2. Depuración de los humos

Los gases resultantes de la destrucción térmica de las moléculas orgánicas llevan como impurezas los aniones (bajo forma de elementos ácidos) y los metales pesados que portaban los residuos.

Dichos gases, en su normal recorrido dentro del horno, atraviesan la fase de liberación de la cal viva, en donde existe una alta concentración de este producto, habida cuenta de que el mayor constituyente de las materias primas es precisamente la caliza.

De esta forma, por reacción en este medio altamente alcalino, se realiza la neutralización de los gases ácidos y la retención de los metales pesados, cuyos resultados son captados por la materia.

A la salida de los hornos, los gases pasan normalmente por unos sistemas de filtración (electrofiltros o filtros de mangas) al objeto de retener las materias en suspensión que portan. Estos equipos de filtración, en ocasiones, ven mejorados sus resultados de retención mediante la citada aportación de residuos.

Como se puede observar en lo anteriormente expuesto, los sistemas de depuración de humos que presentan implícitamente los hornos cementeros, son equivalentes a los sistemas de depuración clásicos que se hallan instalados para el tratamiento de humos de similar composición en instalaciones de incineración de residuos.

2.7.2.3. Inexistencia de cenizas.

Estas son integradas de forma inerte en el clinker. 2.7.2.4. No alteración de las características del cemento.

No existe repercusión alguna en la calidad del cemento producido, dado que el tiempo de estancia del producto mineral en el interior del horno es considerablemente alto (superior a 1 hora). Ello implica, dadas las temperaturas existentes, la prácticamente total destrucción de los elementos orgánicos.

En cuanto a los inorgánicos, presentes en muy baja concentración, no modifican características ni comportamiento alguno.

2.7.2.5. Buena repartición geográfica del servicio.

Otra ventaja a considerar es la situación geográfica de las cementeras, las cuales se hallan repartidas, pudiendo por tanto dar una respuesta equilibrada a las necesidades de tratamiento de los residuos cerca de sus centros de producción.

2.7.3 Campo de la incineración de residuos en cementeras.

La utilización práctica de ese potencial de correcta incineración, unida a la experiencia existente, tanto tecnológica de proceso como de protección al medio ambiente, han permitido poner a punto numerosas posibilidades dentro de este campo de tratamiento de residuos.

Estas posibilidades se aplican principalmente en el sentido de ampliar el ámbito de actuación, tanto de tipos de residuos como de capacidad de tratamiento.

Así, los logros conseguidos permiten aceptar numerosos tipos de residuos para ser tratados en hornos de cementeras, tanto sólidos como líquidos o pastosos, y con contenidos en agua y en valores de PCI que van del 0 al 100%.

2.7.4. Necesidades técnicas de una instalación en cementeras.

Detrás de las cuestiones puramente mecánicas y/o hidráulicas, es necesario poseer un gran bagaje de oficio y técnica a nivel de laboratorio, procesos, controles, etc., que se materializa en la instalación, pero que tiene gran importancia en otros aspectos, como pueden ser el estudio del proceso de producción del residuo, los análisis y ensayos para la decisión de su aceptación, etc.

Tienen también gran importancia los análisis y ensayos de comprobación del producto a su entrada de la instalación, ya que decidirán su aceptación o rechazo, a fin de evitar problemas de proceso, ambientales, de seguridad e higiene, etc.

Asimismo, es necesario un gran conocimiento de los procesos y equipos de la cementera, ya que posibilita el diseño de las necesarias modificaciones en equipos, en las regulaciones y operaciones de la producción, en la adopción de enclavamientos, controles, programas, etc.

Un capítulo muy importante a considerar, que no influye directamente en el proceso y al que se le deberá de prestar especial atención, es el que se refiere a medidas de seguridad. Estas se adoptarán mediante la introducción de equipos y regulaciones, tanto de procesos como analíticos, en base al establecimiento de posibles situaciones.

Entre las medidas de seguridad se deberán considerar las encaminadas a reducción de riesgos, a la anulación de fugas y contaminación ambiental, a la protección contra incendios, a la seguridad e higiene personal, etc.

2.7.5. Repercusión de esta actividad

En los últimos años la incineración de residuos en cementeras (tanto con valorización energética como sin ella) se ha desarrollado significativamente, no solamente desde el punto de vista del reconocimiento de la calidad del tratamiento, sino también bajo el aspecto de la existencia de un dispositivo operacional correcto.

La evolución en número de cementeras y en volumen de residuos admitidos es muy rápida, presentando una repercusión económica muy interesante debido a la influencia que tienen, a nivel de competitividad, en factores tales como:

• Tasa de sustitución del combustible habitual mediante la utilización de residuos. En determinados países se ha llegado a tasas de sustitución del 100%.

• Relación costo de combustible / costo total de fabricación del cemento. Este valor en la actualidad es considerable.

• Relación costo de fabricación del cemento / costo importación – exportación de ese producto.

23 PROCESOS ALTERNATIVOS DE INCINERACIÓN Y SUS

CAMPOS DE OPERACIÓN TÍPICOS

Industria Proceso y horno Campo de

temperatura (ºF) Tiempo de permanencia (segundos) Calderas industriales Cemento Cal Hierro y acero Cobre primario Plomo primario Ladrillos Pirotubular (aceite/gas) Acuotubular (aceite/gas) Carbón pulverizado Alimentador esparcidor

Horno de cemento (vía húmeda) Horno rotativo

Altos hornos

Hornos Siemens Martin Hogar múltiple Lecho fluido Horno de reverbero Altos hornos Horno de túnel 1.990-2.600 1.600-2.350 1.900-2.300 1.650-2.100 2.560-3.600 1.265-3.440 300-3.400 2.200-3.250 390-1.400 1.000-1.300 2.300-2.370 1.350-2.200 1.600-2.600 0,1-0,5 0,3-0,2 0,9-4,0 0,7-3,0 6-10 6-10 1,8 2,0 4,0 5-15 2,3 5,6 1,0

0

MINIMIZACIÓN

INDICE

1. INTRODUCCIÓN. NECESIDAD DE UNA NUEVA ESTRATEGIA DE GESTIÓN DE