PROYECTO G.M.V.E - Asociación Técnica para la … · c) El nivel de minimización esta íntimamente ligado con la cantidad de agua eliminada en la operación de secado y con el

Energy & Waste S.l Aguas, Energía y Residuos.

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PROYECTO G.M.V.E.L Gestión, minimización y valorización energética de lodos de EDAR.

Experiencia a escala piloto.

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Índice.

1.- Sectores de actividad

2.- Gestión de lodos de EDAR basado en procesos térmicos.

o Problemática

o Experimentación a escala piloto.

3.- Conclusiones.

4.- Invitación

Energy & Waste Aguas, Energía y Residuos

1,1- Tratamiento de gases.

Limpieza/acondicionamiento del biogás (reducción de humedad, partículas,

H2S y siloxanos).

Transformación del biogás en combustible para la automoción de coches o para su inyección a la red de gas natural.

Limpieza de gases procedentes de proceso de pirólisis y gasificación.

Equipos línea de biogás. Rompedores de espumas, filtro de gravas, pote de condesados, filtros de partículas, etc.

1.- Sectores de actividad.


1,2,- Tratamiento de aguas.

Secado por aspersión de concentrados y aguas salinas.

Inertización en fase dispersa de lixiviados.

Desgasificación de aguas vía membranas (CO2 , O2 , NH3)

Reducción del nivel de amonio en aguas residuales.


1,3,- Tratamiento de RSU. (W2E).

Recuperación térmica de metales vía pirólisis (Al y Cu).

Secado de lodos en lecho fluidizados.

Gasificación de biomasa (maderas, lodos, papel, cartón, etc.)


1,4,- Proyectos I+D+i

Todas las tecnologías aquí presentadas son resultados del trabajo de investigación y desarrollo del grupo y constituyen propiedad intelectual de Energy & Waste.


2.- Gestión de lodos de EDAR basado en procesos térmicos.

Lodo generado en al tratamiento de agua residuales urbanas.

(Residuos o subproducto)

o Problemática


o Alternativas

Hasta la fecha, las vías principales de eliminación y/o gestión de lodos han

sido las siguientes: aplicaciones en tierras de cultivo, deposición controlada en

vertederos, incineración y vertido al mar. En la figura 1 se muestra una

estimación de la evolución de las distintas alternativas de gestión de los lodos

para la UE hasta el 2005 (Werther y Ogada, 1999).


http://www.proceedings.scielo.br/scielo.php?pid=MSC0000000022004000100062&script=sci_arttext



o Nuevas vía de gestión


Las vías alternativas de tratamiento comprenden procesos termoquímicos de

índole diversa, como la pirolisis y la gasificación. Estos procesos

transforman la materia orgánica de los lodos en gases combustibles o en

materiales para otros usos. Tal es el caso de la producción de carbón activo.

1. Presentar los resultados de las pruebas de gasificación en un reactor de

lecho fijo de corriente ascendente a escala piloto.

2. Comparar los resultados con otros ensayos realizados a escala de

laboratorio en un reactor de lecho fluidizado. Presentados en literatura

o Objetivo

2.1- Conceptos básicos.


1,- Se llama gasificación a la reacción de los productos orgánicos, a alta

temperatura, en presencia de oxidantes en cantidades inferiores a las

estequiométricamente necesarias para la oxidación total (combustión). Este

proceso se encuentra en cierta medida entre la pirólisis y la combustión.

2,- En la gasificación (convencional) la materia a tratar se somete a una

temperatura comprendida entre 700 y 900 ºC en pequeña cantidad de oxígeno

(20 a 40 % del estequiométrico). Como resultado se obtiene un gas combustible

cuyas características están relacionadas, tanto con la calidad del material a

tratar, como con las condiciones de operación del equipo.

3,- Etapas del proceso de gasificación:

a).- Secado. Endotérmico

b).- Pirólisis. Endotérmico

c).- Combustión. Exotérmico

d).- Gasificación. Auto térmico


Figura 2. Etapas y zonas del proceso de gasificación. Proceso auto térmico


o Experimentos

Los experimentos de gasificación se han realizado en un reactor de lecho

fluidizado en lecho de arena. Las condiciones de temperatura (750, 800 y

850ºC) y relación estequiométrica de aire (25 y 30%). Los parámetros más

significativos evaluados han sido: producción y composición del gas

producto. Autor. Manyá y colaboradores. Univ de Zaragoza.

o Escala de laboratorio


o Resultados


o Escala piloto

1. Acondicionamiento del lodo. El lodo procedente de la operación de secado viene en

forma de partículas de tamaño no uniforme y con un nivel de sequedad por debajo

del 5 %. Para poder tratar esta materia en el gasificador se requiere que la materia

tenga determinadas dimensiones, para ello se opto por la formación de pellet.

Figura 3. Lodos seco.EDAR Montornet


2,- Pelletización del lodo. Estos pellet son de partícula de determinada dimensión y forma.

Para logra la pelletización de este material se hizo a su vez necesario el humedecimiento

del lodo seco hasta alcanzar una humedad cercana al 10 %.


3,- Planta de gasificación. Gasificador de lecho fijo de corriente invertida.


4,- Resultados.

Condición del ensayo .

1. Caudal de aire.

13 gramos de aire x gramo de pellet

2. Caudal de lodo.

20 kg/h

3. Presión de trabajo. 100 mbar

4. Temperatura de operación. 850- 1200 ºC

5. Nota. Solo se realizaron 5 experiencias.

o 3 a 850 ºC

o 2 a 1200 ºC


4,1- Resultados de la simulación.

Gas (kg/h) (Nm3/h)

Qgas H 2.235,04 1.773,59

CO 189,98 8,6%

CO2 536,41 15,4%

CH4 33,53 2,65%

C2H4 51,41 2,32%

C2H6 22,35 0,941%

H2 11,18 7,1%

N2 1.408,08 63,5%

H2O 0,00 0,0%

Total 100,4%

PCI 4.197,57 kJ/Nm3 g.s

662,72 kWe

0,66 MW

η 45,55 %

RGas/R 1,58 Nm3gas/KgR

1,99 Kggas/KgR

0,59 kWe/KgRes

472,82 kWt/KgRes

Residuos-Aprox

Residuo Lodo Ash (kg/h) 387,675

Fr (kg/h) 1.125 ALQ (kg/h) 52,0875

Toper (ºC) 850

Poper (bara) 1

Dimensionado Aprox.

Htotal 8,78 m

Hf reeboard 2,17 m

Hlibre Transp 3,75 m

Hlecho exp 2,86 m

Hlecho f luid 2,44 m

Hlecho f ijo 2,33 m

DFreeboard 3,18 m

Dlecho 2,12 m

Reactivos

Aire H2O

FA (kg/h) 1.498,60 FV (kg/h) 25,83

(Nm3/h) 1.161,71 RVap/R 0,02

RAir/R 1,33

Chemical Equilibrium Calculation


Potencias 0,87 MWe

Generada 0,8 MWt

Potencias 0,35 MWe

Potencia 1,8 MWt Generada 0,85 MWt

Consumida

Limpieza del gas

Limpieza del gasRecuperación de calor

Seca

do

r

Ga

sifi

cad

or

Alquitran+

Cenizas

Lodo Humedo75-85 % H

Coste 75-85 €/Tn

Aire caliente

Aire caliente

Aire frio

Lodo

Aire

Aire

GeneraciónCalor + electricidad

Bio

dig

esto

r

Lodo PTAS3,75 Tn/h

Limpieza biogás

GeneraciónCalor + electricidad

Electricidad

Electricidad

Agua

Gas

Gas

Gas

30

-40

%

500 ºC

Agua

GESTIÓN, MINIMIZACIÓN Y VALORIZACIÓN DE LODOS

Lodo seco8-12 % H

Inversión aprox 4,5 M€


Amortización4,3 años

Aire 850 ºC Aire gases

500 ºC

Aire

Aire

250 ºC

30-40 %

Lodo PTAS3 Tn/h

Lodo PTAS0,6 Tn/h


5.- Modelo de gestión, minimización y valorización vía térmica.


3.- Conclusiones.

a) Los resultados de los ensayos de gasificación realizados a diferentes escalas

demuestran que estos lodos son gasificables, permitiendo obtener un gas combustible.

o Que la composición de este gas tiene gran dependencia de las temperatura de

operación

b) Se presenta un modelo de gestión basado en técnica de tratamiento térmico de estos

lodos dónde el proceso es energéticamente sostenible.

c) El nivel de minimización esta íntimamente ligado con la cantidad de agua

eliminada en la operación de secado y con el contenido de cenizas presente el los lodos

a gasificar.

Quedan invitados a participar a la 14ª edición del curso.

1. Titulo: Operación de instalaciones de captación/limpieza de biogás.

Tipos de curso: Capacitación/formación.

Modalidad del curso: Teórico

4,- Invitación.

Información.

[email protected]

Telf.: +34930019877


Valencia-Grupo DAM Aguas Univ-Vigo-Grupo Energy Lab

Gracias

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