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  • ESCUELESCUELESCUELESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIERA DE SEVILLAA TCNICA SUPERIOR DE INGENIERA DE SEVILLAA TCNICA SUPERIOR DE INGENIERA DE SEVILLAA TCNICA SUPERIOR DE INGENIERA DE SEVILLA

    TRABAJO FINAL DE MASTERTRABAJO FINAL DE MASTERTRABAJO FINAL DE MASTERTRABAJO FINAL DE MASTER

    TECNOLOGA QUMICA Y AMBIENTALTECNOLOGA QUMICA Y AMBIENTALTECNOLOGA QUMICA Y AMBIENTALTECNOLOGA QUMICA Y AMBIENTAL

    COMBUSTIBLES SLIDOS RECUPERADOS Y COMBUSTIBLES SLIDOS RECUPERADOS Y COMBUSTIBLES SLIDOS RECUPERADOS Y COMBUSTIBLES SLIDOS RECUPERADOS Y

    COMBUSTIBLES DERIVADOS DE RESIDUOSCOMBUSTIBLES DERIVADOS DE RESIDUOSCOMBUSTIBLES DERIVADOS DE RESIDUOSCOMBUSTIBLES DERIVADOS DE RESIDUOS

    Autor: Adrin Yaque Snchez

    Tutor: Pedro Ollero de Castro

    Sevilla Septiembre 2013

  • Combustibles Slidos Recuperados y Combustibles Derivados de Residuos

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  • Combustibles Slidos Recuperados y Combustibles Derivados de Residuos

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    ndice

    1.- Resumen ejecutivo.. Pag. 5

    2.- Introduccin... Pag. 9

    3.- Definicin y caracterizacin.... Pag. 13

    4.- Marco normativo. Pag. 21

    5.- Formas de obtencin. Origen.. Pag. 33

    6.- Tecnologa utilizada para producirlos. Empresas suministradoras.. Pag. 45

    6.1.- Tecnologa utilizada para producirlos..... Pag. 45

    6.2.- Empresas suministradoras..... Pag. 52

    7.- Uso...... Pag. 61

    7.1.- Cementeras..... Pag. 61

    7.2.- Centrales trmicas convencionales..... Pag. 67

    7.3.- Plantas industriales... Pag. 69

    7.4.- Incineracin en hornos con recuperacin de energa........ Pag. 71

    7.5.- Otros usos: plantas de gasificacin, pirlisis y plasma............ Pag. 79

    7.6.- Emisiones de gases de efecto invernadero ahorradas (GEI).... Pag. 95

    8.- Situacin en Europa....... Pag. 97

    9.- Situacin en Espaa............ Pag. 105

    9.1.- Mercado...... Pag. 105

    9.2.- Productores y produccin. Potencial de produccin.... Pag. 108

    9.3.- Usuarios..... Pag. 115

    10.- Conclusiones... Pag. 117

    11.- Bibliografa... Pag. 119

  • Combustibles Slidos Recuperados y Combustibles Derivados de Residuos

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  • Combustibles Slidos Recuperados y Combustibles Derivados de Residuos

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    1.- Resumen ejecutivo

    El siguiente trabajo consiste en conocer en profundidad los Combustibles Slidos Recuperados (CSR) y los Combustibles Derivados de Residuos (CDR), denominados en ingls Solid Recovered Fuels (SRF) y Refuse Derived Fuels (RDF), para despertar el inters en un combustible alternativo que se puede utilizar en los procesos de generacin o de uso de energa y que se obtiene de aquellas fracciones de plantas de tratamiento de residuos no peligrosos cuyo destino suele ser su eliminacin en vertederos.

    Los SRF son combustibles slidos preparados a partir de residuos no peligrosos para ser valorizados energticamente en instalaciones de incineracin o coincineracin y que cumplen con la clasificacin y especificaciones establecidas en la norma EN 15359 del Comit Europeo de Normalizacin (CEN), mientras que los RDF son combustibles slidos, lquidos, pastosos o gaseosos preparados a partir de residuos peligrosos, no peligrosos o inertes, para su valoracin energtica en plantas de incineracin o coincineracin y que habitualmente solo cumplen las especificaciones establecidas entre el productor del combustible y el usuario.

    Se diferencian en que mientras los SRF cumplen con la clasificacin y especificaciones establecidas en la norma EN 15359, los RDF no responden ni cumplen con ninguna norma o especificacin, slo cumplen las especificaciones establecidas entre el productor del combustible y el usuario.

    Los SRF/RDF estn formados por mezclas de materiales como plsticos, papel, textiles, o maderas, que son idneos para sustituir combustibles tradiciones cuando tengan las siguientes caractersticas: alto poder calorfico, bajo contenido de humedad y ceniza, alto contenido en biomasa y bajo contenido en cloro, azufre y metales pesados.

    Entre las ventajas de su utilizacin se encuentran: la reduccin del uso de combustibles fsiles, con el correspondiente ahorro econmico, la reduccin de las emisiones de gases de efecto invernadero, la reduccin del depsito de residuos en vertedero recuperando la energa que contienen los residuos, y la posibilidad de recibir primas por la produccin de energa en rgimen especial. Entre los inconvenientes destacan la percepcin de que la valorizacin energtica de estos combustibles se opone al reciclado y que las instalaciones deben someterse a lmites ms restrictivos de emisiones cuando sustituyen los combustibles tradicionales, por lo que es necesario instalar sistemas de tratamiento de gases ms complejos.

    A nivel europeo existen diversas normas EN aprobadas y publicadas para los SRF, de las que destaca la norma EN 15359 sobre especificaciones y clases de SRF. En esta se pueden clasificar los SRF en cinco clases en funcin de su PCI, contenido en cloro y contenido en mercurio. Existen otras normas de obligado cumplimiento en otros pases europeos como la SFS 5875 Solid Recovered Fuel en Finlandia, la UNI 9903 Non mineral refuse derived fuels en Italia y la RAL-GZ 724 Quality Assurance of Solid Recovered Fuels en Alemania.

    Tanto los SRF como los RDF se pueden obtener a partir de residuos industriales mediante tratamiento mecnico y a partir de RSU mediante tratamiento biolgico-mecnico o tratamiento mecnico-biolgico. El biolgico-

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    mecnico consiste en una reduccin del tamao de partculas, un proceso de secado biolgico y la produccin de SRF/RDF propiamente dicha, y el mecnico-biolgico, en una reduccin del tamao de partculas, una separacin de las fracciones seca y hmeda, y la produccin de los SRF/RDF a partir de la fraccin seca. El tratamiento mecnico de los residuos industriales consiste en una reduccin del tamao de partculas y la produccin de los SRF/RDF.

    La produccin de SRF/RDF consiste en:

    La eliminacin de materiales inertes ms densos e incombustibles como arenas, gravas, piedras, vidrios, etc., mediante un equipo de separacin densimtrica como el separador balstico o el clasificador de aire, aunque previamente se puede utilizar una criba para eliminar elementos finos.

    Eliminacin del contenido en cloro (PVC) y metales pesados (por ejemplo, Hg) mediante un separador balstico, un separador neumtico la separacin manual o mediante un separador ptico.

    Eliminacin del contenido de metales frricos mediante un separador magntico de tipo Overband, de tambor magntico o polea magntica.

    Eliminacin de metales no frricos como aluminio o cobre que se lleva a cabo mediante un separador de corrientes de Foucault.

    Secado para reducir la humedad hasta la solicitada por el cliente mediante secado trmico o prensado en la densificacin del combustible en su acondicionamiento final.

    Reduccin de tamao de partculas mediante triturador.

    Acondicionamiento final mediante densificacin del combustible, en caso de ser necesario, habitualmente mediante pelletizadora.

    Las empresas suministradoras ms conocidas de la tecnologa de produccin de SRF/RDF son Sustenta Soluciones Energticas que comercializa el proceso Tyrannosaurus, Grupo Sistemas de Proteccin de Recursos (SPR) que comercializa en exclusiva equipos de los fabricantes Lindner Recyclingtech y Nihot Recycling Technology, Masias Recycling, Regulador-Cetrisa y Ambisort Recycling.

    Los SRF/RDF se pueden utilizar para reducir el uso de combustibles fsiles en cementeras, centrales trmicas convencionales, plantas industriales, incineracin en hornos con recuperacin de energa, gasificacin, pirlisis y plasma.

    En los hornos de cementeras, los SRF/RDF se pueden utilizar como sustitutos parciales del combustible fsil en el horno o en el precalcinador, si existe. Deben tener elevado poder calorfico, mayor de 20 Mj/kg para su uso en hornos y 16-18 Mj/kg para su uso en el precalcinador, contenido en cloro inferior al 1% y en mercurio inferior a 10 mg/kg en base seca, y tamao de partcula inferior a 20 mm. La alimentacin se lleva a cabo mediante conducciones neumticas. El porcentaje de sustitucin es muy variable en funcin del pas y de la empresa cementera. La media en Espaa en 2010 no llegaba al 16%, pero existen ejemplos excepcionales como el una planta de Cemex donde se ha alcanzado en 2011 el 43% de sustitucin en trmicos

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    energtico. Si se utiliza SRF/RDF, se deben realizar modificaciones de las instalaciones, al menos en la recepcin y alimentacin de los SRF/RDF como en los equipos de tratamiento de emisiones para adecuar las fbricas a los nuevos lmites de emisin. El uso de SRF/RDF en cementeras est muy extendido.

    Las centrales trmicas convencionales pueden sustituir parcialmente el carbn pulverizado por SRF/RDF tambin pulverizado. Su porcentaje de sustitucin se encuentra entre el 5 y el 10% en trmicos energticos. Son necesarias modificaciones similares a las anteriores. El uso de los SRF/RDF en centrales trmicas convencionales tiene una menor potencialidad que en las plantas cementeras.

    Las plantas industriales que estn utilizando los SRF/RDF son las del sector de pasta y papel y las del sector siderrgico. En las primeras, donde las calderas de recuperacin energtica, son alimentadas por determinados efluentes del proceso como las lejas negras, se puede mezclar con SRF/RDF para que estos ltimos aumenten el poder calorfico y reduzcan el consumo de fuentes energticas externas. En el sector siderrgico, los SRF/RDF pueden aportar parte de la energa necesaria en el horno alto, siempre que estn compuestos por plsticos exentos de cloro. El uso de