Destrucción de Refrigerantes; Arco de Plasma de Argón, Horno de Cemento

Sistema Arco de Plasma de Argón

El Sistema de Arco Plasma de Argón es una tecnología comercializada y patentada por PLASCON SRL Plasma Limited conjuntamente con la organización de investigación científica e industrial de  Commonwealth (CSIRO).

Fue utilizada por primera vez en 1992 para la destrucción de productos químicos orgánicos tratados con cloro. Posteriormente este sistema fue proporcionado al departamento de servicios administrativos de gestión ambiental (DASCEM) para la destrucción de  CFCs de Australia. La planta, situada en Tottenham, cerca de Melbourne, comenzó a operar en 1996 y desde entonces se han destruido cerca de 200 millones de toneladas de CFCs en proporciones  de hasta 100 kg/h.

El gas a tratar, en este caso el CFC, es inyectado junto con gas argón a  un tubo refractado denominado antorcha donde se induce un arco eléctrico de alto voltaje. El argón  tiene la propiedad de conducir energía  eléctrica por lo que durante dicha descarga se mantiene una atmósfera de alta temperatura cuyos rangos pueden variar entre 2,500 a 10,000°C dependiendo la aplicación.

Ventajas:

El Sistema de Arco Plasma de Argón presenta las mayores ventajas técnicas y ambientales ya que ha demostrado una alta taza de destrucción de CFCs y una muy baja emisión de gases contaminantes en una escala comercial por varios años, además de que las condiciones de operación dan lugar a un proceso muy compacto. Es un sistema móvil y puede ser utilizado  para otros residuos de naturaleza similar como los Bifenilos Policlorados.

Desventajas:

Los CFCs recuperados pueden requerir pretratamiento para la remoción de aceites antes de su destrucción. En el proceso actual, las sales formadas por la neutralización de los gases ácidos son emitidas como efluente líquido al ambiente.

En la siguiente tabla se presentan las emisiones de gases en la destrucción de CFCs por Arco Plasma de Argón.

 

Emisiones del proceso plasma / argón

 

Contaminante

Emisión

CDDs / CDFs

0.006 ng/Nm3

HCl/Cl2

1.7 mg/Nm3

HF

0..23 mg/Nm3

Partículas

< 10 mg/Nm3

CO

96 mg/Nm3

 

Como se muestra en la tabla las emisiones del proceso de Arco Plasma de Argón están por debajo de los limites de emisión de contaminantes establecidos por la Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales en la NOM-098-SEMARNAT-2002, Protección Ambiental en la Incineración de residuos, especificaciones de operación y límites de emisión de contaminantes.

 

NOM-098-SEMARNAT-2002, Protección Ambiental-Incineración de residuos, especificaciones de operación y límites de emisión de contaminantes.

Emisión permisible

CDDs/CDFs(instalaciones nuevas)

0.2 ng/Nm3

CDDs/CDFs(instalaciones existentes)

0.5 ng/Nm3

HCl

15 mg/Nm3

Partículas

50 mg/Nm3

CO

63 mg/Nm3

 

Horno de Cemento

Al igual que en el proceso de destrucción por Incineración en hornos cementeros, bajo estas condiciones de temperatura las moléculas  de CFCs son transformadas  a moléculas ácidas y sometidas a un lavado para finalmente ser convertidas en sales.

La eficiencia de destrucción de esta técnica es mayor al 99.998% y esta reconocida internacionalmente como una tecnología de punta para la destrucción de sustancias tóxicas o contaminantes.

Los hornos de cemento son básicamente unos cilindros giratorios forrados con ladrillos resistentes al calor. Varían de tamaño dependiendo del tipo del proceso para fabricar cemento, pueden alcanzar una longitud de 250 m y un diámetro de 8m. El material para proceso se alimenta en la parte elevada ó fría al final del horno. Al ir girando lentamente, el material va entrando ó subiendo hasta la parte caliente y ahí se queda horneándose a una temperatura superior a los 1500ºC. Los hornos de cemento funcionan con una operación a contra-flujo. Los gases de la combustión entran en la parte baja y caliente y fluyen hacia arriba, calentando el material del proceso en contra sentido los materiales bajan hacia la parte caliente y los gases combustibles suben a la parte fría. Los gases entonces pasan atravéz de los controles contaminantes antes de salir a la atmósfera. Estos dispositivos son unos precipitadores electrostáticos, con la función de remover las partículas entrelazadas en el torrente de gas antes de que estos sean liberados a la atmósfera. El proceso energético es intensivo y se utiliza para quemar combustibles contaminados y otras sustancias peligrosas.

Existen hornos de cemento, que cuando son operados de manera correcta, pueden destruir casi la totalidad de los compuestos orgánicos incluyendo PCBs debido a que la temperatura alcanzada en la zona de quemado está por encima de los 1500ºC y el tiempo de residencia de los compuestos alcanza hasta los 10 segundos. La naturaleza alcalina del proceso al ser procesado por el horno de cemento neutraliza todos los gases ácidos formados por la destrucción de los CFCs. En general, casi todos los hornos de cemento pueden tolerar la adición moderada de SAOs, pero esto se tiene que evaluar según sea el caso. Pero en general, la concentración máxima de flúor es de aproximadamente del 0.25% del material del proceso. El límite teórico del cloro es de 0.015% del material para el proceso, pero se estima que la tolerancia puede ser mayor.

Ventajas

La mayor ventaja de esta tecnología es que existen muchos hornos funcionando alrededor del mundo en donde se pueden destruir las SAOs.

Desventajas

Su desventaja es que son necesarias mantener controlados el flujo y la velocidad con que son agregados el  cloro y flúor al horno de tal forma de no sobre pasar su capacidad de quemado. Por ejemplo un horno que tiene la capacidad de procesar 5000 toneladas por día de materia prima puede quemar 50 kg/hr de CFC-12. Los hornos de cemento no están diseñados para manejar y quemar CFCs y desechos de halones. Son necesarias modificaciones a los hornos de cemento para poder manejar y destruir SAOs de un modo controlado para poder monitorear emisiones peligrosas.

 

Perfil Profesional

Gildardo Yañez

Ingeniero Industrial Electricista, Especialista en Refrigeración

Maestro en Administración.  Agente Capacitador Externo STPS. Gerente de Capacitación Técnica en BOHN de México.

Autor de los manuales de la Certificación BOHN  y de los Manuales Buenas Prácticas. Colaborador en la Revista CERO Grados Celcius, Revista Mundo HVAC&R y ACR Latinoámerica.

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Sitio actualizado el: 28-02-2018

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