Control de Emisiones Con Tam in Antes ales Al Aire2

CONTROL DE LAS EMISIONES CONTROL DE LAS EMISIONES INDUSTRIALES AL AIREINDUSTRIALES AL AIRE

INGENIERIA AMBIENTAL

AIRE PUROAIRE PURO Es una mezcla gaseosa Es una mezcla gaseosa

compuesta de:compuesta de:

78% nitrógeno78% nitrógeno 21% oxigeno21% oxigeno 1% de diferentes com-1% de diferentes com-

puestos como:puestos como:

- argón- argón

- dióxido de carbono- dióxido de carbono

- ozono- ozono

CONTAMINACION ATMOSFERICACONTAMINACION ATMOSFERICA

Se entiende por Se entiende por contaminación atmosfé- contaminación atmosfé- rica cualquier cambio en rica cualquier cambio en el equilibrio de los el equilibrio de los componentes del aire componentes del aire

y además que alteren y además que alteren sus propiedades físicas y sus propiedades físicas y químicas.químicas.

La temperatura en la La temperatura en la atmosfera terrestre varia atmosfera terrestre varia con la altitud.con la altitud.

CONTAMINANTES ATMOSFERICOSCONTAMINANTES ATMOSFERICOS

Los principales contaminantes del aire se Los principales contaminantes del aire se clasifican en:clasifican en:

Primarios: son los que permanecen en la Primarios: son los que permanecen en la atmosfera tal y como fueron emitidos por atmosfera tal y como fueron emitidos por la fuente de contaminación.la fuente de contaminación.

Secundarios: son los que han estado Secundarios: son los que han estado sujetos a cambios químicos o son el sujetos a cambios químicos o son el producto de la reacción de dos o mas producto de la reacción de dos o mas contaminantes primarios en la atmosfera. contaminantes primarios en la atmosfera. Pueden ser sólidas o liquidas. Pueden ser sólidas o liquidas.


POLVOS: productos de POLVOS: productos de moliendas, pulverizado y moliendas, pulverizado y desintegración de desintegración de material orgánico e material orgánico e inorgánico.inorgánico.

SILICE: minas, canteras, SILICE: minas, canteras, fabricas de cemento y fabricas de cemento y sus derivados, industrial sus derivados, industrial del acero, fundiciones de del acero, fundiciones de hierro, industria de hierro, industria de vidrio y cerámicas.vidrio y cerámicas.


ASBESTOS: minas, ASBESTOS: minas, industria del asbesto – industria del asbesto – cemento, industria textil cemento, industria textil (materiales resistentes (materiales resistentes al fuego), industria al fuego), industria automotriz.automotriz.

PLOMO: como polvo o PLOMO: como polvo o vapores en minas, vapores en minas, fundidoras de plomo, fundidoras de plomo, industria de la cerámica, industria de la cerámica, vidrio, pinturas e vidrio, pinturas e imprentas.imprentas.


SOLVENTES: industria SOLVENTES: industria metalmecánica, química metalmecánica, química y de alimentos, y de alimentos, lavandería en seco, lavandería en seco, pinturas, plásticos y pinturas, plásticos y producción de fibras producción de fibras sintéticas.sintéticas.

MONOXIDO DE CARBONO:MONOXIDO DE CARBONO: minas, industria del minas, industria del hierro y del acero, hierro y del acero, plantas de gas y plantas de gas y procesos de combustión.procesos de combustión.


BIOXIDO DE ASUFRE: minas, industria del papel, BIOXIDO DE ASUFRE: minas, industria del papel, fabricas de acido sulfúrico, plantas químicas.fabricas de acido sulfúrico, plantas químicas.


Dependiendo del tipo de contaminante los Dependiendo del tipo de contaminante los mecanismos de circulación atmosférica pueden mecanismos de circulación atmosférica pueden dispersarlos y trasladarlos a diferentes lugares a dispersarlos y trasladarlos a diferentes lugares a veces bastante distantes del punto de veces bastante distantes del punto de lanzamiento.lanzamiento.

Estos procesos de circulación atmosférica causan:Estos procesos de circulación atmosférica causan:▫ DispersiónDispersión▫ DeposiciónDeposición▫ SuspensiónSuspensión▫ ConcentraciónConcentración

de los contaminantes en las capas atmosféricas de los contaminantes en las capas atmosféricas próximas al suelo.próximas al suelo.


Una de las consecuencias Una de las consecuencias

de la transportación de los de la transportación de los

contaminantes es la forma-contaminantes es la forma-

ción de LLUVIAS ACIDAS.ción de LLUVIAS ACIDAS.

Y se forma cuando la húmeY se forma cuando la húme

dad del aire se combina dad del aire se combina

con el dióxido de azufrecon el dióxido de azufre

emitido por fabricas, centraemitido por fabricas, centra

les eléctricas y vehículosles eléctricas y vehículos

que queman carbón oque queman carbón o

derivados del peloteo. Sonderivados del peloteo. Son

Contaminantes SecundariosContaminantes Secundarios


Se considera Lluvia Se considera Lluvia Acida si presenta un ph Acida si presenta un ph menor de 5 y pueden menor de 5 y pueden alcanzar el ph del alcanzar el ph del vinagre (ph3).vinagre (ph3).Estos valores del ph se Estos valores del ph se alcanzan por la alcanzan por la presencia de ácidos presencia de ácidos como acido sulfúrico como acido sulfúrico HH22SOSO44 y acido nítrico y acido nítrico HNOHNO33 que se forman a que se forman a partir del dióxido de partir del dióxido de azufre SOazufre SO22 y monóxido y monóxido de nitrógeno NOde nitrógeno NO22

IMPACTOS AMBIENTALESIMPACTOS AMBIENTALES

Deterioro de la Deterioro de la vegetación y las fuentes vegetación y las fuentes de aguade agua

Contaminación con Contaminación con sustancias toxicassustancias toxicas

Menor producción de Menor producción de biomasa.biomasa.

Alteración de la calidad Alteración de la calidad del suelodel suelo

Impacto sobre la faunaImpacto sobre la fauna Perdida del valor Perdida del valor

estético.estético.

IMPACTOS AMBIENTALESIMPACTOS AMBIENTALES

Riesgo a la salud Riesgo a la salud humanahumana

Disminución de la Disminución de la visibilidadvisibilidad

Calentamiento de la Calentamiento de la atmosfera o Efecto atmosfera o Efecto Invernadero.Invernadero.

Fenómenos Fenómenos climatológicosclimatológicos

EFECTOS A LA SALUD HUMANAEFECTOS A LA SALUD HUMANA

Un Efecto se define como: un cambio perjudicial Un Efecto se define como: un cambio perjudicial mensurable u observable debido a un mensurable u observable debido a un contaminante del aire.contaminante del aire.

Efectos sobre la salud: afecta la salud de las Efectos sobre la salud: afecta la salud de las personas.personas.

Efectos sobre el bienestar: altera la vida cotidiana Efectos sobre el bienestar: altera la vida cotidiana y reduce el nivel de vida.y reduce el nivel de vida.


Efectos agudos a la Efectos agudos a la saludsalud

- inmediatos- inmediatos

- de corto plazo- de corto plazo

- a menudo reversibles- a menudo reversibles

Efectos crónicos a la Efectos crónicos a la saludsalud

- tardan en manifestarse- tardan en manifestarse

- de largo plazo- de largo plazo

- a menudo irreversibles- a menudo irreversibles


Los contaminantes del aire afectan principalmente al Los contaminantes del aire afectan principalmente al sistema respiratoriosistema respiratorio

También afectan a la piel, los ojos y otros sistemas del También afectan a la piel, los ojos y otros sistemas del cuerpocuerpo

Las partículas sólidas se impregnan en las paredes de Las partículas sólidas se impregnan en las paredes de la traquea y bronquios.la traquea y bronquios.

La mayoría de las partículas se eliminan de los La mayoría de las partículas se eliminan de los pulmones mediante el barrido de los cilios.pulmones mediante el barrido de los cilios.

Las que son muy pequeñas pueden alcanzar los Las que son muy pequeñas pueden alcanzar los alvéolos y toman semanas, meses o años para que el alvéolos y toman semanas, meses o años para que el cuerpo las elimine.cuerpo las elimine.

DISPOSITIVOS DE CONTROLDISPOSITIVOS DE CONTROLCONTAMINANTES GASEOSOS.CONTAMINANTES GASEOSOS.

El método mas común de control de contaminantes El método mas común de control de contaminantes gaseosos es la adición de dispositivos de control gaseosos es la adición de dispositivos de control agregado para destruir o recuperar un contaminante.agregado para destruir o recuperar un contaminante.

Las técnicas de control agregado son:Las técnicas de control agregado son:

De DestrucciónDe Destrucción

La combustiónLa combustión

De RecuperaciónDe Recuperación

La adsorciónLa adsorción

La absorciónLa absorción

La condensaciónLa condensación

DISPOSITIVOS DE CONTROLDISPOSITIVOS DE CONTROL

La Combustión:La Combustión:

Es la rápida oxidación de Es la rápida oxidación de una sustancia producto una sustancia producto de la combinación del de la combinación del oxigeno con un material oxigeno con un material combustible en combustible en presencia del calor.presencia del calor.

La combustión incompleta La combustión incompleta libera contaminantes a libera contaminantes a la atmosfera. El humo es la atmosfera. El humo es un indicador de un indicador de combustión incompleta.combustión incompleta.


INCINERADORES INCINERADORES TERMALESTERMALESse usan para eliminar la se usan para eliminar la emisión continua de emisión continua de compuestos orgánicos compuestos orgánicos volátiles combustibles volátiles combustibles mediante la quema mediante la quema controlada a altas controlada a altas temperaturas.temperaturas.

Cuando un incinerador Cuando un incinerador se opera correctamente se opera correctamente se puede destruir mas se puede destruir mas del 99% de del 99% de contaminantes contaminantes gaseosos.gaseosos.

DISPOSITIVOS DE CONTROLDISPOSITIVOS DE CONTROL Un flujo y concentración constante del gas Un flujo y concentración constante del gas

combustible y un tiempo especifico de permanencia combustible y un tiempo especifico de permanencia son importantes para la eficiencia del proceso de son importantes para la eficiencia del proceso de combustión.combustión.

A menudo se agrega un combustible suplementario A menudo se agrega un combustible suplementario para complementar la quema de los gases contami-para complementar la quema de los gases contami-nantes.nantes.


Los Incineradores catalíti- Los Incineradores catalíti- cos sin similares a los cos sin similares a los termales pero incluyen un termales pero incluyen un catalizador para evaluar el catalizador para evaluar el proceso de combustión proceso de combustión pero a una temperatura pero a una temperatura mas baja.mas baja.

Un catalizador es una Un catalizador es una sustancia que acelera una sustancia que acelera una reacción química sin que reacción química sin que ella sea cambiada o ella sea cambiada o consumida por la consumida por la reacción.reacción.


Al usar temperaturas Al usar temperaturas mas bajas en el proceso mas bajas en el proceso de combustión se de combustión se reduce el costo del reduce el costo del combustible.combustible.

Con el uso de un Con el uso de un incinerador catalítico se incinerador catalítico se obtiene una eficiencia obtiene una eficiencia de destrucción mayor de destrucción mayor del 95%del 95%

Los incineradores Los incineradores catalíticos son mas con- catalíticos son mas con- venientes para las venientes para las emisiones con bajo emisiones con bajo contenido de COV contenido de COV


Las Llamas se usan Las Llamas se usan cuando existen fluctua-cuando existen fluctua-ciones de flujo como al ciones de flujo como al inicio o al final del inicio o al final del proceso.proceso.

Son básicamente dispo-Son básicamente dispo-sitivos de seguridad sitivos de seguridad para destruir emisiones para destruir emisiones de desechos.de desechos.

La eficacia de La eficacia de destrucción de las destrucción de las llamas es de llamas es de aproximadamente 98%aproximadamente 98%


CALDERAS Y CALENTADORES INDUSTRIALES.CALDERAS Y CALENTADORES INDUSTRIALES. Se usan comúnmente para generar calor y energía.Se usan comúnmente para generar calor y energía. Se usan para el control de contaminantes si estos no Se usan para el control de contaminantes si estos no

afectan el desempeño de la caldera.afectan el desempeño de la caldera. Todos los compuestos orgánicos volátiles tienen Todos los compuestos orgánicos volátiles tienen

diferente poder calorífico, si el flujo es grande y el diferente poder calorífico, si el flujo es grande y el poder calorífico alto puede ser la fuente primaria de poder calorífico alto puede ser la fuente primaria de combustible de la caldera.combustible de la caldera.

Puede proporcionar una eficiencia de destrucción Puede proporcionar una eficiencia de destrucción mayor al 98%mayor al 98%

La ventaja de usarlos como dispositivo de control es La ventaja de usarlos como dispositivo de control es que según el poder calorífico del contaminante se que según el poder calorífico del contaminante se reducen costos.reducen costos.


ADSORCIONADSORCIONEl proceso de adsorción El proceso de adsorción mas común es mediante mas común es mediante el carbón.el carbón.

El Adsorbedor de carbón El Adsorbedor de carbón usa partículas de carbón usa partículas de carbón activado para controlar activado para controlar las emisiones gaseosas.las emisiones gaseosas.El gas es atraído y se El gas es atraído y se adhiere a las superficie adhiere a las superficie porosa del carbón porosa del carbón activado.activado.


Los procesos de Los procesos de adsorción de carbón se adsorción de carbón se utilizan particularmente utilizan particularmente para recuperar para recuperar compuestos orgánicos compuestos orgánicos valiosos como el valiosos como el percloroetileno de los percloroetileno de los procesos de lavado en procesos de lavado en seco.seco.

Se logran eficiencias de Se logran eficiencias de remoción de 95 a 99 %remoción de 95 a 99 %


Los sistemas de adsorción pueden ser regeneradores Los sistemas de adsorción pueden ser regeneradores o no regeneradores.o no regeneradores.

Un sistema regenerador usualmente contiene mas de Un sistema regenerador usualmente contiene mas de un lecho de carbón. Mientras un lecho retira los un lecho de carbón. Mientras un lecho retira los contaminantes, el otro se regenera para su uso futuro. contaminantes, el otro se regenera para su uso futuro. Las mismas partículas de carbón activado se usan una Las mismas partículas de carbón activado se usan una y otra vez.y otra vez.

Para extraer los contaminantes y llevarlos a un Para extraer los contaminantes y llevarlos a un dispositivo de recuperación se usa vapor.dispositivo de recuperación se usa vapor.

Los sistemas de regeneración se utilizan cuando la Los sistemas de regeneración se utilizan cuando la concentración de contaminante es alta.concentración de contaminante es alta.


Los sistemas NO regenerados tienen lechos mas Los sistemas NO regenerados tienen lechos mas delgados de carbón activado. En estos sistemas el delgados de carbón activado. En estos sistemas el carbón gastado se descarta cuando se satura con el carbón gastado se descarta cuando se satura con el contaminante.contaminante.

Estos sistemas NO regenerados se usan cuando las Estos sistemas NO regenerados se usan cuando las concentracion de contaminante es sumamente baja.concentracion de contaminante es sumamente baja.


ABSORCION:ABSORCION:Es el proceso mediante el Es el proceso mediante el cual un contaminante cual un contaminante gaseoso se disuelve en un gaseoso se disuelve en un liquido. El Agua es el liquido. El Agua es el absorbente mas usado.absorbente mas usado.

La absorción se usa para La absorción se usa para recuperar productos o recuperar productos o purificar gases con alta purificar gases con alta concentración de concentración de compuestos orgánicos.compuestos orgánicos.

Son llamados lavadores de Son llamados lavadores de gas.gas.


Un problema potencial Un problema potencial con la absorción es la con la absorción es la generación de aguas generación de aguas residuales y el problema residuales y el problema se convierte en uno de se convierte en uno de contaminación de agua.contaminación de agua.

Existen varios tipos de Existen varios tipos de absorbedores y los mas absorbedores y los mas usados son: torres usados son: torres rociadoras, columnas de rociadoras, columnas de relleno, cámaras relleno, cámaras rociadoras y lavadores rociadoras y lavadores de venturi.de venturi.


El absorbedor de El absorbedor de columna de relleno columna de relleno contiene una sustancia contiene una sustancia inerte no reactiva, como inerte no reactiva, como plástico o cerámica, que plástico o cerámica, que aumenta la superficie aumenta la superficie del área liquida.del área liquida.

La introducción del gas y La introducción del gas y liquido en extremos liquido en extremos opuestos permite opuestos permite mezclas mas eficientes mezclas mas eficientes por el flujo a contra por el flujo a contra corriente.corriente.


CONDENSADORES:CONDENSADORES:Remueven contaminan- Remueven contaminantes gaseosos mediante tes gaseosos mediante la reducción de la tem-la reducción de la tem-peratura en el que el peratura en el que el gas se condensa y se gas se condensa y se puede recolectar en puede recolectar en estado liquido.estado liquido.

La condensación se La condensación se puede lograr por dos puede lograr por dos técnicas:técnicas:Incremento de presiónIncremento de presiónExtracción de calor.Extracción de calor.


Usualmente los conden-Usualmente los conden-sadores se utilizan con sadores se utilizan con otro dispositivo de otro dispositivo de control.control.

Un condensador se Un condensador se puede usar para puede usar para remover una sustancia remover una sustancia gaseosa de un flujo con-gaseosa de un flujo con-taminante y luego el taminante y luego el remanente se quema en remanente se quema en un incinerador.un incinerador.


Se emplean dos tipos de condensadores para el Se emplean dos tipos de condensadores para el control de la contaminación:control de la contaminación:

En los Condensadores de Contacto, el gas hace En los Condensadores de Contacto, el gas hace contacto con un liquido frío.contacto con un liquido frío.

En los Condensadores de Superficie, los gases entran En los Condensadores de Superficie, los gases entran en contacto con una superficie fría en la cual circula en contacto con una superficie fría en la cual circula un liquido o un gas enfriado.un liquido o un gas enfriado.


MATERIAL PARTICULADO.MATERIAL PARTICULADO.

El material particulado incluye pequeñas partículas El material particulado incluye pequeñas partículas liquidas y sólidas como humo, polvo, vapor o neblina.liquidas y sólidas como humo, polvo, vapor o neblina.

Los tamaños de las partículas oscila entre 10 µm o Los tamaños de las partículas oscila entre 10 µm o mayores y 2.5 µm o mayores. Estas partículas mayores y 2.5 µm o mayores. Estas partículas pequeñas son particularmente importantes porque pequeñas son particularmente importantes porque atraviesan las barreras del tracto respiratorio y llegan atraviesan las barreras del tracto respiratorio y llegan a los alvéolos pulmonares.a los alvéolos pulmonares.

Antes de elegir un dispositivo de control de particulas Antes de elegir un dispositivo de control de particulas se deben considerar factores como: variedad del se deben considerar factores como: variedad del tamaño, temperatura, contenido de humedad, tamaño, temperatura, contenido de humedad, propiedades químicas, acidez, alcalinidad e propiedades químicas, acidez, alcalinidad e inflamabilidad.inflamabilidad.


Los dispositivos de control mas usados para controlar Los dispositivos de control mas usados para controlar la emisión de partículas son:la emisión de partículas son:

- Precipitadores electroestáticos- Precipitadores electroestáticos

- Filtros- Filtros

- Lavadores Venturi- Lavadores Venturi

- Ciclones- Ciclones

- Cámaras de Sedimentación- Cámaras de Sedimentación

En muchos casos se utiliza mas de uno de estos En muchos casos se utiliza mas de uno de estos dispositivos en serie para tener una mejor eficiencia.dispositivos en serie para tener una mejor eficiencia.


Los Precipitadores Elec-Los Precipitadores Elec-trostáticos capturan las trostáticos capturan las partículas sólidas por partículas sólidas por medio de la electricidad. medio de la electricidad. Carga las partículas Carga las partículas atrayéndolas a placas atrayéndolas a placas metálicas con cargas metálicas con cargas opuestas.opuestas.

Las partículas se retiran Las partículas se retiran de las placas con golpes de las placas con golpes secos y se recolectan en secos y se recolectan en el fondo de la unidad.el fondo de la unidad.

La eficiencia de La eficiencia de remoción es variable y remoción es variable y solo en las partículas solo en las partículas pequeñas es de 99%pequeñas es de 99%


El Filtro o cámara de El Filtro o cámara de filtros de bolsa trabaja filtros de bolsa trabaja bajo el mismo principio bajo el mismo principio de una aspiradora.de una aspiradora.

El flujo de gas pasa por El flujo de gas pasa por el material filtrante que el material filtrante que retiene las partículas.retiene las partículas.

Tiene la desventaja que Tiene la desventaja que los gases a altas los gases a altas temperaturas tienen que temperaturas tienen que ser enfriados.ser enfriados.

Es eficiente para Es eficiente para partículas finas hasta un partículas finas hasta un 99% 99%


Los Lavadores Venturi usan Los Lavadores Venturi usan un flujo liquido para un flujo liquido para remover partículas sólidas.remover partículas sólidas.

El gas cargado con material El gas cargado con material particulado pasa por un particulado pasa por un tubo con extremos anchos y tubo con extremos anchos y una sección estrecha.una sección estrecha.

La constricción hace que el La constricción hace que el flujo de gas se acelere por flujo de gas se acelere por el aumento de la presión.el aumento de la presión.

El flujo de gas recibe un El flujo de gas recibe un rocío de agua antes y rocío de agua antes y durante la constricción del durante la constricción del tubo.tubo.


La diferencia de velocidad y La diferencia de velocidad y presión resultante hace que presión resultante hace que las partículas y el agua se las partículas y el agua se mezclen y combinen.mezclen y combinen.

Al reducirse la velocidad en Al reducirse la velocidad en la sección expandida la sección expandida permite que las gotas con permite que las gotas con partículas caigan del flujo partículas caigan del flujo de gasde gas

Puede alcanzar una Puede alcanzar una eficiencia de remoción de eficiencia de remoción de 99% de partículas pequeñas99% de partículas pequeñas

La desventaja es la La desventaja es la producción de aguas producción de aguas residuales.residuales.

DISPOSITIVOS DE CONTROLDISPOSITIVOS DE CONTROL Las Cámaras de Sedimentación emplean la fuerza de Las Cámaras de Sedimentación emplean la fuerza de

la gravedad para remover partículas sólidas.la gravedad para remover partículas sólidas. El flujo de gas ingresa a una cámara donde se El flujo de gas ingresa a una cámara donde se

disminuye la velocidad del gas. Las partículas mas disminuye la velocidad del gas. Las partículas mas grandes caen en una tolva.grandes caen en una tolva.

Se usa junto con un dispositivo mas eficiente porque Se usa junto con un dispositivo mas eficiente porque solo es efectiva para remover partículas mas grandes.solo es efectiva para remover partículas mas grandes.


Los Ciclones usan el princi-Los Ciclones usan el princi-pio de la fuerza centrifuga pio de la fuerza centrifuga para remover el material para remover el material particulado.particulado.

El movimiento circular dirige El movimiento circular dirige las partículas hacia las las partículas hacia las paredes del ciclón que se paredes del ciclón que se angostan y recolectándolas angostan y recolectándolas en la tolva.en la tolva.

El aire limpio sale del ciclón El aire limpio sale del ciclón por la parte superior por la parte superior pasando por un espiral de pasando por un espiral de flujo ascendente o vórtice flujo ascendente o vórtice formado por un espiral que formado por un espiral que se mueve hacia abajo.se mueve hacia abajo.


Los Ciclones son eficientes Los Ciclones son eficientes para remover partículas para remover partículas grandes por eso se utilizan grandes por eso se utilizan con otros dispositivos de con otros dispositivos de control.control.

Cuando es posible el Cuando es posible el material recolectado se material recolectado se recicla y se vuelve a utilizar recicla y se vuelve a utilizar

Debido a que solo capturan Debido a que solo capturan los contaminantes pero no los contaminantes pero no los destruyen es necesario los destruyen es necesario disponer el material disponer el material recolectado en forma recolectado en forma adecuada. adecuada.

CONTROL DE EMISIONES AL AIRECONTROL DE EMISIONES AL AIRE

Algunas técnicas para control la emisión de los Algunas técnicas para control la emisión de los contaminantes del aire no requieren de control contaminantes del aire no requieren de control agregado.agregado.

- Cambios de procesos- Cambios de procesos

- Cambio de combustibles- Cambio de combustibles

- Buenas practicas de operación- Buenas practicas de operación

- Cierre de plantas- Cierre de plantas

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Control de Emisiones Con Tam in Antes ales Al Aire2