Estudio de la vaporización de elementos traza durante la combustión de barros cloacales

Rosa Rodríguez, Carlos Palacios, Daniel Gauthier, Stella Udaquiola, Osvaldo Martínez, Germán Mazza, Gilles Flamant

Abstract


Se estudió el comportamiento de 11 elementos traza durante la incineración de barros cloacales y su co-combustión con residuos sólidos municipales desde el punto de vista termodinámico, con el fin de observar la influencia de diferentes variables del proceso. Los cálculos termodinámicos se realizaron simulando la atmósfera de combustión existente durante la combustión de barros cloacales, en un rango de temperatura entre 200 y 1000 ºC, trabajando a presión atmosférica. Se analizó además la presencia de cloro y azufre en dicha atmósfera, debido a que éstos pueden estar presentes durante la co-combustión con residuos sólidos municipales. Desde el punto de vista experimental se incineraron los barros cloacales en un lecho fluidizado. El trabajo se focalizó en el comportamiento de tres metales tóxicos representativos: Cd, Pb y Zn. Los resultados de este estudio permiten concluir, desde el punto de vista termodinámico, que la co-combustión con residuos sólidos municipales no favorecería la vaporización de los elementos traza, ya que los cloruros metálicos reaccionarían con el agua formando óxidos y serían retenidos por la matriz mineral. El estudio experimental nos muestra que la vaporización de los metales pesados es altamente dependiente de las condiciones de operación.

Keywords


elementos traza, barros cloacales, combustión, estudio termodinámico, fluidización

References


F. Gómez-Rico, R. Font, A. Sullana, I. Martín-Gullón. “Thermogravimetric study of different sewage sludges and their relationship with the nitrogen content”. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. Vol. 74. 2005. pp. 421-428.

P. Thipkhunthod, V. Meeyoo, P. Rangsunvigit, B. Kitiyanan, K. Siemanond, T. Rirksomboon. 2005. “Predicting the heating value of sewage sludges in Thailand from proximate and ultimate analyses.” Fuel. Vol.84. 2005. pp. 849-857.

H. Yao, S. Iddi, N. Mkilaha, I.Naruse. “Screening of sorbent and capture of lead and cadmium compounds during sewage sludge combustion.” Fuel. Vol. 83. 2004. pp. 1001-1007.

L. Calvo, M. Otero, B. Jenkins, A. García, A. Morán. “Heating process characteristics and kinetics of sewage sludge in different atmospheres.” Thermochimica Acta 409. 2004. pp. 127-135.

J. Werther, T. Ogada. “Sewage sludge combustion”. Progress in Energy and Combustion Science Vol. 25. 1999. pp. 55-116.

R. Cenni, B. Janisch, H. Spliethoff, K. Hein. “Legislative and Environmental issues on the use of ash from coal and municipal sewage sludge co-firing as construction material”. Waste Management. Vol. 21. 2001. pp. 17-31.

J. Corella, J. Toledo. “Incineration of doped sludges in fluidized bed. Fate and partitioning of six targeted heavy metals. I Pilot plant used and results”. Journal of Hazardous Materials Vol. B80. 2000. 81-105.

R. Rodriguez, D. Gauthier, S. Udaquiola, G. Mazza, O. Martinez, G. Flamant. “Kinetic study and characterization of sewage sludge for its incineration”. Journal of Environmental Eng. and Science Vol. 7. 2008. pp. 247-257.

APHA, AWWA, WPCF. Standard Methods for the examination of water and wastewater. 20th ed. American Public Health Association. Washington. DC. 1998. pp. 4-233.

S. Abanades. Comportement des métaux lourds dans les procédés d´incinération des déchets ménagers. Thèse de Docteur de l´Université de Perpignan. 2001. Perpignan (Francia). pp. 78-84.

M. Díaz-Somoano, S. Unterberg, K. Hein. “Prediction of trace element volatility during co-combustion processes”. Fuel Vol. 85. 2006. pp. 1087-1093.

R. Yan, D. Gauthier, G. Flamant. “Volatility and chemistry of trace elements in a coal combustor”. Fuel. Vol. 80. 2001. pp. 2217-2226.

B. Gagnepain. Spéciation des métaux lourds dans les résidus solides d’usines d’incinération d’ordures ménagères et contribution à l’interprétation des processus de vaporisation, (heavy metal speciation in solid household waste incineration residues and contribution to the interpretation of volatilisation processes). Thése de doctorat en Sciences de l’Ingénieur, Université de Perpignan. 1998. Perpignan (Francia). pp 162-178.

A. Gratias. Contribution à l´étude de l´incinération des boues résiduaires humides en réacteur à lit fluidisé: Influence des conditions opératoires sur les émissions des micro polluants gazeux et des métaux lourds. Thèse de Docteur de l´Institut National Polytechnique de Toulouse. Toulouse (Francia). 2002. pp. 105.

R. Font, A. Fullana, J. Conesa, “Kinetic models for the pyrolysis and combustion of two types of sewage sludge”. J. Anal. Appl. Pyrolysis Vol. 74. 2005. pp. 429-438.

M. Lopes, P. Abelha, N. Lapa, J. Oliveira, I. Cabrita, I. Gulyurtlu. “The behaviour of ashes and heavy metals during the co-combustion of sewage sludge in a fluidized bed”. Waste Management. Vol. 23. 2003. pp. 859-870.

F. Frandsen, K. Dam-Johansen, P. Rasmussen. “Trace elements from combustion and gasification of coal-an equilibrium approach”. Progress in Energy and Combustion Science. Vol. 20. 1994. pp. 115-138.

S. Durlak, P. Biswas, J. Shi. “Equilibrium analysis of effect of temperature, moisture and sodium content on heavy metal emissions from municipal solid waste incinerators”. Journal of Hazardous Materials. Vol.56. 1997. pp. 1-20.


Abstract : 150 PDF (Español (España)) : 82

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