jueves, 8 de junio de 2017

Sobre la ceniza y la cantidad de carbón y las emisiones de Punta Catalina-PARTE 2

SANTO DOMINGO,R.D.- Veamos ahora de forma simplificada la estimación la cantidad máxima de gases y partículas que descargará durante su operación la central a la atmósfera, para ello recurriremos a la siguiente expresión:
                              C+O2+3.76 N2-> CO2+3.76 N2+calor
De esta relación estequiométrica obtenemos la cantidad de gases de la combustión por cada kG de carbón consumido expulsados por la chimenea, sin tomar en consideración el exceso de aire, que en este caso sería al menos un 8%, al tratarse de carbón pulverizado.
                              12+ 2(16)+3.76 (2)(14)->(12)(2)(16)+3.76(2)(14)
Sin considerar los otros componentes:
                                                                12-> 149.28
Es decir se obtiene que  por cada 12 kG de carbón se producen 149.28 kG de gases de la combustión. De esta forma por 1 kg de carbón quemado se generan 12.44 kG de gases en la generadora de vapor.

Asumiendo el exceso de aire es de un 20%, la cantidad real de gases será aproximadamente de 14.93 Kg por cada kg de carbón quemado, pudiéndose estimar el volumen de los gases dividiendo por la densidad media de los gases y se obtiene por cada Kg de carbón quemado 12.44 Nm3 de gases de la combustión.

De acuerdo los valores garantizados de las emisiones en el Estudio de Impacto Ambiental de esta central:
789 kG de CO2/ mWh generado bruto
  40 mg de partículas sólidas/ Nm3
400 mg de SO2/Nm3
400 mg de SOx/Nm3

Podemos estimar las emisiones así, para un factor de uso de 90%:

1.- Emisión de CO2 a la atmósfera
M CO2 día= 720*24* 789= 13, 633,920 Kg de CO2 = 13,633.92 Ton de CO2 por día
M CO2 año= 365* 0.90* M CO2 día= 4, 478,742.72 Ton de CO2 por año

2.- Emisión de partículas sólidas a la atmósfera
M pm día= (40/ 10 E9 Ton/Nm3) (12.44 Nm3/Kg* 1000Kg/Ton) (6210 Ton de carbón   
                    por día)= 3.09 Ton de partículas sólidas por día.
M pm año= 365*0.90* M pm día= 365*0.90* 3.09= 1,015 Ton de partículas año

3.- Emisión de SO2 a la atmósfera
M SO2 día= (400/ 10E9 Ton/Nm3)(12.44 Nm3/Kg* 1000 Kg/Ton)( 6210 Ton carbón)
M SO2 día = 30.9 Ton de SO2 por día
M SO2 año= 365*0.90* M SO2 día= 365*0.90* 30.9= 10,150.65 Ton de SO2 año

4. Emisión de NOx a la atmósfera (igual que el SO2)

M NOx día= 30.9 Ton de NOx por día
M NOx año= 10,150.65  Ton de NOx por año

Estos niveles de emisiones se alcanzan si cumplen con el compromiso del EIA.

Los valores promedios que se alcanzas en centrales similares a esta se pueden obtener de lo indicado en la diapositiva 16, que reproducimos aquí.


Los valores de las emisiones anuales se estiman así:

Emisión de CO2
M CO2 año= 720*24*848*365* 0.90/1000= 4, 813,655.04 Ton de CO2 por año

Emisión de SO2
M SO2 año= 720*24*2.5*365*0.90/1000= 14,191.20 Ton de SO2 año

Emisión de NOx
M NOx año= 720*24*2.3*365*0.90/1000= 13,055.90 Ton de NOx año

Lo cual se puede interpretar que esta central, si cumple con su compromiso ambiental, estaría por debajo de los niveles de emisión promedio de las centrales de este tipo.

Por último, la estimación de la cantidad de sulfato de calcio que se generaría del proceso de desulfuración se puede realizar así:
                           CaCO3+ SO2+ 2 H2O+ ½ O2->CaSO4.2H2O+CO2
                                                             32+2(16)->40+32+4(16)+2(2(1))+2(16)
                                                                        64->136
Es decir que por cada 1 Kg de SO2 se generaran 2.125 Kg de sulfato de calcio hidratado. Como se emiten 30.9 Ton de SO2 al día se estaría generando unas 65.65 Ton de CaSO4.2H2O al día, en la desulfuración de los gases de la combustión. Una buena aproximación para estimar el sulfato de calcio generado es usar el 10% del valor de la ceniza que se genera en el proceso de combustión del carbón. Se requieren 1.56 Kg  de cal y 1.125 Kg de agua por Kg de  SO2, es decir se consumirían en el proceso 48.2 Ton de cal por día y 34.76 Ton de agua por día.


Por:José Luis Moreno San Juan

No hay comentarios:

Publicar un comentario