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Experiencia seleccionada en el Concurso de Buenas Prácticas patrocinado por Dubai en 1996, y catalogada como BEST.
(
Best Practices Database.)
País/Country: Austria
Región según Naciones Unidas: Europa Occidental (incluido Turquía)
Región ecológica: Continental
Ámbito de la actuación: Ciudad
Instituciones: Gobierno local
Palabras clave = Residuos domésticos. Emisiones. Uso de la
energía. Central eléctrica. Gestión de residuos.
Categorías = Protección del medio ambiente: salud ambiental;
reducción de la contaminación; uso de la tecnología.
Infraestructuras: generación y uso de energía; gestión y
tratamiento de residuos.
Contacto principal:
Fernwurme Wien Ges.m.b.H.
Spittelauer Linde 45
Vienna, Austria
A 1090
00431/313 260
Patrocinador:
City of Vienna (District Heating Company Vienna).
Austria.
Socio:
Dipl. Ing. Peter Wintoniak.
Spittelauer Linde 45
Vienna, Austria
A 1090
00431/31326/2702
Socio:
Ing. Ernst Hoffmann
Spittelauer Linde 45
Vienna, Austria
A 1090
0043131326/2706
En 1995, más de 150.000 viviendas y más de 3.000 edificios
públicos se conectaron al sistema de calefacción centralizada.
Las instalaciones de la planta de incineración de Spittelau
tienen la mejor tecnología ambiental disponible en el momento
actual: precipitadores electrostáticos y filtros húmedos para la
eliminación de los metales pesados, ácido clorhídrico y dióxidos
de azufre, y un sistema catalítico de depuración de gases de
combustión que reduce los óxidos de nitrógeno (NOx), las dioxinas
y furanos con un alto grado de eficacia.
Otro indicador de la compatibilidad ambiental de la planta
incineradora de residuos de Spittelau es el hecho de que el
diseño arquitectónico fue realizado por el célebre artista
internacional
Friedrich Hundertwasser, que es un ambientalista
convencido y que únicamente accedió a hacerse cargo de este
proyecto, de forma honorífica, tras largas discusiones sobre los
aspectos ambientales.
Inicio: 5/1987
Final: 11/1989
Con el fin de asegurar su funcionamiento a plena carga durante
tres días, se ha construido una fosa de almacenamiento de 7.000m3
de capacidad para almacenar los residuos. Se colocaron dos grúas
de pórtico (de cerca de 20 metros de luz, cuchara de doble cadena
de 4m3 de capacidad y de una altura de elevación de cerca de 25
metros) para cargar los hogares de las calderas y acumular los
residuos en la fosa de almacenamiento.
Al entrar, los vehículos que transportan los residuos se pesan
en dos puentes báscula construidos para este fin. Cada día acuden
a este lugar 250 vehículos. Los camiones se descargan en ocho
puntos de vertido.
El diseño original incluía un conducto de aceite dispuesto en
paralelo a la cámara de combustión de residuos para proporcionar
una compensación adecuada en caso de producirse una avería en el
sistema de manipulación de los residuos. Pero, teniendo en cuenta
el sistema en red de la compañía de calefacción, este horno no
se consideró necesario, por lo que los quemadores de aceite se
desmontaron.
En la fase de reconstrucción, después de 1987, siguiendo las
tendencias del momento, se instalaron dos quemadores de gas (de
una potencia de 9 MW cada uno) en cada cámara de combustión de
residuos para encender y apagar los hogares de las calderas de
residuos.
Gracias a esto, en la cámara de combustión se puede asegurar una
temperatura de, al menos, 900. C durante las fases inestables de
encendido y apagado. De este modo se garantiza una mejor
eliminación de los gases de combustión.
El funcionamiento normal de la caldera con residuos requiere la
utilización de quemadores de gas porque, debido al alto poder
calorífico de los residuos (unos 9.200 KiloJulios por Kilogramo
de residuos y a una temperatura bajo el hogar de 185. C) la
temperatura de la cámara de combustión es de unos 1.150. C.
La cámara de combustión está revestida con una masa refractaria
(SiC 90) hasta un nivel de 7 metros por encima del hogar. Hace
ya algunos años se instaló un control de la combustión que regula
los niveles de la ventilación forzada primaria y secundaria según
el flujo de vapor registrado, y también según los valores de
oxígeno residual registrados (un valor medio del 6,8% de 02
húmedo), junto con un equipo de alimentación opcional. Gracias
a esta medida se garantiza una destrucción segura de la materia
orgánica peligrosa.
Los residuos se queman en dos parrillas Mesers Martin, que se
usan alternativamente, cada una de una anchura total de 4,56
metros y una longitud de 7,5 metros. De este modo, se puede
incinerar de 16 a 18 toneladas de residuos domésticos en cada
línea. Tras pasar por la cámara de combustión y su superficie de
radiación, los gases de combustión entran en la segunda caldera
a una temperatura de unos 800.C, donde los evaporadores por
convección los enfrían a unos 550.C. Más tarde, el agua de
alimentación del circuito y el aire primario se calientan a 185.C
en el tercer conducto ascendente; a continuación, la temperatura
de salida de los gases de combustión de la caldera será de 250
a 430.C, dependiendo del ciclo de la caldera (unas 8.000 horas).
Las dos calderas de incineración de residuos generan 90 toneladas
por hora de vapor saturado, a una presión de 32 bar, que se
aprovechan en una turbina de vapor a 4,5 bar. Un generador
conectado a un engranaje en paralelo a la red produce cerca de
5,2 megavatios de energía, que satisfacen la demanda de energía
de la propia incineradora (3,5 megavatios) durante casi todo el
año. El excedente se introduce en la red pública. Solamente en
el caso de que las dos grandes calderas de agua caliente estén
en funcionamiento, o de que la turbina esté en revisión, es
preciso aportar energía.
El vapor se condensa tras pasar por la turbina en un
intercambiador de calor y allí calienta el agua que vuelve a la
red de abastecimiento de agua caliente de 70. a cerca de 154.C.
Con el fin de mantener la temperatura de entrada de los gases de
combustión, que pasan al precipitador electrostático, constante
a 180.C durante todo el ciclo de revisión de la caldera, detrás
de cada caldera de incineración se colocó un intercambiador de
calor producido por el gas de combustión que se alimenta con agua
caliente que procede de la red de calefacción situada lejos. Su
superficie de calentamiento es de 1.716 m2 y tiene una capacidad
de 55,13 m3 de agua. A continuación, los gases de combustión
procedentes de las calderas de incineración de residuos
atraviesan los precipitadores electrostáticos, lo que supone una
limpieza previa del polvo. En el precipitador, que tiene tres
campos, se consigue una eficacia de acumulación que va desde 5
miligramos por m3 Normal de aire seco con un 11% de O2, a menos
de 5 miligramos por m3 Normal de aire seco con un 11% de O2. Es
preciso indicar, para comparar, que para las fábricas de reciente
construcción los límites legalmente establecidos son de 15
miligramos por m3 Normal de aire seco con un 11% de O2.
Cintas transportadoras trasladan las cenizas volátiles separadas
a unos depósitos de transporte a presión, de donde se pasan las
cenizas a una tolva intermedia con una capacidad de 80 m3, y de
allí, por medio de un transportador tubular de cadena, a otro
depósito adicional con una capacidad de 125 m3, desde donde se
cargarán los camiones contenedores por medio de una compuerta
giratoria.
Los gases, tras la limpieza previa, pasan a dos líneas de
depuración por vía húmeda. Allí se enfrían a una temperatura de
saturación de 60 a 65.C por inyección de agua fría en un tanque
de enfriamiento. Después, los gases pasan al primer depurador,
que funciona en un medio con pH 1 de acidez.
El pH se estabiliza añadiendo una suspensión de cal muerta. El
ácido clorhídrico, el ácido fluorhídrico y el polvo junto con los
metales pesados, se separan en pantallas de agua cónicas con
doble cavidad, en los que cada uno de estos filtros abarca la
sección completa del gas.
Para evitar pérdidas del agua de lavado y por lo tanto de iones
de calcio del primer depurador al segundo, se han instalado
supresores de vaho entre las dos torres de lavado.
El segundo depurador está diseñado como un depurador de flujo a
contracorriente, en oposición al primero. El flujo del agua
circulante es de 900 toneladas/hora; el pH se estabiliza
alrededor de 7 con sosa caústica (Na(OH)) y con agua de retorno
de la plataforma del MR. El SO2 se separa en este depurador.
Para reducir al mínimo las microgotas del efecto Venturi
electrodinámico (EDV) se ha instalado otro supresor de vaho en
la junta de transición situada más allá del flujo del segundo
depurador.
Para separar el polvo fino en el EDV, el flujo de los gases de
combustión que es de cerca de 90.000 m3 Normal por línea, se
distribuye en 16 toberas de Venturi. Allí los gases de combustión
se expanden, mediante un proceso adiabático, en el difusor, y las
partículas de polvo fino forman núcleos de microgotas que
posteriormente se separan en pantallas de agua de alta densidad.
El ventilador está colocado justo detrás de un secador, que
normalmente conduce los gases de combustión a través de la única
línea de desnitrificación, de canal único, hacia la chimenea.
Cada ventilador está diseñado para 110.000 m3, y su potencia es
de 1 megavatio. Es obligado hacer pasar los gases a través de la
planta de desnitrificación durante su funcionamiento en estado
estable.
La planta de desnitrificación está construida según diseño de
línea única, al contrario que la planta depuradora de los gases
de combustión, con una por cada línea de combustión. Se compone
esencialmente de los siguientes elementos:
Los organismos de industria y comercio establecieron mediciones
contínuas y el registro de los valores sucesivos de las emisiones
de la incineradora municipal de Spittelau. El Organismo Municipal
22 (MA22) tiene acceso directo a todos los datos relativos a las
emisiones y el funcionamiento de la planta (conexión directa a
los datos).
Estos organismos realizan también mediciones complementarias de
las emisiones a intervalos establecidos a lo largo del año.
Gracias a las considerables diferencias entre los valores
registrados y los permitidos, el margen potencial de la planta
es evidente.
Con el fin de conseguir valores de pureza en las emisiones de
aguas residuales y gases, (véase infra) se establecen las
siguientes cantidades de sustancias químicas por tonelada de
residuos:
Los instrumentos empleados en el análisis de las mediciones
contínuas establecidas por los organismos registran las
siguientes emisiones en valores medios por m3, cada media hora,
(de aire seco al 11% de O2):
El agua de lavado del primer depurador contiene la mayor parte
de los cloruros y fluoruros y de los metales pesados. El agua de
descarga pasa, en primer lugar, a través de un sumidero de
metales pesados, donde el pH se eleva a 8,5 ó 9 añadiendo una
suspensión de cal.
Los hidróxidos de los metales pesados se separan en un espesador
de placa difusora laminar, situado más allá del flujo, utilizando
cloruro férrico y un polielectrolito. Con el fin de mejorar la
separación del mercurio y el cadmio, se añadirá un agente
precipitador complejo que también actuará selectivamente.
Después de la primera fase del precipitador, el agua de lavado
puede reciclarse en el primer depurador.
No obstante, lo habitual es que el agua de lavado se introduzca
en la segunda fase del precipitador, donde el pH se volverá a
neutralizar en 7, para conseguir los límites legalmente
establecidos para las aguas residuales (principalmente de
fluoruros). Los fluoruros también se sedimentan en el espesador
de placa difusora laminar y pasan al colector de las bombas de
alimentación del filtro-prensa junto con el fango de los
hidróxidos de la primera fase de precipitación.
El fino fango desecado constituye la torta del filtro, que en la
actualidad, se vierte en un domo salífero subterráneo.
Se obtiene un promedio de aproximadamente 1,4 kg de torta del
filtro por tonelada de residuos.
El agua depurada pasa al canal del Danubio, después de una última
comprobación en el depósito del agua depurada en relación con la
temperatura, el pH, la conductividad y el caudal, mezclada con
300 m3 de agua de refrigeración para disminuir su temperatura.
Las autoridades han limitado el volumen de agua vertida sin
mezclar a 480 m3 por día; no obstante, rara vez se descargan más
de 15 m3 por hora. Debe indicarse, sin embargo, que la capacidad
del depósito es de 70 m3 por segundo.
Para eliminar del volumen de la torta del filtro la mayor parte
del yeso resultante, el pH del agua de lavado, que tiene sulfato
de sodio que descarga el segundo depurador, se eleva hasta 10,5
añadiendo una solución de cal en el reactor MR, por lo que es
posible reciclar una gran proporción de sosa cáustica en el
segundo depurador. El yeso sedimentado en el depósito de
decantación MR se deposita en la escoria, reduciendo así
considerablemente el volumen de la torta.
Los residuos sólidos resultantes por tonelada de residuos
incinerados son los siguientes:
Las cenizas y la escoria se transportan por separado hasta el
vertedero de la planta de tratamiento de residuos de Viena-Rautenweg, donde, añadiendo agua y cemento, las sustancias
residuales se transforman de modo que pueden ser vertidas sin
riesgos en forma de anillo de cemento.
Los datos del producto final solidificado se ajustan a las
exigencias del vertedero de grado 3 de las Nordrhein-Westfalische
Richtlinien (Directrices de Westfalia-Rhin Septentrional).
Los desechos metálicos vuelven al proceso metalúrgico a través
del mercado de materias primas.
Parámetros operativos de la incineración de residuos en 1993-94:
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