Transcript FASE I - Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente

Ester C. Monroy
[email protected]
Junio 2013
CONTENIDO
•
INTRODUCCIÓN
•
SAO NO DESEADAS Y ALTERNATIVAS PARA SU DESTRUCCIÓN
•
CO-PROCESAMIENTO DE SAO EN HORNOS DE CEMENTO
•
AVANCES EN LA DESTRUCCIÓN DE SAO – VENEZUELA
•
DESAFÍOS
E. Monroy, Junio 2013
Avances - Destrucción de SAO en Venezuela
2
INTRODUCCIÓN
•
Gestión de los desechos peligrosos presente en la agenda ambiental
internacional a partir de comienzos del decenio de 1980.
•
CONVENIO DE BASILEA (marzo 1989), establece medidas para la gestión y
eliminación de desechos peligrosos.
•
Sinergias entre Convenios ambientales en la gestión de los productos
químicos y desechos peligrosos.
•
En el marco del Protocolo de Montreal, se impulsan acciones para la
destrucción de SAO no deseadas y desechos.
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ELIMINACIÓN
•
“Cualquier operación especificada en el anexo IV del Convenio de Basilea”.
Anexo IV A
Operaciones que no pueden conducir a:
Anexo IV B
Operaciones que pueden conducir a:
Recuperación de recursos,
reciclado, regeneración,
reutilización directa y otros usos
•
Medidas para reducir o eliminar liberaciones derivadas de … (Convenio de
Estocolmo).
•
Eliminación progresiva del consumo de SAO, según
cronograma establecido en el Protocolo de Montreal.
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DESTRUCCIÓN
Distinción entre la destrucción y la eliminación:
•
No se define de manera explícita en el Convenio de Basilea.
•
Se podrá considerar como un subconjunto de las actividades que se
incluyen en la definición de eliminación (UNEP/POPS/INC.2/6, párr. 6).
•
Figuran actividades de tratamiento fisicoquímico o biológico, mediante la
incineración o por otros medios.
Transformación irreversible, para garantizar que no exhiban las
características iniciales de peligrosidad / resulten en especies inocuas.
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ELIMINACIÓN DE SAO
•
Preocupación por los Bancos de SAO acumulados a nivel mundial.
•
Estudio de opciones de disposición de SAO en países Artículo 5, Japón (2006).
•
Tecnologías aprobadas para la destrucción de SAO, (11ava, 15ava MOP).
•
Enfoques :
Sustitución
temprana
Recolección y
recuperación
Almacenamiento
temporal,
transporte y
destrucción
foránea
Tecnologías de
Destrucción
específicas - local
Erik Pedersen, 11th Annual FA Workshop. Marzo, 2007.
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ALTERNATIVAS DE DESTRUCCIÓN DE SAO
Panel de Expertos en Economía y Tecnología del Protocolo de Montreal (TEAP)
Tecnologías aprobadas
Espuma
CFC
Hornos de cemento
x
x
Incineración de Inyección líquida
x
x
x
x
x
Oxidación de gases / humos
Incineración de residuos sólidos Municipales
Halones
x
Reactor de craqueo
x
Incinerador de horno rotatorio
x
x
Arco de Plasma de Argón
x
x
Plasma acoplado por inducción de radiofrecuencia
x
x
Plasma de microondas / Nitrógeno
x
x
Deshalogeneración catalítica en fase gas
x
x
Reactor de vapor sobrecalentado
x
x
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x
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ALTERNATIVAS DE DESTRUCCIÓN DE SAO
Costos Iniciales de las diferentes tecnologías de destrucción de SAO
Opción
Costo Inicial
Construcción de una nueva instalación (reactor de
vapor supercalentado)
Construcción de una nueva instalación de
recuperación
Modificación de un horno de cemento
Exportar a otros países con tecnología disponible
Aprox. 500.000 USD
Capacidad de
destrucción/recuperación
25 Kg/hora
Aprox. 300.000 USD
15 Kg/hora (CFC12, liq)
200 Kg/hora (CFC11 gas)
Aprox. 50.000 USD
30-50 Kg/hora
Aprox. 280.000 USD No aplica
para 21 TM
Fuente: Ministerio del Ambiente de Japón, 2006
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LA INDUSTRIA CEMENTERA
•
•
Producción mundial de cemento: 2,9 millones de Ton (2008).
Consumo alcanzará 3,4 millones de Ton en 2020 (Degré, 2009).
•
•
Aprox. 6% del total de fuentes de emisiones estacionarias de CO2 (IPCC, 2005).
Emisiones atmosféricas dependen de materias primas, combustibles y tipo de
proceso empleado.
•
•
Para producir 1 Ton de clínker se consume 1,5 -1,7 Ton de materia prima.
Consumo de 60 a130 kg. de combustible o equiv., y aprox. 105 KWh de
electricidad por Ton de cemento producida (Loréa, 2007).
•
Co-procesamiento de desechos, proporciona energía
recupera materiales, mientras se produce cemento.
Manejo ambientalmente seguro de desechos peligrosos.
•
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CLINKER/CO-PROCESAMIENTO
Preservar el uso de recursos naturales a través del uso intensivo de
combustibles y materias primas alternativas
Fuente: CMC, Holcim 2005.
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CO-PROCESAMIENTO DE DESECHOS
Requerimientos
•
Marco normativo adecuado para la gestión de desechos peligrosos.
•
Cumplimiento estricto de controles de alimentación, proceso y emisiones.
•
Composición de la materia prima y del combustible; puntos de alimentación; el
proceso de limpieza de gases de escape; calidad del clínker; impacto ambiental.
•
Únicamente en hornos de cemento que cumplan con todos los requisitos
técnicos y ambientales para su autorización.
•
Método de eliminación sin recuperación (destrucción) si existen beneficios
ambientales.
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EXPERIENCIAS EN DESTRUCCIÓN DE SAO
•
JAPÓN
•
INDONESIA
•
MEXICO (Destrucción de 166.7 toneladas de CFC contaminados).
•
Aprobación de proyectos relacionados con destrucción de SAO, por el
Comité Ejecutivo del Fondo Multilateral para la Implementación del Protocolo
de Montreal .
•.
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AVANCES EN VENEZUELA
•
FASES DE IMPLEMENTACIÓN
Fase I.
Concepción de la propuesta y planificación general(2010).
Fase II.
Investigación y elaboración de estudios de soporte (2011-2012).
Fase III.
Adaptación tecnológica/ infraestructura (2012).
Fase IV.
Prueba de quemado - creación de capacidad (2013)
Fase V.
Fortalecimiento de la Gestión integral de refrigerantes y sus
desechos.
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FASE I.
Evaluación de opciones
nacionales destrucción
Sensibilización a
sectores clave
Recolección y análisis
detallado de Información
Estrategia global
Revisión de políticas y
aspectos relacionados
con Kioto y Montreal
Proyecto Piloto
de destrucción
2010
FASE I
2011
Creación de la Red de
Recuperación de Refigerantes
Recolección de datos y
estimación de inventario
Establecimiento de
Vinculo entre sectores
Búsqueda de fuentes
de financiamiento
Preparación de proyectos
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2012
Fortalcimiento de Red de
recolección / recuperación
Estrategias
Específicas
Sensibilización
de usuarios de la Red
Creación convenios/acuerdos
entre las partes del proyecto
Preparación de Proyecto
y Ejecución Protocolo
de prueba
Plan de Monitoreo
Ajuste de Capacidad
Capacidad Nacional
Destrucción de
Refrigerantes creada
operativa
FASE II
Proyecto autosustentable
de destrucción progresiva
Creación de incentivos/
Medidas legales que
apoyen la recuperación
Desarrollo de estrategias y
programas de recuperación
a pequeños y sector informal
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Preparación y ejecución de proyecto
Mecanismo de autofinanciamiento
ROADMAP
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FASE I.
Objetivo del Proyecto
Desarrollar una experiencia Piloto orientada a la destrucción de refrigerantes
halogenados no deseados, mediante el co-procesamiento térmico en la planta de
producción de cemento de la empresa INVECEM ubicada en San Sebastián de los
Reyes, Edo. Aragua, que permita crear la capacidad nacional instalada para la
destrucción futura y progresiva de sustancias agotadoras de la capa de ozono y/o
con potencial de calentamiento global (CFC, HCFC, HFC)
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FASE I.
Alcance del Proyecto
• Proyecto a escala piloto
• Valorar las variables de la cadena
de manejo de refrigerantes: desde la
etapa de generación, recuperación
del refrigerante hasta la etapa de
destrucción.
• Desarrollo por fases que permitan
alcanzar la sustentabilidad de la
operación de destrucción y la
gestión integral de los refrigerantes.
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FASE I.
Alcance geográfico del Proyecto
Cumarebo
San Sebastián
PLANTAS INVECEM
PLANTA DE PRODUCCIÓN/REGENERACIÓN
CENTROS DE ACOPIO
Edición del origina (Fuente: FONDOIN, Junio 2011).
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FASE II.
•
ESTUDIOS Y ANÁLISIS DE VIABILIDAD
1. Evaluación de Factibilidad Técnica de la Capacidad de Destrucción de
Sustancias Agotadoras de la Capa de Ozono (SAO) en Hornos de Cemento
en Venezuela (2011).
2. Documento de orientación para la Creación de Capacidades para la
Destrucción Nacional y Ambientalmente segura de CFC, HCFC y HFC en la
Industria Cementera (Abril 2012).
•
•
•
Análisis de viabilidad de opciones
Evaluación de la demanda de destrucción
Selección de tecnología y adecuación
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EVALUACIÓN DE TECNOLOGÍAS
Tecnologías
Hornos de cemento
Principio
Características
TEAP*
Co-procesamiento térmico Si
en horno de cemento a
1.100 - 2.000ºC.
Disponibilidad
nacional
Desempeño
ambiental
Experiencia similar
Operativo
Tierras contaminadas Alto
Recibe
desechos con
Plaguicidas
peligrosos líquidos y organoclorados
sólidos autorizados
Incineración de Inyección Tratamiento térmico a 800 Si
líquida
ºC.
Operativo
Recibe
peligrosos
autorizados
Incinerador
rotatorio
Operativo
Experiencia
con Medio - Alto
Recibe
desechos solventes y sólidos No
peligrosos líquidos y halogenados *
sólidos autorizados
de
horno Co-procesamiento térmico Si
en
horno
rotatorio
producción
agregados
livianos a 350 – 1100 ºC.
Arco de Plasma de Argón
Destrucción térmica pirolisis Si
(descarga eléctrica) a temp.
muy elevadas.
Experiencia
desechos solventes
líquidos halogenados *
No disponible
Proyecto
aún
autorizado
-
Ensayos y operaciones puntuales
Declorinación
e Destrucción por reacciones hidrogenación catalítica
catalíticas de declorinación.
No disponible a escala Exitoso
a
comercial
Experimental
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-
no
Declorinación
o Descontaminación
tratamiento por reacción declorinación química con
alcalina
metal alcalino
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con Medio-bajo
No
Bajo
De alto impacto
escala Alto
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EVALUACIÓN DE TECNOLOGÍAS
VENTAJAS
PLASMA Argón
INCINERACIÓN
HORNOS CEMENTEROS
1800- 2000 ºC
Muy alta
Mayor 99.999
Alcanza hasta 1800 ºC
Alta
Mayor 99.9
1.100 y 2.000ºC
Alta
Mayor 99.9
Formación de
Dioxinas y Furanos
Muy Baja
0.006 ng/m3 TEQ
Baja
0.031 ng/m3 TEQ
Baja
0.1 a 0.05 ng/m3 TEQ
Tasa de Destrucción
Alta
40-100 kg/h
3-4 US/kg
SI
(de naturaleza similar. No es
viable para espumas)
Muy Alta
165kg/h
3-5 US/kg
SI
( de naturaleza similar)
MEDIA
4-50kg/h
MUY BAJO
Ya se realiza en otros casos
Temperatura
Eficiencia destrucción
Costos operación
Puede aprovecharse para
otros residuos
DESVENTAJAS
Pre-tratamiento
Puede requerir para remoción de
aceites
No necesariamente
NO - Se requiere un stma. eficiente
de inyección
Efluentes Acuosos
SI
SI
NO
Otros
Sistema móvil
Puede ser móvil
Dosificación
inadecuada
puede
deteriorar el refractario y mermar la
calidad del producto.
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SELECCIÓN DE LA PLANTA
• Proceso
óptimo
para
el
co-procesamiento
de
SAO
(temperaturas y tiempo de residencia requeridos).
• Bajo contenido de cloro esperado.
• Cercanía a centros industriales (logística).
• Autorizados y con experiencia en el co-procesamiento de
desechos en niveles de eficiencia y control ambiental
satisfactorios.
• Infraestructura, capacidad técnica y personal calificado.
.
Conocimientos y lecciones aprendidas que le confieren a la empresa,
una ventaja y oportunidad en el desarrollo del proyecto.
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SELECCIÓN DE LA PLANTA
Antecedentes en la Industria Cementera Nacional
Lodos petroleros, de fondos de tanques, de tratamiento de efluentes
Hidrocarburos pesados
Tierras contaminadas con plaguicidas POPs
Mezclas de hidrocarburos con o sin agua
Catalizadores gastados
Lodos de pintura
Aceites usados con o sin agua
• Solventes gastados
• Madera, polímeros y absorbentes contaminados
• Impregnantes y textiles contaminados
• Cauchos y gomas
• Cenizas de combustión
• Residuos de aluminio y/o hierro, de calcio y arenas contaminadas
•
•
•
•
•
•
•
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FASE II.
EVALUACIÓN DE LA DEMANDA DE DESTRUCCIÓN
• Evaluación de existencias (inventarios)
Inventarios de stocks de SAO no deseadas y desechos
Cantidades
(2011)
1. Excedentes de Producción
-
2. Refrigerantes decomisados por importación ilícita
Aprox. 19.472,oo Kg
mezcla de R12: 13,3 %,
R22: 66,8 % R125: 10,7
%, R134a: 9,1 %
3. Refrigerantes provenientes del Programa de Recuperación y
Regeneración.
570 Kg R12, 366 Kg
R134-a, 423 Kg R11.
4. Refrigerantes provenientes del Programa de Recuperación y
Regeneración almacenados en los centros de acopio
200 Kg. CFC-113 virgen
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FASE II.
ESTIMACIÓN DE DEMANDA DE DESTRUCCIÓN
• Estimación de la demanda prevista (generación progresiva), por sector, tipo de
sustancia (CFC, HCFC y HFC) y tipo de fuente de generación;
 Estimación de SAO no deseada y desechos en el Sector Refrigeración
 Estimación de banco de halones no deseada y desechos
 Estimación de generación anual de refrigerante no deseado, recuperado y desechos.
Generación anual de SAO
no deseada/desechos
• Demanda prevista ajustada:
Tasa de crecimiento
demográfico
Tasa de crecimiento
económico
 Condiciones de generación eventual
 Cambios previsibles en normas nacionales
 Exigencias en gestión de refrigerantes y desechos.
Demanda
Prevista
estimada
Modificación de patrón de
consumo
Modificación de la
Normativa/políticas
Demanda prevista
ajustada
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FASE III.
ADAPTACIÓN DE LA PLANTA
•
Adecuación del punto de alimentación (entrada al quemador principal)
•
Sistema de alimentación (regulador/medición de flujo másico)
E. Monroy, Junio 2013
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FASE III.
INVERSIONES
•
Conducción stma. Tuberías, válvula de emergencia y control de presión.
•
Infraestructura para precalentamiento de cilindros (*).
•
Controles - piezas eléctricas.
•
Formación del personal operativo en las instalaciones.
•
Adecuación de infraestructura y procedimientos de recepción y
almacenamiento.
Costo inicial para la prueba de
quemado~ 50.000 $US
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FASE IV.
PROTOCOLO DE QUEMADO
•
Revisión de procedimientos e instalaciones de la
planta para la realización de la prueba piloto.
•
Evaluación de línea base de Cl, F en materia prima,
harina, Baghouse, clínker, cemento y AFR actual.
•
Revisión de emisiones (HCl, HF y resto) evaluaciones
iso-cinéticas disponibles.
•
Simulaciones, balance de masas, revisión y definición
de límites.
•
Matriz de riesgos para la realización de prueba.
•
Documento técnico y administrativo
E. Monroy, Junio 2013
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FASE IV.
PROTOCOLO DE QUEMADO
E. Monroy, Junio 2013
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FASE IV.
PROTOCOLO DE QUEMADO
Condiciones Establecidas para la prueba
•
SAO: diclorodifluorometano (CCl2F2, R12) aprox. 99.54%.
•
Dosificación: flujo de10 Kg/h
•
Tiempo de monitoreo: 8 horas
•
Número de corridas: 3
•
Tiempo máximo de estabilización con alimentación de las SAO: 3 horas
•
Material total estimado para la prueba: 360 Kg y 120 Kg (contingencias)
•
Evaluación de emisiones atmosféricas en operación directa.
•
Caracterización de materia prima que ingresa al horno, SAO y clínker
producido.
E. Monroy, Junio 2013
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FASE IV.
PROTOCOLO DE QUEMADO
Caracterización de emisiones atmosféricas
E. Monroy, Junio 2013
Avances - Destrucción de SAO en Venezuela
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FASE IV.
PRUEBA DE QUEMADO
•
Definición de necesidades (tiempo, financieras y técnicas).
•
Plan de comunicaciones y gestión de riesgos
•
Contrataciones de servicios (Laboratorio certificado, personal de
apoyo y logística).
•
Toma de muestras y mediciones de los parámetros clave (emisiones),
análisis de laboratorio y monitoreo de la dosificación de refrigerantes.
•
Desarrollo de la Prueba de Quemado: Julio 2013.
•
Evaluación de resultados y gestión de autorización.
E. Monroy, Junio 2013
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FASE IV.
PRUEBA DE QUEMADO
• Eficiencia de destrucción (ED) de SAO destruido en el proceso.
ED = [(Win – Wout)/Win] * 100
Win: tasa de alimentación SAO en masa que alimenta el horno
Wout: tasa de emisión en masa del mismo constituyente que sale del horno (antes del control de contaminación del aire).
• Eficiencia de destrucción y eliminación (EDE) de SAO
EDE = [(Win – Wout ch)/Win] *100i
Win: tasa de alimentación SAO en masa que alimenta el horno
Wout ch: tasa de emisión en masa del mismo constituyente en las emisiones de escape antes de su liberación a la atmósfera.
E. Monroy, Junio 2013
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FASE V.
Fortalecimiento de la Gestión integral de refrigerantes
Elementos críticos
• Incentivo a la recuperación
• Conexión efectiva de la cadena de manejo
• Costos asociados a servicios
Transporte
Reciclaje/regeneración
Destrucción
• Establecimiento de políticas nacionales
• Mecanismos e instrumentos económicos
• Esquemas alternativos para un gestión integral
E. Monroy, Junio 2013
Avances - Destrucción de SAO en Venezuela
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FASE V.
Instrumentos/Mecanismos Económicos
Opción 1. Depósito – tarifa de descuento
Opción 2. Exoneración de impuesto por
inversión y prestación de servicio de
mejora ambiental (acopio, transporte)
Opción 3. Impuesto por importación –
producción de refrigerantes contaminantes
Opción 4. Exoneración de impuesto por
inversión y prestación de servicio de
mejora ambiental (destrucción)
E. Monroy, Junio 2013
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DESAFÍOS
• Capacidad técnica para el servicio de co-procesamiento de SAO OPERATIVA
y AUTOSUSTENTABLE.
• Mecanismos de internalización de costos
recuperación y acopio de refrigerantes.
de
destrucción
y
red
de
• Armonización de políticas e instrumentos legales que conduzcan al enfoque
de "ciclo de vida integrado” de los refrigerantes.
• Ampliación de la red de recuperación y centros de acopio de refrigerantes.
• Esquemas alternativos para la gestión integral y sustentable de los refrigerantes
y sus desechos.
E. Monroy, Junio 2013
Avances - Destrucción de SAO en Venezuela
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“¿Qué están haciendo, picando piedra? ….
Estamos creando los cimientos de una hermosa catedral”
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Ester Monroy
[email protected]
E. Monroy, Junio 2013
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CO-PROCESAMIENTO DE DESECHOS
Características esenciales del proceso - Hornos Rotatorios (EIPPCB, 2010):
•
Temperatura max 2000 °C (quemador principal, llama);
•
Tiempos de retención del gas (aprox. 8 seg. y superior a los 1.200°C)
•
Temperatura de los materiales de aprox. 1.450°C en zona de sinterización,
•
Atmósfera de gas oxidante
•
Tiempo de retención (Tr) del gas en los quemadores secundarios mayor a 2
seg. y superior a 850°C;
•
Precalcinador con Tr más largos y las temperaturas más elevadas;
•
Temperatura de sólidos 850°C en el quemador secundario y en el calcinador;
•
Condiciones uniformes de combustión para fluctuaciones de carga debidas
a las altas temperaturas a tiempos de retención suficientemente largos;
E. Monroy, Junio 2013
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CO-PROCESAMIENTO DE DESECHOS
Características esenciales del proceso - Hornos Rotatorios (EIPPCB, 2010):
•
Destrucción de contaminantes orgánicos por altas temperaturas y Tr largos;
•
Sorción de componentes gaseosos: HF, HCl y el SO2 en reactivos alcalinos;
•
Alta capacidad de retención para metales pesados unidos a partículas;
•
Tr cortos de gases de escape en el rango de temperatura en el que se da la
formación de PCDD/PCDF;
•
Reciclado de material y recuperación de energía: uso de cenizas de
combustible como componentes del clínker;
•
Los desechos específicos de producto no se generan debido al uso completo
del material en la matriz del clínker.
•
Incorporación químico-mineralógica de metales pesados no volátiles a la
matriz del clínker.
E. Monroy, Junio 2013
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