INVESTIGADORES
MAZZA german Delfor
congresos y reuniones científicas
Título:
Incineración de residuos urbanos en lecho fluidizado. Evaluación de la velocidad de desprendimiento de metales pesados mediante modelos fenomenológicos y CFD
Autor/es:
ANDRÉS REYES URRUTIA; QUENTIN FALCOZ; MARIANA T. ZAMBON; DANIEL GAUTHIER; GILLES FLAMANT; GERMÁN D. MAZZA
Lugar:
Mar del Plata
Reunión:
Congreso; VI Congreso Argentino de Ingeniería Química; 2010
Institución organizadora:
Asociación Argentina de Ingenieros Químicos
Resumen:
Aunque existen varias técnicas de eliminación de residuos urbanos, la incineración constituye una de las más eficaces. Cuando la misma se lleva a cabo en un lecho fluidizado, el proceso de incineración se desarrolla con menores consecuencias sobre el medio ambiente que en unidades convencionales de incineración. Constituye, en ese sentido, una tecnología “eco-compatible”. Resulta de sumo interés para el conocimiento, control y operación de las unidades de incineración, contar con simuladores matemáticos del proceso, a fin de evaluar los efectos de diferentes variables operativas y de diseño en el comportamiento del incinerador. Para tal fin, además de la fluidodinámica del lecho fluidizado, es de fundamental importancia la modelización local del proceso de combustión de las partículas de residuo sólido, acoplado con el desprendimiento de metales pesados presentes en la matriz de residuos, hacia la fase gaseosa. En este trabajo se comparan resultados experimentales obtenidos en un incinerador fluidizado con burbujeo de escala laboratorio en PROMES, expresados en términos de la velocidad de desprendimiento de metales pesados, con las predicciones de la misma variable generadas mediante tres enfoques desarrollados para la modelización del fenómeno local. El primer modelo fenomenológico (MI-F), se basa en una combinación apropiada del enfoque del Consumo Asintótico para la combustión del sólido (adoptando condición isotérmica para la partícula que se incinera) y del Modelo del Frente Móvil para la liberación de metales pesados desde el residuo. La segunda alternativa de modelización (MIE-CFD) se basa en la utilización de fluidodinámica computacional a través del software Fluent 6.3. en la forma de una representación equivalente del fenómeno. El residuo en la fase densa del lecho fluidizado se interpreta como una partícula isotérmica que fluye en el interior de una cámara cilíndrica de condiciones análogas a la fase densa del lecho, con dimensiones y velocidad del sólido que reproducen en términos de tiempo de residencia, la evolución temporal del consumo de la partícula en el lecho fluidizado real. El último modelo presentado, consistente en una modificación del MI-F (se identificará como MNI-F) incorpora el perfil conductivo de temperatura en la partícula de residuo, resolviendo la ecuación diferencial resultante previa aplicación de Colocaciones Ortogonales en el sentido radial. Se discuten comparativamente los enfoques de modelización y los resultados obtenidos, confrontados a información experimental obtenida en laboratorio para el caso de Cd.