Devolatilización de residuos

ROSA ANA RODRIGUEZ

Dirección de Imprenta- Fac. de Ing.-Universidad Nac. de San Juan

Lugar: SAn Juan; Año: 2003 p. 108

950-605-319-7

En el proceso de incineración se pueden identificar tres etapas las cuales son: el proceso de pérdida de humedad, el proceso de pirólisis y el de combustión propiamente dicha. En la combustión de sólidos, la descomposición térmica transforma el material inicial en dos productos; los de la oxidación parcial del combustible sólido y los volátiles. La dinámica detallada en los procesos de devolatilización determina la velocidad de emisión, rendimientos, composiciones y valores calóricos de volátiles, y de este modo también la duración de la llama, la intensidad de la combustión, la carga de emisiones, composiciones y toxicidad. A fin de caracterizar el material en estudio se determinó la composición de los residuos en términos de fracciones de materiales su humedad y su contenido de cenizas. Para modelar el fenómeno de devolatilización, se realizaron ensayos experimentales. Se estudió la pérdida de masa en función de la temperatura y el tiempo. Se realizó un diseño de experiencias para organizar la experimentación. Para poder cuantificar la devolatilización de los residuos patológicos se determinó el rango de temperatura al cual se produce el desprendimiento de estos componentes contenidos en los residuos. Se estudió la influencia de la velocidad de calentamiento y de las composición de los residuos, y su posible interacción en el rango de temperatura en el cual se produce el fenómeno en estudio. Se consideraron tres velocidades de calentamiento y dos composiciones de residuos distintas. Los resultados experimentales mostraron que la temperatura final de devolatilización es función de la velocidad de calentamiento y de la composición de los residuos y no existe interacción entre ambas. La temperatura de devolatilización inicial depende sólo de la velocidad de calentamiento. De acuerdo a lo anteriormente expuesto, se ha planteado un modelo empírico para calcular la temperatura inicial, el cual es válido en el rango de velocidad de calentamiento estudiada es decir, entre 0,1-0,5 K/s . Teniendo en cuenta los datos experimentales, se determinó el contenido de materia volátil en los residuos. Dicho contenido es del 93 % en peso. Además, se desarrolló un modelo matemático para predecir la pérdida de masa de los residuos durante la devolatilización basándose en los fenómenos principales que controlan el proceso: fenómenos de transporte y cinética química del desprendimiento de volátiles. Se asume que la reacción química es de primer orden. La constante de velocidad depende de la temperatura según la ecuación de Arrhenius. Se usó el método de diferencias finitas fue usado para resolver estas ecuaciones simultáneamente. Las variaciones del factor preexponencial y de la energía de activación para las distintas velocidades de calentamiento tienen valores que satisfacen los valores encontrados para el fenómeno de devolatilización. La comparación de los datos experimentales con los cálculos del modelo da una buena aproximación. Este modelo matemático puede incorporarse en un modelo general de un incinerador de residuos.