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ventajas










La ciencia y la tecnología pueden servir para ayudar a la
conservación del medio ambiente determinados materiales o la
utilización de fuentes de energía alternativas.
La predicción y la extinción de incendios forestales se llevan a
cabo mediante satélites artificiales. Los modernos métodos de
detección permiten advertir la presencia de incendios poco
tiempo después de producirse.
El reciclaje de determinados productos, como el vidrio, el papel,
etc., puede evitar la sobreexplotación de algunas materias primas
(madera, etc.
Las fuentes de energía renovables, como la energía solar, la
eólica o la geotérmica no se agotan y, en general, contaminan
menos que las fuentes no renovables, como el carbón o el
petróleo.
El sistema de desalinización consumiría un 30% menos de energía
que la requerida para trasladar el agua del Ebro a Cataluña,
Comunidad Valenciana, Murcia y Almería.
desventajas










En el proceso de extracción de la sal del agua de mar se
producen residuos salinos que, una vez vertidos al mar, perjudican
a la flora marina al aumentar la salinidad de las aguas.
En el proceso de extracción de la sal del agua de mar se
producen residuos salinos que, una vez vertidos al mar, perjudican
a la flora marina al aumentar la salinidad de las aguas.
Las complejas instalaciones de ósmosis inversa requieren un gran
consumo de electricidad
Las desalinizadoras se instalarían en lugares no ocupados por las
urbanizaciones turísticas.
Como fábricas que son, tienen una vida limitada.
El agua desalada, al parecer, podría perjudicar a la agricultura.
Habría que realizar nuevas y costosas obras de infraestructura para
trasladar el agua desalada a las zonas donde es necesaria.
Esquema FPSIR
Control de Fuentes Fijas
 Dos




líneas de actuación

Modificaciones en el proceso de
producción para impedir o minimizar las
emisiones.
Uso de técnicas que nos ayuden a eliminar
la contaminación producida. En este último
caso se debe de tener en cuenta siempre
que hacer con los residuos,


A la hora de eliminar la contaminación debemos
tener en cuenta si la contaminación es gaseosa o
por partículas. En el primer caso existen cuatro
categorías: absorción, adsorción, condensación,
incineración
Absorción: Retención de contaminantes mediante su absorción por un absorbente húmedo o una disolución que
circula contracorriente del contaminante. El tratamiento puede ser físico (disolución) o químico (reacción) o ambos
Adsorción: Retención de contaminantes sobre sólidos por fenómenos de tensión superficial. La eficacia del método
depende del sistema sólido-gas que intervengan. En cualquier caso se requiere adsorbentes de elevada porosidad
y área superficial. Cuando el adsorbente se satura se hace necesaria su sustitución.
Condensación: Se permite que el gas condense sobre un fluido
finamente dividido en pequeñas gotitas o mediante
intercambiadores de calor.
Incineración: Se le añade combustible a los gases de salida, o se
le hace pasar a través de un lecho catalítico, para terminar de
realizar la combustión (conversión a CO2 y H2O) de los gases
nocivos.
Elementos a tener en cuenta
Eficiencia de captación



C cnai n l etaa C cnai n l sld
o et c aan d − o et c aa a a
n r ó
r
n r ó
i
ei i ni =
fc c
e a
×0
10
C c fijados aan d
o et c frecuentemente por las
n r ó
r
Los límites de emisión vienen nai n l etaa
normas regulatorias de emisión. Suponed por ejemplo que
una chimenea emite, sin control, 1800 mg /m3. Mientras que
las normas regulatorias solo permiten 90 mg/m3, ¿ Cual debe
de ser la eficiencia de captación ?

La eficiencia de captación se diseña para unas condiciones
muy particulares de funcionamiento del sistema de
10 − 0
80 9
ei i ni estas, su eficacia puede variar
fce ca
×0 = 5
10 9
captación si cambian=
10
80
enormemente.




Pérdidas de carga. Normalmente la
introducción de un sistema de control
de la contaminación introduce pérdidas
de carga (pérdida de presión) en el flujo
de salida de gases y/o partículas. A
veces es necesario instalar ciertos
aparatos para aumentar la presión a la
salida del sistema de captación
Coste del sistema. Obviamente se debe
de instalar aquellos sistemas que logren
alcanzar eficiencia de colección
elevadas al mínimo coste posible
Procesos de adsorción
 Adsorción:

proceso mediante el cual se produce un
fraccionamiento selectivo de una cierta sustancia
desde la fase gaseosa o la fase líquida a un
substrato sólido. Esto es, mediante el proceso de
adsorción se traspasa materia desde una corriente
gaseosa o líquida a una superficie de un sólido. El
sólido sobre el que se produce la adsorción se
denomina adsorbente o también sustrato y la
sustancia que se trata de eliminar de la corriente se
denomina adsorbato

Absorción

Adsorción


Existen dos tipos de adsorción: La adsorción física o fisiadsorción y la
adsorción química o quimiadsorción.
En el proceso de adsorción física entra en juego un tipo de fuerza a
escala molecular llamada fuerza Dispersiva de London (que es una
fuerza tipo Van der Waals) entre las moléculas del sólido y las
moléculas del gas que queremos eliminar, de tal forma que esta
fuerza es lo suficientemente intensa como para retener sobre la
superficie del sólido dicha sustancia frente al resto de fuerzas que
tratan de mantenerla en la corriente gaseosa. En el proceso de
adsorción se libera la energía cinética que llevaba el adsorbato, de
tal forma que este proceso es exotérmico. La energía liberada es este
proceso es del orden de 2-20 kJ/mol. En la adsorción física, las fuerzas
London son más intensas si las moléculas del adsorbente y el
adsorbato tienen la misma polaridad. Una característica importante
de la adsorción física es que la naturaleza química del adsorbato
permanece inalterada

Por lo tanto, el proceso es reversible y se
puede recuperar la sustancia,
generalmente aumentando la temperatura.
En este tipo de procesos la temperatura es
un factor clave. Un aumento de esta
conduce por lo general a una desorción


En la adsorción química o quimiadsorción se produce
un enlace químico entre el adsorbato y el adsorbente,
esto es se produce un intercambio de electrones entre
al adsorbente y el adsorbato. Este enlace es mucho
mas fuerte que el que se produce en la fisiadsorción.
Se libera mucha más energía, del orden de 20 a 400
kJ/mol. El proceso de quimiadsorción por lo general
altera el adsorbato y el adsorbente y es irreversible.
Cuando la adsorción química varía con la temperatura
se habla de adsorción activada y cuando el proceso
de adsorción ocurre muy rápidamente se habla de
adsorción química no activada
Obviamente para que se produzca la adsorción se debe de
poner en contacto el sólido con el gas o líquido, de tal forma
que cuanto mayor sea la superficie de contacto mayor es el
proceso de adsorción. Se ha de emplear sustratos con una
gran superficie por unidad de masa, esto es, se han de
emplear substancias muy porosas. Un ejemplo muy común es
el carbón activado donde se han logrado formar carbones
activados con una razón área/masa de 105 a 106 m2/kg.
activado (Materiales adsorbentes
Hidrocarburos, disolventes)
 Silica gel (Vapor de agua)
 Alúmina activada
 Zeolitas o tamices moleculares (se controla muy bien
el tamaño del poro. A mayor molécula mayor tamaño )
 Carbón

La efectividad viene determinada por

Naturaleza química
Superficie específica (m2/kg)
Distribución del tamaño de poro
Tamaño de la partícula
 Por

lo general, en la adsorción física, los
adsorbatos con moléculas polares prefieren a
los adsorbentes con moléculas polares y los
adsorbatos con moléculas no polares
prefieren a los adsorbentes con moléculas no
polares. Puesto que que el vapor de agua
está presente en una buena parte de las
salidas de gases, el uso de un adsorbente
polar nos llevaría a que se saturase
rápidamente de agua y no nos adsorbería al
contaminante. De los adsorbentes no polares
el carbón activado es de los más utilizados
Como se mide la adsorción

lg = bg e c g e2
o X +o C ( 1C
a l 1 +l 0 )
o
1
0
0
X: masa de adsorbato/masa de adsorbente
Ce: presión parcial del adsorbato

Isotermas de adsorción de Freundlich:
máxima cantidad que el adsorbente puede
retener a una temperatura y presión parcial dados
El ciclo de adsorción
Factores que afectan a la adsorción



La temperatura



La presión



La velocidad del flujo



Contaminación por partículas



Humedad
Estrategia de adsorción
Usos de la adsorción
 Recuperación

de disolventes orgánicos
 Tratamiento de malos olores
 Tratamiento de vapores tóxicos
Combustión
El proceso de combustión




Mediante este proceso se añade una cierta cantidad de calor al
material combustible (hasta que alcanza su punto de ignición)
para que se produzca la oxidación de los compuestos reducidos
del carbono con la subsiguiente liberación de energía. Se libera la
energía que en su momento se empleó en reducir el CO2
atmosférico cuando se formó la materia orgánica empleando
como fuente de energía la energía solar. En el proceso intervienen
tres componentes

El combustible (líquido, sólido, gaseoso)

El oxidante (oxígeno)

El diluyente (Nitrógeno)
Obteniendo como productos

Productos orgánicos oxidados, CO2 y H2O

Productos oxidados de otras substancias presentes en el
combustible

Productos residuales parcialmente oxidados tales como
hidrocarbonos no quemados, CO

Diluyentes, Nitrógeno y oxigeno no utilizado
La reacción química genérica que teóricamente (forma
estequiométrica) tiene lugar es (se supone que el combustible es un
hidrocarburo)

CxHy + bO2 + b (79/21) N2 ----> xCO2 + (y/2) H2O + b (79/21) N2
2b=2x+y/2
Por cada mol de fuel, aparecen x+y/2+b(79/21) moles de productos.
El calor generado se emplea en calentar estos productos.
Es usual que la anterior reacción ocurran con un exceso
de aire, para asegurarnos que todo el combustible es
oxidado. Sea ε el exceso de aire (aire utilizado/aire
teórico). La reacción la podemos escribir
CxHy + ε[bO2 + b (79/21) N2]----> xCO2 + (y/2) H2O +(ε-1)bO2+ε b (79/21) N2
 Se

parametriza la relación entre el combustible y
la cantidad de aire que se añade mediante la
razón
A
ma e i e
a d ar
s
raa = =
m
s
F ma e o bsi l
a d c m tb
s
u e
O bien como función del número de moles
A
me d ar
o s e ie
l
ro = =
m
l
F me d c m si l
o s e o b tb
l
u e
Si la reacción transcurre en modo estequiométrico
tenemos una razón estequiométrica. El cociente
entre la razón real y la estequiométrica se
denomina factor lambda λ.
(A F)

λ=

actual

(A F) esteq
Si λ es mayor que 1 se dice que la
mezcla es pobre en combustible o rica en
aire. Si λ es menor que 1 se dice que es
rica en combustible o pobre en aire
La cantidad de CO2 y H2O que se obtiene
depende de la razón H/C en el
combustible y la razón lambda. La razón
H/C va de 4 (metano) a 0.2 en la mayoría
de los combustibles empleados.
1 BTU (British thermal unit)= 252.2 calorías
Ejercicio: Un carbón bituminoso se quema con un 23% de exceso de
oxígeno. El análisis final de carbón muestra la siguiente proporción
(en masa) C- 63.5%, H2 - 4.07%, S- 1.53%, O2 - 7.46%, N2, 1.28%,
H2O- 15.0%, cenizas, 7,16%. Determinar la cantidad de aire que se
debe de suministrar por cada 1000kg de combustible. Determinar la
concentración de CO2, H2O, N2, O2 y SO2 en los gases de salida.
Determinar la emisión de partículas en gr/m3 suponiendo que un
50% de estas salen a la atmósfera.
Constituyente masa

M moles

C
H2

63.50 12 5.29
4.07 2 2.04

S
O2
N2
H2O

1.53
7.46
1.28
15.00

32 0.048
32 0.233
28 0.046
18 0.833

O2
5,29
2.04/2=1.02
0.048
-0.233

6.125

*1.23 = 7.53 moles *(1+79/21) = 35.9
En los gases de salida tendremos:
Combustible
CO2
H2O
SO2
O2
N2
H2O
Aire
O2
N2

+

+

Productos de combustión
5.29 - 5.29 O2
2.04 - 1.02 O2
0.048 - 0.048 O2
+ 0.233 O2
0.046
0.833

+7.53
28.34 (húmedos)
38.0
35.13 (secos)

pV=nR T; V = nR T/p = 38.0*8.31*293/101325 =0.91 m3

Partículas
(7.16/2)/0.91 = 3.93gr/m3
La combustión incompleta del combustible puede dar lugar
a la aparición de hidrocarburos no quemados.
 La combustión incompleta del combustible da lugar,
además del combustible que queda sin quemar, a la
aparición de monóxido de carbono CO.
 Así mismo, a las temperaturas alcanzadas en el interior de
los cilindros se forma NO a partir del oxígeno y el
nitrógeno del aire. La cantidad de este compuesto depende
de la temperatura, la presión, tiempo de reacción y
combustible presente.
•
Emisiones de VOC, CO y NO en función de la razón de mezcla
figura anterior nos muestra que a factores λ menor que la
unidad, se produce una alta concentración de CO e hidrocarburos
y una baja emisión de NO. Cerca de la razón estequiométrica se
produce un mínimo de CO e hidrocarburos, pero un máximo de
NO. A factores λ mayores que la unidad se incrementan los
hidrocarburos y disminuyen el CO y NO.
 La conclusión que se puede obtener de los anteriores números es
que variando únicamente la razón de mezcla no se puede
disminuir a la vez el CO, el NO y los HC.
 La
Factores que afectan a la combustión


Temperatura: La velocidad a la que los materiales combustibles
son oxidados dependen fuertemente de la temperatura de
trabajo del incinerador. En general un aumento de la
temperatura produce un aumento de la velocidad de
oxidación. Se debe de alcanzar por lo menos la temperatura de
ignición de las substancias que queremos eliminar. Como una
mayor temperatura puede significar más combustible y por
tanto mayor coste se debe de evaluar muy bien la cantidad de
combustible que hay que añadir (es posible que el material a
oxidar contribuya también a generar calor, ahorrando
combustible)
Factores que afectan a la combustión


Tiempo de residencia: Para que se produzca la combustión
completa de además de alcanzar la temperatura apropiada se
debe de mantener un tiempo mínimo a esa temperatura de tal
forma que todas las substancias nocivas sean eliminadas. El
tiempo de residencia es función de la geometría de la cámara
de combustión y del flujo de paso de la corriente gaseosa por
dicha cámara. El tiempo de residencia depende obviamente de
la temperatura.
Factores que afectan a la combustió n
Turbulencia: Para que se produzca una buena combustión es necesario
que exista una buena mezcla entre el oxígeno y el combustible, si no
ocurre esto, es posible que parte del combustible no sea oxidado y salga
al exterior. Así mismo es necesario que toda la mezcla combustible
alcance la temperatura de ignición. La corriente de gases de desecho se
pueden calentar de dos maneras
Por contacto directo con la llama del combustible auxiliar.
Mezclándolos con los gases generados en el proceso de combustión,
corriente debajo de la llama.
Aunque el contacto directo con la llama es el método más rápido de
alcanzar altas temperaturas a veces es contraproducente porque se
puede producir un efecto de dilución al añadir una mezcla más fría y
disminuir la temperatura de la llama.
Factores que afectan a la combustió n
Oxígeno: Obviamente puesto que el proceso de combustión necesita
oxígeno, uno de los ingredientes fundamentales es dicho gas. Hay que
mantaner por tanto un aporte mínimo de gas. Al menos el que
corresponde a la relación estequiométrica

Temperatura de la llama como función
de la razón de mezcla
Incineradores
• Eliminación de hidrocarburos y otros

compuestos orgánicos

• Eliminación de otros compuestos, Cl, S, F
• Eliminación de partículas combustibles
• Eliminación de sustancias peligrosas
Industrias/emisiones
Tipos de incineradores


Incineración por llama directa: Los gases residuales se
queman directamente en una combustión, con o sin
aporte de combustible adicional. Es un método
únicamente apto para aquellos casos en los que la
cantidad de gases combustibles en los gases residuales
sea importante. Es necesario conocer los límites explosivos
y la inflamabilidad de los gases a incinerar. Presenta el
problema de las altas temperaturas (~1300 C) que se
alcanzan lo que puede llevar a la formación de óxidos de
nitrógeno. Es habitual ver antorchas de incineración por
llama directa en industrias petroquímicas
 Incineración

térmica: Se usa cuando la
concentración de gases combustibles en la los
gases residuales es baja. Los gases residuales se
precalientan en un intercambiador de calor y se
llevan a la cámara de combustión donde con
aporte de combustible adicional y oxígeno se
queman por completo. Los parámetros más
importantes para conseguir un buen rendimiento
son: tiempo de residencia, turbulencia y
temperatura. Entre los 780 - 1030 K se queman los
hidrocarburos y hacia los 950 - 1060 K se oxida el CO,
los olores entre 750-980 K.
 Incineración

catalítica: En este caso los gases se
hacen pasar por un lecho catalítico que provoca la
aceleración de la tasa de oxidación. Los tiempos de
residencia son menores que en el caso de los
incineradores térmicos y las eficacias muy elevadas
trabajando a temperaturas muy bajas, del orden de
225 a 340 C, aunque las mayores tasas de eficacia se
alcanzan a temperaturas algo más elevadas entre
415-550 C. Como catalizadores se suelen emplear
metales nobles sobre una soporte de alúmina. Se
debe de tener en cuenta la presencia en los gases
residuales de elementos que envenenan el
catalizador
 Los

incineradores bien térmicos bien catalíticos se dividen
en: simples, recuperativos, regenerativos. En el primer
caso, no llevan ningún tipo de recuperación de calor. Los
recuperativos, como su nombre indica tratan de
recuperar parte del calor que se le ha añadido a los
gases en el incinerador, de tal forma que no se necesite
demasiado combustible para su funcionamiento.

Incinerador térmico recuperativo
Incinerador catalítico recuperativo
 Incinerador

térmico regenerativo: En este caso el la
recuperación de calor se hace con un sistema de
torres cerámicas, que absorben fuertemente el calor
y un sistema de válvulas que alternan el paso del
aire entre una torre y otra. La torre que en un ciclo
del sistema absorbe calor una vez el aire ha pasado
por el quemador, se emplea para calentar el aire en
el siguiente ciclo
Tipo de tecnología

LEL: Lower explosive limit

xj
L L=
E
∑x LEL

c
j


−
1



Una muestra de aire contiene 3000 ppmv de Benceno, 3000
ppmv de tolueno y 2000 ppm de metano. Determinar si la
mezcla debe de diluirse para satisfacer el límite de seguridad
de 0.25LEL. (LEL:Benceno:1.2%, tolueno:1.1, metano:5%)
−
1
 30
00
30
00
20 
00
LL 
E=
+
+
=. 2
1 %
4
 00 1 % 80 *. % 80 * %

80 *.
2
00 1
1
00 5 

Esto es un LEL=14200. Como salen 8000, la proporción
será 8000/14200 = 0.56 > 0.25
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Lavadores
 Objetivo:

Eliminar gases y partículas
contaminantes



Si partículas: Mediante captura
Si gases: Mediante disolución en un
absorbente (disolvente) o mediante
adsorción en un adsorbente

 En

cualquier caso: Las gotas o
partículas resultantes han de ser
eliminada de la corriente gaseosa
saliente. Hay que pensar que hacer
con los líquidos resultantes
 Los

lavadores sirven tanto para gases
como para partículas, pero si si emplean
para eliminar ambos componentes hay
que tener en cuenta que normalmente
las condiciones de operación ideales
para partículas son muy diferentes de las
condiciones de operación para gases.
Ventajas

Desventajas

No requiere grandes instalaciones: Los
lavadores reducen la temperatura (y por
tanto el volumen) de los gases de salida.
Esto hace que el tamaño de la vasija, los
conductos y ventiladores sean mas
pequeños que con otro tipo de instalación

Problema de corrosión: El agua y los
contaminantes pueden formar soluciones
ácidas corrosivas. Se hace importante los
materiales empleados en la construcción de
la instalación

Una vez recogidas las partículas es difícil
que escapen

Requiere de alta potencia para que sean
eficaces en la captación de partículas más
pequeñas

Se pueden emplear a elevadas
temperaturas

Generan gran cantidad de lodos

Poco peligro de fuego o explosión

Se generan problemas de procesado de los
lodos

Abilidad para coleccionar gases y partículas

Pueden generar plumas visibles de vapor de
agua que pueden generar problemas locales
de visibilidad
Tipos de lavadores
 Lavadores

húmedos: Utilizan agua o
una solucción como agente ‘lavador’
(gases: absorción, partículas: captura)
 Lavadores secos: Utilizan un spray seco
como agente ‘lavador’ (gases:
adsorción, secos; absorción,
semisecos)
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Sistema húmedo típico
 El

parámetro más importante a la hora
de clasificar los lavadores húmedos es
la pérdida de carga o pérdida de
presión. De acuerdo con este
parámetro se suelen clasificar en :






Lavadores de baja energía: Tienen una
pérdida de presión pequeña (∆p <12.7
cm agua)
Lavadores de media energía: Tienen una
pérdida de presión media (12.7 < ∆p <
38.1 cm agua)
Lavadores de alta energía: Tienen una
pérdida de presión grande (38.1 < ∆p cm
agua)
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Sistema seco típico
 Los



lavadores secos se clasifican en

Inyectores de adsorbente seco (Dry
sorbent injection)
Absorbedores de spray seco (spray dry
absorbers) (lavadores semi-secos)
Mecanismos de remoción:
Partículas
Son retenidas mediante captura por gotitas o
por láminas de líquido y separando a
posteriori las gotitas de la corriente gaseosa.
Los parámetros a tener en cuenta son el
tamaño de la partícula, el tamaño de la gota,
la velocidad relativa. El más importante es el
tamaño de la partícula. Cuanto más pequeño
es mas difícil es su captura. La clave está en
crear una nube densamente poblada de
gotitas pequeñas, para poder captar las
partículas más pequeñas. La captura de
partículas pequeñas requiere sistemas más
energéticos, pues se necesita mas energía
para pulverizar el líquido lavador. Una
velocidad relativa elevada entre la gotita y la
partícula incrementa también la probabilidad
de ser retenida.
Mecanismos de colección (partículas)
Impacto

Las partículas son incapaces de
seguir la corriente y chocan contra
la gota (partículas grandes)

Difusión

Las partículas difunden (movimiento
Browniano) hacia las gotas
(partículas muy pequeñas)

Atracción electrostática

Partículas y gotas de signo opuesto
se atraen

Condensación

Las partículas pueden actuar como
CCN y formar gotas

Fuerza centrífuga

La rotación de gas en un colector
provoca una f centrífuga lanzando a
las partículas contra la pared

Gravedad

Las partículas mas grandes
sedimentan
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Impacto
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Eficiencia
Difusión
Mecanismos de remoción: Gases
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 En

este caso los gases se disuelven
en un líquido (normalmente agua).El
parámetro fundamental es la
solubilidad. Otros parámetros
importantes son:
 La cantidad de superficie de
contacto líquido/gas a mayor
superficie de contacto mayor
cantidad de gas disuelto.
 Promover un buen contacto entre el
liquido y el gas (turbulencia)
 Gases

ácidos: en el casos de gases
ácidos (SO2, HCl, …) se suelen emplear
lavadores con una solución alcalina que
reacciona con el ácido para formar una
sal que precipita y es recogida con
posterioridad. Se pueden emplear tanto
lavadores secos como húmedos (ver más
adelante)
 Razón

liquido-gas: Nos da la cantidad de
líquido necesaria para tratar una cierta
cantidad de gas contaminado se mide
en m3 de líquido por 1000 m3 actuales de
gas contaminado. En general la cantidad
de líquido empleado es mayor en el
casos de gases.
Tipos de lavadores
 Lavadores


de Spray:

Están formados por una torre en las que se genera,
mediante inyectores, una fina lluvia que arrastra consigo las
partículas y/o disuelve los gases. Las gotas deben de tener
un tamaño mínimo (500 a 1000 µm) para que puedan
sedimentar en la corriente gaseosa que a su vez y por esta
misma razón no es muy fuerte (0.3-1.2 m/s).

Llevan incorporado un dispositivo
antiniebla para eliminar aquellas
gotitas que hayan podido ser
transportadas por dicha corriente
Características operativas de los lavadores de spray
Contaminan Pérdida de
te
carga

Líquido/gas

Presión del
líquido a la
entrada

Gases

Eficiencia
de
remoción

Aplicaciones

50-90%
Mineria
Procesos químicos
industriales
1.3-7.6 cm

Particulas

0.07-2.70
l/m3

70-2800
kPa
2-8 µm

Incineradores
Industria de acero


Lavadores Venturi: En estos lavadores se
usa el efecto Venturi para acelerar la
corriente gaseosa y utilizar parte de la
energía para acelerar y atomizar las
gotitas de líquido..
Características operativas de los lavadores Venturi
Contaminan Pérdida de
te
carga

Líquido/gas

Gases

2.7-5.3 l/m3

13-250 cm

Presión del
líquido a la
entrada

Eficiencia
de
remoción
30-60%

Industrias de pulpa y
papel
Procesos químicos
Industria alimentación
Procesado de
metales

7-100 kPa

Partículas

50-250

0.4-2.7l/m3

Aplicaciones

90-99
(0.1-100
µm)
Columnas de relleno (lavadores de película)
En este tipo de lavadores el líquido es
vertido sobre un material de relleno de
tal forma que se forme una pelicula de
líquido sobre los elementos de relleno
para lograr una gran superficie de
contacto líquido/gas, un tiempo de
contacto alto y suficiente turbulencia
para que el gas se disuelva en el líquido.
Son utilizados principalmente para
gases. La tasa de eliminación es alta >
99%
Para ver esta película, debe
disponer de QuickTime™ y de
un descompresor TIFF (sin comprimir).

Para ver esta película, debe
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un descompresor TIFF (sin comprimir).
Características operativas de las columnas de relleno
Contaminan Pérdida de
te
carga

Líquido/gas

Presión del
líquido a la
entrada

2.-8.5
cm/m
columna
Particulas

Aplicaciones

99%

Gases

Eficiencia
de
remoción

Principalmente para
gases
Plantas de acido
Procesos químicos
industriales

0.13-2.0l/m3 34-100 kPa

2 µm
Remoción de Gases Ácidos
Óxidos de Azufre
 Se

genera principalmente en las
centrales térmicas, cuando el azufre
que contiene el combustible se oxida
en el proceso de combustión
S + O2 --->SO2

Teniendo lugar también la reacción
SO2 + 1/2 O2 <==> SO3,
Aproximadamente entre un 1 y un 5% del
azufre oxidado esta en la forma de SO3
Métodos de control azufre
a un combustible con menos

 Cambio
 Gas

natural
 Fuels con bajo contenido en azufre
 Carbones con bajo contenido en azufre
 Uso

de combustibles desulfurizados. Si el combustible es
carbón, entre un 30-40% del azufre está en forma de
pirita y se puede eliminar mediante métodos
físico/químicos, métodos que son económicamente
viables. El azufre esta también, químicamente ligado. En
este caso los métodos son mucho más costosos aunque
técnicamente viables.
 Uso de chimeneas altas
 Desulfuración de los gases de salida
Procesos de desulfuración de
gases de salida
 Lavadores

húmedos: El absorbente es una
disolución. Los productos finales están en forma de
lodo. Se suelen emplear en centrales térmicas

 Lavadores

secos: El absorbente está en forma de
polvo. Se añade en la zona de combustión.
Generan problemas de partículas Se suele emplear
en calderas industriales e incineradores.
Los procesos húmedos se clasifican en
Procedimientos no regenerativos: Los residuos finales se
suelen acumular en el campo o en piscinas apropiadas. El
término no regenerativo no significa que el agente ‘lavador’
no se regenere, parte de él es regenerado, sin embargo no se
obtiene de los residuos ningún producto vendible. Son los
más empleados.
Procedimientos regenerativos: Los agentes utilizados como
reactivos se regeneran. Los productos finales se suelen
recuperar y vender.
91%
La mayor parte de los sistemas FGD emplean
dos lavadores uno para partículas y otro para el SO 2.
Se están haciendo nuevos sistemas que realicen en
una misma operación ambos lavados. En sistemas
húmedos, se eliminan las partículas en una primera
fase y luego se elimina el SO2. En los sistemas secos
se trata de eliminar primero el SO2 y luego las
partículas totales resultantes
Existen diversos sistemas de lavadores: torres de
aspersión, lavador Venturi, torres de placas,… . Debido a
la formación de costras la tendencia es a emplear
métodos sencillos como pueden ser las torres de
aspersión, en los que el gas puede ir a corriente o
contracorriente e incluso transversal a la corriente. El
principal problema de estos sistemas es que requieren
una gran razón líquido/gas.
 Parámetros

importantes a tener en cuenta en los
lavadores son:
 La

razón líquido/gas. Cuanto menor sea este número menor
cantidad de líquido lavador necesitamos y por tanto menor
gasto y menor dimensionado de las instalaciones
 pH. Dependiendo del sistema empleado, el pH se debe de
mantener dentro de unos límites para asegurar una alta
solubilidad del SO2 y la no formación de costras.
 Velocidad

del gas. Para minimizar los costes los lavadores se
diseñan a la máxima velocidad del gas posible, minimizando el
tamaño de la vasija.
 Tiempo de residencia. El gas debe de permanecer dentro de la
vasija el tiempo suficiente para que la mayor cantidad posible
de SO2 sea absorbida. Los tiempos de residencia van desde
centésimas de segundo en un lavador Venturi a varios segundos
en uno de placas.
 Distribución

del gas. Se debe de mantener una
corriente uniforme de gas para que el lavador
funcione a eficiencias de diseño
 Diseño del lavador. La relación superficie
líquida/volumen de gas depende del tipo de
lavador.
 Posibilidad de trabajo a ‘medio gas’. Es interesante
que el sistema funcione bien cuando la planta no
trabaje a pleno rendimiento. Lo usual es emplear
sistemas modulares.
Un problema importante que surge en los sistemas de
desulfuración húmedos es el enfriamiento de los gases, lo que
provoca condensaciones en los conductos de salida (el gas de
salida tienen una humedad cerca del 100% y contienen cierta
cantidad de SO2, lo que lo hace muy corrosivo) y la formación
de plumas visibles. Existen diversos métodos para atacar el
anterior problema: Recalentar los gases de salida lo cual tiene la
ventaja de aumentar la flotabilidad del mismo y por tanto una
mejor dispersión o escoger unos materiales de construcción que
soporten bien la corrosión.
Procedimientos húmedos:
Desulfuración con Cal (CaO) o Caliza (CaCO3). Si se utiliza
cal, se hidrata previamente para formar hidróxido cálcico:
CaO + H2O ----> Ca(OH2) + calor
En cualquiera de los dos casos se forma sulfito o sulfato de
calcio. La mezcla se lleva a una torre lavadora donde se
esparce en una fina ducha de tal forma que el SO2 se disuelva
en las pequeñas gotitas. En fase líquida se produce una serie
de reacciones que podemos resumir en :
SO2(g) --> SO2(l)
SO2 + H2O --> H+ + HSO3- --> 2H+ + SO3=
Cal:
SO2(g)+Ca(OH)2(s)+H2O --> Ca SO3 . 1/2 H2O (s) + 3/2 H2O (l)
Carbonato cálcico:
SO2(g)+CaCO3(s)+1/2 H2O --> Ca SO3 . 1/2 H2O (s) + CO2
Si hay suficiente O2, posterior oxidación del sulfito de calcio
Ca SO3 . 1/2 H2O (s) + 3/2 H2O (l)+ 1/2 O2 (g) <=> Ca SO4 . 2 H2O (s)
Sistema de desulfuración
con cal o caliza
Con este método se consiguen rendimientos de un 60 a un
90% para carbones con un contenido en S de un 0,3 a 5%.
Se pueden producir importante problemas de corrosión en las
instalaciones. Se generan importantes volúmenes de residuos
de sulfito/sulfato de calcio que tendremos que tener en cuenta
a la hora de su eliminación. Otro problema importantes es la
formación de costras de sulfito de calcio en el lavador (en los
inyectores, en el separador, etc.). Se pueden mejorar la
eficacia de colección del SO2 a la vez que se evita la
formación de costras añadiendo óxido de magnesio a la
lechada de cal.
 Desulfuración

con sulfito de sodio (Na2SO3), en este
caso la reacción que tiene lugar es
SO2(g) + Na2SO3(l)+ H2O --> 2NaHSO3(l)

Posteriormente el bisulfito se trata en un evaporador,
produciendose a la vez, dióxido de azufre, vapor de
agua y sulfito sódico
2NaHSO3(l) + calor ---> Na2SO3+ H2O(g)+SO2(g, conc)
Este método no plantea problema de costras, pues
productos obtenidos son muy solubles.El mayor
problema es que el reactivo debe de ser muy puro
por lo que se suele emplear en pequeñas calderas
industriales. El SO2 es transformado en azufre.
 Desulfuración

con doble álcali: En este caso se
hace un primer tratamiento con sosa cáustica
(hidróxido sódico, Na OH) que conduce a la
formación de sulfito de sodio,
SO2 + 2 Na(OH) ---> Na2SO3 + H2O

Y posteriormente el producto se mezcla con lechada
de cal para conseguir precipitar el sulfito de calcio
y regenerar la sosa
Na2SO3 + Ca(OH)2 ---> CaSO3(s) + 2 Na(OH)
Al igual que en el caso anterior este método presenta
altos rendimientos y poca formación de costras
Sistema de desulfuración
con doble alcali
Desulfuración con óxido de magnesio. Es similar
al de la lechada de cal, solo que con óxido de
magnesio en vez de óxido de calcio. Presenta la
importante ventaja que el sulfito o sulfato de
magnesio se puede calcinar fácilmente. En el
proceso de calcinación se regenera el óxido de
magnesio y dióxido de azufre que se puede
emplear para otros propósitos (p.e. fabricar
ácido sulfúrico). Apenas si se general lodos
Óxidos de nitrógeno
 La

principal fuente de los óxidos de nitrógeno son
los procesos de combustión (centrales térmicas,
incineradoras, cerámicas …) donde se producen
altas temperaturas. Se estima que una planta
térmica de 750 MW produce en torno a 4000 Kg
de NOx (90% NO, 10% NO2) por hora. El tipo de
combustible puede alterar de forma significativa
la tasa de emisión, siendo el gas natural el que
menos emite y el carbón el que más. Así la EPA
establece un standard de 0.086 Kg (equivalentes
NO2)/106 kJ para gas y 0.26 Kg /106 kJ para
antracita.

 La

mayor fuente de NOx no asociada a los
procesos de combustión proceden del uso y
manufactura del ácido nítrico
Origen del NOx

 Origen

del NOx

 NOx

térmico(~20%): producido a partir de la
reacción del oxígeno y nitrógeno del aire a
altas temperaturas. Mecanismo de Zeldovich

N2+O ---> NO + N
N+O2 ---> NO + O
NO + (1/2) O2 ---> NO2

Temperatura (K)
1200
1500
1800
2000
2400

4N2/O2 (ppm)
40N2/O2 (ppm)
210
80
1300
500
4400
1650
8000
2950
19800
7000

Cantidad de NO formado a diferentes temperaturas

N2+ O2 <==> 2NO

Temperatura (K) NO (ppm)
NO2 (ppm)
(-10)
3,3*10 (-5)
300 1,1*10
800
0,77
0,11
1400
250
0,87
1873
2000
1,8
Composicion inicial: 3,3% de O2 y 76% de N2

Relación entre el NO y NO2 a diferentes
temperaturas
Origen del NOx

 Combustible:

El nitrógeno aparece combinado en
los compuesto orgánicos. Su concentración
depende del combustible. Apenas si aparece en
el gas natural, es mínima en los aceites destilados
(< 0.05%) y es máxima en los aceites residuales (~
0.6 %) y carbones
 NOx ‘rápido’: Se forma como consecuencia de la
reacción del Nitrógeno del aire con radicales
orgánicos libres. Representa la proporción más
pequeña del NOx
Métodos de control


Cambio a combustibles: Con
el incremento de la
cantidad de N ligado,
aumenta enormemente la
concentración de NOx. Así el
cambio a un combustible
con menor contenido en
nitrógeno es una estrategia
bastante efectiva. El paso
de aceite pesado (0.6%N) a
gas natural puede disminuir
la cantidad de NOx entre un
50 a un 80%.


Control de combustión: Puesto que la formación de los
óxidos de nitrógeno depende la la temperatura, el
tiempo de residencia en la cámara de combustión, la
concentración de especies y el grado de mezcla airecombustible, el control de la generación de estos
compuesto dependerá del control de estos
parámetros.


Técnicas de control
 Bajo

nivel de exceso de oxigeno (LEA: Low Excess Air): Normalmente
los quemadores funcionan con un exceso de oxigeno para
asegurarnos una buena combustión (evitar el CO y COV sin quemar)

T baja
O2 alto
T alta
O2 bajo

Hay que buscar un compromiso entre la producción de NOx y CO
 Combustión

en etapas: Se puede hacer de dos formas: Separando
la aportación de aire o separando la aportación de combustible.
 La división en la aportación del aire reduce la cantidad de oxigeno
presente en la zona primaria de combustión, diminuyendo la
cantidad de NOx que se forma a la vez que se aumenta la cantidad
de
elementos reductores.
Se aporta aire en una
zona separada para
completar la combustión.
En esta zona la temperatura ha descendido
lo suficiente para que no
se forme NOx
 Sistemas

de combustible en etapas, como su nombre indica, se
separa la aportación de combustible. En este tipo de sistemas se
trata de eliminar el NOx que se forma en la llama principal
mediante recombinación con radicales de hidrocarburos en la
llama secundaria para producir N2 y CO2. Se emplea en calderas
que necesitan altas temperaturas en la zona principal
 Recirculación

de los gases de salida: Una forma
de diluir la llama y rebajar la temperatura y el
contenido de oxigeno es hacer que una parte de
los gases de salida se inyecte de nuevo en la
zona de combustión
 Tratamiento



de los gases de salida:

Reducción catalítica selectiva,
Reducción no catalítica selectiva:

En cualquiera de los dos casos se trata de eliminar los óxidos de
nitrógeno de los gases de salida mediante reacciones químicas
con sustancias reductoras para obtener N2 y vapor de agua. La
diferencia esencial radica en el uso no de un catalizador.
Aquellos sistemas que emplean catalizadores tienen una
temperatura de trabajo más baja que los que no utilizan
catalizadores. Si embargo tienen un precio mayor. Estos
sistemas se emplean como apoyo a los sistemas basados en el
control de la combustión.
 Reducción

no catalítica selectiva: Se añade urea
o amoniaco que reaccionan con diversos
compuestos de los gases de salida. Sin embargo
controlando la temperatura y el contenido de
oxígeno se favorece la reacción con NOx. Las
reacciones que tienen lugar son
2NO + 2 NH3 + (1/2) O2 ---> 2 N2 + 3 H2O
2NO + CO(NH2)2 + (1/2) O2 ---> 2N2 + CO2+2H2O
Como resultado de estas reacciones aparece también como
subproducto el oxido nitroso (N2O), que es un gas de efecto
invernadero y ataca la capa de ozono. Sin embargo no está
regulado.
Estos sistemas requieren de una
temperatura de trabajo de entre
870 y 1100 C para el amoniaco
y entre 900 y 1170 C para la
urea. Así mismo para una mejor
eficiencia se debe de inyectar el
reductor con una razón
estequiométrica superior a la
unidad. Se consiguen los
mejores rendimientos con
razones estequiométricas del
orden de 2. Se han conseguido
rendimientos de hasta un 80%.
Situación de los inyectores de urea
Eliminación de partículas
Industria/Proceso
Calderas de Carbón
Incineradores

Fuente de emisiones
Manejo de carbón,
cenizas
Incinerador

Tipo de Partícula
Polvo de carbon,
cenizas
cenizas

Fundiciones

Hornos

Industria del vidrio

Hornos

Oxido de Hierro,
humos
Nieblas, polvos

Cemento
Refinerías Petróleo

Hornos
Regeneradores,
Incineradores

Polvos
Humos, cenizas

Método de Control
Ciclones, Pre.
Electrostáticos. Filtros
Lavador Venturi,
Filtros, Pre. Elec.
Lavadores, Ciclones,
filtros
Filtros, ciclones, Pre.
Electr.
Ciclones, Prep. Elec
Ciclones, Prep. Elec.
Precipitadores Gravedad

Algunas fuentes industriales de partículas
 Métodos



Cámaras de sedimentación por gravedad
Ciclones

 Métodos




secos:

húmedos

Lavadores de cámara
Lavadores ciclónicos
Lavadores Venturi
 Filtros
 Precipitadores

electrostáticos
 Cámaras

de sedimentación: Son grandes cámaras
donde la aumentar la sección del flujo de aire éste
disminuye su velocidad y las partículas más grandes
sedimentan por gravedad. La relación entre la longitud
de la cámara y su altura debe ser tal que de tiempo a
la partícula a sedimentar. T= H/Vsed = L/Vgas. Estas cámaras
sólo son eficaces para partículas grandes. Un
problema que presentan es su gran volumen. La
eficiencia de colección disminuye con el diámetro de
las partículas.
Pueden ser útiles como
sistema de apoyo en procesos
que emitan gran cantidad de
partículas para sedimentar
las partículas mas grandes.
 Separadores

ciclónicos: En estos
separadores se trata de obtener una
corriente circular del aire que a alta
velocidad, por acción de la fuerza
centrífuga, separe a las partículas
más grandes. El separador puede ser
una gran cámara o la unión de un
conjunto de pequeñas cámaras. Esto
permite diseñar separadores
ciclónicos para una gran variedad de
gas y carga de contaminantes. El
diámetro de corte de las partículas
esta entorno a las 10-20 µm. La
eficacia es del orden de un 80%. Son
fáciles de mantener y no tienen una
gran pérdida de carga. Pueden
trabajar a cualquier temperatura


Lavadores ciclónicos húmedos:
Son semejantes a los lavadores
ciclónicos secos con el añadido
de unos inyectores mediante los
cuales se pulveriza el liquido
lavado. La unión del
movimiento helicoidal del gas y
el liquido inyectado proyecta
las gotitas de agua sucia sobre
las paredes que resbalando a lo
largo de ellas llegan al fondo. El
consumo es de 1 -12 l/10 m3. Son
capaces de eliminar partículas
> 2.5 µm con rendimientos
elevados
 Filtros:

son materiales porosos compuesto por una
estructura granular o fibrosa por donde circula el aire y las
partículas se unen a las fibras del tejido mediante diversos
mecanismos que dependen del tamaño de la partícula.
La eficacia de captación de los filtros depende mucho del
tamaño de la partícula
Los materiales que se empleen
(poliester, poliamida, nylon, fibra
de vidrio) debe de ser compatibles
con el tipo de gas/partícula a
tratar. Uno de los mas empleado
en aplicaciones industriales son
los de telas o bolsas en los que
los filtros tienen forma de bolsas
que cuelgan en múltiples filas.
Las eficiencias son del 99% para
partículas > 0.5 µm. Suelen llevar un
sistema de agitación para que el polvo
acumulado caiga a una tolva y no se
obturen los filtros. La mayor dificultad
de estos sistemas son los de no
soportar gases calientes y/o húmedos
 Precipitadores

electrostáticos: En este tipo de
separadores, se utilizan campos eléctricos para separar a
las partículas del gas. Para ello se aplica un campo
eléctrico al gas sucio para que las partículas se cargen (se
ioniza el gas y los pequeños iones se pegan a las
partículas). Este gas se hace pasar a continuación a
través de una placas
colectoras cargadas,
con cargas de signo
opuesto, para que
atraigan a las partículas
y queden adheridas
a las placas.
Estos separadores tienen múltiples
ventajas:
Pueden manejar grandes volúmenes de
gases, con una alta eficiencia de
colección , incluso para partículas
submicrométricas y posibilidad de trabajar
con gases a alta temperatura y húmedos.
Las pérdida de carga no es muy grande
Control de fuentes
mó viles
 Una

fuente importante de contaminación (CO,
VOC, NOx) procede de la combustión de
carburantes en los motores de los vehículos.

Acidificantes

Precursores O3
 Un

problema creciente debido al aumento del parque
automovilista, aunque las nuevas tecnologías permiten
una mejora en las emisiones de gases de efecto
invernadero y contaminantes per coche


La emisión de los gases contaminantes se produce
principalmente a cuenta de los procesos de combustión que
tiene lugar en el interior de los cilindros, aunque también tiene
su importancia la emisión por evaporación de combustible en
el llenado del tanque, pérdida de los depósitos y en el interior
de los motores
Emisión en motores de gasolina


En estos motores, el combustible se mezcla con
el aire en los carburadores y pasa a continuación
al interior de los cilindros (fase de admisión),
donde, una vez comprimidos (fase de
compresión) una chispa inflama la mezcla (fase
de ignición). La mezcla se quema y expande
(fase de expansión), saliendo al final los
productos de combustión. (fase de expulsión)
 Una

estimación teórica de la cantidad de aire necesaria
para la combustión completa del combustible, se obtiene
analizando la reacción química empleando un hidrocarburo
teórico que represente a la gasolina. Así por ejemplo se
tiene

C7H13+10.25 O2+38.54 N2 --> 7CO2+6.5 H2O+38.54 N2
(moles)
97 C7H13+328 O2+1080 N2 --> 308 CO2+1170 H2O+ 1080 N2
(masa)

A 328+ 1080
r= =
= 14.5
F
97
Cuando se produce la chispa por la bujía, se produce una onda de
choque de la llama que avanza a lo largo de la cámara de
combustión inflamando el combustible inyectado. En las zonas
cercanas a las paredes, debido a la menor temperatura existente en
esa zona, habida cuenta de la refrigeración, la combustión es
incompleta.
Se puede lograr una cierta disminución mediante
la regulación de la mezcla,
el instante de la ignición,
la razón superficie/volumen de cilindro,
el control de la temporalización de apertura y cierre de válvulas (los
motores VTEC de Honda usan esta tecnología), recirculación de los gases
de salida, etc.
Reducción de emisiones mediante
reactores externos:
 Reactores

térmicos:
En este tipo de instrumentos se mezclan los gases cálidos
de la salida del motor con aire fresco para lograr una
total oxidación del CO y los hidrocarburos residuales.
Este tipo de sistemas exige una mezcla rica en
combustible para asegurar un mayor grado de
combustión en el reactor. Se hace necesario alcanzar
hasta 1000K para lograr una eficacia de conversión, en
los gases de salida, por encima de un 85%.
 Los




problema que presentan este tipo de reactores son

La elevada temperatura alcanzada requiere materiales
especiales.
Un espacio adicional en los motores para lograr una
combustión eficaz de los gases residuales
Sobrecalentamiento en el caso de que la mezcla no se queme
bien en la cámara de combustión del motor
 Reactores


catalíticos externos.

La introducción de los reactores o conversores
catalíticos logra salvar muchas de las deficiencias
de los reactores térmicos. La presencia de un
catalizador disminuye la energía de activación de
la reacción y por tanto la temperatura necesaria
para que se realice. De esta forma se consigue
disminuir la temperatura de trabajo del conversor y
su tamaño
 El

reactor catalítico consiste en un soporte cerámico con una
capa de alúmina, para aumentar la superficie efectiva, y una capa
de un material precioso (platino, paladio, rodio) que hace de
catalizador permitiendo la oxidación del CO a CO2, de HC a CO2
y H2O y de NO a N2.

Los catalizadores más modernos
son de tres vías, logrando en un
único sistema la oxidación de los
tres gases. Para que esto sea posible
es necesario que la reacción de
combustión se haga en forma
estequiométrica, pues la eficacia de
oxidación depende fuertemente de
la cantidad de O2 disponible
Eficacia de conversión
frente a la riqueza de la
mezcla
 Para

alcanzar el máximo rendimiento los motores van
provistos de una sonda, llamada sonda Lambda, que
controla la riqueza de la mezcla (que se designa como
razón lambda) de forma electrónica.
 Así mismo para alcanzar el máximo rendimiento se hace
necesario una temperatura de un 300 C, lo cual necesita de
algún tiempo de operación para que se alcance. Esto
implica que en los trayectos muy cortos el sistema no
opera a pleno rendimiento.
 Por otra parte los motores equipados con catalizadores
pierden un poco de potencia
debido a la caída de presión
que se produce en el catalizador
Vehículos Diesel
Otras emisiones

Emisiones del carter
Legislació n Europea
Clasificación UN-ECE de los vehículos

Coche de
pasajeros
Veh’culos de
carga ligeros
Veh’culos de
carga pesados
Autobuses

M1

Dos ruedas

L1,L2,L3,L4,L5

N1
N2, N3
M2,M3
Directivas 91/441/EC (pasajeros) y 93/53 (vehículos carga ligeros) (Euro I)
A partir de 1993, los vehículos deben de llevar un convertidor catalítico de tres vías.
Directiva 1994/12 (pasajeros), 1996/69 (vehículos carga ligeros) (Euro II)
(válida a partir de 1997)
Directiva 1998/69 EC (Euro III)
 Directiva

91/542/EEC para vehículos
comerciales pesados.

Además, para evitar las emisiones de SO2, se debe de reducir la
cantidad de azufre en el combustible hasta un 0.05% en peso
(93/12/EEC)
Posibles mejoras
 Mejoras

en el combustible: Aditivos tales
como metanol o etanol. Uso de otros
carburantes tales como GLP (gas licuado
de petróleo, (95% propano) ), GNL (gas
natural licuado), GNC (gas natural
comprimido)
Metanol (CH3-OH)











Elevado octanaje (mayores razones de compresión => mayor
potencia)
Arde a una menor temperatura (< NOx)
Arde de forma más completa (< CO y HC)
Produce mayores niveles de aldehidos (HCHO)
Problemas de arranque a bajas temperaturas
Alta toxicidad
Poder energético mitad del de la gasolina (> depositos)
Arde sin llama (problema en caso de accidente)
Genera altos niveles de CO2 en su producción a partir del
carbón, menor si se parte de gas natural
Se emplea unido a la gasolina( M85, 85% metanol, 15%
gasolina), el poder energético aun 60% del de la gasolina,
presenta llama, algo mayor de volatilidad (mejora el arranque
en frío), mal olor (impide la ingestion)
Etanol CH3-CH2-OH
 Se puede producir a partir de semillas, caña de azucar,
etc > bio-combustible (Brasil 25% de vehículos emplean
etanol)
 Genera menos CO y HC
 Aumenta el octanaje
 Se suele emplear con gasolina (E90, 10% etanol, 90%
gasolina)
Sistemas alternativos
 motores

eléctricos,
 sistemas híbridos,
 sistemas con células de
hidrógeno.
Elementos de un coche hibrido
Seguir algunas
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Conta06

  • 1.
  • 2. ventajas      La ciencia y la tecnología pueden servir para ayudar a la conservación del medio ambiente determinados materiales o la utilización de fuentes de energía alternativas. La predicción y la extinción de incendios forestales se llevan a cabo mediante satélites artificiales. Los modernos métodos de detección permiten advertir la presencia de incendios poco tiempo después de producirse. El reciclaje de determinados productos, como el vidrio, el papel, etc., puede evitar la sobreexplotación de algunas materias primas (madera, etc. Las fuentes de energía renovables, como la energía solar, la eólica o la geotérmica no se agotan y, en general, contaminan menos que las fuentes no renovables, como el carbón o el petróleo. El sistema de desalinización consumiría un 30% menos de energía que la requerida para trasladar el agua del Ebro a Cataluña, Comunidad Valenciana, Murcia y Almería.
  • 3. desventajas        En el proceso de extracción de la sal del agua de mar se producen residuos salinos que, una vez vertidos al mar, perjudican a la flora marina al aumentar la salinidad de las aguas. En el proceso de extracción de la sal del agua de mar se producen residuos salinos que, una vez vertidos al mar, perjudican a la flora marina al aumentar la salinidad de las aguas. Las complejas instalaciones de ósmosis inversa requieren un gran consumo de electricidad Las desalinizadoras se instalarían en lugares no ocupados por las urbanizaciones turísticas. Como fábricas que son, tienen una vida limitada. El agua desalada, al parecer, podría perjudicar a la agricultura. Habría que realizar nuevas y costosas obras de infraestructura para trasladar el agua desalada a las zonas donde es necesaria.
  • 4.
  • 6. Control de Fuentes Fijas  Dos   líneas de actuación Modificaciones en el proceso de producción para impedir o minimizar las emisiones. Uso de técnicas que nos ayuden a eliminar la contaminación producida. En este último caso se debe de tener en cuenta siempre que hacer con los residuos,
  • 7.  A la hora de eliminar la contaminación debemos tener en cuenta si la contaminación es gaseosa o por partículas. En el primer caso existen cuatro categorías: absorción, adsorción, condensación, incineración Absorción: Retención de contaminantes mediante su absorción por un absorbente húmedo o una disolución que circula contracorriente del contaminante. El tratamiento puede ser físico (disolución) o químico (reacción) o ambos Adsorción: Retención de contaminantes sobre sólidos por fenómenos de tensión superficial. La eficacia del método depende del sistema sólido-gas que intervengan. En cualquier caso se requiere adsorbentes de elevada porosidad y área superficial. Cuando el adsorbente se satura se hace necesaria su sustitución.
  • 8. Condensación: Se permite que el gas condense sobre un fluido finamente dividido en pequeñas gotitas o mediante intercambiadores de calor. Incineración: Se le añade combustible a los gases de salida, o se le hace pasar a través de un lecho catalítico, para terminar de realizar la combustión (conversión a CO2 y H2O) de los gases nocivos.
  • 9. Elementos a tener en cuenta Eficiencia de captación  C cnai n l etaa C cnai n l sld o et c aan d − o et c aa a a n r ó r n r ó i ei i ni = fc c e a ×0 10 C c fijados aan d o et c frecuentemente por las n r ó r Los límites de emisión vienen nai n l etaa normas regulatorias de emisión. Suponed por ejemplo que una chimenea emite, sin control, 1800 mg /m3. Mientras que las normas regulatorias solo permiten 90 mg/m3, ¿ Cual debe de ser la eficiencia de captación ? La eficiencia de captación se diseña para unas condiciones muy particulares de funcionamiento del sistema de 10 − 0 80 9 ei i ni estas, su eficacia puede variar fce ca ×0 = 5 10 9 captación si cambian= 10 80 enormemente.
  • 10.   Pérdidas de carga. Normalmente la introducción de un sistema de control de la contaminación introduce pérdidas de carga (pérdida de presión) en el flujo de salida de gases y/o partículas. A veces es necesario instalar ciertos aparatos para aumentar la presión a la salida del sistema de captación Coste del sistema. Obviamente se debe de instalar aquellos sistemas que logren alcanzar eficiencia de colección elevadas al mínimo coste posible
  • 12.  Adsorción: proceso mediante el cual se produce un fraccionamiento selectivo de una cierta sustancia desde la fase gaseosa o la fase líquida a un substrato sólido. Esto es, mediante el proceso de adsorción se traspasa materia desde una corriente gaseosa o líquida a una superficie de un sólido. El sólido sobre el que se produce la adsorción se denomina adsorbente o también sustrato y la sustancia que se trata de eliminar de la corriente se denomina adsorbato Absorción Adsorción
  • 13.  Existen dos tipos de adsorción: La adsorción física o fisiadsorción y la adsorción química o quimiadsorción. En el proceso de adsorción física entra en juego un tipo de fuerza a escala molecular llamada fuerza Dispersiva de London (que es una fuerza tipo Van der Waals) entre las moléculas del sólido y las moléculas del gas que queremos eliminar, de tal forma que esta fuerza es lo suficientemente intensa como para retener sobre la superficie del sólido dicha sustancia frente al resto de fuerzas que tratan de mantenerla en la corriente gaseosa. En el proceso de adsorción se libera la energía cinética que llevaba el adsorbato, de tal forma que este proceso es exotérmico. La energía liberada es este proceso es del orden de 2-20 kJ/mol. En la adsorción física, las fuerzas London son más intensas si las moléculas del adsorbente y el adsorbato tienen la misma polaridad. Una característica importante de la adsorción física es que la naturaleza química del adsorbato permanece inalterada Por lo tanto, el proceso es reversible y se puede recuperar la sustancia, generalmente aumentando la temperatura. En este tipo de procesos la temperatura es un factor clave. Un aumento de esta conduce por lo general a una desorción
  • 14.  En la adsorción química o quimiadsorción se produce un enlace químico entre el adsorbato y el adsorbente, esto es se produce un intercambio de electrones entre al adsorbente y el adsorbato. Este enlace es mucho mas fuerte que el que se produce en la fisiadsorción. Se libera mucha más energía, del orden de 20 a 400 kJ/mol. El proceso de quimiadsorción por lo general altera el adsorbato y el adsorbente y es irreversible. Cuando la adsorción química varía con la temperatura se habla de adsorción activada y cuando el proceso de adsorción ocurre muy rápidamente se habla de adsorción química no activada
  • 15. Obviamente para que se produzca la adsorción se debe de poner en contacto el sólido con el gas o líquido, de tal forma que cuanto mayor sea la superficie de contacto mayor es el proceso de adsorción. Se ha de emplear sustratos con una gran superficie por unidad de masa, esto es, se han de emplear substancias muy porosas. Un ejemplo muy común es el carbón activado donde se han logrado formar carbones activados con una razón área/masa de 105 a 106 m2/kg.
  • 16. activado (Materiales adsorbentes Hidrocarburos, disolventes)  Silica gel (Vapor de agua)  Alúmina activada  Zeolitas o tamices moleculares (se controla muy bien el tamaño del poro. A mayor molécula mayor tamaño )  Carbón La efectividad viene determinada por Naturaleza química Superficie específica (m2/kg) Distribución del tamaño de poro Tamaño de la partícula
  • 17.
  • 18.  Por lo general, en la adsorción física, los adsorbatos con moléculas polares prefieren a los adsorbentes con moléculas polares y los adsorbatos con moléculas no polares prefieren a los adsorbentes con moléculas no polares. Puesto que que el vapor de agua está presente en una buena parte de las salidas de gases, el uso de un adsorbente polar nos llevaría a que se saturase rápidamente de agua y no nos adsorbería al contaminante. De los adsorbentes no polares el carbón activado es de los más utilizados
  • 19. Como se mide la adsorción lg = bg e c g e2 o X +o C ( 1C a l 1 +l 0 ) o 1 0 0 X: masa de adsorbato/masa de adsorbente Ce: presión parcial del adsorbato Isotermas de adsorción de Freundlich: máxima cantidad que el adsorbente puede retener a una temperatura y presión parcial dados
  • 20. El ciclo de adsorción
  • 21. Factores que afectan a la adsorción  La temperatura  La presión  La velocidad del flujo  Contaminación por partículas  Humedad
  • 23. Usos de la adsorción  Recuperación de disolventes orgánicos  Tratamiento de malos olores  Tratamiento de vapores tóxicos
  • 25. El proceso de combustión   Mediante este proceso se añade una cierta cantidad de calor al material combustible (hasta que alcanza su punto de ignición) para que se produzca la oxidación de los compuestos reducidos del carbono con la subsiguiente liberación de energía. Se libera la energía que en su momento se empleó en reducir el CO2 atmosférico cuando se formó la materia orgánica empleando como fuente de energía la energía solar. En el proceso intervienen tres componentes  El combustible (líquido, sólido, gaseoso)  El oxidante (oxígeno)  El diluyente (Nitrógeno) Obteniendo como productos  Productos orgánicos oxidados, CO2 y H2O  Productos oxidados de otras substancias presentes en el combustible  Productos residuales parcialmente oxidados tales como hidrocarbonos no quemados, CO  Diluyentes, Nitrógeno y oxigeno no utilizado
  • 26. La reacción química genérica que teóricamente (forma estequiométrica) tiene lugar es (se supone que el combustible es un hidrocarburo) CxHy + bO2 + b (79/21) N2 ----> xCO2 + (y/2) H2O + b (79/21) N2 2b=2x+y/2 Por cada mol de fuel, aparecen x+y/2+b(79/21) moles de productos. El calor generado se emplea en calentar estos productos. Es usual que la anterior reacción ocurran con un exceso de aire, para asegurarnos que todo el combustible es oxidado. Sea ε el exceso de aire (aire utilizado/aire teórico). La reacción la podemos escribir CxHy + ε[bO2 + b (79/21) N2]----> xCO2 + (y/2) H2O +(ε-1)bO2+ε b (79/21) N2
  • 27.  Se parametriza la relación entre el combustible y la cantidad de aire que se añade mediante la razón A ma e i e a d ar s raa = = m s F ma e o bsi l a d c m tb s u e O bien como función del número de moles A me d ar o s e ie l ro = = m l F me d c m si l o s e o b tb l u e Si la reacción transcurre en modo estequiométrico tenemos una razón estequiométrica. El cociente entre la razón real y la estequiométrica se denomina factor lambda λ. (A F) λ= actual (A F) esteq
  • 28. Si λ es mayor que 1 se dice que la mezcla es pobre en combustible o rica en aire. Si λ es menor que 1 se dice que es rica en combustible o pobre en aire La cantidad de CO2 y H2O que se obtiene depende de la razón H/C en el combustible y la razón lambda. La razón H/C va de 4 (metano) a 0.2 en la mayoría de los combustibles empleados.
  • 29. 1 BTU (British thermal unit)= 252.2 calorías
  • 30. Ejercicio: Un carbón bituminoso se quema con un 23% de exceso de oxígeno. El análisis final de carbón muestra la siguiente proporción (en masa) C- 63.5%, H2 - 4.07%, S- 1.53%, O2 - 7.46%, N2, 1.28%, H2O- 15.0%, cenizas, 7,16%. Determinar la cantidad de aire que se debe de suministrar por cada 1000kg de combustible. Determinar la concentración de CO2, H2O, N2, O2 y SO2 en los gases de salida. Determinar la emisión de partículas en gr/m3 suponiendo que un 50% de estas salen a la atmósfera. Constituyente masa M moles C H2 63.50 12 5.29 4.07 2 2.04 S O2 N2 H2O 1.53 7.46 1.28 15.00 32 0.048 32 0.233 28 0.046 18 0.833 O2 5,29 2.04/2=1.02 0.048 -0.233 6.125 *1.23 = 7.53 moles *(1+79/21) = 35.9
  • 31. En los gases de salida tendremos: Combustible CO2 H2O SO2 O2 N2 H2O Aire O2 N2 + + Productos de combustión 5.29 - 5.29 O2 2.04 - 1.02 O2 0.048 - 0.048 O2 + 0.233 O2 0.046 0.833 +7.53 28.34 (húmedos) 38.0 35.13 (secos) pV=nR T; V = nR T/p = 38.0*8.31*293/101325 =0.91 m3 Partículas (7.16/2)/0.91 = 3.93gr/m3
  • 32. La combustión incompleta del combustible puede dar lugar a la aparición de hidrocarburos no quemados.  La combustión incompleta del combustible da lugar, además del combustible que queda sin quemar, a la aparición de monóxido de carbono CO.  Así mismo, a las temperaturas alcanzadas en el interior de los cilindros se forma NO a partir del oxígeno y el nitrógeno del aire. La cantidad de este compuesto depende de la temperatura, la presión, tiempo de reacción y combustible presente. •
  • 33. Emisiones de VOC, CO y NO en función de la razón de mezcla
  • 34. figura anterior nos muestra que a factores λ menor que la unidad, se produce una alta concentración de CO e hidrocarburos y una baja emisión de NO. Cerca de la razón estequiométrica se produce un mínimo de CO e hidrocarburos, pero un máximo de NO. A factores λ mayores que la unidad se incrementan los hidrocarburos y disminuyen el CO y NO.  La conclusión que se puede obtener de los anteriores números es que variando únicamente la razón de mezcla no se puede disminuir a la vez el CO, el NO y los HC.  La
  • 35. Factores que afectan a la combustión  Temperatura: La velocidad a la que los materiales combustibles son oxidados dependen fuertemente de la temperatura de trabajo del incinerador. En general un aumento de la temperatura produce un aumento de la velocidad de oxidación. Se debe de alcanzar por lo menos la temperatura de ignición de las substancias que queremos eliminar. Como una mayor temperatura puede significar más combustible y por tanto mayor coste se debe de evaluar muy bien la cantidad de combustible que hay que añadir (es posible que el material a oxidar contribuya también a generar calor, ahorrando combustible)
  • 36. Factores que afectan a la combustión  Tiempo de residencia: Para que se produzca la combustión completa de además de alcanzar la temperatura apropiada se debe de mantener un tiempo mínimo a esa temperatura de tal forma que todas las substancias nocivas sean eliminadas. El tiempo de residencia es función de la geometría de la cámara de combustión y del flujo de paso de la corriente gaseosa por dicha cámara. El tiempo de residencia depende obviamente de la temperatura.
  • 37. Factores que afectan a la combustió n Turbulencia: Para que se produzca una buena combustión es necesario que exista una buena mezcla entre el oxígeno y el combustible, si no ocurre esto, es posible que parte del combustible no sea oxidado y salga al exterior. Así mismo es necesario que toda la mezcla combustible alcance la temperatura de ignición. La corriente de gases de desecho se pueden calentar de dos maneras Por contacto directo con la llama del combustible auxiliar. Mezclándolos con los gases generados en el proceso de combustión, corriente debajo de la llama. Aunque el contacto directo con la llama es el método más rápido de alcanzar altas temperaturas a veces es contraproducente porque se puede producir un efecto de dilución al añadir una mezcla más fría y disminuir la temperatura de la llama.
  • 38. Factores que afectan a la combustió n Oxígeno: Obviamente puesto que el proceso de combustión necesita oxígeno, uno de los ingredientes fundamentales es dicho gas. Hay que mantaner por tanto un aporte mínimo de gas. Al menos el que corresponde a la relación estequiométrica Temperatura de la llama como función de la razón de mezcla
  • 39.
  • 41. • Eliminación de hidrocarburos y otros compuestos orgánicos • Eliminación de otros compuestos, Cl, S, F • Eliminación de partículas combustibles • Eliminación de sustancias peligrosas
  • 44.  Incineración por llama directa: Los gases residuales se queman directamente en una combustión, con o sin aporte de combustible adicional. Es un método únicamente apto para aquellos casos en los que la cantidad de gases combustibles en los gases residuales sea importante. Es necesario conocer los límites explosivos y la inflamabilidad de los gases a incinerar. Presenta el problema de las altas temperaturas (~1300 C) que se alcanzan lo que puede llevar a la formación de óxidos de nitrógeno. Es habitual ver antorchas de incineración por llama directa en industrias petroquímicas
  • 45.  Incineración térmica: Se usa cuando la concentración de gases combustibles en la los gases residuales es baja. Los gases residuales se precalientan en un intercambiador de calor y se llevan a la cámara de combustión donde con aporte de combustible adicional y oxígeno se queman por completo. Los parámetros más importantes para conseguir un buen rendimiento son: tiempo de residencia, turbulencia y temperatura. Entre los 780 - 1030 K se queman los hidrocarburos y hacia los 950 - 1060 K se oxida el CO, los olores entre 750-980 K.
  • 46.  Incineración catalítica: En este caso los gases se hacen pasar por un lecho catalítico que provoca la aceleración de la tasa de oxidación. Los tiempos de residencia son menores que en el caso de los incineradores térmicos y las eficacias muy elevadas trabajando a temperaturas muy bajas, del orden de 225 a 340 C, aunque las mayores tasas de eficacia se alcanzan a temperaturas algo más elevadas entre 415-550 C. Como catalizadores se suelen emplear metales nobles sobre una soporte de alúmina. Se debe de tener en cuenta la presencia en los gases residuales de elementos que envenenan el catalizador
  • 47.  Los incineradores bien térmicos bien catalíticos se dividen en: simples, recuperativos, regenerativos. En el primer caso, no llevan ningún tipo de recuperación de calor. Los recuperativos, como su nombre indica tratan de recuperar parte del calor que se le ha añadido a los gases en el incinerador, de tal forma que no se necesite demasiado combustible para su funcionamiento. Incinerador térmico recuperativo
  • 49.  Incinerador térmico regenerativo: En este caso el la recuperación de calor se hace con un sistema de torres cerámicas, que absorben fuertemente el calor y un sistema de válvulas que alternan el paso del aire entre una torre y otra. La torre que en un ciclo del sistema absorbe calor una vez el aire ha pasado por el quemador, se emplea para calentar el aire en el siguiente ciclo
  • 50. Tipo de tecnología LEL: Lower explosive limit
  • 51.
  • 53. Una muestra de aire contiene 3000 ppmv de Benceno, 3000 ppmv de tolueno y 2000 ppm de metano. Determinar si la mezcla debe de diluirse para satisfacer el límite de seguridad de 0.25LEL. (LEL:Benceno:1.2%, tolueno:1.1, metano:5%) − 1  30 00 30 00 20  00 LL  E= + + =. 2 1 % 4  00 1 % 80 *. % 80 * %  80 *. 2 00 1 1 00 5  Esto es un LEL=14200. Como salen 8000, la proporción será 8000/14200 = 0.56 > 0.25
  • 54. Para ver esta película, debe disponer de QuickTime™ y de un descompresor TIFF (sin comprimir). Lavadores
  • 55.  Objetivo: Eliminar gases y partículas contaminantes   Si partículas: Mediante captura Si gases: Mediante disolución en un absorbente (disolvente) o mediante adsorción en un adsorbente  En cualquier caso: Las gotas o partículas resultantes han de ser eliminada de la corriente gaseosa saliente. Hay que pensar que hacer con los líquidos resultantes
  • 56.  Los lavadores sirven tanto para gases como para partículas, pero si si emplean para eliminar ambos componentes hay que tener en cuenta que normalmente las condiciones de operación ideales para partículas son muy diferentes de las condiciones de operación para gases.
  • 57. Ventajas Desventajas No requiere grandes instalaciones: Los lavadores reducen la temperatura (y por tanto el volumen) de los gases de salida. Esto hace que el tamaño de la vasija, los conductos y ventiladores sean mas pequeños que con otro tipo de instalación Problema de corrosión: El agua y los contaminantes pueden formar soluciones ácidas corrosivas. Se hace importante los materiales empleados en la construcción de la instalación Una vez recogidas las partículas es difícil que escapen Requiere de alta potencia para que sean eficaces en la captación de partículas más pequeñas Se pueden emplear a elevadas temperaturas Generan gran cantidad de lodos Poco peligro de fuego o explosión Se generan problemas de procesado de los lodos Abilidad para coleccionar gases y partículas Pueden generar plumas visibles de vapor de agua que pueden generar problemas locales de visibilidad
  • 58. Tipos de lavadores  Lavadores húmedos: Utilizan agua o una solucción como agente ‘lavador’ (gases: absorción, partículas: captura)  Lavadores secos: Utilizan un spray seco como agente ‘lavador’ (gases: adsorción, secos; absorción, semisecos)
  • 59. Para ver esta película, debe disponer de QuickTime™ y de un descompresor TIFF (sin comprimir). Sistema húmedo típico
  • 60.  El parámetro más importante a la hora de clasificar los lavadores húmedos es la pérdida de carga o pérdida de presión. De acuerdo con este parámetro se suelen clasificar en :    Lavadores de baja energía: Tienen una pérdida de presión pequeña (∆p <12.7 cm agua) Lavadores de media energía: Tienen una pérdida de presión media (12.7 < ∆p < 38.1 cm agua) Lavadores de alta energía: Tienen una pérdida de presión grande (38.1 < ∆p cm agua)
  • 61. Para ver esta película, debe disponer de QuickTime™ y de un descompresor TIFF (sin comprimir). Sistema seco típico
  • 62.  Los   lavadores secos se clasifican en Inyectores de adsorbente seco (Dry sorbent injection) Absorbedores de spray seco (spray dry absorbers) (lavadores semi-secos)
  • 64. Son retenidas mediante captura por gotitas o por láminas de líquido y separando a posteriori las gotitas de la corriente gaseosa. Los parámetros a tener en cuenta son el tamaño de la partícula, el tamaño de la gota, la velocidad relativa. El más importante es el tamaño de la partícula. Cuanto más pequeño es mas difícil es su captura. La clave está en crear una nube densamente poblada de gotitas pequeñas, para poder captar las partículas más pequeñas. La captura de partículas pequeñas requiere sistemas más energéticos, pues se necesita mas energía para pulverizar el líquido lavador. Una velocidad relativa elevada entre la gotita y la partícula incrementa también la probabilidad de ser retenida.
  • 65. Mecanismos de colección (partículas) Impacto Las partículas son incapaces de seguir la corriente y chocan contra la gota (partículas grandes) Difusión Las partículas difunden (movimiento Browniano) hacia las gotas (partículas muy pequeñas) Atracción electrostática Partículas y gotas de signo opuesto se atraen Condensación Las partículas pueden actuar como CCN y formar gotas Fuerza centrífuga La rotación de gas en un colector provoca una f centrífuga lanzando a las partículas contra la pared Gravedad Las partículas mas grandes sedimentan
  • 66. Para ver esta película, debe disponer de QuickTime™ y de un descompresor TIFF (sin comprimir). Impacto Para ver esta película, debe disponer de QuickTime™ y de un descompresor TIFF (sin comprimir). Para ver esta película, debe disponer de QuickTime™ y de un descompresor TIFF (sin comprimir). Eficiencia Difusión
  • 68. Para ver esta película, debe disponer de QuickTime™ y de un descompresor TIFF (sin comprimir).  En este caso los gases se disuelven en un líquido (normalmente agua).El parámetro fundamental es la solubilidad. Otros parámetros importantes son:  La cantidad de superficie de contacto líquido/gas a mayor superficie de contacto mayor cantidad de gas disuelto.  Promover un buen contacto entre el liquido y el gas (turbulencia)
  • 69.  Gases ácidos: en el casos de gases ácidos (SO2, HCl, …) se suelen emplear lavadores con una solución alcalina que reacciona con el ácido para formar una sal que precipita y es recogida con posterioridad. Se pueden emplear tanto lavadores secos como húmedos (ver más adelante)
  • 70.  Razón liquido-gas: Nos da la cantidad de líquido necesaria para tratar una cierta cantidad de gas contaminado se mide en m3 de líquido por 1000 m3 actuales de gas contaminado. En general la cantidad de líquido empleado es mayor en el casos de gases.
  • 72.  Lavadores  de Spray: Están formados por una torre en las que se genera, mediante inyectores, una fina lluvia que arrastra consigo las partículas y/o disuelve los gases. Las gotas deben de tener un tamaño mínimo (500 a 1000 µm) para que puedan sedimentar en la corriente gaseosa que a su vez y por esta misma razón no es muy fuerte (0.3-1.2 m/s). Llevan incorporado un dispositivo antiniebla para eliminar aquellas gotitas que hayan podido ser transportadas por dicha corriente
  • 73. Características operativas de los lavadores de spray Contaminan Pérdida de te carga Líquido/gas Presión del líquido a la entrada Gases Eficiencia de remoción Aplicaciones 50-90% Mineria Procesos químicos industriales 1.3-7.6 cm Particulas 0.07-2.70 l/m3 70-2800 kPa 2-8 µm Incineradores Industria de acero
  • 74.  Lavadores Venturi: En estos lavadores se usa el efecto Venturi para acelerar la corriente gaseosa y utilizar parte de la energía para acelerar y atomizar las gotitas de líquido..
  • 75. Características operativas de los lavadores Venturi Contaminan Pérdida de te carga Líquido/gas Gases 2.7-5.3 l/m3 13-250 cm Presión del líquido a la entrada Eficiencia de remoción 30-60% Industrias de pulpa y papel Procesos químicos Industria alimentación Procesado de metales 7-100 kPa Partículas 50-250 0.4-2.7l/m3 Aplicaciones 90-99 (0.1-100 µm)
  • 76. Columnas de relleno (lavadores de película) En este tipo de lavadores el líquido es vertido sobre un material de relleno de tal forma que se forme una pelicula de líquido sobre los elementos de relleno para lograr una gran superficie de contacto líquido/gas, un tiempo de contacto alto y suficiente turbulencia para que el gas se disuelva en el líquido. Son utilizados principalmente para gases. La tasa de eliminación es alta > 99% Para ver esta película, debe disponer de QuickTime™ y de un descompresor TIFF (sin comprimir). Para ver esta película, debe disponer de QuickTime™ y de un descompresor TIFF (sin comprimir).
  • 77. Características operativas de las columnas de relleno Contaminan Pérdida de te carga Líquido/gas Presión del líquido a la entrada 2.-8.5 cm/m columna Particulas Aplicaciones 99% Gases Eficiencia de remoción Principalmente para gases Plantas de acido Procesos químicos industriales 0.13-2.0l/m3 34-100 kPa 2 µm
  • 80.  Se genera principalmente en las centrales térmicas, cuando el azufre que contiene el combustible se oxida en el proceso de combustión S + O2 --->SO2 Teniendo lugar también la reacción SO2 + 1/2 O2 <==> SO3, Aproximadamente entre un 1 y un 5% del azufre oxidado esta en la forma de SO3
  • 81. Métodos de control azufre a un combustible con menos  Cambio  Gas natural  Fuels con bajo contenido en azufre  Carbones con bajo contenido en azufre  Uso de combustibles desulfurizados. Si el combustible es carbón, entre un 30-40% del azufre está en forma de pirita y se puede eliminar mediante métodos físico/químicos, métodos que son económicamente viables. El azufre esta también, químicamente ligado. En este caso los métodos son mucho más costosos aunque técnicamente viables.  Uso de chimeneas altas  Desulfuración de los gases de salida
  • 82. Procesos de desulfuración de gases de salida
  • 83.  Lavadores húmedos: El absorbente es una disolución. Los productos finales están en forma de lodo. Se suelen emplear en centrales térmicas  Lavadores secos: El absorbente está en forma de polvo. Se añade en la zona de combustión. Generan problemas de partículas Se suele emplear en calderas industriales e incineradores.
  • 84. Los procesos húmedos se clasifican en Procedimientos no regenerativos: Los residuos finales se suelen acumular en el campo o en piscinas apropiadas. El término no regenerativo no significa que el agente ‘lavador’ no se regenere, parte de él es regenerado, sin embargo no se obtiene de los residuos ningún producto vendible. Son los más empleados. Procedimientos regenerativos: Los agentes utilizados como reactivos se regeneran. Los productos finales se suelen recuperar y vender.
  • 85. 91%
  • 86. La mayor parte de los sistemas FGD emplean dos lavadores uno para partículas y otro para el SO 2. Se están haciendo nuevos sistemas que realicen en una misma operación ambos lavados. En sistemas húmedos, se eliminan las partículas en una primera fase y luego se elimina el SO2. En los sistemas secos se trata de eliminar primero el SO2 y luego las partículas totales resultantes Existen diversos sistemas de lavadores: torres de aspersión, lavador Venturi, torres de placas,… . Debido a la formación de costras la tendencia es a emplear métodos sencillos como pueden ser las torres de aspersión, en los que el gas puede ir a corriente o contracorriente e incluso transversal a la corriente. El principal problema de estos sistemas es que requieren una gran razón líquido/gas.
  • 87.  Parámetros importantes a tener en cuenta en los lavadores son:  La razón líquido/gas. Cuanto menor sea este número menor cantidad de líquido lavador necesitamos y por tanto menor gasto y menor dimensionado de las instalaciones  pH. Dependiendo del sistema empleado, el pH se debe de mantener dentro de unos límites para asegurar una alta solubilidad del SO2 y la no formación de costras.  Velocidad del gas. Para minimizar los costes los lavadores se diseñan a la máxima velocidad del gas posible, minimizando el tamaño de la vasija.  Tiempo de residencia. El gas debe de permanecer dentro de la vasija el tiempo suficiente para que la mayor cantidad posible de SO2 sea absorbida. Los tiempos de residencia van desde centésimas de segundo en un lavador Venturi a varios segundos en uno de placas.
  • 88.  Distribución del gas. Se debe de mantener una corriente uniforme de gas para que el lavador funcione a eficiencias de diseño  Diseño del lavador. La relación superficie líquida/volumen de gas depende del tipo de lavador.  Posibilidad de trabajo a ‘medio gas’. Es interesante que el sistema funcione bien cuando la planta no trabaje a pleno rendimiento. Lo usual es emplear sistemas modulares.
  • 89. Un problema importante que surge en los sistemas de desulfuración húmedos es el enfriamiento de los gases, lo que provoca condensaciones en los conductos de salida (el gas de salida tienen una humedad cerca del 100% y contienen cierta cantidad de SO2, lo que lo hace muy corrosivo) y la formación de plumas visibles. Existen diversos métodos para atacar el anterior problema: Recalentar los gases de salida lo cual tiene la ventaja de aumentar la flotabilidad del mismo y por tanto una mejor dispersión o escoger unos materiales de construcción que soporten bien la corrosión.
  • 90. Procedimientos húmedos: Desulfuración con Cal (CaO) o Caliza (CaCO3). Si se utiliza cal, se hidrata previamente para formar hidróxido cálcico: CaO + H2O ----> Ca(OH2) + calor En cualquiera de los dos casos se forma sulfito o sulfato de calcio. La mezcla se lleva a una torre lavadora donde se esparce en una fina ducha de tal forma que el SO2 se disuelva en las pequeñas gotitas. En fase líquida se produce una serie de reacciones que podemos resumir en :
  • 91. SO2(g) --> SO2(l) SO2 + H2O --> H+ + HSO3- --> 2H+ + SO3= Cal: SO2(g)+Ca(OH)2(s)+H2O --> Ca SO3 . 1/2 H2O (s) + 3/2 H2O (l) Carbonato cálcico: SO2(g)+CaCO3(s)+1/2 H2O --> Ca SO3 . 1/2 H2O (s) + CO2 Si hay suficiente O2, posterior oxidación del sulfito de calcio Ca SO3 . 1/2 H2O (s) + 3/2 H2O (l)+ 1/2 O2 (g) <=> Ca SO4 . 2 H2O (s)
  • 93. Con este método se consiguen rendimientos de un 60 a un 90% para carbones con un contenido en S de un 0,3 a 5%. Se pueden producir importante problemas de corrosión en las instalaciones. Se generan importantes volúmenes de residuos de sulfito/sulfato de calcio que tendremos que tener en cuenta a la hora de su eliminación. Otro problema importantes es la formación de costras de sulfito de calcio en el lavador (en los inyectores, en el separador, etc.). Se pueden mejorar la eficacia de colección del SO2 a la vez que se evita la formación de costras añadiendo óxido de magnesio a la lechada de cal.
  • 94.  Desulfuración con sulfito de sodio (Na2SO3), en este caso la reacción que tiene lugar es SO2(g) + Na2SO3(l)+ H2O --> 2NaHSO3(l) Posteriormente el bisulfito se trata en un evaporador, produciendose a la vez, dióxido de azufre, vapor de agua y sulfito sódico 2NaHSO3(l) + calor ---> Na2SO3+ H2O(g)+SO2(g, conc) Este método no plantea problema de costras, pues productos obtenidos son muy solubles.El mayor problema es que el reactivo debe de ser muy puro por lo que se suele emplear en pequeñas calderas industriales. El SO2 es transformado en azufre.
  • 95.  Desulfuración con doble álcali: En este caso se hace un primer tratamiento con sosa cáustica (hidróxido sódico, Na OH) que conduce a la formación de sulfito de sodio, SO2 + 2 Na(OH) ---> Na2SO3 + H2O Y posteriormente el producto se mezcla con lechada de cal para conseguir precipitar el sulfito de calcio y regenerar la sosa Na2SO3 + Ca(OH)2 ---> CaSO3(s) + 2 Na(OH) Al igual que en el caso anterior este método presenta altos rendimientos y poca formación de costras
  • 97. Desulfuración con óxido de magnesio. Es similar al de la lechada de cal, solo que con óxido de magnesio en vez de óxido de calcio. Presenta la importante ventaja que el sulfito o sulfato de magnesio se puede calcinar fácilmente. En el proceso de calcinación se regenera el óxido de magnesio y dióxido de azufre que se puede emplear para otros propósitos (p.e. fabricar ácido sulfúrico). Apenas si se general lodos
  • 99.  La principal fuente de los óxidos de nitrógeno son los procesos de combustión (centrales térmicas, incineradoras, cerámicas …) donde se producen altas temperaturas. Se estima que una planta térmica de 750 MW produce en torno a 4000 Kg de NOx (90% NO, 10% NO2) por hora. El tipo de combustible puede alterar de forma significativa la tasa de emisión, siendo el gas natural el que menos emite y el carbón el que más. Así la EPA establece un standard de 0.086 Kg (equivalentes NO2)/106 kJ para gas y 0.26 Kg /106 kJ para antracita.  La mayor fuente de NOx no asociada a los procesos de combustión proceden del uso y manufactura del ácido nítrico
  • 100. Origen del NOx  Origen del NOx  NOx térmico(~20%): producido a partir de la reacción del oxígeno y nitrógeno del aire a altas temperaturas. Mecanismo de Zeldovich N2+O ---> NO + N N+O2 ---> NO + O NO + (1/2) O2 ---> NO2 Temperatura (K) 1200 1500 1800 2000 2400 4N2/O2 (ppm) 40N2/O2 (ppm) 210 80 1300 500 4400 1650 8000 2950 19800 7000 Cantidad de NO formado a diferentes temperaturas N2+ O2 <==> 2NO Temperatura (K) NO (ppm) NO2 (ppm) (-10) 3,3*10 (-5) 300 1,1*10 800 0,77 0,11 1400 250 0,87 1873 2000 1,8 Composicion inicial: 3,3% de O2 y 76% de N2 Relación entre el NO y NO2 a diferentes temperaturas
  • 101. Origen del NOx  Combustible: El nitrógeno aparece combinado en los compuesto orgánicos. Su concentración depende del combustible. Apenas si aparece en el gas natural, es mínima en los aceites destilados (< 0.05%) y es máxima en los aceites residuales (~ 0.6 %) y carbones  NOx ‘rápido’: Se forma como consecuencia de la reacción del Nitrógeno del aire con radicales orgánicos libres. Representa la proporción más pequeña del NOx
  • 103.  Cambio a combustibles: Con el incremento de la cantidad de N ligado, aumenta enormemente la concentración de NOx. Así el cambio a un combustible con menor contenido en nitrógeno es una estrategia bastante efectiva. El paso de aceite pesado (0.6%N) a gas natural puede disminuir la cantidad de NOx entre un 50 a un 80%.
  • 104.  Control de combustión: Puesto que la formación de los óxidos de nitrógeno depende la la temperatura, el tiempo de residencia en la cámara de combustión, la concentración de especies y el grado de mezcla airecombustible, el control de la generación de estos compuesto dependerá del control de estos parámetros.
  • 105.  Técnicas de control  Bajo nivel de exceso de oxigeno (LEA: Low Excess Air): Normalmente los quemadores funcionan con un exceso de oxigeno para asegurarnos una buena combustión (evitar el CO y COV sin quemar) T baja O2 alto T alta O2 bajo Hay que buscar un compromiso entre la producción de NOx y CO
  • 106.  Combustión en etapas: Se puede hacer de dos formas: Separando la aportación de aire o separando la aportación de combustible.  La división en la aportación del aire reduce la cantidad de oxigeno presente en la zona primaria de combustión, diminuyendo la cantidad de NOx que se forma a la vez que se aumenta la cantidad de elementos reductores. Se aporta aire en una zona separada para completar la combustión. En esta zona la temperatura ha descendido lo suficiente para que no se forme NOx
  • 107.  Sistemas de combustible en etapas, como su nombre indica, se separa la aportación de combustible. En este tipo de sistemas se trata de eliminar el NOx que se forma en la llama principal mediante recombinación con radicales de hidrocarburos en la llama secundaria para producir N2 y CO2. Se emplea en calderas que necesitan altas temperaturas en la zona principal
  • 108.  Recirculación de los gases de salida: Una forma de diluir la llama y rebajar la temperatura y el contenido de oxigeno es hacer que una parte de los gases de salida se inyecte de nuevo en la zona de combustión
  • 109.  Tratamiento   de los gases de salida: Reducción catalítica selectiva, Reducción no catalítica selectiva: En cualquiera de los dos casos se trata de eliminar los óxidos de nitrógeno de los gases de salida mediante reacciones químicas con sustancias reductoras para obtener N2 y vapor de agua. La diferencia esencial radica en el uso no de un catalizador. Aquellos sistemas que emplean catalizadores tienen una temperatura de trabajo más baja que los que no utilizan catalizadores. Si embargo tienen un precio mayor. Estos sistemas se emplean como apoyo a los sistemas basados en el control de la combustión.
  • 110.  Reducción no catalítica selectiva: Se añade urea o amoniaco que reaccionan con diversos compuestos de los gases de salida. Sin embargo controlando la temperatura y el contenido de oxígeno se favorece la reacción con NOx. Las reacciones que tienen lugar son 2NO + 2 NH3 + (1/2) O2 ---> 2 N2 + 3 H2O 2NO + CO(NH2)2 + (1/2) O2 ---> 2N2 + CO2+2H2O Como resultado de estas reacciones aparece también como subproducto el oxido nitroso (N2O), que es un gas de efecto invernadero y ataca la capa de ozono. Sin embargo no está regulado.
  • 111. Estos sistemas requieren de una temperatura de trabajo de entre 870 y 1100 C para el amoniaco y entre 900 y 1170 C para la urea. Así mismo para una mejor eficiencia se debe de inyectar el reductor con una razón estequiométrica superior a la unidad. Se consiguen los mejores rendimientos con razones estequiométricas del orden de 2. Se han conseguido rendimientos de hasta un 80%. Situación de los inyectores de urea
  • 113. Industria/Proceso Calderas de Carbón Incineradores Fuente de emisiones Manejo de carbón, cenizas Incinerador Tipo de Partícula Polvo de carbon, cenizas cenizas Fundiciones Hornos Industria del vidrio Hornos Oxido de Hierro, humos Nieblas, polvos Cemento Refinerías Petróleo Hornos Regeneradores, Incineradores Polvos Humos, cenizas Método de Control Ciclones, Pre. Electrostáticos. Filtros Lavador Venturi, Filtros, Pre. Elec. Lavadores, Ciclones, filtros Filtros, ciclones, Pre. Electr. Ciclones, Prep. Elec Ciclones, Prep. Elec. Precipitadores Gravedad Algunas fuentes industriales de partículas
  • 114.  Métodos   Cámaras de sedimentación por gravedad Ciclones  Métodos    secos: húmedos Lavadores de cámara Lavadores ciclónicos Lavadores Venturi
  • 116.  Cámaras de sedimentación: Son grandes cámaras donde la aumentar la sección del flujo de aire éste disminuye su velocidad y las partículas más grandes sedimentan por gravedad. La relación entre la longitud de la cámara y su altura debe ser tal que de tiempo a la partícula a sedimentar. T= H/Vsed = L/Vgas. Estas cámaras sólo son eficaces para partículas grandes. Un problema que presentan es su gran volumen. La eficiencia de colección disminuye con el diámetro de las partículas. Pueden ser útiles como sistema de apoyo en procesos que emitan gran cantidad de partículas para sedimentar las partículas mas grandes.
  • 117.  Separadores ciclónicos: En estos separadores se trata de obtener una corriente circular del aire que a alta velocidad, por acción de la fuerza centrífuga, separe a las partículas más grandes. El separador puede ser una gran cámara o la unión de un conjunto de pequeñas cámaras. Esto permite diseñar separadores ciclónicos para una gran variedad de gas y carga de contaminantes. El diámetro de corte de las partículas esta entorno a las 10-20 µm. La eficacia es del orden de un 80%. Son fáciles de mantener y no tienen una gran pérdida de carga. Pueden trabajar a cualquier temperatura
  • 118.  Lavadores ciclónicos húmedos: Son semejantes a los lavadores ciclónicos secos con el añadido de unos inyectores mediante los cuales se pulveriza el liquido lavado. La unión del movimiento helicoidal del gas y el liquido inyectado proyecta las gotitas de agua sucia sobre las paredes que resbalando a lo largo de ellas llegan al fondo. El consumo es de 1 -12 l/10 m3. Son capaces de eliminar partículas > 2.5 µm con rendimientos elevados
  • 119.  Filtros: son materiales porosos compuesto por una estructura granular o fibrosa por donde circula el aire y las partículas se unen a las fibras del tejido mediante diversos mecanismos que dependen del tamaño de la partícula.
  • 120. La eficacia de captación de los filtros depende mucho del tamaño de la partícula
  • 121. Los materiales que se empleen (poliester, poliamida, nylon, fibra de vidrio) debe de ser compatibles con el tipo de gas/partícula a tratar. Uno de los mas empleado en aplicaciones industriales son los de telas o bolsas en los que los filtros tienen forma de bolsas que cuelgan en múltiples filas. Las eficiencias son del 99% para partículas > 0.5 µm. Suelen llevar un sistema de agitación para que el polvo acumulado caiga a una tolva y no se obturen los filtros. La mayor dificultad de estos sistemas son los de no soportar gases calientes y/o húmedos
  • 122.
  • 123.  Precipitadores electrostáticos: En este tipo de separadores, se utilizan campos eléctricos para separar a las partículas del gas. Para ello se aplica un campo eléctrico al gas sucio para que las partículas se cargen (se ioniza el gas y los pequeños iones se pegan a las partículas). Este gas se hace pasar a continuación a través de una placas colectoras cargadas, con cargas de signo opuesto, para que atraigan a las partículas y queden adheridas a las placas.
  • 124. Estos separadores tienen múltiples ventajas: Pueden manejar grandes volúmenes de gases, con una alta eficiencia de colección , incluso para partículas submicrométricas y posibilidad de trabajar con gases a alta temperatura y húmedos. Las pérdida de carga no es muy grande
  • 126.  Una fuente importante de contaminación (CO, VOC, NOx) procede de la combustión de carburantes en los motores de los vehículos. Acidificantes Precursores O3
  • 127.  Un problema creciente debido al aumento del parque automovilista, aunque las nuevas tecnologías permiten una mejora en las emisiones de gases de efecto invernadero y contaminantes per coche
  • 128.
  • 129.  La emisión de los gases contaminantes se produce principalmente a cuenta de los procesos de combustión que tiene lugar en el interior de los cilindros, aunque también tiene su importancia la emisión por evaporación de combustible en el llenado del tanque, pérdida de los depósitos y en el interior de los motores
  • 130. Emisión en motores de gasolina  En estos motores, el combustible se mezcla con el aire en los carburadores y pasa a continuación al interior de los cilindros (fase de admisión), donde, una vez comprimidos (fase de compresión) una chispa inflama la mezcla (fase de ignición). La mezcla se quema y expande (fase de expansión), saliendo al final los productos de combustión. (fase de expulsión)
  • 131.  Una estimación teórica de la cantidad de aire necesaria para la combustión completa del combustible, se obtiene analizando la reacción química empleando un hidrocarburo teórico que represente a la gasolina. Así por ejemplo se tiene C7H13+10.25 O2+38.54 N2 --> 7CO2+6.5 H2O+38.54 N2 (moles) 97 C7H13+328 O2+1080 N2 --> 308 CO2+1170 H2O+ 1080 N2 (masa) A 328+ 1080 r= = = 14.5 F 97
  • 132. Cuando se produce la chispa por la bujía, se produce una onda de choque de la llama que avanza a lo largo de la cámara de combustión inflamando el combustible inyectado. En las zonas cercanas a las paredes, debido a la menor temperatura existente en esa zona, habida cuenta de la refrigeración, la combustión es incompleta.
  • 133. Se puede lograr una cierta disminución mediante la regulación de la mezcla, el instante de la ignición, la razón superficie/volumen de cilindro, el control de la temporalización de apertura y cierre de válvulas (los motores VTEC de Honda usan esta tecnología), recirculación de los gases de salida, etc.
  • 134. Reducción de emisiones mediante reactores externos:  Reactores térmicos: En este tipo de instrumentos se mezclan los gases cálidos de la salida del motor con aire fresco para lograr una total oxidación del CO y los hidrocarburos residuales. Este tipo de sistemas exige una mezcla rica en combustible para asegurar un mayor grado de combustión en el reactor. Se hace necesario alcanzar hasta 1000K para lograr una eficacia de conversión, en los gases de salida, por encima de un 85%.
  • 135.  Los    problema que presentan este tipo de reactores son La elevada temperatura alcanzada requiere materiales especiales. Un espacio adicional en los motores para lograr una combustión eficaz de los gases residuales Sobrecalentamiento en el caso de que la mezcla no se queme bien en la cámara de combustión del motor
  • 136.  Reactores  catalíticos externos. La introducción de los reactores o conversores catalíticos logra salvar muchas de las deficiencias de los reactores térmicos. La presencia de un catalizador disminuye la energía de activación de la reacción y por tanto la temperatura necesaria para que se realice. De esta forma se consigue disminuir la temperatura de trabajo del conversor y su tamaño
  • 137.  El reactor catalítico consiste en un soporte cerámico con una capa de alúmina, para aumentar la superficie efectiva, y una capa de un material precioso (platino, paladio, rodio) que hace de catalizador permitiendo la oxidación del CO a CO2, de HC a CO2 y H2O y de NO a N2. Los catalizadores más modernos son de tres vías, logrando en un único sistema la oxidación de los tres gases. Para que esto sea posible es necesario que la reacción de combustión se haga en forma estequiométrica, pues la eficacia de oxidación depende fuertemente de la cantidad de O2 disponible
  • 138. Eficacia de conversión frente a la riqueza de la mezcla
  • 139.  Para alcanzar el máximo rendimiento los motores van provistos de una sonda, llamada sonda Lambda, que controla la riqueza de la mezcla (que se designa como razón lambda) de forma electrónica.  Así mismo para alcanzar el máximo rendimiento se hace necesario una temperatura de un 300 C, lo cual necesita de algún tiempo de operación para que se alcance. Esto implica que en los trayectos muy cortos el sistema no opera a pleno rendimiento.  Por otra parte los motores equipados con catalizadores pierden un poco de potencia debido a la caída de presión que se produce en el catalizador
  • 140.
  • 142.
  • 143.
  • 145.
  • 147. Clasificación UN-ECE de los vehículos Coche de pasajeros Veh’culos de carga ligeros Veh’culos de carga pesados Autobuses M1 Dos ruedas L1,L2,L3,L4,L5 N1 N2, N3 M2,M3
  • 148.
  • 149.
  • 150. Directivas 91/441/EC (pasajeros) y 93/53 (vehículos carga ligeros) (Euro I) A partir de 1993, los vehículos deben de llevar un convertidor catalítico de tres vías.
  • 151. Directiva 1994/12 (pasajeros), 1996/69 (vehículos carga ligeros) (Euro II) (válida a partir de 1997)
  • 152. Directiva 1998/69 EC (Euro III)
  • 153.  Directiva 91/542/EEC para vehículos comerciales pesados. Además, para evitar las emisiones de SO2, se debe de reducir la cantidad de azufre en el combustible hasta un 0.05% en peso (93/12/EEC)
  • 154.
  • 155.
  • 156. Posibles mejoras  Mejoras en el combustible: Aditivos tales como metanol o etanol. Uso de otros carburantes tales como GLP (gas licuado de petróleo, (95% propano) ), GNL (gas natural licuado), GNC (gas natural comprimido)
  • 157. Metanol (CH3-OH)           Elevado octanaje (mayores razones de compresión => mayor potencia) Arde a una menor temperatura (< NOx) Arde de forma más completa (< CO y HC) Produce mayores niveles de aldehidos (HCHO) Problemas de arranque a bajas temperaturas Alta toxicidad Poder energético mitad del de la gasolina (> depositos) Arde sin llama (problema en caso de accidente) Genera altos niveles de CO2 en su producción a partir del carbón, menor si se parte de gas natural Se emplea unido a la gasolina( M85, 85% metanol, 15% gasolina), el poder energético aun 60% del de la gasolina, presenta llama, algo mayor de volatilidad (mejora el arranque en frío), mal olor (impide la ingestion)
  • 158. Etanol CH3-CH2-OH  Se puede producir a partir de semillas, caña de azucar, etc > bio-combustible (Brasil 25% de vehículos emplean etanol)  Genera menos CO y HC  Aumenta el octanaje  Se suele emplear con gasolina (E90, 10% etanol, 90% gasolina)
  • 159. Sistemas alternativos  motores eléctricos,  sistemas híbridos,  sistemas con células de hidrógeno.
  • 160. Elementos de un coche hibrido
  • 161.
  • 162.