Documentos de referencia

Actividad

Emisiones generadas por el almacenamiento (EFS)

Almacenamiento y manipulación de las materias primas y productos terminados

Principios generales de monitorización (MON)

Monitorización de las emisiones

Industrias de tratamiento de residuos (WT)

Tratamiento de residuos

Eficiencia energética (ENE)

Eficiencia energética en general

Efectos económicos y cruzados (ECM)

Efectos económicos y cruzados de las técnicas

Término utilizado

Definición

Planta nueva

Una planta de nueva construcción edificada sobre los terrenos de otra planta existente, en fecha posterior a la publicación de las presentes conclusiones sobre las MTD, o bien la sustitución completa de una planta edificada sobre los cimientos de otra ya existente después de publicadas las presentes conclusiones.

Planta existente

Cualquier planta que no sea de construcción reciente.

Gran modificación

Mejora introducida en la planta u horno que conlleve una modificación considerable de los requisitos o tecnología del horno, o la sustitución del mismo.

«Utilización de los residuos como materias primas o combustibles»

El término abarca la utilización de:

Término utilizado

Definición

Cemento blanco

Cemento correspondiente al siguiente código PRODCOM 2007: 26.51.12.10 – Cemento blanco Portland

Cemento especial

Cementos especiales correspondientes a los siguientes códigos PRODCOM 2007:

Dolomía calcinada

Mezcla de óxidos de calcio y de magnesio obtenida mediante la descarbonatación de la dolomía (CaCO3.MgCO3), con un contenido residual mínimo de CO2 en el producto de 0,25 %, y una densidad aparente máxima del producto comercial de 3,05 g/cm3. El contenido libre en forma de MgO suele variar entre el 25 % y el 40 %.

Dolomía sinterizada

Mezcla de óxidos de calcio y magnesio utilizados exclusivamente para la fabricación de ladrillos u otros productos refractarios con una densidad aparente mínima de 3,05 g/cm3.

Término utilizado

Definición

NOx expresados en NO2

La suma de óxido de nitrógeno (NO) y dióxido de nitrógeno (NO2), expresada en NO2

SOx expresados en SO2

La suma de dióxido de azufre (SO2) y trióxido de azufre (SO3), expresada en SO2

Cloruro de hidrógeno expresado en HCl

Todos los cloruros gaseosos expresados en HCl

Fluoruro de hidrógeno expresado en HF

Todos los fluoruros gaseosos expresados en HF

ASK

Horno vertical anular

DBM

Magnesia calcinada a muerte

I-TEQ

Equivalente internacional de toxicidad

LRK

Horno rotatorio largo

MFSK

Horno vertical de alimentación mixta

OK

Hornos de otro tipo.

Se incluyen aquí los siguientes tipos utilizados en la industria de la cal:

OSK

Otros hornos verticales (distintos de los ASK y MFSK)

PCDD

dibenzo-p-dioxina policlorada

PCDF

Policlorodibenzofuranos

PFRK

Hornos de flujo paralelo regenerativo

PRK

Hornos rotatorios con precalentador

Actividades

Condiciones de referencia

Actividades relacionadas con la combustión en horno

Industria cementera

10 % de oxígeno en volumen

Industria de la cal (2)

11 % de oxígeno en volumen

Industria del óxido de magnesio (proceso seco) (3)

10 % de oxígeno en volumen

Actividades no relacionadas con la combustión en horno

Todos los procesos

Sin corrección para el oxígeno

Plantas de hidratación de cal

Condiciones de las propias emisiones

(sin corrección para el oxígeno y el gas seco)

Valor medio diario

Valor medio durante un período de 24 horas, obtenido por monitorización continua de las emisiones

Valor medio durante el período de muestreo

Valor medio de las mediciones puntuales (periódicas) durante un período mínimo de 30 minutos cada una, salvo indicación en contrario

Técnica

a

Seleccionar un emplazamiento apropiado para los procesos ruidosos.

b

Encerrar los procesos o equipos ruidosos.

c

Aislar las vibraciones producidas por los procesos o equipos.

d

Revestir el interior y el exterior con materiales amortiguadores de impactos.

e

Aislar acústicamente los edificios para proteger los procesos ruidosos en los que intervengan equipos de transformación de materiales.

f

Construir muros de protección o pantallas naturales contra el ruido.

g

Instalar silenciadores de salida en las chimeneas de escape.

h

Revestir con material aislante los conductos y ventiladores finales situados en edificios con aislamiento acústico.

i

Cerrar las puertas y ventanas de las zonas cubiertas.

j

Instalar aislamiento acústico en los edificios destinados a la maquinaria.

k

Instalar aislamiento acústico en los huecos de las paredes, por ejemplo mediante la colocación de compuertas en la boca de entrada de las cintas transportadoras.

l

Instalar elementos insonorizantes en las salidas de gases, por ejemplo en las salidas de gases limpios de los equipos de filtrado.

m

Reducir del caudal en los conductos.

n

Instalar aislamiento acústico en los conductos.

o

Evitar el acoplamiento de las fuentes de ruido con los elementos que pudieran entrar en resonancia, por ejemplo, compresores y conductos.

p

Instalar silenciadores en los grupos filtro/ventilador.

q

Instalar módulos insonorizados en los dispositivos técnicos (por ejemplo, compresores).

r

Utilizar protectores de goma en los molinos (para evitar el contacto entre metales).

s

Construir edificios o plantar árboles y arbustos entre la zona protegida y la actividad generadora de ruido.

Técnica

a

Optimizar el control del proceso, incluido el control automático por ordenador.

b

Utilizar alimentadores graviméticos modernos de combustibles sólidos.

Técnica

Aplicabilidad

a

Mediciones continuas de los parámetros del proceso para comprobar la estabilidad del mismo, por ejemplo, temperatura, contenido de O2, presión y caudal.

Aplicable con carácter general.

b

Monitorización y estabilización de los parámetros críticos del proceso, es decir, homogeneidad de la mezcla de materias primas y de la alimentación del combustible, dosificación regular y exceso de oxígeno.

Aplicable con carácter general.

c

Medición continua de las emisiones de NH3 cuando se aplique la SNCR.

Aplicable con carácter general.

d

Medición continua de las emisiones de partículas, NOx, SOx, y CO.

Aplicable a los procesos de combustión en horno.

e

Medición periódica de las emisiones de PCDD/F y de metales.

f

Medición continua o periódica de las emisiones de HCl, HF y COT.

g

Medición continua o periódica del contenido de partículas.

Aplicable a las actividades sin combustión en horno.

En el caso de las fuentes pequeñas (<10 000 Nm3/h) de las actividades que emiten partículas, excluyendo el enfriado y las operaciones básicas de molienda, la frecuencia de las mediciones o de los controles de funcionamiento será la indicada en el sistema de gestión del mantenimiento.

Proceso

Unidad

Niveles de consumo de energía asociados a la MTD (4)

Proceso seco con precalcinación y precalentamiento multietapa

MJ/tonelada de clínker

2 900 – 3 300  (5)  (6)

Técnica

Aplicabilidad

a

Utilizar hornos mejorados y optimizados y un proceso de combustión uniforme y estable, cuyos parámetros se acerquen lo más posible a los valores de referencia establecidos para el proceso, aplicando las técnicas siguientes:

Aplicable con carácter general. Para los hornos existentes, la aplicabilidad del precalentamiento y la precalcinación dependerá de la configuración del sistema de horno.

b

Recuperar el exceso de calor de los hornos, especialmente de sus zonas de enfriamiento. En particular, el exceso de calor procedente de la zona de enfriamiento (aire caliente) del horno o del precalentador puede utilizarse para el secado de las materias primas.

Aplicable con carácter general a la industria cementera.

La recuperación del exceso de calor de la zona de enfriamiento es aplicable cuando se emplean enfriadores de parrillas.

En los enfriadores rotatorios, la eficiencia de recuperación es limitada.

c

Aplicar el número apropiado de etapas en el precalentador de ciclones, en función de las características y propiedades de las materias primas y combustibles utilizados.

Las etapas de los precalentadores de ciclones son aplicables a las nuevas plantas y a las grandes modificaciones.

d

Utilizar combustibles cuyas características influyan positivamente sobre el consumo de energía térmica.

La técnica es aplicable con carácter general a los hornos de cemento, en función de la disponibilidad combustibles, y a los hornos existentes, en función de las posibilidades técnicas de inyectar el combustible dentro del horno.

e

Cuando se sustituyan los combustibles convencionales por combustibles derivados de residuos, utilizar unos sistemas de horno de cemento adecuados y optimizados para la combustión de los residuos.

Aplicable con carácter general a todos los tipos de hornos de cemento.

f

Minimizar los caudales en derivación.

Aplicable con carácter general a la industria cementera.

Técnica

a

Utilizar sistemas de gestión de potencia.

b

Utilizar trituradoras y otros equipos eléctricos con una alto grado de eficiencia energética.

c

Utilizar sistemas de monitorización mejorados.

d

Reducir las fugas de aire en el sistema.

e

Optimizar el control del proceso.

Técnica

a

Aplicar sistemas de aseguramiento de la calidad que permitan preservar las características de los residuos, y analizar todos los residuos a utilizarcomo materia prima o como combustible en un horno de cemento respecto a:

b

Controlar la cantidad de los parámetros relevantes de aquellos residuos que se vayan a utilizar como materia prima o combustible en un horno de cemento, como por ejemplo, cloro, metales relevantes (por ejemplo, cadmio, mercurio, talio), azufre y contenido total de halógenos.

c

Aplicar sistemas de aseguramiento de la calidad en cada carga de residuos.

Técnica

a

Introducir los residuos en el horno a través de los puntos de alimentación adecuados en lo relativo a la temperatura y tiempo de permanencia, en función del diseño y funcionamiento del horno.

b

Incorporar los residuos que contengan compuestos orgánicos que puedan volatilizarse antes de llegar a la zona de calcinación en las zonas adecuadas de altas temperaturas del sistema del horno.

c

Aplicar el proceso apropiado para que la temperatura del gas resultante de la coincineración de los residuos se eleve de forma controlada y homogénea, incluso en las condiciones más desfavorables, hasta los 850 °C durante un período de dos segundos.

d

Elevar la temperatura hasta 1 100  °C si se coincineran residuos peligrosos con un contenido superior al 1 % de sustancias orgánicas halogenadas, expresadas en cloro.

e

Alimentar los residuos de forma continuada y uniforme.

f

Retrasar o detener la coincineración de residuos en operaciones como la puesta en marcha o las paradas cuando no se puedan alcanzar las temperaturas y los tiempos de permanencia adecuados con arreglo a los anteriores puntos a) a d).

Técnica

Aplicabilidad

a

Aplicar criterios de simplificación y linealidad en el diseño de la instalación.

Aplicable únicamente a las nuevas plantas.

b

Aislar o encapsular las operaciones que generen partículas, como la trituración, el tamizado y el mezclado.

Aplicable con carácter general.

c

Cubrir las cintas transportadoras y los sistemas elevadores, diseñados como sistemas cerrados, cuando los materiales pulverulentos puedan generar emisiones difusas de partículas.

d

Reducir las fugas de aire y los puntos de derrame.

e

Utilizar dispositivos y sistemas de control automáticos.

f

Vigilar para que las operaciones se realicen con normalidad de manera continuada.

g

Llevar a cabo un mantenimiento adecuado y completo de la instalación mediante sistemas de aspiración, ya sean fijos o móviles:

h

Ventilar y recoger las partículas mediante filtros de mangas:

i

Utilizar sistemas de almacenamiento cerrados dotados de sistemas de manipulación automática:

j

En las operaciones relacionadas con la expedición, carga y descarga de cemento, utilizar tuberías de llenado flexibles equipadas con sistemas de extracción de partículas, orientadas hacia la plataforma de carga del camión.

Técnica

a

Cubrir las zonas de almacenamiento a granel o las pilas con pantallas, muros o cerramientos con vegetación de crecimiento vertical (barreras cortaviento, naturales o artificiales, para la protección de las pilas aire libre).

b

Utilizar barreras cortaviento para las pilas al aire libre:

c

Utilizar sistemas de aspersión de agua y supresores químicos de partículas:

d

Cuidar la pavimentación, riego, limpieza y mantenimiento de las vías de acceso:

e

Garantizar la humidificación de las pilas:

f

En caso de que no sea posible evitar las emisiones difusas de partículas en las zonas de carga y descarga, ajustar la altura de la descarga a la variación de la altura de la pila, preferiblemente de forma automática, o bien reducir la velocidad de descarga.

Técnica (7)

Aplicabilidad

a

Precipitadores electrostáticos (ESP).

Aplicable a todos los sistemas de hornos.

b

Filtros de mangas.

c

Filtros híbridos.

Técnica (8)

Aplicabilidad

a

Precipitadores electrostáticos (ESP).

Aplicable con carácter general a los enfriadores de clínker y molinos de cemento.

b

Filtros de mangas.

Aplicable con carácter general a los enfriadores de clínker y molinos de cemento.

c

Filtros híbridos.

Aplicable con carácter general a los enfriadores de clínker y molinos de cemento.

Técnica (9)

Aplicabilidad

a

Técnicas primarias

Aplicable a todos los tipos de hornos utilizados en la industria cementera. El grado de aplicabilidad puede verse limitado por los requisitos de calidad del producto y los potenciales efectos sobre la estabilidad del proceso.

Aplicable a todos los hornos rotatorios, tanto en el quemador principal como en el precalcinador.

Aplicable con carácter general a los hornos rotatorios largos

Aplicable con carácter general a los hornos rotatorios, respetando los requisitos de calidad del producto final.

De aplicación general a todos los hornos

b

Combustión por etapas (combustibles convencionales o combustibles derivados de residuos), también en combinación con un precalcinador y una mezcla de combustibles optimizada.

En general, solamente puede aplicarse en los hornos equipados con precalcinador. En los sistemas de precalentamiento de ciclones sin precalcinador se requieren importantes modificaciones de la planta.

En los hornos sin precalcinador, la utilización de combustibles en grano podría influir positivamente en la reducción de los NOx dependiendo de la capacidad de crear una atmósfera de reducción controlada y de controlar las correspondientes emisiones de CO.

c

Reducción no catalítica selectiva (SNCR).

Aplicable en principio a los hornos de cemento rotatorios. Las zonas de inyección varían según el tipo de proceso de fabricación. En los hornos largos de vía seca o vía húmeda puede que resulte difícil alcanzar la temperatura y el tiempo de retención necesarios. Véase también la MTD 20.

d

Reducción catalítica selectiva (SCR).

Su aplicabilidad dependerá del desarrollo de los catalizadores y procesos apropiados en la industria cementera.

Tipo de horno

Unidad

NEA-MTD

(valor medio diario)

Hornos con precalentador

mg/Nm3

< 200 – 450 (10)  (11)

Hornos Lepol y hornos rotatorios largos

mg/Nm3

400 – 800 (12)

Técnica

a

Aplicar una eficiencia apropiada y suficiente de reducción de los NOx, junto con un proceso operativo estable.

b

Aplicar una buena distribución estequiométrica del amoníaco con el fin de lograr la máxima eficiencia de reducción de los NOx y reducir el escape de NH3.

c

Mantener al nivel más bajo posible las emisiones correspondientes a la salida de NH3 adicional (generadas por el amoníaco sin reaccionar) en los gases de combustión, teniendo en cuenta la correlación entre la eficiencia en la reducción de los NOx y el escape de NH3.

Parámetro

Unidad

NEA-MTD

(valor medio diario)

Escape de NH3

mg/Nm3

< 30 – 50 (13)

Técnica (14)

Aplicabilidad

a

Adición de absorbentes

En principio, la adición de absorbentes es aplicable a todos los sistemas de hornos, aunque se utilizan principalmente en los precalentadores de suspensión. La adición de caliza a la alimentación del horno reduce la calidad de los gránulos o nódulos y provoca problemas de flujo en los hornos Lepol. En los hornos con precalentador se ha comprobado que la inyección directa de cal apagada en el gas de combustión es menos eficiente que la adición de la misma sustancia en la alimentación del horno.

b

Depuradores húmedos

Aplicable a todos los tipos de hornos de cemento con unos niveles adecuados (suficientes) de SO2 para la producción de yeso.

Parámetro

Unidad

NEA-MTD (15)  (16)

(valor medio diario)

SOx expresados en SO2

mg/Nm3

< 50 – 400

Técnica

a

Gestionar correctamente los disparos por CO con el fin de reducir los períodos de parada del ESP.

b

Medir continuamente de forma automática el CO mediante equipos de monitorización con tiempos de respuesta cortos y ubicados cerca de la fuente de CO.

Técnica

a

Utilización de materias primas y combustibles con bajo contenido de cloro.

b

Limitar la cantidad de cloro de los residuos utilizados como materia prima o combustible en los hornos de cemento.

Técnica

a

Utilización de materias primas y combustibles con un bajo contenido de flúor.

b

Limitar la cantidad de flúor de los residuos utilizados como materia prima o combustible en los hornos de cemento.

Técnica

Aplicabilidad

a

Seleccionar y controlar cuidadosamente las entradas al horno (materias primas), por ejemplo, en lo relativo al cloro, cobre y compuestos orgánicos volátiles.

Aplicable con carácter general.

b

Seleccionar y controlar cuidadosamente las entradas al horno (combustibles), por ejemplo, en lo relativo al cloro y cobre.

Aplicable con carácter general.

c

Limitar o evitar la utilización de residuos que contengan materiales orgánicos clorados.

Aplicable con carácter general.

d

Evitar la utilización de combustibles con un alto contenido de halógenos (por ejemplo, cloro) para el quemador secundario.

Aplicable con carácter general.

e

Enfriar rápidamente los gases de combustión del horno a una temperatura inferior a los 200 °C, y reducir al mínimo el tiempo de permanencia de los gases de combustión y del contenido de oxígeno en aquellas zonas en las que el rango de temperatura se sitúe entre 300 y 450 °C.

Aplicable a los hornos largos de vía húmeda y seca sin precalentador. Esta característica es inherente al horno moderno con precalentador y precalcinador.

f

Detener la coincineración de residuos en las operaciones de puesta en marcha y apagado.

Aplicable con carácter general.

Técnica

a

Seleccionar materiales con un bajo contenido de los metales relevantes y limitar el contenido de los mismos, especialmente del mercurio, en los materiales utilizados.

b

Aplicar un sistema de aseguramiento de la calidad para garantizar las características de los residuos utilizados.

c

Aplicar técnicas eficaces para evitar la emisión de partículas, como las descritas en la MTD 17.

Metales

Unidad

NEA-MTD

(valor medio durante el período de muestreo, mediciones puntuales durante media hora como mínimo)

Hg

mg/Nm3

< 0,05 (18)

Σ (Cd, Tl)

mg/Nm3

< 0,05 (17)

Σ (As, Sb, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V)

mg/Nm3

< 0,5 (17)

Técnica

Aplicabilidad

a

Reutilización, siempre que sea posible, de las partículas recogidas en el proceso.

Aplicable con carácter general, pero en función de la composición química de las partículas.

b

Utilizar las partículas, siempre que sea posible, para elaborar otros productos comerciales.

Es posible que la utilización de partículas para elaborar otros productos comerciales quede fuera del control del titular.

Técnica

a

Optimización del control del proceso, con sistemas de control automático por ordenador.

b

Utilización de alimentadores gravimétricos y de combustibles sólidos modernos, y/o caudalímetros de gas.

Técnica

Aplicabilidad

a

Medición continua de los parámetros del proceso para comprobar la estabilidad del mismo, por ejemplo, la temperatura, contenido de O2, presión, caudal y emisiones de CO.

Aplicable a los procesos de combustión en horno.

b

Monitorización y estabilización de los parámetros críticos del proceso, por ejemplo, la alimentación del combustible, dosificación regular y exceso de oxígeno.

c

Medición continua o periódica de las emisiones de partículas, NOx, SOx, CO, así como de las emisiones de NH3 en caso de utilizar la SNCR.

Aplicable a los procesos de combustión en horno.

d

Medición continua o periódica de las emisiones de HCl y HF en caso de coincineración de residuos.

Aplicable a los procesos de combustión en horno.

e

Medición continua o periódica de las emisiones de COT o medición continua en caso de coincineración de residuos.

Aplicable a los procesos de combustión en horno.

f

Medición periódica de las emisiones de PCDD/F y de metales.

Aplicable a los procesos de combustión en horno.

g

Medición continua o periódica de las emisiones de partículas.

Aplicable a las actividades sin combustión en horno.

En el caso de las fuentes pequeñas (< 10 000 Nm3/h), la frecuencia de las mediciones deberá basarse en un sistema de gestión del mantenimiento.

Técnica

Descripción

Aplicabilidad

a

Utilizar sistemas de hornos mejorados y optimizados y un proceso de combustión uniforme y estable, cuyos parámetros se acerquen lo más posible a los valores de referencia establecidos para los mismos, aplicando las siguientes técnicas:

Mantener los parámetros de control del horno lo más cerca posible de sus valores óptimos tiene por efecto reducir todos los parámetros del consumo como resultado, entre otras cosas, de un menor número de paradas y averías.

La utilización de piedra caliza de granulometría óptima dependerá de la disponibilidad de esta materia prima.

La técnica (a) II solamente es aplicable a los hornos rotatorios largos (LRK).

b

Utilizar combustibles cuyas características influyan positivamente sobre el consumo de energía térmica.

Las características de los combustibles, como su alto poder calorífico y su bajo contenido de humedad, pueden ejercer efectos positivos sobre el consumo de energía térmica.

La aplicabilidad dependerá de la posibilidad técnica de alimentar el horno con el combustible seleccionado y de la disponibilidad de los combustibles adecuados (es decir, combustibles de alto poder calorífico y de bajo contenido de humedad), la cual dependerá de la política energética del Estado miembro.

c

Reducir el exceso de aire.

La disminución del exceso de aire utilizado en la combustión ejerce un efecto directo sobre el consumo de energía, dado que los porcentajes elevados de aire requieren más energía térmica para calentar el volumen en exceso.

La reducción del exceso de aire solamente influye sobre el consumo de energía térmica en los hornos de tipo LRK y PRK.

Potencialmente, esta técnica podría incrementar las emisiones de COT y de CO.

Aplicable a los hornos de tipo LRK y PRK, con la salvedad de que puede producirse un sobrecalentamiento de determinadas zonas del horno, con el consiguiente deterioro de la vida útil de los refractarios.

Tipo de horno

Consumo de energía térmica (19)

GJ/tonelada de producto

Hornos rotatorios largos (LRK).

6,0 – 9,2

Hornos rotatorios con precalentador (PRK).

5,1 – 7,8

Hornos de flujo paralelo regenerativo (PFRK).

3,2 – 4,2

Hornos verticales anulares (ASK).

3,3 – 4,9

Hornos verticales de alimentación mixta (MFSK).

3,4 – 4,7

Otros hornos (OK).

3,5 – 7,0

Técnica

a

Aplicar sistemas de gestión de energía.

b

Utilizar piedra caliza de granulometría optimizada.

c

Utilizar trituradoras y otros equipos eléctricos con un alto grado de eficiencia energética.

Técnica

Aplicabilidad

a

Explotar las canteras aplicando métodos específicos, triturar y utilizar adecuadamente la piedra caliza (calidad, granulometría).

Aplicable con carácter general a la industria de la cal, aunque el procesamiento adecuado de la piedra caliza dependerá de la calidad de la misma.

b

Seleccionar hornos con técnicas optimizadas que permitan operar con un rango más amplio de granulometría del material, para poder utilizar así de manera óptima la piedra caliza extraída de la cantera.

Aplicable a las plantas nuevas y a las grandes modificaciones.

En principio, los hornos verticales solo pueden quemar guijarros gruesos de piedra caliza. Los hornos PFRK de piedra fina y los rotatorios pueden funcionar con una granulometría más fina de la piedra.

Técnica

a

Aplicar un sistema de aseguramiento de la calidad que permita garantizar y controlar las características de los residuos, y analizar todos los residuos utilizados como combustible respecto a:

b

Controlar la cantidad de componentes pertinentes de aquellos residuos que se vayan a utilizar como combustible, en particular su contenido de halógenos, metales (por ejemplo, cromo, plomo, cadmio, mercurio, talio) y azufre.

Técnica

a

Utilizar los quemadores adecuados para incorporar residuos idóneos, en función del diseño y funcionamiento del horno.

b

Aplicar el proceso apropiado para que la temperatura del gas resultante de la coincineración de los residuos se pueda elevar de forma controlada y homogénea, incluso en las condiciones más desfavorables, hasta los 850 °C durante dos segundos.

c

Elevar la temperatura hasta los 1 100  °C si se coincineran residuos peligrosos con un contenido de sustancias orgánicas halogenadas, expresadas en cloro, superior al 1 %.

d

Introducir los residuos de forma continuada y uniforme.

e

Detener la incorporación de residuos cuando se realizan operaciones como la puesta en marcha o las paradas, en los casos en que no se puedan alcanzar las temperaturas y los tiempos de permanencia adecuados con arreglo a los anteriores puntos b) y c).

Técnica

a

Aislar o encapsular las operaciones que generen partículas, como la trituración, el tamizado y el mezclado.

b

Cubrir las cintas transportadoras y los sistemas elevadores construidos como sistemas cerrados cuando los materiales pulverulentos puedan generar emisiones de partículas difusas.

c

Utilizar silos de almacenamiento con la capacidad adecuada, dotados de indicadores de nivel, de sistemas de desconexión automática y de filtros capaces de eliminar las partículas atmosféricas producidas durante las operaciones de llenado.

d

Utilizar un proceso de circulación mejorado mediante sistemas de transporte neumáticos.

e

Manipular los materiales en sistemas cerrados mantenidos a una presión negativa, y desempolvar el aire succionado mediante un filtro de mangas, antes de emitirlo a la atmósfera.

f

Reducir las fugas de gases y los puntos de derrame, comprobar la estanqueidad de las instalaciones.

g

Mantener las instalaciones de forma adecuada y completa.

h

Utilizar dispositivos y sistemas automáticos de control.

i

Vigilar para que las operaciones se realicen con normalidad de manera continuada.

j

Utilizar tuberías de llenado flexibles para la carga de la cal, equipadas con un sistema de extracción de partículas y montadas en la plataforma de carga del camión.

Técnica

a

Cubrir las zonas de almacenamiento mediante pantallas, muros o cerramientos con vegetación de crecimiento vertical (barreras cortaviento, naturales o artificiales, para la protección de las pilas al aire libre).

b

Utilizar silos para el producto terminado y zonas de almacenamiento de materias primas completamente automatizadas. Estos sistemas de almacenamientos disponen de uno o varios filtros de mangas para evitar la formación de partículas difusas durante las operaciones de carga y descarga.

c

Reducir las emisiones de partículas difusas de las pilas mediante una humidificación suficiente de los puntos de carga y descarga y la utilización de cintas transportadoras ajustables en altura. Al utilizar medidas o técnicas de humidificación o aspersión de agua, el suelo puede impermeabilizarse y podrá recogerse el agua sobrante que, en caso necesario, podrá tratarse y utilizarse en sistemas de ciclo cerrado.

d

En caso de que no sea posible evitar la emisión de partículas difusas en las zonas de carga y descarga, reducir las mismas ajustando la altura del punto de descarga a la variación de la altura de la pila, preferiblemente de forma automática, o bien reduciendo la velocidad de descarga.

e

Mantener húmedas dichas zonas, especialmente las más secas, mediante dispositivos de aspersión de agua, y proceder a su limpieza y a la de los camiones.

f

Utilizar sistemas de aspiración durante las operaciones de traslado. En los edificios de nueva construcción se pueden instalar fácilmente sistemas de aspiración fijos, mientras que en los antiguos normalmente es más fácil instalar sistemas móviles y conexiones flexibles.

g

Reducir las emisiones de partículas difusas en las zonas utilizadas por los camiones, pavimentándolas siempre que se pueda, y manteniendo lo más limpia posible su superficie. El riego de las vías de acceso puede reducir las emisiones de partículas difusas, especialmente con tiempo seco. Se aplicarán las buenas prácticas de limpieza y mantenimiento con el fin de reducir al mínimo las emisiones de partículas difusas.

Técnica (20)  (21)

Aplicabilidad

a

Filtros de mangas

Aplicable con carácter general a las instalaciones de molienda y trituración, así como a los procesos auxiliares de la industria de la cal: transporte de materiales, almacenamiento y carga. La aplicabilidad de los filtros de mangas en las plantas de hidratación de cal puede verse limitada por el elevado nivel de humedad y la baja temperatura de los gases de combustión.

b

Depuradores húmedos

Aplicable principalmente a las plantas de hidratación de cal.

Técnica

Unidad

NEA-MTD

[valor medio diario o durante el período de muestreo (mediciones puntuales durante media hora como mínimo)]

Filtros de mangas

mg/Nm3

< 10

Depuradores húmedos

mg/Nm3

< 10 – 20

Técnica (22)

Aplicabilidad

a

ESP.

Aplicable a todos los sistemas de hornos.

b

Filtros de mangas.

Aplicable a todos los sistemas de hornos.

c

Separador húmedo de partículas.

Aplicable a todos los sistemas de hornos.

d

Separadores centrífugos o de ciclón.

Los separadores centrífugos únicamente son adecuados para la separación previa, y pueden utilizarse en todos los sistemas de horno para la primera limpieza de los gases de combustión.

Técnica

Unidad

NEA-MTD

[valor medio diario o durante el período de muestreo (mediciones puntuales durante media hora como mínimo)]

Filtros de mangas.

mg/Nm3

< 10

Filtros ESP de de otro tipo.

mg/Nm3

< 20 (*1)

Técnica

Aplicabilidad

a

Seleccionar y controlar cuidadosamente las sustancias que entran en el horno.

Aplicable con carácter general.

b

Reducir los precursores de contaminantes en los combustibles y, si es posible, en las materias primas:

Aplicable con carácter general a la industria de la cal, dependiendo de la disponibilidad de materias primas y combustibles a nivel local, del tipo de horno utilizado, de las cualidades pretendidas del producto y de la posibilidad técnica de alimentar el horno seleccionado con el combustible correspondiente.

c

Aplicar técnicas de optimización del proceso para lograr una absorción eficiente del dióxido de azufre (por ejemplo, un contacto eficiente entre los gases del horno y la cal viva).

Aplicable a todas las plantas de fabricación de cal.

Por regla general no es posible lograr una automatización completa del proceso debido a variables fuera de control, por ejemplo, la calidad de la piedra caliza.

Técnica

Aplicabilidad

a

Técnicas primarias.

Aplicable con carácter general a la industria de la cal en función de la disponibilidad del combustible, que a su vez puede verse afectada por la política energética del Estado miembro y por la posibilidad técnica de alimentar el horno seleccionado con un tipo de combustible determinado.

La optimización y control del proceso son aplicables a la industria de la cal, pero estarán en función de la calidad del producto final.

Los quemadores de bajo NOX pueden utilizarse en los hornos rotatorios y hornos verticales anulares en los que existan grandes volúmenes de aire primario. En los hornos PFRK y demás hornos verticales la combustión se produce sin llama, por lo que los quemadores de bajo NOX no son aplicables a este tipo de hornos.

No aplicable a los hornos verticales.

Aplicable únicamente a los hornos PRK, pero no en la fabricación de cal viva. La aplicabilidad puede verse limitada por las restricciones impuestas por el tipo de producto final, debido al posible sobrecalentamiento de determinadas zonas del horno y al consiguiente deterioro del revestimiento refractario.

b

SNCR (23)

Aplicable a los hornos rotatorios Lepol. Véase también la MTD 46.

Tipo de horno

Unidad

NEA-MTD

[valor medio diario o durante el período de muestreo (mediciones puntuales durante media hora como mínimo)]

PFRK, ASK, MFSK, OSK

mg/Nm3

100 – 350 (24)  (26)

LRK, PRK

mg/Nm3

< 200 – 500 (24)  (25)

Técnica

a

Aplicar una eficiencia apropiada y suficiente de reducción de los NOx, junto con un proceso operativo estable.

b

Aplicar una buena distribución y una buena relación estequiométrica de amoníaco, con el fin de lograr la máxima eficiencia de la reducción de los NOx y reducir el escape de amoníaco.

c

Mantener al nivel más bajo posible las emisiones correspondientes al escape NH3 (generadas por el amoníaco sin reaccionar) en los gases de combustión, teniendo en cuenta la correlación entre la eficiencia en la reducción de los NOx y el escape de NH3.

Técnica

Aplicabilidad

a

Aplicar técnicas de optimización del proceso para lograr una absorción eficaz del dióxido de azufre (por ejemplo, mediante un buen contacto entre los gases del horno y la cal viva).

La optimización del control del proceso es aplicable a todas las plantas de fabricación de cal.

b

Elegir combustibles con un bajo contenido de azufre.

Aplicable con carácter general, en función de la disponibilidad de combustible; especialmente aplicable a los hornos rotatorios largos (LRK), debido a sus mayores emisiones de SOx.

c

Aplicar técnicas basadas en la incorporación de absorbentes (por ejemplo, adición de absorbentes, limpieza en seco mediante filtración de los gases de combustión, depuradores húmedos o inyección de carbono activado) (27)

En principio, las técnicas basadas en la incorporación de absorbentes son aplicables a la industria de fabricación de cal. Sin embargo, en 2007 dichas técnicas no se habían utilizado aún en dicho sector. Se requieren investigaciones ulteriores para analizar su aplicabilidad, especialmente en el caso de los hornos de cal rotatorios.

Tipo de horno

Unidad

NEA-MTD (28)  (29)

[valor medio diario o durante el período de muestreo (mediciones puntuales durante media hora como mínimo), SOx expresado en SO2]

PFRK, ASK, MFSK, OSK

mg/Nm3

< 50 – 200

LRK

mg/Nm3

< 50 – 400

Técnica

Aplicabilidad

a

Seleccionar materias primas con un bajo contenido orgánico.

Aplicable con carácter general a la industria de la cal, con sujeción a la disponibilidad local y composición de las materias primas, al tipo de horno utilizado y a la calidad del producto final.

b

Aplicar técnicas de optimización del proceso para lograr una combustión estable y completa.

Aplicable a todas las plantas de fabricación de cal.

Por regla general no es posible lograr una automatización completa del proceso debido a variables fuera de control, por ejemplo, a la calidad de la piedra caliza.

Tipo de horno

Unidad

NEA-MTD (30)  (31)

(valor medio diario o durante el período de muestreo (mediciones puntuales durante media hora como mínimo))

PFRK, OSK, LRK, PRK

mg/Nm3

<500

Técnica

a

Gestionar correctamente los disparos por CO con el fin de reducir los períodos de parada del ESP.

b

Medir continuamente de forma automática el CO mediante equipos de monitorización con tiempos de respuesta cortos y ubicados cerca de la fuente de CO.

Técnica

a

Aplicar técnicas primarias generales y una monitorización (véanse también las MTD 30 y 31 de la sección 1.3.1, y la MTD 32 de la sección 1.3.2)

b

Evitar la incorporación al sistema del horno de materias primas con un alto contenido de compuestos orgánicos volátiles (excepto en la fabricación de cal hidráulica)

Tipo de horno

Unidad

NEA-MTD (32)

[valor medio diario o durante el período de muestreo (mediciones puntuales durante media hora como mínimo)]

LRK, PRK

mg/Nm3

< 10

ASK, MFSK (33), PFRK (33)

mg/Nm3

< 30

Técnica

a

Utilizar combustibles convencionales con un bajo contenido de cloro y de flúor.

b

Limitar el contenido de cloro y de flúor de los residuos utilizados como combustible en los hornos de cal.

Emisión

Unidad

NEA-MTD

(valor medio diario o durante el período de muestreo (mediciones puntuales durante media hora como mínimo)]

HCl

mg/Nm3

< 10

HF

mg/Nm3

< 1

Técnica

a

Seleccionar combustibles con un bajo contenido de cloro.

b

Limitar la entrada de cobre a través del combustible.

c

Minimizar el tiempo de permanencia de los gases de salida y el contenido de oxígeno en las zonas con un rango de temperatura entre 300 y 450 °C

Técnica

a

Seleccionar combustibles con un bajo contenido de metales.

b

Aplicar un sistema de aseguramiento de la calidad para garantizar las características de los residuos utilizados como combustibles.

c

Limitar el contenido de los metales pertinentes, especialmente del mercurio, en los materiales utilizados.

d

Aplicar alguna de las técnicas definidas en la MTD 43, o una combinación de ellas.

Metales

Unidad

NEA-MTD

[valor medio diario o durante el período de muestreo (mediciones puntuales durante media hora como mínimo)]

Hg

mg/Nm3

< 0,05

Σ (Cd, Tl)

mg/Nm3

< 0,05

Σ (As, Sb, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, V)

mg/Nm3

< 0,5

Técnica

Aplicabilidad

a

Reutilizar las partículas y los demás materiales en forma de partículas (por ejemplo, arena, grava) recogidos en el proceso.

Aplicable en los casos en que resulte viable.

b

Aprovechar las partículas y la cal viva o hidratada que incumplan las especificaciones para fabricar determinados productos comerciales.

Aplicable en general para diversos tipos de productos comerciales, siempre que sea viable.

Técnica

Aplicabilidad

a

Medición continua de los parámetros del proceso para comprobar la estabilidad del mismo, por ejemplo, la temperatura, el contenido de O2, la presión y el caudal.

Aplicable con carácter general a los procesos de combustión en horno.

b

Monitorización y estabilización de los parámetros críticos del proceso, es decir, la alimentación de materias primas y de combustible, dosificación regular y exceso de oxígeno.

c

Medición continua o periódica de las emisiones de partículas, NOx, SOx, y CO.

Aplicable con carácter general a los procesos de combustión en horno.

d

Medición continua o periódica de las emisiones de partículas.

Aplicable a las demás actividades distintas de la combustión en horno.

En el caso de las fuentes pequeñas (< 10 000 Nm3/h), la frecuencia de las mediciones o de los controles de funcionamiento deberá basarse en un sistema de gestión del mantenimiento.

Técnica

Descripción

Aplicabilidad

a

Utilizar sistemas de hornos mejorados y optimizados y un proceso de combustión uniforme y estable aplicando las técnicas siguientes:

La recuperación del calor de los gases de combustión procedentes del precalentamiento de la magnesita puede servir para reducir el consumo de combustible. El calor recuperado del horno puede utilizarse para secar los combustibles, las materias primas y determinados materiales de envasado.

La optimización del control del proceso es aplicable a todos los tipos de hornos utilizados en la industria de fabricación de óxido de magnesio.

b

Utilizar combustibles cuyas características influyan positivamente sobre el consumo de energía térmica.

Las características de los combustibles, como por ejemplo, su alto poder calorífico y su bajo contenido de humedad, pueden ejercer efectos positivos sobre el consumo de energía térmica.

Aplicable con carácter general, dependiendo de la disponibilidad de los combustibles, del tipo de hornos utilizados, de las cualidades pretendidas del producto y de las posibilidades técnicas de inyectar los combustibles en el horno.

c

Reducir el exceso de aire.

El nivel del oxígeno en exceso después de lograr la calidad de los productos requerida y una combustión óptima suele situarse en la práctica entre el 1 – 3 %.

Aplicable con carácter general.

Técnica

a

Aplicar sistemas de gestión de energía.

b

Utilizar trituradoras y otros equipos eléctricos con un alto grado de eficiencia energética.

Técnica

a

Aplicar criterios de simplificación y linealidad en el diseño de la instalación.

b

Llevar a cabo un mantenimiento y limpieza adecuados de edificios y vías de acceso, así como el mantenimiento adecuado y completo de la instalación.

c

Regar las pilas de materias primas.

d

Aislar o encapsular las operaciones que generen partículas, como la trituración y el tamizado.

e

Cubrir las cintas transportadoras y sistemas elevadores construidos como sistemas cerrados cuando los materiales pulverulentos puedan generar emisiones de partículas difusas.

f

Utilizar silos de almacenamiento con la capacidad adecuada, dotados de filtros capaces de eliminar las partículas atmosféricas producidas durante las operaciones de llenado.

g

Facilitar el proceso de circulación mediante sistemas de transporte neumáticos.

h

Reducir las fugas de gases y los puntos de derrame.

i

Utilizar dispositivos y sistemas automáticos de control.

k

Vigilar para que las operaciones se realicen con normalidad de manera continuada.

Técnica (35)

Aplicabilidad

a

Filtros de mangas.

Aplicable con carácter general a todas las unidades del proceso de fabricación del óxido de magnesio, especialmente a las operaciones que general partículas: tamizado, trituración y molienda.

b

Separadores centrífugos o de ciclón.

Debido a que el grado de separación depende del sistema utilizado, los separadores de ciclón se utilizan principalmente como separadores preliminares de partículas gruesas en los gases de combustión.

c

Separadores húmedos de partículas.

Aplicable con carácter general.

Técnica (36)

Aplicabilidad

a

Precipitadores electrostáticos (ESP).

Los ESP se utilizan principalmente en los hornos rotatorios. Se emplean a unas temperaturas de los gases de combustión superiores al punto de rocío y hasta un máximo de 370 – 400 °C.

b

Filtros de mangas.

En principio, los filtros de mangas para la eliminación de partículas de los gases de combustión pueden utilizase en todas la unidades del proceso de fabricación de óxido de magnesio. Pueden emplearse a unas temperaturas de los gases de combustión superiores al punto de rocío y hasta un máximo de 280 °C.

En la fabricación de magnesia calcinada cáustica (CCM) y de magnesia sinterizada o calcinada a muerte (DBM), los gases producidos durante el proceso de combustión del horno alcanzan elevadas temperaturas, son corrosivos y se producen en grandes volúmenes, por lo que deben utilizarse filtros de mangas especiales confeccionados con materiales resistentes a las altas temperaturas. Sin embargo, la experiencia del sector de fabricación de DBM evidencia que no se dispone de los equipos apropiados para gases de combustión que alcancen una temperatura aproximada de 400 °C.

c

Separadores centrífugos o de ciclón.

Debido a que el grado de separación depende del sistema utilizado, los separadores de ciclón se utilizan principalmente como separadores preliminares de partículas gruesas de los gases de combustión.

d

Separadores húmedos de partículas.

Aplicable con carácter general.

Técnica

Aplicabilidad

a

Seleccionar y controlar cuidadosamente las sustancias que entran en el horno, con el fin de reducir los precursores de contaminantes:

Aplicable con carácter general, dependiendo de la disponibilidad de materiales y combustibles, del tipo de horno utilizado, de las cualidades pretendidas del producto y de la posibilidad técnica de alimentar el horno seleccionado con el combustible correspondiente.

Aunque la industria del óxido de magnesio puede utilizar residuos como combustible, en 2007 no se había aplicado aún ese uso en el sector.

b

Aplicar medidas o técnicas de optimización de procesos que garanticen una combustión uniforme y estable, cuyos parámetros se acerquen a los valores requeridos para la relación estequiométrica.

La optimización del control del proceso es aplicable a todos los tipos de hornos utilizados en la industria del óxido de magnesio. Sin embargo, es posible que se requiera un control de procesos más avanzado.

Técnica

Aplicabilidad

a

Selección del combustible apropiado, con un contenido de nitrógeno reducido.

Aplicable con carácter general, dependiendo de la disponibilidad de los combustibles.

b

Optimización del proceso y mejora de la técnica de combustión.

Aplicable con carácter general a la industria del óxido de magnesio.

Técnica

Descripción

a

Seleccionar materias primas con un bajo contenido orgánico.

Una parte de las emisiones de CO procede del contenido orgánico de las materias primas, por lo que la utilización de materias primas con bajo contenido orgánico puede reducir dichas emisiones.

b

Optimizar el control del proceso.

Para reducir las emisiones de CO, resulta esencial que la combustión sea adecuada y completa. Para conseguir que el nivel de oxígeno se mantenga durante la combustión entre el 1 % (magnesia sinterizada) y el 1,5 % (magnesia cáustica), es posible controlar el suministro de aire del enfriador o el aire primario, así como el tiro de la chimenea. La modificación de la entrada de aire y de combustible puede reducir las emisiones de CO. Por otro lado, también es posible disminuir las emisiones de CO modificando la profundidad del quemador.

c

Alimentar el combustible de forma controlada, constante y uniforme.

La alimentación controlada del combustible implica, entre otras cosas:

Técnica

a

Gestionar correctamente los disparos por CO con el fin de reducir los períodos de parada del ESP.

b

Medir continuamente de forma automática el CO mediante equipos de monitorización con tiempos de respuesta cortos y ubicados cerca de la fuente de CO.

Técnica

Aplicabilidad

a

Aplicar técnicas de optimización del proceso.

Aplicable con carácter general.

b

Seleccionar combustibles con un bajo contenido de azufre.

Aplicable con carácter general, dependiendo de la disponibilidad de combustibles con bajo contenido de azufre, que a su vez puede verse afectada por la política energética del Estado miembro. La elección del combustible dependerá asimismo de la calidad del producto final, de las posibilidades técnicas y de consideraciones económicas.

c

Aplicar técnicas basadas en la incorporación de absorbentes secos (adición de absorbentes en el flujo de los gases de combustión, como diversos grados de MgO reactivo, cal hidratada, carbono activado, etc.), en combinación con un filtro (37)

Aplicable con carácter general.

d

Utilizar depuradores húmedos (37)

Su aplicabilidad puede verse limitada en las regiones áridas debido al gran volumen de agua que se requiere y a la necesidad de realizar el tratamiento de las aguas residuales, con los efectos cruzados correspondientes.

Parámetro

Unidad

NEA-MTD (38)  (39)

[valor medio diario o durante el período de muestreo (mediciones puntuales durante media hora como mínimo)]

SOX expresados en 2

mg/Nm3

< 50 – 400 (40)

Técnica

a

Seleccionar los residuos más adecuados para el proceso y el quemador.

b

Aplicar sistemas de aseguramiento de la calidad que permitan garantizar y controlar las características de los residuos, y analizar todos los residuos utilizados como combustible respecto a:

c

Controlar todos los componentes pertinentes de aquellos residuos que se vayan a utilizar como combustible, en particular su contenido de halógenos, metales (por ejemplo, cromo, plomo, cadmio, mercurio, talio) y azufre.

Técnica

Descripción

a

Precipitadores electrostáticos.

Los precipitadores electrostáticos (ESP) generan un campo electrostático en la trayectoria que siguen las partículas dentro de la corriente de aire. Las partículas adquieren una carga negativa y se desplazan hacia las placas colectoras cargadas positivamente. Las placas colectoras se sacuden o vibran periódicamente, desalojando el material adherido para que caiga en las tolvas de recogida colocadas debajo. Es importante optimizar los ciclos de sacudida del ESP para reducir al mínimo los nuevos arrastres de polvo y su potencial para afectar a la visibilidad del penacho.

Los ESP se caracterizan por su capacidad para funcionar en condiciones de altas temperaturas (hasta 400 °C aproximadamente) y de elevado nivel de humedad. Los principales inconvenientes de esta técnica son su menor eficacia cuando se forma una capa aislante y la posible acumulación de materiales con un alto contenido de cloro y azufre. Para el buen funcionamiento general de los ESP es importante evitar los disparos por CO.

Aunque no existen restricciones de tipo técnico respecto a la aplicabilidad de los ESP en los diversos procesos de la industria cementera, no se utilizan frecuentemente para el desempolvado de los molinos de cemento debido a los costes de la inversión y a su reducida eficacia (emisiones relativamente altas) durante las puestas en marcha y paradas.

b

Filtros de mangas.

Los filtros de mangas permiten recoger las partículas de forma eficaz. El principio fundamental en la fabricación del filtro consiste en utilizar una membrana textil permeable al gas que es capaz de retener las partículas. El material del filtro adopta generalmente una disposición simétrica. Al principio el polvo se deposita tanto sobre las fibras superficiales como en el interior del tejido, pero a medida que las partículas se acumulan sobre la capa superficial, el propio polvo se convierte en el principal elemento filtrante. Los gases de combustión pueden fluir desde el interior de la bolsa hacia el exterior o en la dirección opuesta. A medida que la costra de polvo se vuelve más espesa, aumenta la resistencia ofrecida al paso del gas. Por lotanto, es necesario limpiar periódicamente el elemento filtrante para controlar la caída de presión del gas que atraviesa el filtro. Los filtros de mangas deberían disponer de varios compartimentos que puedan ser sellados individualmente en caso de rotura de la bolsa, en número suficiente para que el filtro pueda seguir funcionando adecuadamente cuando alguno de dichos compartimentos quede fuera de servicio. Cada compartimento debería disponer de un «detector de rotura de la bolsa» que señalice la necesidad de reparar la avería. Las bolsas de filtro se encuentran disponibles en diversas variedades de fibras, textiles o de otro tipo. Las modernas fibras sintéticas pueden funcionar a temperaturas bastante elevadas, de hasta 280 °C.

El rendimiento de los filtros de mangas se ve afectado principalmente por una serie de parámetros, como la compatibilidad del elemento filtrante con las características de los gases de combustión y de las partículas y la resistencia física y química frente a las agresiones por hidrólisis, ácidos, oxidación y temperatura del proceso. Para la selección de la técnica deberán tenerse en cuenta la humedad y temperatura de los gases de combustión.

c

Filtros híbridos.

Los filtros híbridos consisten en una combinación de ESP con filtros de mangas dentro de un mismo dispositivo. Generalmente se instalan durante el proceso de renovación de los ESP antiguos. Permiten reutilizar parcialmente los equipos existentes.

Técnica

Descripción

a

Medidas y técnicas primarias

Para reducir la temperatura y aumentar la concentración de radicales hidroxílicos es posible añadir agua al combustible, o directamente a la llama, empleando diversos métodos para introducirla, ya sea la inyección de un fluido (líquido), de dos fluidos (líquido más aire comprimido) o de productos sólidos, ya sea la utilización de residuos líquidos o sólidos con un alto contenido de agua. Esto puede producir efectos positivos para la reducción de los NOx en la zona de combustión.

Aunque el diseño de los quemadores de bajo NOx (combustión indirecta) pueda variar en cuanto a los detalles, todos se basan en la inyección del combustible y el aire en el horno a través de tubos concéntricos. La proporción de aire primario se reduce alrededor del 6 – 10 % respecto a la requerida para la combustión estequiométrica (normalmente del 10 – 15 % en los quemadores convencionales). El aire axial se inyecta con gran fuerza por el canal exterior. El carbón puede insuflarse por la tobera central o por el canal intermedio. Se emplea un tercer canal para inyectar una corriente de aire en espiral creada con ayuda de álabes situados en la salida de la tobera de combustión o detrás de esta. El efecto final del quemador así diseñado es una combustión inicial muy rápida, especialmente de los compuestos volátiles contenidos en el combustible, en una atmósfera pobre en oxígeno, lo que tiende a reducir la formación de NOx.

La utilización de quemadores de bajo NOx no siempre tiene como consecuencia una reducción de las emisiones de NOx. Para ello es preciso optimizar la configuración del quemador.

En los hornos largos de vía húmeda y seca, la creación de una zona reductora mediante la combustión de combustibles sólidos puede reducir las emisiones de NOx. Dado que en estos hornos no hay acceso a la zona de temperaturas de 900 – 1 000  °C, es posible instalar sistemas de combustión en el centro del horno capaces de utilizar aquellos residuos combustibles sólidos que no pueden pasar por el quemador principal (por ejemplo neumáticos).

La velocidad de combustión de los combustibles puede representar un factor crítico. Si es demasiado lenta, pueden presentarse condiciones reductoras en la zona de combustión que perjudiquen seriamente la calidad del producto. Si es demasiado rápida, la sección del horno equipada con cadenas puede sobrecalentarse y las cadenas resultar quemadas. Un rango de temperatura inferior a los 1 100  °C excluye la utilización de residuos peligrosos con un contenido de cloro superior al 1 %.

La adición de mineralizadores, como por ejemplo, el flúor, a las materias primas es una técnica que permite ajustar la calidad del clínker y reducir la temperatura de la zona de sinterización. Al reducir la temperatura de la cocción se reduce igualmente la formación de NOx.

Para reducir las emisiones de NOx es posible recurrir a la optimización del proceso, por ejemplo en lo relativo al funcionamiento del horno, a las características de la combustión, al control óptimo del horno y/o a la homogeneización de la alimentación de combustible. También se han aplicado medidas o técnicas primarias de optimización del proceso, por ejemplo en lo relativo al control del proceso y a la mejora de la combustión indirecta, de las conexiones con el enfriador, así como a la selección del combustible y a los niveles de oxígeno.

b

Combustión por etapas (combustibles convencionales o combustibles derivados de residuos), también en combinación con un precalcinador y una mezcla de combustibles optimizada.

La combustión por etapas se aplica en los hornos de cemento junto con un precalcinador de diseño especial. La primera etapa de combustión se realiza en el horno rotatorio en condiciones optimizadas para el proceso de cocción del clínker. La segunda etapa de combustión consiste en colocar un quemador en la entrada del horno para crear una atmósfera reductora que descompone en parte los óxidos de nitrógeno generados en la zona de sinterización. La elevada temperatura de esta zona favorece especialmente la reacción que vuelve a convertir el NOx en nitrógeno elemental. En la tercera etapa de combustión, se introduce en el calcinador el combustible junto con un determinado volumen de aire terciario, lo que crea también aquí una atmósfera reductora. Con este sistema se reduce el NOx procedente del combustible, y se disminuye igualmente el NOx que sale del horno. En la cuarta y última etapa de combustión, el aire terciario remanente se inyecta en el sistema a través de una toma de aire superior, con el fin de completar la combustión residual.

c

SNCR.

La reducción no catalítica selectiva (SNCR) consiste en la inyección de una solución acuosa de amoníaco (hasta un 25 % NH3), de precursores del amoníaco o de una solución de urea en el gas de combustión, con la finalidad de reducir el NO a N2. La reacción logra resultados óptimos en un rango de temperaturas de 830 a 1 050  °C, y se debe disponer de un tiempo de retención suficiente para que los agentes inyectados puedan reaccionar con el NO.

d

SCR.

La reducción catalítica selectiva (SCR) permite reducir el NO y NO2 a N2 por medio de NH3 y un catalizador, a un rango de temperaturas comprendido entre 300 – 400 °C. Esta técnica se emplea ampliamente para la eliminación de los NOx en otros sectores (centrales eléctricas de carbón, incineradoras de residuos), En la industria cementera, los sistemas empleados son básicamente dos: la configuración para bajos contenidos de partículas, situando el sistema entre el equipo de desempolvado y la chimenea, y la configuración para altos contenidos de partículas, situando el sistema entre el precalentador y el equipo de desempolvado. Los sistemas para los gases de salida con bajos contenidos de partículas requieren calentar nuevamente los gases después de su desempolvado, lo que puede suponer un gasto de energía adicional y caídas de presión. Los sistemas para altos contenidos de partículas se consideran preferibles desde el punto de vista técnico y económico. Estos sistemas no requieren volver a calentar los gases, porque la temperatura de los mismos a la salida del precalentador suele corresponder al rango de temperaturas apropiado para el funcionamiento del SCR.

Técnica

Descripción

a

Adición de absorbentes.

Se incorporan absorbentes ya sea en las materias primas (por ejemplo, cal hidratada), ya sea en la corriente de gas (por ejemplo, cal hidratada o apagada [Ca(OH)2], cal viva (CaO), cenizas volantes activadas con un alto contenido de CaO o bicarbonato sódico (NaHCO3).

La cal hidratada se puede cargar en el molino de materias primas junto con los demás componentes de las materias primas, o bien incorporarse directamente en la alimentación del horno. La adición de cal hidratada ofrece la ventaja de que el aditivo a base de calcio reacciona formando compuestos que pueden incorporarse directamente al proceso de cocción del clínker.

La inyección de absorbentes en la corriente de gas puede realizarse aplicando un método seco o húmedo (lavado por vía semiseca). Los absorbentes se inyectan en la trayectoria de los gases de combustión a temperaturas próximas al punto de rocío, lo que tiene como resultado unas condiciones más favorables para la captura del SO2. En los hornos de cemento, este rango de temperaturas se suele alcanzar en la zona comprendida entre el molino de materias primas y el equipo de desempolvado.

b

Depuradores húmedos.

La técnica de depurador húmedo es la más utilizada para la desulfuración de los gases de combustión en las centrales eléctricas alimentadas por carbón. En los procesos de fabricación de cemento, la depuración húmeda para la reducción de las emisiones de SO2 es una técnica establecida. La depuración húmeda se basa en la siguiente reacción química:

Los SOx se absorben con una lechada aplicada mediante una torre de rociado. El producto absorbente suele ser carbonato cálcico. Los depuradores húmedos son los que presentan la máxima eficacia, entre todos los métodos de desulfuración de los gases de combustión (FGD), para la limpieza de gases ácidos solubles, con la desviación más baja respecto a los factores estequiométricos y la menor tasa de producción de residuos sólidos. La técnica requiere utilizar determinados volúmenes de agua, lo que conlleva la necesidad de realizar el tratamiento de las aguas residuales.

Técnica

Descripción

a

ESP.

En la sección 1.5.1 se incluye una descripción general de los precipitadores electrostáticos (ESP).

Los ESP resultan más indicados cuando se emplean con temperaturas superiores al punto de rocío y hasta 400 °C. Sin embargo, también es posible utilizarlos con temperaturas por debajo del punto de rocío, pero próximas al mismo. Son principalmente los hornos rotatorios, con precalentador o sin él, los que suelen estar equipados con ESP, debido a los grandes caudales y cargas de partículas relativamente bajas presentes en los mismos. El rendimiento se mejora cuando se usan en combinación con una torre de apagado.

b

Filtros de mangas.

En la sección 1.5.1 se incluye una descripción general de dichos filtros.

Los filtros de mangas son muy adecuados para los hornos y las instalaciones de molienda y trituración de cal viva y de piedra caliza, plantas de hidratación de cal, transporte de materiales e instalaciones de almacenamiento y carga. Suele ser conveniente utilizarlos en combinación con filtros previos de tipo ciclón. El funcionamiento de los filtros de mangas se ve limitado por las condiciones de los gases de combustión, como su temperatura, humedad, carga de partículas y composición química. Existen diversos materiales textiles capaces de resistir el desgaste de tipo mecánico, térmico y químico producido como consecuencia de dichas condiciones.

c

Depuradores húmedos.

En los depuradores húmedos, las partículas se eliminan del flujo de gases de combustión mediante el estrecho contacto de este último con un líquido de lavado (generalmente agua), de tal forma que el líquido retenga las partículas de polvo, las cuales se eliminan posteriormente con el aclarado. Son varios los tipos de depuradores húmedos disponibles para la eliminación de partículas. Los principales tipos utilizados en los hornos de cal son los depuradores en cascada o multietapa, los depuradores húmedos dinámicos y los depuradores húmedos de efecto Venturi. La mayor parte de los depuradores húmedos utilizados en los hornos de cal pertenecen a la categoría de depuradores en cascada o multietapa.

Los depuradores húmedos se emplean cuando las temperaturas de los gases de combustión están próximas al punto de rocío o por debajo del mismo. También se utilizan cuando el espacio es limitado. A veces se utilizan con unas temperaturas de los gases más elevadas, en cuyo caso el agua enfría los gases y reduce su volumen.

d

Separadores centrífugos o De ciclón.

En un separador centrífugo o de ciclón, las partículas de polvo que deben eliminarse de la corriente de gas de salida se proyectan contra la pared externa del dispositivo mediante la fuerza centrífuga, y a continuación se eliminan a través de una apertura situada en la parte inferior. La fuerza centrífuga puede generarse imprimiendo al flujo de gas un movimiento vertical descendente dentro de una vasija cilíndrica (en los separadores de ciclón) o mediante un propulsor giratorio instalado en el dispositivo (en los separadores por centrifugación mecánica). Sin embargo, debido a su baja eficacia en la eliminación de partículas, su uso solo está recomendado como separadores previos que contribuyan a disminuir la carga de partículas que entra en los ESP y en los filtros de mangas, y reducir los consiguientes problemas de abrasión.

Técnica

Descripción

a

Diseño del quemador (de bajo NOX).

Los quemadores de bajo NOx son útiles para hacer bajar la temperatura de la llama, reduciendo de este modo el NOx de origen térmico y (en cierta medida) el aportado por el combustible. La reducción de los NOx se lleva a cabo inyectando aire limpio para disminuir la temperatura de la llama o mediante el funcionamiento pulsante de los quemadores. Los quemadores de bajo NOx están diseñados para reducir la proporción del aire primario, lo que conlleva una menor formación de NOx, mientras que los quemadores convencionales multicanal funcionan con una proporción de aire primario de entre el 10 y el 18 % del aire total utilizado en la combustión. Una mayor proporción de aire primario trae consigo una llama más corta e intensa, generada por la mezcla prematura del aire caliente secundario con el combustible. La consecuencias son unas temperaturas más elevadas de la llama y la formación de un gran volumen de NOx, lo que podría evitarse utilizando quemadores de bajo NOx.

b

Escalonamiento de aire.

Se crea una zona reductora disminuyendo la entrada de aire en las zonas de reacción primarias. Las elevadas temperaturas de estas zonas favorecen especialmente la reacción que permite reconvertir el NOx en nitrógeno elemental. En las zonas de combustión siguientes, se incrementa la entrada de aire y oxígeno al objeto de oxidar los gases que se forman. Es preciso lograr una mezcla eficaz aire/gas para garantizar que los niveles de CO y NOx se mantengan bajos.

En 2007, el escalonamiento de aire no se había aplicado aún en el sector de la cal.

c

SNCR.

Los óxidos de nitrógeno (NO y NO2) contenidos en los gases de combustión se eliminan mediante la reducción no catalítica selectiva, transformándolos en nitrógeno y agua mediante la inyección en el horno de un agente que reacciona con dichos óxidos. Como agentes reductores se utilizan normalmente amoníaco o urea. Las reacciones se producen a temperaturas de entre 850 y 1 020  °C, siendo el rango óptimo 900 - 920 °C.

Técnica

Descripción

a

Incorporación de absorbentes.

Esta técnica para la reducción de las emisiones de SOx consiste en la incorporación directa de un producto absorbente en el horno (por alimentación o inyección), o bien en la incorporación de un producto absorbente seco o húmedo (por ejemplo, cal hidratada o bicarbonato sódico) en los gases de combustión. Cuando se inyecta el absorbente en los gases de combustión, el tiempo de permanencia del mismo entre el punto de inyección y el equipo de desempolvado de partículas (filtro de mangas o ESP) debería ser suficiente para permitir una absorción eficaz.

En cuanto a los hornos rotatorios, entre las técnicas basadas en la incorporación de absorbentes se incluyen las siguientes:

Medida/técnica

Descripción

a

Precipitadores electrostáticos (ESP).

En la sección 1.5.1 se incluye una descripción general de los ESP.

b

Filtros de mangas.

En la sección 1.5.1 se incluye una descripción general de los filtros de mangas.

Los filtros de mangas alcanzan una tasa de retención de partículas elevada, normalmente de entre el 98 y el 99 %, dependiendo del tamaño de las mismas. Esta técnica es la que ofrece la mejor eficiencia en la recogida de partículas, en comparación con otras medidas o técnicas de reducción de polvo utilizadas en la industria del óxido de magnesio. Sin embargo, debido a las altas temperaturas de los gases de combustión, es preciso utilizar materiales filtrantes capaces de resistir dichas temperaturas.

Para la fabricación de DBM se emplean materiales filtrantes que funcionan con temperaturas de hasta 250 °C, como PTFE (teflón). Este material filtrante presenta una buena resistencia a los ácidos y a los álcalis, y soluciona muchos problemas de corrosión.

c

Separadores de ciclón (o centrífugos).

En la sección 1.6.1 se incluye una descripción general de los separadores ciclónicos. Son equipos robustos, capaces de funcionar con un rango de temperaturas más amplio y un menor consumo de energía. Debido a que alcanzan un nivel limitado de separación de partículas, que estará en función del sistema utilizado, los separadores ciclónicos se utilizan principalmente para el desempolvado previo de las partículas gruesas contenidas en los gases de salida.

d

Separadores o depuradores de polvo por vía húmeda.

En la sección 1.6.1. se incluye una descripción de los separadores de partículas (también denominados depuradores) por vía húmeda.

Los separadores de partículas por vía húmeda pueden dividirse en varios tipos con arreglo a su diseño y principios de funcionamiento, como son por ejemplo los basados en el efecto Venturi. Los separadores de partículas de este tipo se aplican en la industria del óxido de magnesio en determinadas situaciones, por ejemplo cuando el gas se inyecta a través de la sección más estrecha del tubo Venturi, el llamado «cuello de Venturi», y sea posible alcanzar velocidades de entre 60 y 120 m/s. Los fluidos depuradores inyectados en el tubo Venturi se difunden en forma de niebla formada por pequeñas gotas de agua, las cuales se mezclan perfectamente con el gas. Las gotitas de agua a las que se adhieren las partículas se vuelven más pesadas y pueden eliminarse fácilmente mediante un separador de gotas instalado en el equipo de desempolvado por efecto Venturi.

Técnica

Descripción

a

Incorporación de absorbentes.

Esta técnica para la reducción de las emisiones de SOx consiste en inyectar en los gases de combustión un producto absorbente, en forma seca o húmeda (lavado semiseco). Para lograr una alta eficiencia en la absorción, es muy importante prever un tiempo de retención suficiente del absorbente en el gas, entre el punto de inyección y el equipo de desempolvado. Para la absorción eficaz de los SO2, la industria del óxido de magnesio utiliza distintas variedades de MgO reactivo. A pesar de su menor eficiencia en comparación con otros absorbentes, la utilización del MgO reactivo presenta la doble ventaja de reducir el coste de la inversión y de que las partículas filtradas no está contaminadas con otras sustancias y pueden reutilizarse, en sustitución de otras materias primas, para la fabricación de óxido de magnesio, o bien como fertilizante (sulfato de magnesio), minimizando de este modo la generación de residuos.

b

Depuradores húmedos.

En la técnica de la depuración húmeda, los SOx son absorbidos por una lechada pulverizada a contracorriente en los gases de salida mediante una torre de rociado. Esta técnica requiere un volumen de agua de entre 5 y 12 m3 por tonelada de producto, con la consiguiente necesidad de realizar el tratamiento de las aguas residuales.