Control de emisiones de hidrocarburos aromáticos policíclicos en generación de energía

Abstract

[ES] El trabajo expuesto en esta memoria tiene como objetivo el control de las emisiones de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) en procesos de generación de energía, con la intención de poder cumplir próximas regulaciones sobre la emisión de estos compuestos a la atmósfera. El estudio del control de las emisiones de HAP se llevó a cabo durante dos etapas diferentes: durante y en post-combustión. En la primera etapa, proceso de combustión, se estudian el efecto de la incorporación de un sólido poroso, como es la caliza, al reactor de combustión de lecho fluidizado a presión atmosférica (AFBC), así como características del diseño del reactor. En la segunda etapa, se actúa en la corriente de salida de gases y se basa en el proceso de adsorción sobre materiales carbonosos de alta superficie específica. El estudio de los parámetros que controlan el proceso de adsorción se realiza tanto a partir de compuestos modelo en el laboratorio, como en condiciones reales de combustión en un AFBC. Con compuestos modelo se ha estudiado la influencia de la temperatura, las características del adsorbente, el tipo de adsorbato y la presencia de otras especies en los gases de combustión, como vapor de agua, CO2 y otros HAP, sobre la capacidad de adsorción de los HAP por materiales carbonosos. Posteriormente, la utilización de los adsorbentes en condiciones reales de combustión, corroboró las conclusiones previamente alcanzadas. Se concluye, que durante ambas etapas las tecnologías aplicadas son útiles para el control de las emisiones atmosféricas de HAP. En el caso de la utilización de caliza, al mismo tiempo que se produce un aumento de las emisiones totales de HAP se observa una concentración de las emisiones atmosféricas en la materia particulada. Es por ello que se hace necesario el uso de sistemas de alta eficacia para el control de la materia particulada. Por otro lado, el empleo de adsorbentes para la limpieza en caliente de la corriente de salida de gases, resulta ser una tecnología eficaz para el control del 100% de las emisiones atmosféricas de HAP.

[EN] The aim of the work shown is to advance in the control of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) emissions in energy generation processes to follow future regulations. The study of the control of PAH emissions was carried in two different stages: during combustion and in post-combustion stage. At the first stage, combustion process, the addition of limestone to trap SOx; into the reactor at atmospheric fluidised bed combustion (AFBC), is analysed. At the second stage, the cleaning of the hot gas is based on the adsorption of the pollutants on carbonaceous materials. The study of the parameters controlling the adsorption process is carried out both by using model compounds in the laboratory rig and at real combustion conditions in the AFBC pilot plant. The influence of temperature, adsorbent characteristics, adsorbate molecule nature and the existence of other species in combustion gases like other PAH, steam or CO2 on the PAH adsorption capacity on carbonaceous materials has been studied with model compounds. In addition, the same conclusions were reached using the adsorbents at real combustion conditions in pilot plant. It is concluded that during both stages the applied technologies are useful to control PAH atmospheric emissions. When limestone is added to the combustion process, it is observed an increase of the PAH emissions but concentrated on the particulate matter. Therefore, it should be necessary to use high efficiency systems to control the particulate matter emissions. Regarding the hot gas cleaning by adsorbents, this technology has proven to be efficient for the control of the 100% of the PAH atmospheric emissions.