Tratamiento de emisiones de aire: comparación del carbón activo con otras tecnologías

Las industrias de toda Europa buscan soluciones eficaces para resolver los problemas asociados a las emisiones al aire contaminadas.

La filtración con carbón activo es una solución eficiente y adaptable para muchas situaciones, tanto por sí sola como en combinación con otras tecnologías.

Problemas habituales de las emisiones al aire

El carbón activo puede tratar dos formas principales de contaminación aérea:

  1. Compuestos orgánicos volátiles (COV). Muchos de estos compuestos están sujetos a normativas debido a su nocividad para la salud de las personas o para el medio ambiente.
  2. Compuestos olorosos. También pueden ser COV o compuestos inorgánicos como el sulfuro de hidrógeno y el amoniaco. El objetivo de las normativas es favorecer unas condiciones más agradables para los empleados o los vecinos.

Las fábricas deben cumplir unos límites de emisiones en función de su sector, el tipo de compuesto, su nivel de toxicidad, la región y la proximidad a áreas residenciales. Se sabe que el benceno, por ejemplo, es potencialmente cancerígeno y por ello se somete a un control muy riguroso.

Las empresas pueden decidir imponerse límites todavía más reducidos que los legales, por ejemplo, para mejorar los olores en el lugar de trabajo de sus empleados.

Sectores y fuentes

El carbón activo puede utilizarse para tratar compuestos de distintas fuentes de una amplia variedad de entornos.

Las emisiones al aire contaminadas suponen un problema para distintas industrias. Ese es el caso concreto de las empresas químicas, petroquímicas y farmacéuticas, debido a su amplio uso de disolventes o agentes químicos básicos y la presencia de sustancias intermedias. Los fabricantes de plásticos, polímeros y materiales compuestos tienen que enfrentarse a problemas muy parecidos. Sin embargo, en la producción de materiales compuestos, se observa un problema en todo el sector: las emisiones de estireno olorosas.

En términos generales, el sector de la fabricación debe hacer frente a las emisiones de COV generadas en los procesos de encolado, revestimiento, secado y limpieza de productos, por ejemplo. Las emisiones de COV y el control de olores son cuestiones importantes para todas las empresas que realizan actividades de gestión de residuos o reciclaje. Estas emisiones se caracterizan por una amplia variedad de componentes, directamente relacionados con el tipo y la composición del residuo. Aunque cada sector puede verse afectado por problemas distintos, hemos confeccionado una lista de fuentes de emisiones al aire comunes a toda la industria.

Procesos de producción. Se pueden emitir COV y olores en muchas fases, como en tanques de reactor, líneas de revestimiento y procesos de secado.

Almacenamiento en tanques. Los productos pueden almacenarse en estado gaseoso o líquido. La filtración con carbón activo resulta más útil para los líquidos como gasolina, benceno o sustancias químicas orgánicas más especializadas. Puede utilizarse para las emisiones de grandes instalaciones de almacenamiento en puertos, depósitos más pequeños de entornos industriales y contenedores de transporte. Las emisiones suelen presentarse en flujos discontinuos con altas concentraciones.

Naves de producción. En caso de fugas de las válvulas o sellados, se pueden liberar pequeñas cantidades de COV y olores, lo que genera un entorno de trabajo desagradable. Este caso suele producir bajas concentraciones y caudales elevados.

Aparte de la industria, hay otras fuentes de COV y contaminación olorosa como la agricultura y el transporte. Sin embargo, estas fuentes no son fijas, por lo que no se puede aplicar la filtración con carbón activo.

En los últimos años, la industria ha dado grandes pasos en la gestión de la contaminación aérea. A medida que los límites se han vuelto más rigurosos, las empresas han procurado abordar hasta las fuentes más pequeñas de emisiones.

Tecnologías de tratamiento de emisiones al aire

Estas son las principales tecnologías de tratamiento de las emisiones al aire utilizadas hoy en día:

Con el método de oxidación térmica u oxidadores térmicos regenerativos (RTO, por sus siglas en inglés), se queman todos los compuestos orgánicos del aire a altas temperaturas (inferiores en un sistema catalítico). Para las altas concentraciones de COV continuas, en general, este es un método eficiente y rentable.

Sin embargo, la oxidación térmica no es lo más idóneo para el tratamiento de concentraciones fluctuantes u operaciones discontinuas. En este caso, debe añadirse gas natural al flujo para mantener estable la temperatura. Y esto supone un problema desde el punto de vista ambiental y económico.

Los tratamientos biológicos son filtros fijos que contienen un lecho de microorganismos que consumen los COV. Son adecuados para el tratamiento de flujos de aire con bajas concentraciones de COV del sector del la alimentación o piensos, especialmente si el objetivo es el control de olores. No obstante, hay que tener en cuenta que el biofiltro puede emitir algunos olores propios.

Sin embargo, las bacterias solo pueden consumir COV biodegradables. No se eliminan los compuestos tóxicos y estos incluso pueden matar las bacterias. Las bacterias también requieren algunas condiciones de continuidad del proceso: si las concentraciones son demasiado bajas, mueren por inanición y si son demasiado altas, se saturan. Además, los microorganismos pueden tener otros requisitos como un nivel de oxígeno y humedad suficiente en el flujo de gas. Y esto podría requerir equipos adicionales.

Los lavadores emplean agua, ácido o soluciones cáusticas para absorber los componentes. Es importante seleccionar el líquido de lavado en función de la contaminación. Son adecuados para altas concentraciones, por ejemplo, de una fábrica química. Pueden encontrar dificultad para alcanzar límites de emisiones reducidos o tratar distintos tipos de COV, aunque algunos lavadores (diferentes) pueden ser una solución.

Sin embargo, en todos los casos, crean un flujo residual líquido que también necesita tratamiento.

La condensación es un método que implica la reducción de la temperatura hasta licuar los COV para poder eliminarlos. Cuando se utiliza nitrógeno líquido para la refrigeración, el proceso se denomina condensación criogénica. Esta técnica es útil para tratar flujos con un solo contaminante, donde se recupera esta molécula. Estos sistemas se encuentran en tanques de almacenamiento, embarcaciones y silos, especialmente en el caso de empresas que ya disponen de nitrógeno líquido en sus instalaciones. Si no es así, el uso de nitrógeno líquido es improbable debido a su alto coste. La condensación criogénica no es una tecnología sencilla de manejar y, aunque elimina fácilmente el grueso de la concentración, puede resultar difícil llegar a niveles de emisiones reducidos.

Los filtros de carbón activo no queman, descomponen ni modifican moléculas, sino que sencillamente las adsorben en sus poros del lecho del filtro de carbón. Existen distintos tipos de carbón en función del compuesto y los filtros tienen distintas dimensiones para adaptarse al caudal y a las concentraciones de entrada.

El carbón activo es adecuado para muchas aplicaciones, pero si las concentraciones de COV son muy elevadas, el consumo de carbón podría ser excesivo. En tal caso, deberían tenerse en cuenta los sistemas térmicos o una combinación de tratamientos.

Combinación de tratamientos

En muchos casos, el carbón activo se utiliza en combinación con otros tratamientos.

  • Tratamientos previos

Sistemas térmicos: El carbón activo puede eliminar ciertos compuestos del flujo de aire antes del tratamiento térmico, evitando la generación de gases efluentes que podrían exceder los límites de emisiones.

Esta combinación funciona bien para las emisiones de depósitos de almacenamiento de productos petroquímicos, donde existen altas concentraciones de hidrocarburos.

También puede utilizarse para capturar COV, pero como defensa contra el sulfuro. Si se queman los compuestos sulfurosos del sulfuro de hidrógeno en un RTO, se genera óxido de azufre. Este gas de efecto invernadero puede provocar lluvia ácida y también está sometido a límites de emisiones. La quema de azufre también disminuye la vida útil del RTO.

Los filtros DESOTEC sirven de protector contra el azufre de un RTO en los tanques de almacenamiento petroquímico del Puerto de Róterdam.

Tratamientos biológicos: El carbón activo se puede utilizar como tratamiento previo de dos formas principalmente:

En primer lugar, puede tratar los compuestos tóxicos que, de otra manera, matarían las bacterias.

En segundo lugar, puede actuar como reductor de picos. Los biofiltros requieren una concentración de entrada estable, de lo contrario, las bacterias se pueden saturar. Si las concentraciones fluctúan, el carbón activo puede filtrar los picos antes de que el biofiltro pueda tratar el material restante.

DESOTEC cuenta entre sus clientes con una fábrica que produce PVC para ventanas con el encargo de tratar la contaminación olorosa. En este sistema, nuestros filtros reducen los picos antes del tratamiento biológico.

  • Tratamientos posteriores

Los sistemas térmicos se adaptan a las concentraciones de entrada y los flujos de aire. Si se produce algún cambio, quizá debido a un aumento de la producción, es posible que se supere la capacidad del sistema. El carbón activo puede refinar el flujo de aire para eliminar las últimas trazas de COV.

Los tratamientos biológicos no siempre capturan todos los COV. Algunos compuestos no son biodegradables y las fluctuaciones en los niveles de la producción y de las temperaturas estacionales pueden afectar a la eficiencia del sistema. Además, los mismos biofiltros pueden ser una fuente de olores. En estos casos, puede utilizarse el carbón activo como fase de refino.

DESOTEC suministra filtros a una fábrica que produce sabores y aromas porque el rendimiento de su biofiltro resultaba deficiente. Ahora, esta planta utiliza el carbón activo como refino y posible sistema de apoyo en caso de fallo del biofiltro.

Los lavadores a veces son insuficientes para reducir las concentraciones de COV por debajo de los límites legales. Pueden utilizarse para tratar el 90% de los COV, con el carbón activo como segunda fase de refino.

El carbón activo también puede servir de último eslabón de la cadena: por ejemplo, un lavador cáustico para eliminar el sulfuro de hidrógeno, un lavador de ácido para eliminar el amoniaco y, finalmente, un filtro de carbón activo para eliminar los componentes orgánicos.

Sin embargo, puede ser necesario un deshumidificador entre el lavador y el filtro, por lo que, a menudo, es más sencillo sustituir el lavador por carbón activo.

Otro cliente de DESOTEC es una fábrica que produce bloques de aromas para aseos, que veía que su lavador de agua resultaba ineficaz. Después de un proyecto piloto, el cliente decidió sustituir el lavador por un filtro DESOTEC.

La condensación puede ser insuficiente para tratar los últimos miligramos de COV, por lo que se puede emplear carbón activo para el refino. Este puede ser el caso del benceno, que está sujeto a límites rigurosos.

DESOTEC tiene un cliente farmacéutico que utiliza nuestros filtros como alternativa a la condensación criogénica para eliminar el cloruro de metileno.

  • Sistemas de apoyo

Los filtros de carbón activo también pueden instalarse como sistema de apoyo y utilizarse durante las tareas de mantenimiento o en situaciones de avería o catástrofe, o cuando las concentraciones de COV superen los límites inferiores de explosividad (LIE).

Este sistema resulta especialmente útil en industrias donde la producción es ininterrumpida y cualquier parón podría resultar muy caro.

Soluciones de filtración con carbón activo de DESOTEC

DESOTEC ofrece un servicio 24 horas al día, 7 días a la semana en toda Europa para dar respuesta a las inquietudes de clientes en cuestiones de contaminación aérea, con el fin de que puedan centrarse en sus actividades fundamentales.

Nuestros filtros permiten ahorrar espacio ya que son mucho más pequeños que alternativas como los biofiltros fijos.

Pueden entregarse rápidamente e instalarse de forma temporal. Esto los hace idóneos para situaciones de urgencia, como cuando surgen emisiones olorosas repentinas. Una vez instalados, pueden modificarse más adelante hasta encontrar la solución óptima.

Los filtros DESOTEC se suministran en régimen de alquiler diario, porque solo requieren una pequeña inversión inicial por parte de las empresas.

Y, dado que son modulares, se pueden instalar como paso adicional en caso de fluctuación de los niveles de concentración, cuando se amplía la producción o por necesidad de reducción de los límites de emisiones en años venideros.

Son fáciles de instalar y retirar, y los técnicos de DESOTEC se encargan de los cambios de filtro, para que los clientes no tengan que manipular el carbón saturado. En vez de eso, lo llevamos hasta nuestros hornos, donde se destruyen los contaminantes y se reactiva el carbón, lo que hace que nuestros filtros sean una opción respetuosa con el medio ambiente.

¿Cómo puede ayudarle DESOTEC?

Vemos a clientes de toda Europa pasarse al carbón activo para el tratamiento de las emisiones al aire o incluir nuestros filtros en sus sistemas térmicos, biofiltros, lavadores o instalaciones de condensación.

Para analizar cómo podrían funcionar nuestras soluciones en su empresa, póngase en contacto con nuestros ingenieros hoy mismo.

 

En las instalaciones de DESOTEC, todo el carbón usado es analizado de forma que se puedan tomar las medidas adecuadas para el manejo y extracción del carbón saturado de los filtros móviles. Las moléculas que fueron adsorbidas en el carbón activo en las instalaciones de nuestros clientes, son desorbidas dentro de nuestros hornos de reactivación. Estos contaminantes son destruidos por completo, de acuerdo con la legislación nacional y europea, mediante una instalación de incineración y neutralización. Dicha instalación al completo y sus emisiones están bajo continua monitorización en línea, lo cual garantiza que solo sea vapor de agua inocuo lo que sale por la chimenea.