Existen unas sustancias, denominadas catalizadores, que tienen la
propiedad de acelerar la reacción de oxidación de los compuestos orgánicos
volátiles a temperaturas relativamente bajas, generalmente entre 250 y 350
ºC, sin experimentar un cambio químico. De esta forma, la oxidación de COV's
realizada en
presencia de catalizadores
reduce drásticamente el consumo de combustible adicional y la
formación de óxidos de nitrógeno.
Los gases a depurar deben
ser calentados hasta alcanzar la temperatura de funcionamiento del
catalizador. Este calor necesario es suministrado por un quemador a gas o un
calentador eléctrico. Para reducir el consumo energético, puede instalarse
un precalentador que aproveche el calor de los gases ya depurados.
Los depuradores catalíticos se usan en aquellas aplicaciones en que la
cantidad de compuesto orgánico es baja, previa comprobación de que no
existen venenos para el catalizador previsto.
De forma general, los depuradores catalíticos se usan para trabajar con
concentraciones de contaminantes entre 0,1 y 10 g/Nm3.
Mayores concentraciones ocasionan un aumento de la temperatura en el
catalizador que puede dañarlo. Con los depuradores catalíticos
regenerativos se puede conseguir el funcionamiento autotérmico con
concentraciones de contaminante orgánico del orden de 1,7 g/Nm³.
Si, debido a las altas concentraciones de contaminantes, es preciso
diluir la corriente de gas a depurar con aire ambiente, el tamaño y, como
consecuencia, el precio de la instalación aumentan.
Los sectores industriales en los que es aplicable la depuración
catalítica son los siguientes:
Hornos de secado
Instalaciones de pintura.
Instalaciones de fabricación de recubrimientos
Imprentas, flexografía, huecograbado
Fabricación de productos químicos
Procesos de tueste
Saneamientos de terrenos contaminados
Trasvase de líquidos en depósitos.
Producción de plásticos y resinas
Mataderos
Industria alimentaria
Instalación de oxidación catalítica.
Funcionamiento
La instalación arranca aspirando aire ambiente a través de un conducto
diseñado para tal fin. La regulación de la aspiración se lleva a cabo
mediante
una válvula automática.
Una vez alcanzada la temperatura de trabajo, se
cierra la válvula de aspiración de aire ambiente y se aspira el aire
contaminado con compuestos orgánicos, que se hace pasar por un
intercambiador de calor para precalentarlo aprovechando el calor de
los gases depurados que salen del reactor. Estos intercambiadores están
formados por placas o haces tubulares.
Un
calentador auxiliar, que
puede ser eléctrico o funcionar con gas natural, suministra calor para completar el
calentamiento del flujo gaseoso y mantener constante la temperatura del
gas que entra en el catalizador, con los valores que previamente hayamos fijado en
el sistema y que dependerán del tipo de catalizador y de las sustancias
que se pretenden oxidar.
Esquema de
Funcionamiento. Pinche en la imagen para
ampliar
Con el
cuadro eléctrico se controlan de forma automática todas las
operaciones de arranque, trabajo y parada.
El calor generado de la reacción de oxidación hace que el
efluente gaseoso se encuentre a una
temperatura superior a la de entrada. Este incremento de temperatura
es proporcional a la
concentración del disolvente orgánico presente el gas. A través
del intercambiador gas-gas, se aprovecha la energía contenida en los gases
depurados para precalentar el gas a tratar, y así
disminuye el consumo energético.
Ventajas e inconvenientes
Los sistemas de oxidación catalítica tienen una serie de ventajas que son:
Eficacia elevada
Relativa
flexibilidad en cuanto a variaciones de caudal
Bajo coste energético de
operación
Pero también tienen una serie de inconvenientes, a saber:
Inversión inicial algo más
elevada.
La vida útil del
catalizador es limitada (máximo 30.000 horas).
Existe la
posibilidad de que el catalizador se envenene con determinadas sustancias.
Por tanto, estas instalaciones no son aconsejables cuando no se conoce
exactamente la composición de los gases que se van a depurar.
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Eficacia elevada