Post on 27-Sep-2018
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-1
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
4. ESTUDIOS DE SENSIBILIDAD ACERCA DE LA INFLUENCIA DE PARÁMETROS EN LA ESTIMACIÓN DE EMISIONES
Una vez descritos en el Capítulo anterior los procedimientos y rutinas de las programas TANKS y WATER9, a continuación se procede a analizar la influencia que determinados parámetros (meteorológicos, operacionales, de diseño…) tienen sobre la estimación de emisiones en ambos casos. El primero estima las emisiones en tanques (evidentemente se utilizará para estimar las emisiones en los sistemas de almacenamiento) y el segundo en balsas (será muy útil a la hora de estimar las emisiones de la PTEL). La estructura del Capítulo es como sigue:
4.1 Análisis de sensibilidad de los parámetros en la estimación de emisiones
mediante TANKS. 4.2 Análisis de sensibilidad de los parámetros en la estimación de emisiones
mediante WATER9.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-2
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
4.1 ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD TANKS
Una vez descritas en el Capítulo 3 las ecuaciones en las que se basa el modelo de la EPA TANKS 4.0.9d, en el presente Capítulo se procede a realizar un estudio de sensibilidad al objeto de determinar en qué grado influyen los parámetros de diseño, las condiciones de operación y las condiciones ambientales en las emisiones de compuestos orgánicos volátiles en los tanques de almacenamiento de los centros de refino de petróleo.
La estructura seguida en el Capítulo es la siguiente:
4.1.1 Emisiones en tanques de techo fijo 4.1.2 Emisiones en tanques de techo flotante externo 4.1.3 Emisiones en tanques de techo flotante interno 4.1.4 Comparación entre distintos tipos de tanques 4.1.5 Conclusiones
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-3
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
4.1.1 Emisiones en tanques de techo fijo Como ya se comentó en el Capítulo anterior, para tanques de techo fijo el programa TANKS realiza una estimación de las siguientes emisiones: Lb ≡ Pérdidas permanentes o por respiración Lw ≡ Pérdidas por trabajo LT ≡ Pérdidas totales, que es la suma de las dos anteriores Para realizar el análisis de sensibilidad de cada parámetro, en cada caso se parte de un caso base y se harán modificaciones del parámetro objeto de estudio para analizar así la influencia de ese parámetro en las emisiones de COV´s. Los parámetros considerados en el caso base son los siguientes:
• Características físicas
- Altura del tanque: 60 ft - Diámetro del tanque: 215 ft - Altura máxima de llenado: 55 ft - Altura media de llenado: 45 ft - Volumen de trabajo: 14.936.697 gal - Número de trasiegos/año: 2 - Tanque no calorifugado - Color de la carcasa: blanco - Estado superficial de la carcasa: bueno - Color del techo: blanco - Estado superficial del techo: bueno - Tipo de techo: cónico - Pendiente: 0,0625 ft/ft - Tarado válvulas: 0,03 psig
• Factores climáticos
- Temperatura media diaria: 57,7 ºF - Temperatura máxima media anual: 69,9 ºF - Temperatura mínima media anual: 45,68 ºF - Velocidad media del viento: 6,944 mph - Factor de insolación medio anual: 1.427,7881 Btu/ft2·día - Presión atmosférica: 13,72 psia
• Sustancia almacenada: crudo
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-4
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
Sobre las características físicas de los tanque, los valores que se han tomado tanto en el caso base como en las modificaciones que de él se hacen son valores típicos en los tanques de almacenamiento empleados en las refinerías españolas. En cuanto a los factores climáticos, indicar que en la base de datos del programa TANKS 4.0.9d están incluidos los datos climatológicos necesarios para ejecutar el programa de numerosas ciudades de Estados Unidos. No obstante, se han introducido los datos de la ciudad española de Puertollano con el objeto de que los resultados obtenidos estén de acuerdo con las características climatológicas de una ciudad española, de modo que los análisis de sensibilidad que aquí se realizan tomen una mayor aplicabilidad para las refinerías españolas. No obstante, el estudio de sensibilidad tendría el mismo valor si se hubiera usado cualquier ciudad estadounidense presente en la base de datos. En cuanto a la sustancia almacenada, se ha elegido el crudo por ser la que en mayor cantidad es almacenada en las refinerías. El crudo elegido es el único incluido en la base de datos de TANKS 4.0, que se corresponde con crudo RVP 5. Se han estudiado los siguientes parámetros:
- Altura del tanque - Diámetro del tanque - Altura máxima de llenado - Altura media de llenado - Número de trasiegos/año - Dependencia de si el tanque es calorifugado o no - Color de la carcasa - Estado superficial de la carcasa - Color del techo del tanque - Estado superficial del techo del tanque - Tipo de techo - Tarado de válvulas - Sustancia almacenada
• Sensibilidad a la altura del tanque
Se han estimado las emisiones manteniendo constantes los parámetros del caso base, a excepción de las alturas media y máxima de llenado, que se han variado de forma proporcional a la altura del tanque, con el objetivo de que el volumen considerado en cada caso sea proporcional a la altura del tanque. De este modo estudiamos la influencia en la estimación de emisiones de la altura del tanque sin que interfieran parámetros como el volumen de vapor dentro del tanque. Tanto en la Tabla 4.1 como en la figura 4.1 se muestran los resultados obtenidos:
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-5
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.1
SENSIBILIDAD A LA ALTURA DEL TANQUE. TANQUES DE TECHO FIJO.
Altura del tanque (ft) 45 50 55 60 65
Lw (lb/año) 57.196 63.505 69.911 76.262 82.610 Lb (lb/año) 156.562 161.048 165.038 168.610 171.826 LT (lb/año) 213.758 224.553 234.949 244.872 254.438
FIGURA 4.1
SENSIBILIDAD A LA ALTURA DEL TANQUE. TANQUES DE TECHO FIJO
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
45 50 55 60 65
Altura (ft)
Pérd
idas
(lb/
año)
LwLbLt
Se puede apreciar que al aumentar la altura del tanque aumentan de forma lineal tanto las pérdidas por trabajo como las pérdidas por respiración, aumentando las primeras de forma más acusada. Por tanto, el efecto es una subida lineal de las emisiones totales al aumentar la altura del tanque, de acuerdo con la ecuación y = 10168·x + 204010, con un coeficiente de regresión lineal R2 = 0,9994, donde y son las emisiones totales (lb/año) y x la altura del tanque (ft).
• Sensibilidad al diámetro de la carcasa
Se han realizado simulaciones con varios diámetros, dejando todos los demás parámetros constantes, obteniéndose los resultados indicados en la Tabla 4.2.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-6
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.2
SENSIBILIDAD AL DIÁMETRO DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FIJO
Diámetro de la carcasa (ft) 145 160 185 200 215 230 245 260
LW (lb/año) 34.687 42.235 56.464 65.992 76.261 87.274 99.029 111.526Lb (lb/año) 75.764 92.498 124.204 145.535 168.610 193.439 220.031 248.397LT (lb/año) 110.451 134.733 180.668 211.527 244.872 280.719 319.060 359.923
FIGURA 4.2
SENSIBILIDAD AL DIÁMETRO DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FIJO
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
145 160 185 200 215 230 245 260
Diámetro (ft)
Pérd
idas
(lb/
año)
LwLbLt
Se puede apreciar que tanto las emisiones por trabajo como las emisiones por respiración aumentan con el diámetro del tanque: Se observa que las pérdidas por respiración son más sensibles al diámetro del tanque. El resultado es que se tiene una dependencia lineal de las emisiones totales respecto del diámetro del tanque.
• Sensibilidad a la altura máxima de llenado
Los resultados de las simulaciones se muestran en la Tabla 4.3 y en la Figura 4.3.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-7
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.3
SENSIBILIDAD A LA ALTURA MÁXIMA DE LLENADO. TANQUES DE TECHO FIJO
Altura máxima de llenado (ft) 40 43 46 49 52 55 58
LW (lb/año) 55.463 59.623 63.782 67.942 72.102 76.262 80.421 Lb (lb/año) 179.800 179.800 179.800 179.00 179.800 179.800 179.800LT (lb/año) 235.263 239.423 243.582 247.742 251.902 256.062 260.221
FIGURA 4.3
SENSIBILIDAD A LA ALTURA MÁXIMA DE LLENADO. TANQUES DE TECHO FIJO
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
40 43 46 49 52 55 58
Altura máxima de llenado (ft)
Pérd
idas
(lb/
año)
LwLbLt
En la Figura 4.3 se observa que la altura máxima de llenado no influye en las pérdidas por respiración, no siendo así en el caso de las pérdidas por trabajo, que aumentan linealmente con la altura máxima de llenado. Se tiene un aumento lineal de las emisiones totales con la altura máxima de llenado, de acuerdo con la ecuación y=4159,7·x+231103, con un coeficiente de regresión lineal R2 = 1, donde y son las emisiones totales (lb/año) y x es la altura máxima de llenado (ft).
• Sensibilidad a la altura media de llenado
Manteniendo constantes todos los parámetros y variando la altura media de llenado, se tienen los resultados expuestos en la Tabla 4.4 y en la Figura 4.4.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-8
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.4
SENSIBILIDAD A LA ALTURA MEDIA DE LLENADO. TANQUES DE TECHO FIJO
Altura media de llenado (ft) 30 35 40 45 50 55
LW (lb/año) 76.262 76.262 76.262 76.262 76.262 76.262 Lb (lb/año) 193.537 187.684 179.800 168.610 151480 121.971 LT (lb/año) 269.799 263.946 256.062 244.872 227742 198.233
FIGURA 4.4
SENSIBILIDAD A LA ALTURA MEDIA DE LLENADO. TANQUES DE TECHO FIJO
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
30 35 40 45 50 55
Altura media de llenado (ft)
Pérd
idas
(lb/
año)
LwLbLt
Se deduce que las pérdidas por trabajo no dependen de la altura media de llenado. Las
pérdidas por respiración descienden en forma de parábola al aumentar la altura media de llenado. En consecuencia, las pérdidas totales disminuyen al aumentar la altura media de llenado de forma parabólica.
Concretamente, la ecuación que define la tendencia de esta parábola es y=-2772,6·x2 +
5761,4x + 265328, con coeficiente de regresión R2 = 0,9942, donde y son las emisiones totales (lb/año) y x la altura media de llenado.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-9
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al número de trasiegos
Operando de forma análoga a los casos anteriores, se obtiene los resultados que se muestran en la Tabla 4.5 y en la Figura 4.5.
TABLA 4.5
SENSIBILIDAD AL NÚMERO DE TRASIEGOS. TANQUES DE TECHO FIJO
Nº trasiegos al año 0,5 1 1,5 2 2,5 3 LW (lb/año) 19.065 38.131 57.196 76.262 95.327 114.392 Lb (lb/año) 168.610 168.610 168.610 168.610 168.610 168.610 LT (lb/año) 187.675 206.741 225.806 244.872 263.937 283.002
FIGURA 4.5
SENSIBILIDAD AL NÚMERO DE TRASIEGOS. TANQUES DE TECHO FIJO
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
0,5 1 1,5 2 2,5 3
Trasiegos (veces/año)
Pérd
idas
(lb/
año)
LwLbLt
Se observa que los resultados del análisis de sensibilidad de las emisiones en tanques de
techo fijo dan como resultado que las emisiones por respiración son independientes del número de trasiegos. Las emisiones por trabajo aumentan de forma lineal con el número de trasiegos. Como consecuencia de ello, las emisiones totales aumentan de forma lineal al aumentar el número de trasiegos, de acuerdo con la ecuación y = 19065·x + 168610, con un coeficiente de regresión R2 = 1, donde y representa las emisiones totales y x los trasiegos (veces/año).
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-10
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al hecho de que el tanque sea calentado
Se han estimado las emisiones para situaciones idénticas, una con tanque calentado y otra con el tanque sin calentar, obteniéndose los siguientes resultados.
TABLA 4.6
SENSIBILIDAD AL HECHO DE QUE EL TANQUE SEA CALENTADO. TANQUES DE TECHO FIJO
¿Tanque calentado? Sí NO LW (lb/año) 76.262 76.262 Lb (lb/año) 139.722 177.572 LT (lb/año) 215.984 253.834
FIGURA 4.6
SENSIBILIDAD AL HECHO DE QUE EL TANQUE SEA CALENTADO. TANQUES DE TECHO FIJO
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
Sí NO
Pérd
idas
(lb/
año)
LwLbLt
Se aprecia que las pérdidas por trabajo permanecen constantes y las pérdidas permanentes son menores en tanques calentados. Estos resultados responden al hecho de que en tanques calentados se producen menos perturbaciones por variación de temperatura, derivándose de ello una disminución de emisiones por respiración, ya que éstas son consecuencia de variaciones de temperatura, presión o nivel del líquido.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-11
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al color de la carcasa
Se han simulado con todos los colores disponibles en la base de datos de TANKS 4.0.9d.
TABLA 4.7
SENSIBILIDAD AL COLOR DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FIJO
Color de la carcasa Blanco Aluminio
especular Aluminio
difuso Gris claro Gris medio Rojo
LW (lb/año) 76.262 78.708 81.101 80.411 82.027 84.501 Lb (lb/año) 168.610 205.813 242.969 232.185 257.562 297.069 LT (lb/año) 244.872 284.521 324.070 312.596 339.589 381.570
FIGURA 4.7
SENSIBILIDAD AL COLOR DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FIJO
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
450000
Blanco Aluminio especular Aluminio difuso Gris claro Gris medio Rojo
Pérd
idas
(lb/
año)
LwLbLt
Se observa que las diferencias entre las emisiones en tanques de distintos colores de
deben básicamente a las emisiones permanentes, ya que las emisiones por trabajo apenas se ven afectadas. De este modo se tiene que los tanques con menores emisiones son los blancos y los de color aluminio especular, lo cual resulta lógico atendiendo a que son los que menor índice de absorción de la luz presentan.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-12
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al estado superficial de la carcasa
Los resultados obtenidos para las dos situaciones posibles (estado superficial bueno y estado superficial malo) se presentan en la Tabla 4.8 y en la Figura 4.8.
TABLA 4.8
SENSIBILIDAD AL ESTADO SUPERFICIAL DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FIJO
Estado superficial de la carcasa Bueno Malo
LW (lb/año) 76.262 78.146 Lb (lb/año) 168.610 197.206 LT (lb/año) 244.872 275.353
FIGURA 4.8
SENSIBILIDAD AL ESTADO SUPERFICIAL DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FIJO
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
Bueno Malo
Pérd
idas
(lb/
año)
LwLbLt
Se aprecia que las emisiones permanentes son sensiblemente menores en tanques con
un estado superficial de la carcasa en buenas condiciones, siendo muy parecidas las pérdidas por trabajo en ambos casos.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-13
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al color del techo
Al igual que en el caso del análisis de sensibilidad al color de la carcasa, se han estimado las emisiones en tanques con los colores presentes en la base de datos del programa, que son los mismos que para el caso del color de la carcasa. Los resultados obtenidos son los que a continuación se muestran:
TABLA 4.9
SENSIBILIDAD AL COLOR DEL TECHO. TANQUES DE TECHO FIJO
Color del techo Blanco Aluminio
especular Aluminio
difuso Gris claro Gris medio Rojo
LW (lb/año) 76.262 78.708 81.101 80.411 82.027 84.501 Lb (lb/año) 168.610 205.813 242.969 232.185 257.562 297.069 LT (lb/año) 244.872 284.521 324.070 312.596 339.589 381.570
FIGURA 4.9
SENSIBILIDAD AL COLOR DEL TECHO. TANQUES DE TECHO FIJO
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
450000
Blanco Aluminio especular Aluminio difuso Gris claro Gris medio Rojo
Pérd
idas
(lb/
año)
LwLbLt
Se observa que los resultados obtenidos son idénticos a los correspondientes al color de
la carcasa, debido a que el software TANKS 4.0.9d emplea las mismas ecuaciones para contabilizar los efectos del color del tanque en las emisiones del tanque. Por tanto, son aplicables los comentarios realizados en el estudio de la sensibilidad del color de la carcasa.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-14
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al estados superficial del techo
Como sucede en el caso del estado superficial de la carcasa, TANKS 4.0.9d permite realizar la estimación de emisiones con techos en buenas y malas condiciones de pintura.
TABLA 4.10
SENSIBILIDAD AL ESTADO SUPERFICIAL DEL TECHO. TANQUES DE TECHO FIJO
Estado superficial del techo Bueno Malo
LW (lb/año) 76.262 78.146 Lb (lb/año) 168.610 197.206 LT (lb/año) 244.872 275.353
FIGURA 4.10
SENSIBILIDAD AL ESTADO SUPERFICIAL DEL TECHO. TANQUES DE TECHO FIJO
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
Bueno Malo
Pérd
idas
(lb/
año)
LwLbLt
Al igual que en el caso de color, se tienen las mismas emisiones que en el caso del
estado superficial del techo. • Sensibilidad al tipo de techo
A continuación se presentan las emisiones estimadas para los dos tipos de techo (cono y domo).
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-15
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.11
SENSIBILIDAD AL TIPO DE TECHO. TANQUES DE TECHO FIJO
Tipo de techo Cono Domo LW (lb/año) 76.262 76.262 Lb (lb/año) 168.610 190.820 LT (lb/año) 244.872 267.082
FIGURA 4.11
SENSIBILIDAD AL TIPO DE TECHO. TANQUES DE TECHO FIJO
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
Cono Domo
Pérd
idas
(lb/
año)
LwLbLt
Se observa que las emisiones permanentes son iguales en ambos casos, mientras que
las emisiones por respiración son un 11 % mayores en tanques de techo tipo domo.
• Sensibilidad al tarado de las válvulas
Para estudiar la sensibilidad al tarado de las válvulas de los tanques de techo fijo, se han realizado simulaciones con distintas presiones de tarado, cuyos resultados se muestran en la Tabla 4.12 y en la Figura 4.12.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-16
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.12
SENSIBILIDAD AL TARADO DE LAS VÁLVULAS. TANQUES DE TECHO FIJO
Tarado de las válvulas (Psig) 0 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
LW (lb/año) 76.262 76.262 76.262 76.262 76.262 76.262 76.262 Lb (lb/año) 173.091 165.623 158.155 143.218 128.282 113.346 98.410 LT (lb/año) 249.353 241.885 2344.17 219.480 204.544 189.608 174.672
FIGURA 4.12
SENSIBILIDAD AL TARADO DE LAS VÁLVULAS. TANQUES DE TECHO FIJO
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
0 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Presión de tarado (psig)
Pérd
idas
(lb/
año)
LwLbLt
Se observa que las emisiones por trabajo son constantes y las emisiones por respiración descienden sensiblemente al aumentar la presión de tarado de las válvulas, ya que al aumentar la presión de tarado de las válvulas se necesitan mayores variaciones de presión en el interior del tanque para que se disparen las válvulas. Sin embargo, tener una presión de tarado de las válvulas más alta supone una disminución en la seguridad del tanque.
La tendencia de las pérdidas totales es de tipo cuadrática, de acuerdo con la ecuación
y = -889,02·x2 - 5690,3·x + 256822, con un coeficiente de regresión R2 = 0,9972, donde y son las emisiones totales (lb/año) y x la presión de tarado de las válvulas (psig).
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-17
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al tipo de sustancia almacenada
Se han estimado las emisiones de varias sustancias pertenecientes a la base de datos de TANKS 4.0.9d y que son normalmente almacenados en refinerías.
TABLA 4.13
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SUSTANCIA ALMACENADA. TANQUES DE TECHO FIJO
Sustancia Crudo F.O. Nº2 F.O. Nº6 Gasolina RVP6
Gasolina RVP 7
Gasolina RVP 8
Gasolina RVP 9
LW (lb/año) 76.262 593 6 143.036 167.410 194.299 218.321 Lb (lb/año) 168.610 1.443 14 245.825 288.096 338.239 388.037 LT (lb/año) 244.872 2.036 20 388.861 455.506 532.538 606.358
TABLA 4.13 (CONT. I)
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SUSTANCIA ALMACENADA. TANQUES DE TECHO FIJO
Sustancia Gasolina RVP 10
Gasolina RVP 11
Gasolina RVP 12
Gasolina RVP 13 Keroseno Nafta
LW (lb/año) 241.883 264.940 287.452 304.476 753 71.631 Lb (lb/año) 442.822 503.954 573.194 642.531 1.832 130.820 LT (lb/año) 684.705 768.894 860.646 947.007 2.585 202.451
TABLA 4.13 (CONT. II)
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SUSTANCIA ALMACENADA. TANQUES DE TECHO FIJO
Sustancia o-xileno m-xileno tolueno hexano heptano etanol LW (lb/año) 5.303 6.746 21.412 116.269 43.153 21.310 Lb (lb/año) 12.786 16200 48.879 226.418 94.344 48.449 LT (lb/año) 18.089 22.946 70.291 342.687 137.497 69.759
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-18
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.13
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SUSTANCIA ALMACENADA. TANQUES DE TECHO FIJO
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
900000
1000000
Crudo
F.O. N
º2
F.O. N
º6
Gasoli
na R
VP6
Gasoli
na R
VP 7
Gasoli
na R
VP 8
Gasoli
na R
VP 9
Gasoli
na R
VP 10
Gasoli
na R
VP 11
Gasoli
na R
VP 12
Gasoli
na R
VP 13
Kerose
noNaft
a
o-xile
no
m-xilen
o
tolue
no
hexa
no
hepta
noeta
nol
Pérd
idas
(lb/
año)
LwLbLt
De esta forma se pone de manifiesto la gran diferencia que hay, en cuanto a emisiones se
refiere, entre almacenar sustancias con altas volatilidades como las gasolinas y sustancias con baja volatilidad como el fueloil.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-19
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
4.1.2 Emisiones en tanques de techo flotante externo
Para el caso de tanques de techo flotante, el programa distingue entre los siguientes tipos de emisiones:
- Lrs Pérdidas en el sello - Lw Pérdidas en las paredes - Ldf Pérdidas en los accesorios de la cubierta - Lds Pérdidas en las juntas de la cubierta - LT Pérdidas totales
Se ha seguido la misma metodología para realizar los análisis de sensibilidad
correspondientes que en el caso anterior, esto es, variar el parámetro objeto de estudio dejando todos los demás constantes.
Los valores de los parámetros del caso base a partir del cual se han realizado los
análisis de sensibilidad son los siguientes: Construcción del tanque
- Diámetro: 215 ft - Volumen del tanque: 14396976 gal - Número de trasiegos al año: 2 - Condiciones de carcasa interna: ligeramente oxidado. - Color: blanco - Tipo de techo: pontón - Construcción del tanque: soldado - Sello primario: zapata mecánica - Sello secundario: ninguno
Factores climáticos
- Temperatura media diaria: 57,7 ºF - Temperatura máxima media anual: 69,9 ºF - Temperatura mínima media anual: 45,68 ºF - Velocidad media del viento: 6,944 mph - Factor de insolación medio anual: 1.427,7881 Btu/ft2·día - Presión atmosférica: 13,72 psia
Sustancia almacenada: crudo
• Sensibilidad al diámetro del tanque
Se han realizado estimaciones de emisiones para varios diámetros del tanque, obteniéndose los resultados que a continuación se muestran:
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-20
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.14
SENSIBILIDAD AL DIÁMETRO DEL TANQUE. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
Diámetro del tanque (ft) 145 160 185 200 215 230 245 260
Lrs (lb/año) 3.953 4.362 5.044 5.452 5.861 6.270 6.679 7.088 Lw (lb/año) 197 179 154 143 133 124 117 110 Ldf (lb/año) 1.882 1.902 1.962 1.978 2.011 2.044 2.082 2.101 Lds (lb/año) 0 0 0 0 0 0 0 0 LT (lb/año) 6.032 6.442 7.160 7.574 8.005 8.439 8.878 9.299
FIGURA 4.14
SENSIBILIDAD AL DIÁMETRO DEL TANQUE. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
145 160 185 200 215 230 245 260
Diámetro (ft)
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Se observa que, independientemente del diámetro, las mayores emisiones son las emisiones a través del sello, teniéndose un aumento muy acusado de éstas al aumentar el diámetro. Las emisiones a través de la pared y de los accesorios de la cubierta se mantienen prácticamente constantes, disminuyendo las primeras al aumentar el diámetro y aumentando las segundas, pero siempre de forma casi inapreciable. Como consecuencia de esto se tienen unas emisiones totales paralelas a las emisiones en el sello.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-21
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al volumen almacenado
Para el caso de tanques de techo flotante, el programa TANKS no permite introducir datos de altura del tanque. De este modo, la única variable relacionada con las dimensiones del tanque, además del diámetro, es el volumen almacenado. Debido a ello, puede entenderse que la dependencia de las emisiones al volumen almacenado es similar a la dependencia a la altura del tanque, siempre y cuando el diámetro del tanque pertenezca constante. Los resultados de las simulaciones realizadas se muestran en la Tabla 4.15 y Figura 4.15:
TABLA 4.15
SENSIBILIDAD AL VOLUMEN ALMACENADO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
Volumen almacenado (gal) 10863255 12221162 13579069 14936976
Lrs (lb/año) 5.861 5.861 5.861 5.861 Lw (lb/año) 97 109 121 133 Ldf (lb/año) 2.011 2.011 2.011 2.011 Lds (lb/año) 0 0 0 0 LT (lb/año) 7.969 7.981 7.993 8.005
FIGURA 4.15
SENSIBILIDAD AL VOLUMEN ALMACENADO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10863255 12221162 13579069 14936976
Volumen (gal)
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-22
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
Se tiene que las emisiones en el sello y en los accesorios de la cubierta son independientes del volumen almacenado. Las pérdidas en las paredes aumentan levemente con el volumen almacenado, lo cual parece lógico, ya que cuanto más alto sea el tanque mayor será la superficie de pared que quede impregnada de líquido almacenado. Como resultado de ello, se tiene que las emisiones se mantienen prácticamente constantes al variar el volumen almacenado.
• Sensibilidad al número de trasiegos
Se han realizado estimaciones con trasiegos entre 0,5 y 3 al año al objeto de estudiar la influencia que la frecuencia de las operaciones de llenado y vaciado tienen sobre las emisiones de COV´s.
TABLA 4.16
SENSIBILIDAD AL NÚMERO DE TRASIEGOS. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
Número de trasiegos al año 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Lrs (lb/año) 5.861 5.861 5.861 5.861 5.861 5.861 Lw (lb/año) 33 66 100 133 160 199 Ldf (lb/año) 2.011 2.011 2.011 2.011 2.011 2.011 Lds (lb/año) 0 0 0 0 0 0 LT (lb/año) 7.905 7.939 7.972 8.005 80.32 8.071
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-23
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.16
SENSIBILIDAD AL NÚMERO DE TRASIEGOS. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0,5 1 1,5 2 2,5 3
Trasiegos (veces/año)
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Se observa que la única dependencia al número de trasiegos se produce en las pérdidas
en las paredes. Al ser éstas las menos significativas, su aumento tiene poca influencia en las emisiones totales es mínimo. Por tanto, puede concluirse que las emisiones totales de COV´s en tanques de techo flotante externo son prácticamente independientes del número de trasiegos.
• Sensibilidad a las condiciones de la carcasa interna
TANKS 4.0.9d permite realizar el cálculo de emisiones con distintas condiciones de la carcasa interna del tanque: ligeramente oxidado, oxidado denso y revestimiento gunitado. Los resultados de las emisiones estimadas se exponen en la Tabla 4.17 y Gráfica 4.17.
TABLA 4.17
SENSIBILIDAD A LAS CONDICIONES DE LA CARCASA INTERNA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
Condiciones de la carcasa interna
Ligeramente oxidado
Oxidado denso
Revestimiento gunitado
Lrs (lb/año) 5.861 5.861 5.861 Lw (lb/año) 133 664 13.290 Ldf (lb/año) 2.011 2.011 2.011 Lds (lb/año) 0 0 0 LT (lb/año) 8.005 8.536 21.162
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-24
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.17
SENSIBILIDAD A LAS CONDICIONES DE LA CARCASA INTERNA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
0
5000
10000
15000
20000
25000
Ligeramente oxidado Oxidado denso Revestimiento gunitado
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Se aprecia que tanto las emisiones en el sello como en los dispositivos de la carcasa son
idénticas en los tres tipos de pared interna. Sin embargo, se tiene que las emisiones en la pared son muy superiores en tanques con carcasa interna con revestimiento gunitado que en tanques con carcasa interna con superficie oxidada. De éstos últimos, son los de pared interna ligeramente oxidada los que menores emisiones presenta.
Por tanto, en tanques con revestimiento gunitado se tienen unas emisiones totales muy
superiores a las de carcasa interna oxidada. • Sensibilidad al color de la carcasa
Como en el caso de tanques de techo fijo, se realiza una estimación de emisiones para todos los colores de carcasa incluidos en la base de datos de TANKS 4.0.9d: blanco, aluminio especular, aluminio difuso, gris claro, gris medio y rojo.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-25
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.18
SENSIBILIDAD AL COLOR DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
Color de la carcasa Blanco Aluminio
especular Aluminio
difuso Gris claro Gris medio Rojo
Lrs (lb/año) 5.861 6.293 6.733 6.604 6.908 7.390 Lw (lb/año) 133 133 133 133 133 133 Ldf (lb/año) 2.011 2.159 2.309 2.266 2.370 2.535 Lds (lb/año) 0 0 0 0 0 0 LT (lb/año) 8.005 8.585 9.176 9.003 9.411 10.058
FIGURA 4.18
SENSIBILIDAD AL COLOR DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Blanco Aluminio especular Aluminio difuso Gris claro Gris medio Rojo
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Al igual que en el caso de tanques de techo fijo, los colores más claros son los que
menores emisiones presentan, siendo los tanques de color blanco los que emiten menos a la atmósfera.
En este sentido es importante destacar que, debido a la menor magnitud de las
emisiones, la influencia del color del tanque en tanques de techo flotante externo es menor que en el caso de tanques de techo fijo. En efecto, para el caso de tanques de techo fijo se tienen emisiones totales del orden de 25.000 lb/año para tanques blancos y del orden de 38.000 lb/año para tanques rojos, mientras que para tanques de techo flotante se tienen emisiones totales de 8.000 lb/año y de 10.000 lb año. Es decir, para el
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-26
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
caso de tanques de techo fijo se tiene una diferencia de emisiones entre tanques blancos y tanques rojos del 35 %, mientras que para tanques de techo flotante externo se tiene una diferencia de emisiones del 20 %.
• Sensibilidad al estado superficial de la carcasa
Se realizan estimaciones de emisiones con superficies de carcasa en buen y mal estado, obteniéndose los resultados siguientes:
TABLA 4.19
SENSIBILIDAD AL ESTADO SUPERFICIAL DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
Estado superficial de la carcasa Bueno Malo
Lrs (lb/año) 5.861 6.192 Lw (lb/año) 133 133 Ldf (lb/año) 2.011 2.124 Lds (lb/año) 0 0 LT (lb/año) 8.005 8.450
FIGURA 4.19
SENSIBILIDAD AL ESTADO SUPERFICIAL DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
Bueno Malo
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-27
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
Obviamente, se tiene que los tanques con buen estado superficial presentan menores emisiones. Sin embargo, cabe señalar que la diferencia que, en cuanto a emisiones se refiere, existe entre ambos estados superficiales es más acusada en tanques de techo fijo que en tanques de techo flotante externo.
Debido a ello, en el mantenimiento de las condiciones de la pintura de los tanques sería conveniente prestar una mayor atención a los tanques de techo fijo, pues es en éstos en los que se conseguirían una mayor disminución de emisiones si se pasa de tener un estado superficial malo a uno bueno.
• Sensibilidad al tipo de techo
Para tanques de techo flotante externo, existen dos opciones de tipos de cubiertas a aplicar en el programa: techo tipo pontón y tipo doble cubierta.
TABLA 4.20
SENSIBILIDAD AL TIPO DE TECHO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
Tipo de techo Pontón Doble cubiertaLrs (lb/año) 5.861 5.861 Lw (lb/año) 133 133 Ldf (lb/año) 2.011 1.922 Lds (lb/año) 0 0 LT (lb/año) 8.005 7.916
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-28
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.20
SENSIBILIDAD AL TIPO DE TECHO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
Pontón Doble cubierta
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
De los resultados se puede deducir que las emisiones son similares con ambos tipos de
techo. Las pérdidas en las paredes y en el sello son idénticas, mientras que las pérdidas en accesorios de la cubierta son ligeramente superiores en las cubiertas tipo pontón.
• Sensibilidad a la construcción del tanque
Para tanques de techo flotante externo, TANKS distingue entre tanques soldados y remachados. Las emisiones estimadas para ambos tipos de tanques se muestran en las Tabla y Figura siguientes:
TABLA 4.21
SENSIBILIDAD A LA CONSTRUCCIÓN DEL TANQUE. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
Construcción del tanque Soldado Remachado
Lrs (lb/año) 5.861 7.550 Lw (lb/año) 133 133 Ldf (lb/año) 2.011 2.011 Lds (lb/año) 0 0 LT (lb/año) 8.005 9.694
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-29
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.21
SENSIBILIDAD A LA CONSTRUCCIÓN DEL TANQUE. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Soldado Remachado
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
De acuerdo con estos resultados, se tiene que los tanques soldados presentan emisiones
sensiblemente menores que los tanques remachados. Mientras que las emisiones en paredes y accesorios de la cubierta son similares en ambos casos, las pérdidas en el sello son más importantes en tanques remachados que en tanques soldados.
• Sensibilidad al tipo de sello primario
El programa tiene la posibilidad de trabajar con tres tipos de sellos primarios: calza mecánica, montado sobre el líquido y montado sobre el vapor. La Tabla 4.22 y Figura 4.22 comparan los resultados de la estimación de emisiones en tanques similares con la única diferencia del tipo de sello primario.
TABLA 4.22
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SELLO PRIMARIO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
Sello primario
Calza mecánica
Montado sobre el líquido
Montado sobre el vapor
Lrs (lb/año) 5.861 1.778 18.485 Lw (lb/año) 133 133 133 Ldf (lb/año) 2.011 2.009 2.009 Lds (lb/año) 0 0 0 LT (lb/año) 8.005 3.921 20.627
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-30
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.22
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SELLO PRIMARIO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
0
5000
10000
15000
20000
25000
Mechanical shoe Liquid mounted vapor mounted
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Se observa que las emisiones en la pared y en los accesorios de la cubierta son
prácticamente similares para los tres tipos de sello primario, siendo las pérdidas en el sello las que marcan las diferencias de emisiones entre los tres tipos de sellos primarios. De este modo se tiene que los tanques con sello primario del tipo montado sobre el líquido son las que menos emisiones presentan. Los tanques con sellos del tipo calza mecánica presentan aproximadamente el doble de emisiones. Sin duda, son los tanques con sello tipo montado sobre el vapor los que más emiten, del orden de 5 veces más que los tanques con sello montado sobre el líquido.
• Sensibilidad al tipo de sello secundario
Se contemplan tres posibilidades a la hora de seleccionar el tipo de sello secundario: no poner ningún tipo de sellos secundario, poner sello secundario tipo montado sobre la calza mecánica y poner sello secundario del tipo montado sobre la corona.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-31
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.23
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SELLO SECUNDARIO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
Sello secundario Ninguno Montado sobre
calza
Montado sobre la corona
Lrs (lb/año) 5.861 2.074 848 Lw (lb/año) 133 133 133 Ldf (lb/año) 2.011 2.011 2.011 Lds (lb/año) 0 0 0 LT (lb/año) 8.005 4.217 2.991
FIGURA 4.23
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SELLO SECUNDARIO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
Ninguno Shoe mounted Rim-mounted
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Lógicamente, se tiene que desde el punto de vista ambiental es mejor usar sello
secundario. De entre los dos tipos de sellos secundarios que son considerados en TANKS, vemos que con el sello secundario de tipo montado sobre calza tiene una reducción de emisiones de aproximadamente un 50 %, mientras que con el sello tipo corona montada se consigue reducir las emisiones en torno a un 62% respecto a los tanques que no emplean sello secundario.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-32
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al tipo de sustancia almacenada
En este caso se procede de forma similar al caso de tanques de techo fijo, realizando estimaciones de emisiones en tanques de techo flotante en condiciones similares almacenando varias de las sustancias contenidas en la base de datos de TANKS 4.0.9d.
TABLA 4.24
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SUSTANCIA ALMACENADA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
Sustancia Crudo F.O. Nº2 F.O. Nº6 Gasolina
RVP6 Gasolina
RVP 7 Gasolina
RVP 8 Lrs (lb/año) 5.861 76 0,74 20.663 24.777 29.504 Lw (lb/año) 133 33 37 26 26 26 Ldf (lb/año) 2.011 26 0,25 7.088 8.500 10.121 Lds (lb/año) 0 0 0 0 0 0 LT (lb/año) 8.005 136 38 27.777 33.304 39.652
TABLA 4.24 (CONT. I)
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SUSTANCIA ALMACENADA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
Sustancia Gasolina RVP 9
Gasolina RVP 10
Gasolina RVP 11
Gasolina RVP 12
Gasolina RVP 13 Keroseno
Lrs (lb/año) 34.064 38.840 43.862 49.161 53.913 97 Lw (lb/año) 26 26 26 26 26 33 Ldf (lb/año) 11.686 13.324 15.047 16.865 18.495 33 Lds (lb/año) 0 0 0 0 0 0 LT (lb/año) 45.775 52.191 58.935 66.052 77.434 163
TABLA 4.24 (CONT. II)
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SUSTANCIA ALMACENADA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
Sustancia Nafta o-xileno m-xileno tolueno hexano heptano etanol Lrs (lb/año) 9.665 684 871 2.788 16.092 5.678 2.809 Lw (lb/año) 30 34 34 34 26 27 31 Ldf (lb/año) 3.315 235 299 956 5.520 1.948 964 Lds (lb/año) 0 0 0 0 0 0 0 LT (lb/año) 13.010 953 1.203 3.779 21.638 7.653 3.803
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-33
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.24
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SUSTANCIA ALMACENADA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE EXTERNO
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
Crudo F.O. Nº6 GasolinaRVP 7
GasolinaRVP 9
GasolinaRVP 11
GasolinaRVP 13
Nafta m-xileno hexano etanol
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Análogamente a lo comentado en tanques de techo fijo, los resultados obtenidos en las
distintas estimaciones son los esperados, variando las emisiones principalmente en función de la volatilidad de la sustancia almacenada. La comparación con los resultados de tanques de techo fijo se realizará en el apartado 4.1.4.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-34
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
4.1.3 Emisiones en tanques de techo flotante interno
Para el caso de tanques de techo flotante interno, el programa distingue los mismos tipos de emisiones que en el caso de tanque de techo flotante externo, a saber:
- Lrs Pérdidas en el sello - Lw Pérdidas en las paredes - Ldf Pérdidas en los accesorios de la cubierta - Lds Pérdidas en las juntas de las cubiertas - LT Pérdidas totales
Se ha seguido la misma metodología para realizar los análisis de sensibilidad
correspondientes que en los casos anteriores, esto es, variar el parámetro objeto de estudio dejando todos los demás constantes.
Los valores de los parámetros del caso base a partir del cual se han realizado los
análisis de sensibilidad son los siguientes:
• Construcción del tanque
- Diámetro: 215 ft - Volumen del tanque: 14396976 gal - Número de trasiegos al año: 2 - Condiciones de carcasa interna: ligeramente oxidado. - Color de la carcasa externa: blanco - Estado superficial de la carcasa externa: bueno - Color del techo: blanco - Estado superficial del techo: bueno - Tipo de techo: soldado - Sello primario: zapata mecánica - Sello secundario: ninguno
• Factores climáticos
- Temperatura media diaria: 57,7 ºF - Temperatura máxima media anual: 69,9 ºF - Temperatura mínima media anual: 45,68 ºF - Velocidad media del viento: 6,944 mph - Factor de insolación medio anual: 1.427,7881 Btu/ft2·día - Presión atmosférica: 13,72 psia
• Sustancia almacenada: crudo
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-35
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al diámetro del tanque
Los resultados de las distintas simulaciones en las que se ha variado el diámetro se muestran en la Tabla 4.25 y en la Figura 4.25.
TABLA 4.25
SENSIBILIDAD AL DIÁMETRO DEL TANQUE. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Diámetro Del tanque 145 160 185 200 215 230 245 260
Lrs (lb/año) 982 1.083 1.252 1.354 1.455 1.557 1.658 1.760 Lw (lb/año) 197 179 154 143 133 124 117 110 Ldf (lb/año) 587 670 826 928 1.039 1.158 1.278 1.407 Lds (lb/año) 0 0 0 0 0 0 0 0 LT (lb/año) 1.765 1.931 2.233 2.425 2.627 2.839 3.053 3.277
FIGURA 4.25
SENSIBILIDAD AL DIÁMETRO DEL TANQUE. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
145 160 185 200 215 230 245 260
Diámetro (ft)
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Sobre estos valores cabe comentar lo siguiente:
- Las pérdidas en la pared disminuyen ligeramente al aumentar el diámetro, siendo muy reducido su aporte a las emisiones totales. De acuerdo con los valores expuestos en
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-36
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
la Tabla 4.14 y representados en la Figura 4.14 se puede observar como las emisiones en la pared son similares en tanques de techo flotante externo e interno.
- Las emisiones en los accesorios de la cubierta aumentan de forma aproximadamente
lineal al aumentar el diámetro, teniéndose una dependencia del diámetro mucho más acusada que en el caso de tanques de techo flotante externo.
- La evolución de las pérdidas en el sello sufre una variación respecto al diámetro
similar al caso de tanques de techo flotante, es decir, aumento lineal de las emisiones respecto al diámetro.
- Debido a la mayor pendiente de la recta (aproximada) de emisiones en los accesorios
de la carcasa que en el caso de tanques de techo flotante, se tiene una mayor dependencia de las emisiones totales respecto al diámetro del tanque en tanques de techo interno. Aunque, no obstante, es importante recordar que la cuantía de estas emisiones son 3 veces inferiores al caso de techo flotante externo.
• Sensibilidad al volumen almacenado
Al igual que en el caso de tanques de techo flotante externo, TANKS no permite introducir datos de altura del tanque. De este modo, la única variable relacionada con las dimensiones del tanque, además del diámetro, es el volumen almacenado. Debido a ello, puede entenderse que la dependencia de las emisiones al volumen almacenado es similar a la dependencia a la altura del tanque, siempre y cuando el diámetro del tanque pertenezca constante.
TABLA 4.26
SENSIBILIDAD AL VOLUMEN ALMACENADO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Volumen almacenado (gal) 10.863.255 12.221.162 13.579.069 14.936.976
Lrs (lb/año) 1.455 1.455 1.455 1.455 Lw (lb/año) 97 109 121 133 Ldf (lb/año) 1.038 1.038 1.038 1.038 Lds (lb/año) 0 0 0 0 LT (lb/año) 2.591 2.603 2.614 2.626
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-37
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.26
SENSIBILIDAD AL VOLUMEN ALMACENADO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
10863255 12221162 13579069 14936976
Volumen (gal)
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Al igual que en el caso de la sensibilidad al volumen almacenado en tanques de techo
flotante externo, se tiene que las emisiones en el sello de la corona y en los accesorios de a cubierta son independientes del volumen almacenado, mientras que las emisiones en las paredes aumentan levemente al aumentar el volumen almacenado. En consecuencia, se tiene que al variar el volumen almacenado se tiene que las emisiones se mantienen prácticamente constantes.
• Sensibilidad al número de trasiegos
Se han realizado estimaciones con trasiegos entre 0,5 y 3 al año al objeto de estudiar la influencia que la frecuencia de las operaciones de llenado y vaciado tienen sobre las emisiones de COV´s. Los resultados de las simulaciones se muestran en la Tabla 4.27 y la Figura 4.27:
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-38
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.27
SENSIBILIDAD AL NÚMERO DE TRASIEGOS. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Número de trasiegos al año 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Lrs (lb/año) 1.455 1.455 1.455 1.455 1.455 1.455 Lw (lb/año) 33 66 100 133 166 199 Ldf (lb/año) 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 Lds (lb/año) 0 0 0 0 0 0 LT (lb/año) 2.526 25.59 2.593 26.26 2.659 2.692
FIGURA 4.27
SENSIBILIDAD AL NÚMERO DE TRASIEGOS. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0,5 1 1,5 2 2,5 3
Trasiegos (veces/año)
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Obsérvese que tanto las pérdidas en el sello como las pérdidas en las paredes son
independientes del número de trasiegos. Únicamente se observa una dependencia respecto al número de trasiegos de las pérdidas en las paredes, dándose un aumento lineal de éstas al aumentar el número de trasiegos.
Debido a que las pérdidas en las paredes son las que en menor medida contribuyen a las
emisiones totales, se tiene que las emisiones totales aumentan muy ligeramente al aumentar el número de trasiegos.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-39
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al hecho de que el techo sea autosoportado o no
El techo fijo del tanque de techo flotante interno puede ser soportado por columnas (techo soportado por columnas o techo no autosoportado) o soportado por la pared del tanque (techo autosoportado). Los resultados de la estimación de emisiones para ambos casos se muestran en la Tabla y Figura siguientes.
TABLA 4.28
SENSIBILIDAD AL HECHO DE QUE EL TECHO SEA AUTOSOPORTADO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
¿Techo autosoportado? SÍ NO
Lrs (lb/año) 1.455 1.455 Lw (lb/año) 133 146 Ldf (lb/año) 1.038 2.334 Lds (lb/año) 0 0 LT (lb/año) 2.626 3.936
FIGURA 4.28
SENSIBILIDAD AL HECHO DE QUE EL TECHO SEA AUTOSOPORTADO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
SÍ NO
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Se tiene que las emisiones en el sello son iguales en ambos casos y las pérdidas en la
pared son prácticamente iguales en ambos casos, siendo ligeramente superiores en tanques soportados por columnas.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-40
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
En cambio, se tiene que las pérdidas en los accesorios de la cubierta en tanques con techos soportados por columnas duplican a las pérdidas de los tanques con techo autosoportados.
Por tanto, se tiene que las emisiones totales en tanques de techo autosoportado son un
33 % mayores que las pérdidas de en tanques de techo soportado por columnas. Teniendo en cuenta lo aquí indicado y lo señalado en el Capítulo 1 en la descripción de
los tipos de tanques, se deduce que los tanques de techo flotante externo que pasan flotante interno (techo autosoportado) presentan menores pérdidas que los tanques de techo fijo que pasan a ser de techo flotante interno (techos soportados con columnas).
No obstante, debido a que los tanques de techo fijo emiten mucho más que los tanques
de techo flotante externo, se conseguiría una mayor reducción de emisiones actuando sobre tanques de techo fijo.
• Sensibilidad a las condiciones de la carcasa interna
Análogamente al caso de tanques de techo flotante externo, TANKS 4.0.9d permite realizar el cálculo de emisiones con distintas condiciones de la carcasa interna del tanque: ligeramente oxidado, oxidado denso y revestimiento gunitado para tanques de techo flotante interno. Los resultados de las emisiones estimadas se exponen en la Tabla 4.29 y Gráfica 4.29.
TABLA 4.29
SENSIBILIDAD A LAS CONDICIONES DE LA CARCASA INTERNA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Condiciones de la carcasa interna
Ligeramente oxidado
Oxidado denso
Revestimiento gunitado
Lrs (lb/año) 1.455 1.455 1.455 Lw (lb/año) 133 664 13.290 Ldf (lb/año) 1.038 1.038 1.038 Lds (lb/año) 0 0 0 LT (lb/año) 2.626 3.158 15.784
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-41
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.29
SENSIBILIDAD A LAS CONDICIONES DE LA CARCASA INTERNA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
Ligeramente oxidado Oxidado denso Revestimiento gunitado
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Para el caso de superficie de la carcasa interna ligeramente oxidada y con oxidado denso
se aprecia que las emisiones prácticamente iguales. Únicamente se aprecian diferencias en las emisiones en la pared, siendo las emisiones con paredes ligeramente oxidadas 5 veces superior a las emisiones en tanques de pared interna con oxidado denso. Pero el hecho de que las pérdidas en la pared son las de menor aportación a las emisiones totales se tiene que las emisiones en tanque con carcasa interna ligeramente oxidada y con oxidado denso hace que se pueda asumir que las emisiones en ambos casos son similares.
En cambio, los tanques con carcasa interna con revestimiento gunitado presenta emisioes
de 5 a 7 veces superiores. • Sensibilidad al color de la carcasa
Como en los dos caso anteriores, se realiza una estimación de emisiones para todos los colores de carcasa incluidos en la base de datos de TANKS 4.0.9d: blanco, aluminio especular, aluminio difuso, gris claro, gris medio y rojo.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-42
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.30
SENSIBILIDAD AL COLOR DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Color de la carcasa Blanco Aluminio
especular Aluminio
difuso Gris claro Gris medio Rojo
Lrs (lb/año) 1.455 1.508 1.560 1.545 1.580 1.635 Lw (lb/año) 133 133 133 133 133 133 Ldf (lb/año) 1.038 1.076 1.113 1.102 1.128 1.166 Lds (lb/año) 0 0 0 0 0 0 LT (lb/año) 2.626 2.717 2.806 2.780 2.841 2.934
FIGURA 4.30
SENSIBILIDAD AL COLOR DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Blanco Aluminio especular Aluminio difuso Gris claro Gris medio Rojo
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Al igual que en los casos anteriores, los colores más claros son los que menores emisiones presentan, siendo los tanques de color blanco los que emiten menos a la atmósfera.
No obstante, en el caso de tanques de techo interno se tiene que el parámetro color de la
carcasa influye menos en las emisiones que en los casos anteriores, fundamentalmente que en el caso de tanques de techo fijo. De este modo se tiene que la diferencia entre tanques de color blanco (los que menos emiten) y tanques de color rojo (los que más emiten) es de tan sólo de un 10%.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-43
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al estado superficial de la carcasa
Se realizan estimaciones de emisiones con superficies de carcasa en buen y mal estado, obteniéndose los resultados siguientes:
TABLA 4.31
SENSIBILIDAD AL ESTADO SUPERFICIAL DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Estado superficial de la carcasa Bueno Malo
Lrs (lb/año) 1.455 1.496 Lw (lb/año) 133 133 Ldf (lb/año) 1.038 1.067 Lds (lb/año) 0 0 LT (lb/año) 2.626 2.696
FIGURA 4.31
SENSIBILIDAD AL ESTADO SUPERFICIAL DE LA CARCASA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Bueno Malo
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Obviamente, se tiene que los tanques con buen estado superficial presentan menores emisiones. Sin embargo, cabe señalar que la diferencia que, en cuanto a emisiones se refiere, existe entre ambos estados superficiales es más acusada en los casos anteriores (sobre todo en tanques de techo fijo) que en tanques de techo flotante interno.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-44
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
De este modo se tiene que, debido a la menor magnitud de las emisiones en tanques de techo flotante interno, la reducción de emisiones que se consigue al pasar de un estado superficial de la carcasa malo a un estado superficial bueno suponen una reducción de un 2%.
• Sensibilidad al color del techo
Se han estimado las emisiones en tanques con los colores presentes en la base de datos del programa, que son los mismos que para el caso del color de la carcasa. Los resultados obtenidos son los que a continuación se muestran:
TABLA 4.32
SENSIBILIDAD AL COLOR DEL TECHO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Color del techo Blanco Aluminio
especular Aluminio
difuso Gris claro Gris medio Rojo
Lrs (lb/año) 1.455 1.508 1.560 1.545 1.580 1.635 Lw (lb/año) 133 133 133 133 133 133 Ldf (lb/año) 1.038 1.076 1.113 1.102 1.128 1.166 Lds (lb/año) 0 0 0 0 0 0 LT (lb/año) 2.626 2.717 2.806 2.780 2.841 2.934
FIGURA 4.32
SENSIBILIDAD AL COLOR DEL TECHO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Blanco Aluminio especular Aluminio difuso Gris claro Gris medio Rojo
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-45
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
Se observa que los resultados obtenidos son idénticos a los correspondientes al color de la carcasa, debido a que el software TANKS 4.0.9d emplea las mismas ecuaciones para estimar los efectos del color del techo que para estimar los efectos del color de la carcasa. Por tanto, son aplicables los comentarios realizados en el estudio de la sensibilidad del color de la carcasa en tanques de techo flotante interno.
• Sensibilidad al estado superficial del techo
Como sucede en el caso del estado superficial de la carcasa, TANKS 4.0.9d permite realizar la estimación de emisiones con techos en buenas y malas condiciones de pintura.
TABLA 4.33
SENSIBILIDAD AL ESTADO SUPERFICIAL DEL TECHO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Estado superficial del techo Bueno Malo
Lrs (lb/año) 1.455 1.496 Lw (lb/año) 133 133 Ldf (lb/año) 1.038 1.067 Lds (lb/año) 0 0 LT (lb/año) 2.626 2.696
FIGURA 4.33
SENSIBILIDAD AL ESTADO SUPERFICIAL DEL TECHO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Bueno Malo
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-46
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
Debido a que emplean las mismas ecuaciones, se tiene que las emisiones con estado superficial del techo bueno y malo son las mismas que en el caso del estado superficial de la carcasa. Por tanto, es aplicable lo comentado en este apartado sobre sensibilidad al estado superficial de la carcasa en tanques de techo flotante interno.
• Sensibilidad al tipo de sello primario
El programa tiene la posibilidad de trabajar con tres tipos de sellos primarios: calza mecánica, montado sobre el líquido, montado sobre el vapor. La Tabla 4.34 y Figura 4.34 comparan los resultados de la estimación de emisiones en tanques similares con la única diferencia del tipo de sello primario.
TABLA 4.34
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SELLO PRIMARIO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Tipo de sello primario
Calza mecánica
Montado sobre el líquido
Montado sobre el vapor
Lrs (lb/año) 1.455 401 1.681 Lw (lb/año) 133 133 133 Ldf (lb/año) 1.038 1.038 1.038 Lds (lb/año) 0 0 0 LT (lb/año) 2.626 1.572 2.853
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-47
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.34
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SELLO PRIMARIO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Mechanical shoe Liquid mounted vapor mounted
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Se observa que las emisiones en la pared y en los accesorios de la cubierta son similares
para los tres tipos de sello primario, siendo las pérdidas en el sello las que marcan las diferencias de emisiones entre los tres tipos de sellos primarios, lo cual parece bastante obvio. De este modo se tiene que los tanques con sello primario del tipo montado sobre el líquido son las que menos emisiones presentan, suponiendo una reducción del 46 % respecto a las emisiones de tanques con sello primario tipo montado sobre el vapor y de un 40 % respecto a las emisiones del sello tipo calza mecánica.
• Sensibilidad al tipo de sello secundario
TANKS 4.0.9d permite tres posibilidades a la hora de seleccionar el tipo de sello secundario: no poner ningún tipo de sellos secundario, poner sello secundario tipo zapata montada y poner sello secundario del tipo corona montada. Los resultados de la estimación de emisiones se muestran a continuación:
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-48
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.35
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SELLO SECUNDARIO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Tipo de sello secundario Ninguno Montado
sobre calza
Montado sobre la corona
Lrs (lb/año) 1.455 401 151 Lw (lb/año) 133 133 133 Ldf (lb/año) 1.038 1.038 1.038 Lds (lb/año) 0 0 0 LT (lb/año) 2.626 1.573 1.322
FIGURA 4.35
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SELLO SECUNDARIO. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Ninguno Shoe mounted Rim-mounted
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Lógicamente, se tiene que el empleo de de sello secundario implica una reducción de
emisiones. De entre los dos tipos de sellos secundarios que son considerados en TANKS, vemos que con el sello secundario de tipo montado sobre zapata se obtiene una reducción de emisiones de aproximadamente un 40%, mientras que con el sello tipo montado sobre la corona se consigue reducir las emisiones en torno a un 50% respecto a los tanques que no emplean sello secundario.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-49
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al tipo de cubierta
Para el caso de tanques de techo flotante interno, se puede realizar la estimación de emisiones con dos tipos distintos de construcción del tanque: soldada y atornillada. Las emisiones que se tienen en ambos casos son las que se muestran en la Tabla 4.36 y en la Figura 4.36.
TABLA 4.36
SENSIBILIDAD AL TIPO DE CUBIERTA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Tipo de cubierta Soldada Atornillada
Lrs (lb/año) 1.455 1.455 Lw (lb/año) 133 133 Ldf (lb/año) 1.038 1.557 Lds (lb/año) 0 1.284 LT (lb/año) 2.626 4.429
FIGURA 4.36
SENSIBILIDAD AL TIPO DE CUBIERTA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
Soldada Atornillada
Pérd
idas
(lb/
año) Lrs
LwLdfLdsLt
Lo primero que llama la atención es que las pérdidas en juntas de la cubierta (Lds) sólo
son distintas de cero en el caso de tanques atornillados. Vemos que tanto en todas la configuraciones de tanque flotante externo como en los tanques de techo flotante interno soldados las pérdidas en juntas de la cubierta son nulas.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-50
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
Se observa que las emisiones en la pared y en la corona sellada son similares en ambos tipos de construcción. En cambio, se tiene que las pérdidas en los accesorios de la cubierta son un 50% mayores en tanques atornillados y que los tanques atornillados presentan unas emisiones en las juntas no despreciables. Por tanto, el resultado de lo aquí señalado es que los tanques de techo flotante interno de cubierta atornillada presentan unas emisiones que casi duplican a los tanques de cubierta soldada.
• Sensibilidad al tipo de sustancia almacenada
En este caso se procede de forma similar a los casos de tanques de techo fijo y tanques de techo flotante externo, realizando estimaciones de emisiones en tanques de techo flotante interno en condiciones similares almacenando varias de las sustancias contenidas en la base de datos de TANKS 4.0.9d.
TABLA 4.37
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SUSTANCIA ALMACENADA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Sustancia Crudo F.O. Nº2 F.O. Nº6 Gasolina RVP6
Gasolina RVP 7
Gasolina RVP 8
Lrs (lb/año) 1.455 19 0,18 5.130 6.152 7.326 Lw (lb/año) 133 33 37 26 26 26 Ldf (lb/año) 1.038 14 0,13 3.661 4.390 5.227 Lds (lb/año) 0 0 0 0 0 0 LT (lb/año) 2.626 66 37 8.818 10.568 12.579
TABLA 4.37 (CONT I)
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SUSTANCIA ALMACENADA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Sustancia Gasolina RVP 9
Gasolina RVP 10
Gasolina RVP 11
Gasolina RVP 12
Gasolina RVP 13 Keroseno
Lrs (lb/año) 8.458 9.644 10.891 12.207 13.386 24 Lw (lb/año) 26 26 26 26 26 32 Ldf (lb/año) 6.035 6.882 7.771 8.710 9.552 17 Lds (lb/año) 0 0 0 0 0 0 LT (lb/año) 14.519 16.552 18.688 20.943 22.965 74
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-51
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.37 (CONT II)
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SUSTANCIA ALMACENADA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
Sustancia Nafta o-xileno m-xileno tolueno hexano heptano etanol Lrs (lb/año) 2.400 170 216 692 3.996 1.410 697 Lw (lb/año) 30 34 34 34 26 27 31 Ldf (lb/año) 1.712 121 154 494 2.851 1.006 498 Lds (lb/año) 0 0 0 0 0 0 0 LT (lb/año) 4.142 325 4.04 1.220 6.873 2.443 1.226
FIGURA 4.37
SENSIBILIDAD AL TIPO DE SUSTANCIA ALMACENADA. TANQUES DE TECHO FLOTANTE INTERNO
0
5000
10000
15000
20000
25000
Crudo F.O. Nº6 GasolinaRVP 7
GasolinaRVP 9
GasolinaRVP 11
GasolinaRVP 13
Nafta m-xileno hexano etanol
Pérd
idas
(lb/
año)
LrsLwLdfLt
Análogamente a lo comentado en los casos anteriores, los resultados obtenidos en las
distintas estimaciones son los esperados, variando las emisiones principalmente en función de la volatilidad de la sustancia almacenada. La comparación con los resultados de tanques de techo fijo se realiza en el apartado siguiente.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-52
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
4.1.4 Comparación
En este apartado se pretende realizar una comparación entre las emisiones estimadas por TANKS 4.0.9d en tanques de techo fijo, techo flotante externo y techo flotante interno.
A continuación se presentan en tablas separadas las emisiones de sustancias más
volátiles y de sustancias menos volátiles, con el propósito de que pueda realizarse mejor la comparación gráfica en las figuras siguientes.
Para hacer la comparación se han seleccionado las dimensiones, propiedades y lo más
parecidas posible para cada tipo de tanque, dentro de lo posible, de forma que la comparación sea más significativa.
Aunque a priori, después de lo que se ha visto hasta aquí en lo referente a emisiones en
tanques de almacenamiento, se pueden intuir cuáles van a ser los resultados, esta comparación nos servirá para ver de forma cuantitativa cómo serían las emisiones de diferentes sustancias en distintos tipos de tanques en condiciones similares.
TABLA 4.38
COMPARACIÓN PARA SUSTANCIAS MÁS VOLÁTILES
Emisiones totales (lb/año) Tipo de tanque
Crudo Gasolina RVP6 Nafta Etanol
Techo fijo 244.872 388.861 20.2451 69.759 Techo flotante externo 8.005 27.777 13.010 3.803
Techo flotante interno 2.626 8.818 4.142 1.226
TABLA 4.39
COMPARACIÓN PARA SUSTANCIAS MENOS VOLÁTILES
Emisiones totales (lb/año) Tipo de tanque F.O. Nº2 F.O. Nº6 Keroseno
Techo fijo 2.036 20 2.585 Techo flotante externo 136 38 163
Techo flotante interno 66 37 74
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-53
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.38
COMPARACIÓN PARA SUSTANCIAS MÁS VOLÁTILES
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
450000
Crudo Gasolina RVP6 Nafta Etanol
Emisiones totales (lb/año)
Pérd
idas
(lb/
año)
Techo fijoTecho flotante externoTecho flotante interno
FIGURA 4.39
COMPARACIÓN PARA SUSTANCIAS MENOS VOLÁTILES
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
F.O. Nº2 F.O. Nº6 Keroseno
Emisiones totales (lb/año)
Pérd
idas
(lb/
año)
Techo fijoTecho flotante externoTecho flotante interno
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-54
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
Se puede apreciar en estas Tablas y Figuras que las emisiones en tanques de techo fijo son muy superiores, generalmente un orden de magnitud, que las emisiones en tanques de techo flotante, lo cual es bastante lógico. En cuanto a la comparación entre tanques de techo flotante externo e interno, se observa que las emisiones en tanques de techo flotante externo son entre 3 y 4 veces superiores a las emisiones en tanques de techo flotante interno.
Una excepción a esta tónica general son los resultados de la estimación de emisiones en el almacenamiento de fuel oil Nº6. Para este caso, el programa TANKS 4.0.9d estima que todas las emisiones son del mismo orden, siendo incluso menores en tanques de techo fijo. En cualquier caso, el hecho de que para los tres tipos de tanques se estimen unas emisiones anuales tan reducidas para almacenamiento de fuel oil Nº6 en comparación con otras sustancias hace que no deba darse mucha importancia a este hecho. No obstante, resulta especialmente llamativo que, de acuerdo con lo estimado por TANKS 4.0.9d, sea mejor desde el punto de vista ambiental usar tanques de techo fijo que tanques de techo flotante (externo o interno) para almacenar fuel oil N 6.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-55
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
4.1.5 CONCLUSIONES
Del análisis de sensibilidad a los distintos parámetros de operación, propiedades de diseño de los que dependen las emisiones estimadas por TANKS 4.0.9d pueden extraerse las siguientes conclusiones:
• Las emisiones en tanques de techo fijo son muy superiores a las emisiones en tanques de techo flotante. En general, se tienen emisiones un orden de magnitud superior. A su vez, las emisiones estimadas en tanques de techo flotante externo son 3 ó 4 veces superiores a las estimadas para tanques de techo flotante interno.
Es decir, si se tiene un tanque de techo fijo y se pretende reducir las emisiones de COV´s sustituyéndolo por un tanque de techo flotante externo, se conseguiría una reducción de emisiones del 96,7%. En cambio, si se cambia de techo fijo a techo flotante interno, se alcanza un nivel de reducción de emisiones del 98,9%. Por otro lado, si se tiene un tanque de techo flotante externo y se sustituye por un tanque de techo flotante interno se consigue reducir las emisiones en un 67%.
• En lo referente a la sensibilidad al diámetro del tanque, en los tres tipos de tanques se da
un aumento lineal de las emisiones al aumentar el radio del tanque. De esta forma se tiene que, a igualdad de otros parámetros, al pasar de un tanque de 260 ft a uno de 145 ft se tiene una reducción de de emisiones del 69% en tanques de techo fijo, del 35% en tanques de techo flotante externo y del 46% en tanques de techo flotante interno.
• Sobre la dependencia de la altura del tanque en las emisiones, se observan dos
tendencias: por un lado, los tanques de techo fijo sufren un aumento lineal de emisiones al aumentar las emisiones la altura del tanque (a igualdad de los otros parámetros); y por otro, los emisiones en tanques de techo flotante no muestran dependencia alguna de la altura del tanque.
Esto se debe a que en las ecuaciones implementadas en TANKS tienen en cuenta la relación que existe entre las emisiones y el volumen de vapor entre la superficie del líquido y el techo del tanque. De este modo, en tanques de techo fijo, al variar el volumen de vapor se produce una variación de las emisiones. En cambio, se tiene que en los tanques de techo flotante el volumen de vapor es aproximadamente constante, independientemente de la altura del tanque, por lo que las emisiones tienen una vaga dependencia de la altura del tanque.
• Los resultados del análisis de sensibilidad al número de trasiegos muestran que,
lógicamente, las emisiones aumentan al aumentar el número de trasiegos. No obstante, este aumento es mucho más acusado en tanques de techo fijo que en tanques de techo flotante, poniéndose una vez más de manifiesto el efecto amortiguador de las perturbaciones del sistema que supone el techo flotante. Esto es, ante las perturbaciones que entran en el sistema al llevar a cabos los trasiegos (fundamentalmente cambios de nivel), los tanques de techo flotante responden con la subida o bajada del techo para
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-56
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
amortiguar los efectos de esas perturbaciones. De este modo se tiene una dependencia casi nula respecto al número de trasiegos en tanques de techo flotante.
• En tanques de techo fijo se observa que los tanques calentados presentan unas
emisiones un 15% inferiores a las de tanques no calentados, como consecuencia de que en tanques calentados disminuye sensiblemente la perturbación por variación de temperatura, ya que la temperatura es aproximadamente constante.
• Tanto el color de la carcasa en todos los tanques como el color del techo en tanques de
techo fijo y flotante interno influyen en las emisiones de COV´s. Se concluye del análisis de sensibilidad que los tanques con carcasa y/ techo de colores con mayor índice de reflexión de la luz (sobre todo blanco y aluminio especular) son los que menos emisiones presentan. Por el contrario, las mayores emisiones se dan en los tanques de colores con mayor índice de reflexión como gris medio o rojo.
La importancia del color de la carcasa y/o del techo es menor en tanques de techo flotante, ya que presentan emisiones menores que los de techo fijo y el rango entre las emisiones de los tanques del color que más emite y las de los tanques que emiten menos es más reducido. De aquí se deduce que es de vital importancia que los tanques de techo fijo sean de color blanco o aluminio especular, pues el hecho de que un tanque sea blanco en vez de gris medio puede suponer una diferencia de emisiones de COV´s de unas 100.000 lb/año. En tanques de techo flotante, sobre todo en el caso de tanques de techo flotante interno, los tanques de colores oscuros supondrían unas emisiones ligeramente superiores que en tanques claros (diferencias de hasta 2.000 lb/año en tanques de techo flotante interno y de hasta 300 lb/año para tanques de techo flotante externo). En cualquier caso, es recomendable emplear tanques de color blanco.
• Un análisis similar al del punto anterior puede realizarse al caso de estado superficial de
la carcasa y techo (en tanques de techo fijo y de techo flotante interno). Mientras en tanques de techo fijo es fundamental tener tanto carcasa como techo en buen estado, en tanques de techo flotante (máxime en tanques de techo flotante interno) el hecho de tener la carcasa y techo (en tanques de techo flotante externo) en mal estado supone un leve aumento de emisiones.
En el caso de techo fijo, los tanques con carcasa en buen estado tienen unas emisiones
un 36% inferiores a las emisiones que tendría ese mismo tanque pero con la carcasa en buen estado. Este porcentaje es del 20% en tanques de techo flotante externo y del 10% en tanques de techo flotante interno.
En términos absolutos, la diferencia de emisiones entre tanques con carcasa en buen
estado y tanques con carcasa en mal estado en el caso de techo fijo es de
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-57
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
136.700 lb/año. Esta diferencia es de 2.053 lb/año en el caso de tanques de techo flotante externo y de 308 lb/año para el caso de tanques de techo flotante interno.
• Los tanques de techo fijo tipo cono presentan menores emisiones que los tipo domo.
Concretamente, las emisiones en tanques de techo fijo de tipo cono son un 8% inferiores a las emisiones en tanques de techo fijo tipo domo.
• Al aumentar la presión de tarado de las válvulas de vacío/presión disminuyen las
emisiones en tanques de techo fijo. Lógicamente, al aumentar la presión de tarado de las válvulas mayor tienen que ser las perturbaciones en la presión del vapor para que éstas salten.
Sin embargo, el aumentar la presión de tarado de las válvulas hace que también aumente
el riesgo de explosión o incendio en el tanque. Por tanto, habrá que buscar una solución de compromiso entre la seguridad y el respeto al medio ambiente.
• En tanques de techo flotante, de los tres tipos de carcasa interna presentes en la base de
datos de TANKS, es el tipo ligeramente oxidado el que menores pérdidas presenta, siendo las pérdidas en tanques con carcasa de superficie densamente oxidada muy similares, aunque levemente superiores. En cambio, tanto en techo flotante externo como interno se tiene que las emisiones cuando la carcasa interna es del tipo revestimiento gunitado son mucho mayores que en los dos tipos anteriores, del orden de 2,5 veces superior.
• En tanques de techo flotante externo, las emisiones en tanques con techo tipo pontón y
tipo doble cubierta son prácticamente iguales. • En tanques de techo flotante externo, las emisiones en los tanques de construcción
soldada son un 8% inferiores a las que se tienen en tanques de techo flotante externo de construcción remachada.
• En tanques de techo flotante interno, las emisiones en los tanques de construcción
soldada son un 60% inferiores a las que se tienen en tanques de techo flotante interno de construcción atornillada.
• En tanques de techo flotante externo, el tipo de sello primario que menores emisiones
presenta es el sello montado sobre el líquido. Cuando se emplea sello primario tipo calza mecánica se producen unas emisiones que son aproximadamente el doble que cuando se emplea sello del tipo montado sobre el líquido. Para el caso de emplearse sello montado sobre el vapor, las emisiones son aproximadamente 5 veces superiores al caso de sello montado sobre el líquido.
• Para tanques de techo flotante interno, también se tiene que el sello que menores
emisiones presenta es el montado sobre el líquido, mientras que los otros dos tipos de
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-58
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
sello (calza mecánica y montado sobre vapor) presentas emisiones similares, y a su vez aproximadamente el doble que en el caso de emplearse sello montado sobre el líquido.
• Para tanques de techo flotante externo el mejor sello secundario es el tipo montado sobre
la corona. El empleo de este tipo de sello secundario disminuye las emisiones un 62% respecto al no empleo de sello secundario, mientras que el sello secundario montado sobre calza hace que esta disminución sea del 47%. En el caso de tanque de techo flotante interno, el mejor sello secundario también es el tipo montado sobre la corona, que consigue una reducción de emisiones respecto al no empleo de sello secundario del 50%, mientras que si se emplea sello secundario tipo montado sobre calza esta reducción es del 40%.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-59
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
4.2 ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD DE LOS PARÁMETROS EN LA ESTIMACIÓN DE EMISIONES MEDIANTE WATER9.
Una vez descrito detalladamente en el Capítulo anterior los fundamentos en que se basa el programa WATER9, a continuación se procede a realizar un análisis de sensibilidad para, al igual que en el caso del programa TANKS, estudiar la influencia de los parámetros de operación y de diseño más importantes en las emisiones de COV´s en los sistemas de tratamiento de aguas residuales. La metodología llevada a cabo para realizar el análisis de sensibilidad consiste básicamente en, partiendo de un caso base, realizar modificaciones individuales de cada parámetro. De este modo se obtienen las emisiones estimadas por el programa para cada valor de los distintos parámetros. De esta manera se puede analizar la influencia de los parámetros analizados. Para realizar el análisis se ha tomado como corriente de entrada en las distintas unidades una corriente de composición típica de las aguas fenólicas, tomadas a partir de datos reales de una refinería española. La Tabla 4.40 siguiente muestra la composición de la corriente objeto de estudio:
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-60
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.40
CONCENTRACION DE LOS COMPUESTOS EN EL EFLUENTE
CASO BASE CORRIENTE Alta
(%) Baja (%)
MEDIA (%)
MEDIA (ppmw)
Etilbenceno 0,16 0,1 0,13 1.300 Benceno 0,0018 0,0011 0,00145 14,5 Estireno 0,0104 0,0067 0,00855 85,5
Monopropilenglicol 2,49 1,52 2,005 20.050 Metil Bencil Alcohol 0,4 0,26 0,33 3.300
Acetofenona 0,05 0,03 0,04 400 Fenato de sodio 0,82 0,53 0,675 6.750 Acetato de sodio 0,22 0,14 0,18 1.800
Propionato de sodio 0,25 0,16 0,205 2.050 Butirato de sodio 0,03 0,02 0,025 250
Benzoato de sodio 2,14 1,38 1,76 17.600 Octanoato de sodio 0,17 0,11 0,14 1.400
Alcohol bencílico 0,008 0,005 0,0065 65 2 fenil etanol 0,015 0,01 0,0125 125
1 fenoxi 2 propanol 0,16 0,1 0,13 1.300 Adipato de potasio 1,31 0,85 1,08 10.800
Acetaldehido 0,02 0,01 0,015 150 Óxido de propileno 0,12 0,07 0,095 950
Fenol 0,0001 0 0,00005 0,5 Ácido fórmico 0,51 0,3 0,405 4.050
Ácetico acético 0,65 0,37 0,51 5.100 Ácido benzoico 0 0 0 0 Benzaldehido 0,0003 0,0002 0,00025 2,5
Poliol 0,66 0,38 0,52 5.200 Compuestos orgánicos
totales 12,09 7,53 9,81 98.100
Agua Resto Resto Resto Las principales propiedades físicas y químicas de los compuestos presentes en la corriente a estudiar, empleadas por WATER9 se resumen en la siguiente tabla (referidos a una temperatura de 25 ºC):
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-61
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.41
PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS
Compuesto Densidad (g/cm3)
Peso molecular
(g/mol)
Difusividad en agua (cm2/s)
Difusividad en aire (cm2/s)
Presión de vapor
(mmHg)
Constante de Henry
(atm·m3/mol) Etilbenceno 0,87 106,2 7.8·10-6 0,075 10 0,007881
Benceno 0,874 78,11 1,02·10-5 0,088 95,26 0,0055 Estireno 0,9 104,2 8,6·10-6 0,071 7,3 0,0027
Monopropilenglicol - - 1,15·10-5 0,0979 - 1,699·10-7 Metil Bencil
Alcohol 1,015 122,17 8,56·10-6 0,0636 0,0865 1,39·10-5
Acetofenona 1,023 120,16 8,73·10-6 0,06 0,397 9,16·10-6 Fenato de sodio - - 8,76·10-6 0,066202 - 7,34·10-8 Acetato de sodio 1 82,04 1,07·10-5 0,0912 6,67·10-4 3,6·10-9
Propionato de sodio - - 4,59·10-7 0,0801 - 4,59·10-7
Butirato de sodio - - 9,04·10-6 0,0706 - 1,08·10-6 Benzoato de sodio - - 9,57·10-6 0,0604 - 4,158·10-8
Octanoato de sodio - - 7,06·10-6 0,0406 - 2,63·10-5
2 fenil etanol 1,023 122,18 8,6·10-6 0,0638 0,0868 2,55·10-7 1 fenoxi 2 propanol - - 7,45·10-6 0,0473 - 8,04·10-6
Adipato de potasio - - 6,68·10-6 0,033 - 1,65·10-8 Acetaldehido 0,788 45,06 1,41·10-5 0,124 902 9,99·10-5
Óxido de propileno - - 1,32·10-5 0,118 - 6,966·10-5
Fenol 1,07 94,1 9,1·10-6 0,082 0,341 7,088·10-7 Ácido fórmico 1,22 46,03 1,37·10-6 0,079 42 1,111·10-5
Ácetico acético 1,05 60,05 1,2·10-5 0,113 15,4 1,19·10-6 Ácido benzoico 1,27 122,13 7,97·10-6 0,0702 7,0·10-4 4,15·10-8 Benzaldehido 0,97 106,13 9,07·10-6 0,0721 0,9 2,39·10-5
Es importante recordar que no es el objetivo del presente Capítulo el calcular las emisiones en estas unidades, sino de estudiar cómo y de qué forma afectan los parámetros estudiados a dichas emisiones. Es por ello por lo que se usa en todas las unidades la misma composición del efluente a tratar, aunque muchas de estas unidades y equipos no suelen trabajar con este tipo de corrientes. A continuación se citan las unidades y parámetros estudiados:
• Sumidero abierto: caudal, temperatura del agua residual, área abierta de la unidad, radio del conducto, distancia entre la salida del conducto y la superficie del líquido, velocidad del aire en el drenaje abierto
• Clarificador primario: caudal, temperatura del agua residual, diámetro, profundidad,
distancia entre el conducto de entrada y la superficie del líquido.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-62
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Biotratamiento aireado: caudal, temperatura, longitud, anchura, profundidad, área de
agitación (para cada aireador), número de aireadores, potencia de agitación, diámetro del agitador, velocidad de rotación, overall biorate.
• Laguna: temperatura del agua residual, área de la superficie, profundidad, overall
biorate.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-63
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
4.2.1 Sumideros abiertos
Los parámetros introducidos en el modelo para la estimación de emisiones correspondientes al caso base son los siguientes:
Caudal: 1 l/s Temperatura del agua residual: 25 ºC Área abierta de la unidad: 50 cm2 Radio del conducto: 5 cm Distancia entre la salida del conducto y la superficie del líquido: 61 cm Velocidad del viento: 88 ft/min
Al realizar la simulación en WATER9, se tienen las siguientes emisiones estimadas para sumideros abiertos:
TABLA 4.42
ESTIMACIÓN DE EMISIONES EN SUMIDERO ABIERTO. CASO BASE
EMISIONES ESTIMADAS COMPONENTES
g/s t/año Monopropilenglicol 9,14·10-5 2,97·10-3 Metil bencil alcohol 5,18·10-7 1,64·10-5 Benzoato de sodio 1,57·10-5 4,96·10-4 Óxido de propileno 1,65·10-3 0,052 Propionato de sodio 2,34·10-5 7,39·10-4
Butirato de sodio 6,26·10-6 1,98·10-4 Octanoato de sodio 5,88·10-4 0,018
Fenato de sodio 1,12·10-5 3,54·10-4 1 fenoxi 2 propanol 1,92·10-4 6,06·10-3 Adipato de potasio 2,83·10-6 8,94·10-5
4 Metil bencil alcohol 2,37·10-4 7,49·10-3 Acetaldehído 3,62·10-4 0,011 Ácido acético 1,80·10-4 5,68·10-3 Acetofenona 7,57·10-5 2,39·10-3 Benzaldehído 3,02·10-7 9,54·10-6
Benceno 7,5·10-4 0,023 Ácido benzoico 1,86·10-9 5,87·10-8
Etilbenceno 8,05·10-2 2,54 Ácido fórmico 9,26·10-4 0,029
Fenol 8,89·10-3 0,28 Acetato de sodio 3,4310-8 1,08·10-6
Estireno 2,10·10-3 0,066 2 fenil etanol 1,69·10-7 5,34·10-6
TOTAL 8,77·10-2 2,77
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-64
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al caudal de efluente
Para estudiar la influencia del caudal en las emisiones de compuestos orgánicos volátiles en sumideros abiertos, se harán variaciones del caudal y se mantendrán constantes los parámetros del caso base. En la Tabla siguiente se muestran las emisiones estimadas para los distintos caudales consideradas:
TABLA 4.43
SENSIBILIDAD AL CAUDAL. SUMIDEROS ABIERTOS
Caudal (l/s) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año) 0,05 5,38·10-2 1,7 0,5 6,34·10-2 2,00 1 8,77·10-2 2,77 5 1,56·10-1 4,92
FIGURA 4.40
SENSIBILIDAD AL CAUDAL. SUMIDEROS ABIERTOS
0
1
2
3
4
5
6
0 1 2 3 4 5 6
Caudal (l/s)
Emis
ione
s (t
/año
)
En la Figura 4.40 anterior se aprecia que, para caudales entre 0 y 1,25 l/s se produce un aumento exponencial de las emisiones con el caudal, y un aumento lineal del mismo a partir de 1,25 l/s, con pendiente 0,4571. Esto es, en este tramo lineal se produce un aumento en las emisiones de 0,4571 t/año por cada l/s que aumenta el caudal.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-65
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad a la temperatura del efluente
Los resultados de las distintas simulaciones para estudiar la influencia de la temperatura del efluente en las emisiones se muestran en la Tabla 4.44 y Figura 4.41 siguientes:
TABLA 4.44
SENSIBILIDAD A LA TEMPERATURA DEL EFLUENTE. SUMIDEROS ABIERTOS
Temperatura (ºC) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
15 5,2·10-2 1,64 20 6,82·10-2 2,15 25 8,77·10-2 2,77 30 1,11·10-1 3,49 35 1,37·10-1 4,32 40 1,66·10-1 5,23 45 1,97·10-1 6,2
FIGURA 4.41
SENSIBILIDAD A LA TEMPERATURA DEL EFLENTE. SUMIDEROS ABIERTOS
0
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Temperatura (ºC)
Emis
ione
s (t/
año)
Se observa un aumento de las emisiones al aumentar el caudal, de acuerdo con la ecuación cuadrática y = 0,002·x2 + 0,0323·x + 0,696 (coeficiente de regresión, R2, = 1), donde y se corresponde con las emisiones (t/año) y x con la temperatura (ºC).
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-66
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al área abierta de la unidad Las emisiones calculadas por WATER9 para distintos valores de área abierta del
sumidero se presentan a continuación:
TABLA 4.45
SENSIBILIDAD AL ÁREA ABIERTA DE LA UNIDAD. SUMIDEROS ABIERTOS
Área abierta de la unidad (cm2) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
0 0,0828 2,61 1.000 0,0877 2,77 2.000 0,0914 2,88 3.000 0,0946 2,99 4.000 0,0977 3,08 5.000 0,101 3,18 6.000 0,103 3,27 7.000 0,106 3,35 8.000 0,109 3,43 9.000 0,111 3,52
10.000 0,114 3,6
FIGURA 4.42
SENSIBILIDAD AL ÁREA ABIERTA DE LA UNIDAD. SUMIDEROS ABIERTOS
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Área abierta (cm2)
Emis
ione
s (t/
año)
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-67
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
Se tiene un ligero aumento, aproximadamente lineal, de las emisiones al aumentar el área abierta de la unidad.
• Sensibilidad al radio del conducto Para comprobar la influencia del radio del conducto que llega al sumidero en las emisiones de éste, se han realizado simulaciones con distintos radios del conducto, teniéndose los resultados que a continuación se presentan:
TABLA 4.46
SENSIBILIDAD AL RADIO DEL CONDUCTO. SUMIDEROS ABIERTOS
Radio del
conducto (cm) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
2 8,77·10-2 2,77 4 8,77·10-2 2,77 6 8,77·10-2 2,77 8 8,77·10-2 2,77 10 8,77·10-2 2,77
TABLA 4.43
SENSIBILIDAD AL RADIO DEL CONDUCTO. SUMIDEROS ABIERTOS
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 2 4 6 8 10 12
Radio del conducto (cm)
Emis
ione
s (t/
año)
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-68
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
De la Tabla 4.46 y de la Figura 4.43 se puede apreciar como, de acuerdo con las estimaciones de emisiones del software empleado, el radio del conducto de entrada al sumidero no influye en las emisiones de compuestos orgánicos volátiles.
• Sensibilidad a la distancia entre el conducto de entrada y la superficie del líquido
Los resultados de las distintas simulaciones para estudiar la influencia de la temperatura del efluente en las emisiones se muestran en la Tabla 4.47 y Figura 4.44 siguientes:
TABLA 4.47
SENSIBILIDAD A LA DISTANCIA ENTRE EL CONDUCTO DE ENTRADA Y LA SUPERFICIE DEL LÍQUIDO. SUMIDEROS ABIERTOS
Distancia entre el conducto de
entrada y la superficie de líquido (cm) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
0 0,0828 2,61 10 0,0877 2,77 20 0,0855 2,7 30 0,0847 2,67 40 0,0843 2,66 50 0,084 2,65 60 0,0838 2,65 70 0,0837 2,64 80 0,0836 2,64 90 0,0835 2,64
100 0,0835 2,63
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-69
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.44 SENSIBILIDAD A LA DISTANCIA ENTRE EL CONDUCTO DE
ENTRADA Y LA SUPERFICIE DEL LÍQUIDO. SUMIDEROS ABIERTOS
2,6
2,62
2,64
2,66
2,68
2,7
2,72
2,74
2,76
2,78
0 20 40 60 80 100 120
Distancia (cm)
Emis
ione
s (t/
año)
Se puede observar que la las emisiones presentan un máximo cuando la distancia entre el conducto de entrada y la superficie del líquido es de 15 cm. De acuerdo con los resultados obtenidos, para conseguir una reducción de emisiones en sumideros sería interesante alcanzar un nivel de líquido en dicha unidad que conlleve una distancia entre el conducto de entrada y la superficie del líquido fuera del intervalo 5-40 cm.
• Sensibilidad a la velocidad del aire
Para comprobar la influencia de la velocidad del aire que entra en contacto con el sumidero en las emisiones de éste, se han realizado simulaciones con distintas velocidades del viento, teniéndose los resultados que a continuación se presentan:
TABLA 4.48
SENSIBILIDAD A LA VELOCIDAD DEL AIRE
Velocidad del aire (ft/min) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
25 0,0877 2,77 50 0,0877 2,77 88 0,0877 2,77
100 0,0877 2,77 200 0,0877 2,77
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-70
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.45
SENSIBILIDAD A LA VELOCIDAD DEL AIRE
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 50 100 150 200 250
Velocidad del aire (ft/min)
Emis
ione
s (t
/año
)
t/año
Se tiene que, de acuerdo con las ecuaciones implementadas en WATER9 para la estimación de emisiones, la velocidad del viento no influye en las emisiones de compuestos orgánicos volátiles en sumideros abiertos.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-71
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
4.2.2 Clarificadores
Los parámetros del caso base son los siguientes: Caudal: 1 l/s Temperatura del agua residual: 25 ºC Diámetro: 10 m Profundidad: 3 m Waterfall drop height: 20 cm Al realizar la simulación en WATER9, se tienen las siguientes emisiones estimadas para clarificadores primarios:
TABLA 4.49
ESTIMACIÓN DE EMISIONES EN CLARIFICADORES. CASO BASE
EMISIONES ESTIMADAS COMPONENTES
g/s t/año Monopropilenglicol 4,43·10-2 1,40 Metil bencil alcohol 2,44·10-4 7,70·10-3 Benzoato de sodio 7,59·10-3 2,39·10-1 Óxido de propileno 1,87·10-1 5,89 Propionato de sodio 1,09·10-2 3,44·10-1
Butirato de sodio 2,84·10-3 8,97·10-2 Octanoato de sodio 1,35·10-1 4,24
Fenato de sodio 5,36·10-3 1,69·10-1 1 fenoxi 2 propanol 6,77·10-2 2,14 Adipato de potasio 1,43·10-3 4,50·10-2
Acetaldehído 3,25·10-2 1,03 Ácido acético 8,00·10-2 2,52 Acetofenona 2,53·10-2 7,98·10-1 Benzaldehído 1,54·10-4 4,86·10-3
Benceno 3,01·10-3 9,49·10-2 Ácido benzoico 1,53·10-27 4,84·10-26
Etilbenceno 2,28·10-1 7,20 Ácido fórmico 1,58·10-1 4,99
Fenol 4,08·10-6 1,29·10-4 Acetato de sodio 2,39·10-5 7,54·10-4
Estireno 1,52·10-2 4,79·10-1 2 fenil etanol 1,17·10-4 3,70·10-3
TOTAL 1,14 36,0
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-72
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad al caudal de efluente
Al igual que en el caso de sumideros abiertos, para estudiar la influencia del caudal en las emisiones de compuestos orgánicos volátiles en clarificadores primarios, se harán variaciones del caudal y se mantendrán constantes los parámetros del caso base. En la tabla y figura siguientes se muestran las emisiones estimadas para los distintos caudales consideradas:
TABLA 4.50
SENSIBILIDAD AL CAUDAL. CLARIFICADORES
Caudal (l/s) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año) 0,05 0,308 9,72 0,1 0,422 13,3 0,5 0,852 26,9 1 1,14 36 2 1,52 47,8 5 2,19 69
FIGURA 4.46
SENSIBILIDAD AL CAUDAL. CLARIFICADORES
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 1 2 3 4 5 6
Caudal (l/s)
Emis
ione
s (lb
/año
)
Se observa una dependencia aproximadamente logarítmica de las emisiones respecto al caudal, de forma que para caudales bajos se tiene un aumento de emisiones al incrementarse al caudal más significativo que para caudales altos.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-73
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad a la temperatura del efluente
Los resultados de las distintas simulaciones para estudiar la influencia de la temperatura del efluente en las emisiones en clarificadores primarios se muestran en la Tabla 4.51 y Figura 4.47 siguientes:
TABLA 4.51
SENSIBILIDAD A LA TEMPERATURA DEL EFLUENTE. CLARIFIDADORES
Temperatura (ºC) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
10 0,825 26 15 0,916 28,9 20 1,02 32,2 25 1,14 36 30 1,27 40,2 35 1,43 45 40 1,59 50,3
TABLA 4.47
SENSIBILIDAD A LA TEMPERATURA DEL EFLUENTE. CLARIFIDADORES
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Temperatura (ºC)
Emis
ione
s (t/
año)
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-74
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
Se puede apreciar como las emisiones aumentan al aumentar la temperatura del efluente. La tendencia de este aumento sigue una ecuación del tipo
y = 0,0097x2 + 0,3245x + 21,821 Donde y se corresponde con las emisiones (t/año) y x con la temperatura.
• Sensibilidad al diámetro del clarificador
Para analizar la sensibilidad al diámetro del clarificador, se han realizado simulaciones con diámetros comprendidos entre 5 y 40 m. Aunque es poco usual el empleo de clarificadores de más de 20 m en refinerías, se han estudiado estos casos para tener una mejor visión global de la forma en que las emisiones dependen del diámetro del clarificador.
TABLA 4.52
SENSIBILIDAD AL DIÁMETRO DEL CLARIFICADOR. CLARIFICADORES
Diámetro (m) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
5 0,387 12,2 10 1,14 36 15 2,1 66,3 20 3,19 101 25 4,36 138 30 5,58 176 35 6,83 215 40 8,07 255
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-75
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.48
SENSIBILIDAD AL DIÁMETRO DEL CLARIFICADOR. CLARIFICADORES
0
50
100
150
200
250
300
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Diámetro (m)
Emis
ione
s (t/
año)
Se observa un aumento prácticamente lineal de las emisiones de COV´s con el diámetro del clarificador. Este aumento lineal se corresponde con la ecuación
y = 7,0493·x – 33,671
donde y son las emisiones en t/año y x el diámetro del clarificador en m. El coeficiente de regresión lineal correspondiente es R2 = 0,9955.
• Sensibilidad a la profundidad del clarificador
A continuación se procede a estudiar la influencia de la profundidad del clarificador en las emisiones de COV´s. Para ello, se han realizado simulaciones con profundidades entre 1 y 8 m, cuyos resultados se muestran en las tabla y figura siguientes.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-76
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.53
SENSIBILIDAD A LA PROFUNDIDAD DEL CLARIFICADOR. CLARIFICADORES
Profundidad (m) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
1 2,43 76,7 2 1,56 44,9 3 1,14 36 4 0,896 28,3 5 0,739 23,3 6 0,629 19,8 7 0,548 17,3 8 0,486 15,3
FIGURA 4.49
SENSIBILIDAD A LA PROFUNDIDAD DEL CLARIFICADOR. CLARIFICADORES
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Profundidad (m)
Emis
ione
s (t/
año)
De acuerdo con la metodología empleada por WATER9 para la estimación de emisiones en clarificadores primarios, éstas disminuyen al aumentar la profundidad del clarificador, de forma que se tiene una disminución exponencial de acuerdo con la ecuación:
y = 74,769·e-0,2148·x donde y son las emisiones en t/año y x la profundidad del clarificador primario, en m. El valor del coeficiente de regresión (R2) para este caso es de 0,9447.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-77
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
En el punto 4.2.5, dedicado a las conclusiones del análisis de sensibilidad, se dan unas pautas a seguir para la elección del diámetro y profundidad óptimos (en función del volumen requerido) desde el punto de vista ambiental.
• Sensibilidad a la distancia entre la entrada del líquido y la superficie Se han realizado estimaciones con distancia entre 10 y 70 cm, cuyos resultados se
exponen numéricamente en la Tabla 4.54 y gráficamente en la Figura 4.50.
TABLA 4.54
SENSIBILIDAD A LA DISTANCIA ENTRE LA ENTRADA DEL LÍQUIDO Y LA SUPERFICIE. CLARIFICADORES
Sensibilidad a la distancia entre la
entrada del líquido y la superficie (cm) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
10 1,14 36 20 1,14 36 30 1,14 36 40 1,14 36 50 1,14 36 60 1,14 36 70 1,14 36
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-78
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.50
SENSIBILIDAD A LA SISTANCIA ENTRE LA ENTRADA DEL LÍQUIDO Y LA SUPERFICIE. CLARIFICADORES
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Di st anci a ent r e l a ent r ada de l íqui do y l a super f i c i e ( cm)
Se observa cómo este parámetro no influye en las emisiones de COV´s.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-79
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
4.2.3 Balsas de aireación Los valores de los parámetros en el caso base son: Caudal del efluente: 1 l/s Temperatura del efluente: 25 ºC Longitud: 50 m Anchura: 50 m Profundidad: 5 m Área de agitación (para cada aireador): 47 m2 Número de agitadores: 1 Potencia de agitación:7,5 CV Diámetro del impulsor: 60 cm Rotación del impulsor: 1.200 rpm Overall biorate: 19 mg/g bio·h Al realizar la simulación en WATER9, se tienen las siguientes emisiones estimadas para balsas de aireación:
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-80
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.55
ESTIMACIÓN DE EMISIONES EN BALSAS DE AIREACIÓN. CASO BASE
EMISIONES ESTIMADAS COMPONENTES
g/s t/año Monopropilenglicol 1,77 55,9 Metil bencil alcohol 8,81·10-3 0,278 Benzoato de sodio 3,01·10-1 9,48 Óxido de propileno 8,52·10-1 26,9 Propionato de sodio 3,77·10-1 11,9
Butirato de sodio 8,00·10-2 2,52 Octanoato de sodio 1,10 34,8
Fenato de sodio 2,13·10-1 6,71 1 fenoxi 2 propanol 8,67·10-1 27,4 Adipato de potasio 4,97·10-2 1,57
Acetaldehído 1,36·10-1 4,30 Ácido acético 2,10 66,1 Acetofenona 2,87·10-1 9,04 Benzaldehído 9,47·10-4 2,99·10-2
Benceno 1,43·10-2 0,450 Ácido benzoico 1,15·10-26 3,61·10-25
Etilbenceno 1,28 40,4 Ácido fórmico 2,50 78,9
Fenol 1,29·10-4 4,06·10-3 Acetato de sodio 1,79·10-4 5,64·10-3
Estireno 8,31·10-2 2,62 2 fenil etanol 8,74·10-4 2,76·10-2
TOTAL 12,9 408
• Sensibilidad al caudal del efluente
Los resultados de las distintas simulaciones para estudiar la influencia de la temperatura del efluente en las emisiones en clarificadores primarios se muestran en la Tabla 4.56 y Figura 4.51 siguientes:
TABLA 4.56
SENSIBILIDAD AL CAUDAL DE EFLUENTE. BALSAS DE AIREACIÓN
Caudal (l/s) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
0,05 2,02 63,8 0,1 8,82 278 1 12,9 408 2 18,3 578 5 27,8 876 10 37,3 1180
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-81
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.51
SENSIBILIDAD AL CAUDAL DE EFLUENTE. BALSAS DE AIREACIÓN
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 2 4 6 8 10 12
Caudal (l/s)
Emis
ione
s (t/
año)
Se observa un crecimiento muy acusado de las emisiones respecto al caudal para caudales bajos. En el caso de caudales mayores que 2 l/s se da una atenuación de este crecimiento, teniéndose a partir de dicho punto un crecimiento aproximadamente lineal.
• Sensibilidad a la temperatura del efluente
Los resultados de las distintas simulaciones para estudiar la influencia de la temperatura del efluente en las emisiones de COV´s en balsas de aireación se muestran en la Tabla 4.57 y Figura 4.52 siguientes:
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-82
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.57
SENSIBILIDAD A LA TEMPERATURA DEL EFLUENTE. BALSAS DE AIREACIÓN
Temperatura (ºC) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
5 7,89 249 10 8,93 282 15 10,1 319 20 11,4 360 25 12,9 408 30 14,6 462 35 16,6 525 40 19 598 45 21,6 681
FIGURA 4.52
SENSIBILIDAD A LA TEMPERATURA DEL EFLUENTE. BALSAS DE AIREACIÓN
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Temperatura (ºC)
Emis
ione
s (t/
año)
De forma análoga a los equipos anteriormente estudiados, las emisiones de COV´s en balsas de aireación tienen una dependencia respecto a la temperatura del tipo polinomial cuadrática. La tendencia de las emisiones al variar la temperatura puede obtenerse mediante la ecuación:
y = 0,1435·x2 + 3,4602·x + 231,48
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-83
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
Donde y son las emisiones de COV´s en balsas de aireación, en t/año, y x es la temperatura del efluente, en ºC. Para esta ecuación se tiene un coeficiente de correlación, R2, de 0,9997.
• Sensibilidad a la superficie de la balsa de aireación
Para estudiar la influencia de la superficie de la balsa sobre las emisiones, tanto la anchura como la longitud de la balsa son variables de entrada. Se estudiará la evolución de las emisiones al variar la longitud de la balsa, dejando los demás parámetros constantes, incluidos la anchura de la balsa. De esta forma se tiene que la evolución de las emisiones respecto a la longitud de la balsa también es una medida de la evolución de las emisiones respecto al área de superficie de la balsa.
TABLA 4.58
SENSIBILIDAD A LA LONGITUD DE LA BALSA. BALSAS DE AIREACIÓN
Longitud (m) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
3 4,01 126 10 6,24 197 20 8,52 269 30 10,3 324 40 11,7 369 50 12,9 408 60 14 441 70 14,9 471 80 15,8 498 90 16,6 523
100 17,3 546
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-84
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.53
SENSIBILIDAD A LA LONGITUD DE LA BALSA. BALSAS DE AIREACIÓN
0
100
200
300
400
500
600
0 20 40 60 80 100 120
Longitud (m)
Emis
ione
s (t/
año)
Se puede observar una dependencia de las emisiones respecto a la longitud (equivalente a la superficie para anchura constante) del tipo polinomial cuadrática, teniéndose que la relación entre longitud de la balsa y emisiones, según las estimaciones realizadas con WATER9, pueden expresarse mediante la ecuación:
y = -0,0325·x2 + 7,393·x + 121,26 Donde y son las emisiones de COV´s en balsas de aireación, en t/año, y x es la longitud de la balsa, en m, Para esta ecuación se tiene un coeficiente de correlación, R2, de 0,9953
• Sensibilidad a la profundidad de la balsa de aireación
Para analizar la influencia de la profundidad de la balsa de aireación en las emisiones de COV´s, se han realizado estimaciones con profundidades de 1 a 10 m, dejando todos los demás parámetros constantes. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 4.59 y Figura 4.54 siguientes:
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-85
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.59
SENSIBILIDAD A LA PROFUNDIDAD DE LA BALSA. BALSAS DE AIREACIÓN
Profundidad (m) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
1 12,9 408 2 12,9 408 3 12,9 408 4 12,9 408 5 12,9 408 6 12,9 408 7 12,9 408 8 12,9 408 9 12,9 408 10 12,9 408
FIGURA 4.54
SENSIBILIDAD A LA PROFUNDIDAD DE LA BALSA. BALSAS DE AIREACIÓN
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 2 4 6 8 10 12
P r of undi da d ( m)
Tanto de la Tabla 4. como de la Figura 4. se deduce que la profundidad de la balsa de aireación no influye en las emisiones de COV´s.
• Sensibilidad al área de agitación
Según lo indicado en el Capítulo 3, este área se refiere al área de agitación en la superficie. En la Tabla 4.59 y en la Figura 4.54 siguientes se exponen los resultados
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-86
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
obtenidos con WATER9, mediante simulaciones en las que se ha ido variando el área de simulación y los demás parámetros han permanecido constantes.
TABLA 4.60
SENSIBILIDAD AL ÁREA DE AGITACIÓN. BALSAS DE AIREACIÓN
Área de
agitación (m2) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
5 12,7 401 25 12,8 405 47 12,9 408 75 13 411
100 13,1 413 125 13,2 415 150 13,2 418 175 13,3 420 200 13,4 422
FIGURA 4.55
SENSIBILIDAD AL ÁREA DE AGITACIÓN. BALSAS DE AIREACIÓN
395
400
405
410
415
420
425
0 50 100 150 200 250
Área de agitación (m2)
Emis
ione
s (t/
año)
Se tiene un aumento lineal de las emisiones al aumentar el área de agitación, de acuerdo con la ecuación
y = 0,1026·x + 402,27
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-87
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
donde y representa las emisiones (t/año) y x el área de agitación (m2), con un coeficiente de regresión lineal R2 = 0,9845.
• Sensibilidad al número de aireadores
Como caso base se ha considerado una balsa de aireación con un solo aireador, ya que es el valor que el programa asigna por defecto. No obstante, puede darse el caso de que una balsa de aireación tenga varios aireadores. Para este caso, se han realizado simulaciones con WATER9 para balsas de aireación con hasta 20 aireadores. Los resultados obtenidos se dan a continuación en la Tabla 4.61 y en la Figura 4.56
TABLA 4.61
SENSIBILIDAD AL NÚMERO DE AIREADORES. BALSAS DE AIREACIÓN
Número de aireadores Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
1 12,9 408 3 13,2 417 6 13,6 429 9 13,9 440 12 14,2 449 15 14,5 458 18 14,8 466 20 14,9 471
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-88
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.56
SENSIBILIDAD AL NÚMERO DE AIREADORES. BALSAS DE AIREACIÓN
400
410
420
430
440
450
460
470
480
0 5 10 15 20 25
Número de aireadores
Emis
ione
s (t/
año)
Se observa una dependencia prácticamente lineal, con ecuación
y = 3,284x + 407,77 donde y representa las emisiones (t/año) y x el número de aireadores, con un coeficiente de regresión lineal R2 = 0,9918.
• Sensibilidad a la potencia de agitación
Para estudiar la influencia de la potencia de agitación en las emisiones de COV´s, se han estudiado las emisiones para potencias comprendidas en el rango 3-10 HP.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-89
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.62
SENSIBILIDAD A LA POTENCIA DE AIREACIÓN. BALSAS DE AIREACIÓN
Potencia (CV) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
3 12,8 405 7,5 12,9 408 10 13 409 20 13,1 412 30 13,1 414 40 13,2 416 50 13,2 418 60 13,3 419 70 13,3 420 80 13,3 421 90 13,4 422
100 13,4 423
FIGURA 4.57
SENSIBILIDAD A LA POTENCIA DE AIREACIÓN. BALSAS DE AIREACIÓN
404
406
408
410
412
414
416
418
420
422
424
0 20 40 60 80 100 120
Potencia (HP)
Emis
ione
s (t/
año)
Se observa que las emisiones aumentan de forma polinomial cuadrática al aumentar la potencia del agitador. Esta tendencia puede describirse por la ecuación:
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-90
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
y = -0,0016·x2 + 0,3268·x + 405,35
donde y representa las emisiones (t/año) y x el número de aireadores, con un coeficiente de regresión lineal R2 = 0,9918.
• Sensibilidad al diámetro del impulsor
En la Tabla 4.63 y la figura 4.58 se muestran como varían las emisiones al variar el diámetro del agitador.
TABLA 4.63
SENSIBILIDAD AL DIÁMETRO DEL AGITADOR. BALSAS DE AIREACIÓN
Diámetro de
impulsor (cm) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
10 13,2 415 30 13 410 60 12,9 408 90 12,9 406
120 12,8 405
TABLA 4.58
SENSIBILIDAD AL DIÁMETRO DEL AGITADOR. BALSAS DE AIREACIÓN
404
406
408
410
412
414
416
0 20 40 60 80 100 120 140
Diámetro impeller (cm)
Emis
ione
s (t/
año)
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-91
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
Se puede observar cómo las emisiones descienden al aumentar el diámetro del agitador, aunque esta disminución no es muy significativa.
• Sensibilidad a la velocidad de rotación del agitador
Para estudiar la influencia de la velocidad de agitación en las emisiones de COV´s, se han estudiado las emisiones variando la velocidad de rotación del agitador entre 200 y 2.400 rpm, según se muestra en las tabla y figura siguientes:
TABLA 4.64
SENSIBILIDAD A LA VELOCIDAD DE ROTACIÓN DEL IMPULSOR. BALSAS DE AIREACIÓN
Velocidad de
rotación (rpm) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
200 13 411 500 13 409 720 12,9 408
1.000 12,9 408 1.200 12,9 408 1.500 12,9 407 1.750 12,9 407 2.000 12,9 407 2.200 12,9 407 2.400 12,9 406
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-92
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.59
SENSIBILIDAD A LA VELOCIDAD DE ROTACIÓN DEL IMPULSOR. BALSAS DE AIREACIÓN
405
406
407
408
409
410
411
412
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Velocidad agitador (rpm)
Emis
ione
s (t/
año)
Puede observarse cómo al aumentar la velocidad de giro del agitador, las emisiones disminuyen muy ligeramente, siendo éstas prácticamente insensibles a la velocidad de rotación del agitador.
• Sensibilidad al overall biorate
En la Tabla 4.63 y la figura 4.58 se muestran la influencia del overall biorate en las emisiones de COV´s en balsas de aireación.
TABLA 4.65
SENSIBILIDAD AL OVERALL BIORATE. BALSAS DE AIREACIÓN
Overall biorate
(mg/g bio·h) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
5 12,9 408 10 12,9 408 15 12,9 408 19 12,9 408 25 12,9 408 28 12,9 408
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-93
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.60
SENSIBILIDAD AL OVERALL BIORATE. BALSAS DE AIREACIÓN
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 5 10 15 20 25 30
Biorate (mg/g bio·hr)
Emis
ione
s (t/
año)
Se tiene que este parámetro no influye en las emisiones de COV´s.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-94
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
4.2.4 Lagunas
Los valores de los parámetros del caso base son los siguientes:
Temperatura del líquido: 25 ºC Longitud: 50 m Profundidad: 3 m Anchura: 50 m Time for emissions in laggon: 3 meses Overall biorate: 19 mg/g bio·h
Con estos parámetros se estiman las siguientes emisiones en lagunas:
TABLA 4.66
ESTIMACIÓN DE EMISIONES EN LAGUNAS CASO BASE
EMISIONES ESTIMADAS COMPONENTES
g/s t/año Monopropilenglicol 1,84 57,9 Metil bencil alcohol 9,32·10-3 0,294 Benzoato de sodio 0,3 9,47 Óxido de propileno 0,903 28,5 Propionato de sodio 0,408 12,9
Butirato de sodio 0,2·10-2 2,9 Octanoato de sodio 1,3 41,0 1 fenoxi 2 propanol 1,08 34,0 Adipato de potasio 4,92·10-2 1,55
Acetaldehído 0,143 4,5 Ácido acético 2,51 79,0 Acetofenona 0,352 11,1 Benzaldehído 1,09·10-3 3,44·10-2
Benceno 1,38·10-2 0,435 Ácido benzoico 1,10·10-26 3,48·10-25
Etilbenceno 1,23 38,9 Ácido fórmico 3,05 96,3
Fenol 1,44·10-4 4,55·10-3 Acetato de sodio 1,72·10-4 5,43·10-3
Estireno 8,12·10-2 2,56 2 fenil etanol 8,46·10-4 2,67·10-2
TOTAL 14,6 459
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-95
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
• Sensibilidad a la temperatura del líquido
Para estudiar la sensibilidad de las emisiones a la temperatura del líquido se realizan estimaciones de emisiones para temperaturas comprendidas entre 10 y 45 ºC, obteniéndose los resultados que se expresan en la Tabla 4.67 y en la Figura 4.61.
TABLA 4.67
SENSIBILIDAD A LA TEMPERATURA DEL EFLUENTE. LAGUNAS
Temperatura (ºC) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
10 10 316 15 11,4 359 20 12,9 406 25 14,6 459 30 16,5 520 35 18,7 591 40 21,4 675 45 24,5 772
FIGURA 4.61
SENSIBILIDAD A LA TEMPERATURA DEL EFLUENTE. LAGUNAS
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Temperatura (ºC)
Emis
ione
s (t/
año)
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-96
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
Según los resultados obtenidos por WATER9, se tiene un aumento de las emisiones de COV´s al aumentar la temperatura. Concretamente, se sigue una tendencia de acuerdo con la ecuación
y = 0,1819·x2 + 2,8238·x + 273,15 donde y representa las emisiones (t/año) y x la temperatura del agua residual (ºC), con un coeficiente de regresión R2 = 0,9996.
• Sensibilidad a superficie de la laguna
Para estudiar la influencia de la superficie de la laguna sobre las emisiones, tanto la anchura como la longitud de la laguna son variables de entrada. Se estudiará la evolución de las emisiones al variar la longitud de la laguna, dejando los demás parámetros constantes, incluidos la anchura de la laguna. De esta forma se tiene que la evolución de las emisiones respecto a la longitud de la laguna también es una medida de la evolución de las emisiones respecto al área de superficie de la laguna. Los resultados obtenidos se expresan a en la Tabla 4.68 y Figura 4.62 siguientes:
TABLA 4.68
SENSIBILIDAD A LA LONGITUD. LAGUNAS
Longitud (m) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
25 7,39 233 50 14,6 459 75 21,6 683
100 28,7 905 125 35,7 1.130 150 42,6 1.350 175 49,6 1.560 200 56,5 1.780 225 63,4 2.000 250 70,3 2.220 275 77,1 2.430 300 84 2.650
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-97
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.62
SENSIBILIDAD A LA LONGITUD. LAGUNAS
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300 350
Longitud (m)
Emis
ione
s (t/
año)
Puede observarse que, de acuerdo con las ecuaciones implementadas en WATER9, se tiene un aumento lineal de las emisiones al aumentar la longitud de la balsa, según la ecuación:
y = 8,772x + 24,545 donde y representa las emisiones (t/año) y x la longitud de la balsa (m), con un coeficiente de regresión lineal R2 = 0,9999.
• Sensibilidad a la profundidad de la laguna
Como en los casos anteriores, se realizan simulaciones dejando todos los parámetros constantes excepto el que se pretende analizar, en este caso la profundidad de la laguna. Los resultados obtenidos se indican a continuación:
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-98
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
TABLA 4.69
SENSIBILIDAD A LA PROFUNDIDAD. LAGUNAS
Profundidad (m) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
1 7,8 246 2 11,7 369 3 14,6 459 4 16,8 530 5 18,7 589 6 20,2 639 7 21,6 682 8 22,8 720 9 23,8 753 10 24,8 782 11 25,6 808 12 26,4 832 13 27 854 14 27,7 873 15 28,2 891
FIGURA 4.63
SENSIBILIDAD A LA PROFUNDIDAD. LAGUNAS
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Profundidad (m)
Emis
ione
s (t/
año)
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-99
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
De la gráfica se deduce un aumento del tipo logarítmico de las emisiones al aumentar la profundidad, de forma que este aumento es muy acusado para bajas profundidades y menos acusado para lagunas más profundas. La tendencia de las emisiones de COV´s respecto a variaciones de profundidad de la laguna puede describirse matemáticamente mediante la ecuación
y = 248,76·Ln(x) + 205,79
donde y representa las emisiones (t/año) y x la temperatura profundidad de la laguna (m), con un coeficiente de regresión lineal R2 = 0,9934.
• Sensibilidad al overall biorate
Por último, se estudia la dependencia de las emisiones al overall biorate, para lo que se realizan simulaciones cuyos resultados se muestran a continuación:
TABLA 4.70
SENSIBILIDAD AL OVERALL BIORATE. LAGUNAS
Overall biorate
(mg/g bio·h) Emisiones (g/s) Emisiones (t/año)
5 14,6 459 10 14,6 459 15 14,6 459 19 14,6 459 25 14,6 459 28 14,6 459
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-100
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
FIGURA 4.64
SENSIBILIDAD AL OVERALL BIORATE. LAGUNAS
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 5 10 15 20 25 30
Biorate (mg/g bio·h)
Emis
ione
s (t/
año)
De acuerdo con los resultados obtenidos con WATER9, las emisiones en lagunas no dependen del overall biorate.
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-101
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
4.2.5 Conclusiones Para concluir este Capítulo, a continuación se presentan las conclusiones más importantes obtenidas tras la realización de los estudios de sensibilidad realizados por WATER9.
• Sumideros abiertos.
- Caudal. Obviamente, las emisiones aumentan con el caudal, no obstante, cabe señalar que entre 0 y 1,25 l/s este aumento es exponencial, y a partir de 1,25 l/s las emisiones aumentan con el caudal de forma lineal y mucho menos acusada.
- Temperatura. Como era de esperar, se produce un aumento de las emisiones al
aumentar la temperatura del efluente. - Área abierta de la unidad. Al aumentar el área abierta de la unidad se tiene un
ligero aumento, aproximadamente lineal, de las emisiones. - Distancia entre la salida del conducto y la superficie del líquido. Se produce un
aumento muy acusado de las emisiones para distancias entre 0 y 15 cm, produciéndose a partir de esta distancia una disminución aproximadamente exponencial. Sería recomendable para minimizar las emisiones de COV´s trabajar con distancias fuera del rango 5-40 cm.
- Radio del conducto y velocidad del aire. Estos parámetros no influyen en las
emisiones de COV´s. • Clarificadores.
- Caudal. Se produce un aumento de emisiones al aumentar el caudal, siendo este
aumento más acusado para caudales bajos.
- Temperatura. Se produce un aumento de las emisiones al aumentar la temperatura.
- Diámetro. Se produce un aumento lineal de las emisiones al aumentar el diámetro
del clarificador.
- Profundidad. Se produce una disminución exponencial de las emisiones al aumentar la profundidad del clarificador. De acuerdo con los resultados obtenidos, desde el punto de vista de la minimización de emisiones de COV´s, lo ideal sería emplear clarificadores de poco diámetro y muy profundos. Sin embargo, los métodos que actualmente se emplean para el diseño de los clarificadores no tienen en cuenta las emisiones de COV´s, sino otros parámetros como el tiempo de residencia hidráulico, la velocidad de sedimentación, la concentración de sólidos a la salida, etc. Por tanto, no parece posible que se puedan tener en
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-102
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
cuenta la disminución de las emisiones de COV´s en el diseño de los clarificadores, puesto que para conseguir el objetivo de tratamiento de las aguas residuales se requieren clarificadores de mayor radio y poca profundidad.
- Distancia entre la entrada del líquido y la superficie. Este parámetro no influye en
las emisiones de COV´s. • Balsas de aireación.
- Caudal. Se tiene un incremento muy acusado en las emisiones para caudales
bajos y un aumento lineal, más atenuado, a partir de 2 l/s.
- Temperatura del efluente. Se tiene un aumento de las emisiones de COV´s al aumentar la temperatura del efluente.
- Superficie de la balsa. Evidentemente, se tiene un aumento de las emisiones al
aumentar la superficie de la balsa.
- Profundidad de la balsa de aireación y overall biorate. Estos parámetros no influyen en las emisiones de COV´s.
- Área de agitación. Las emisiones aumentan de forma lineal al aumentar el área de
agitación.
- Número de agitadores. Las emisiones aumentan de forma lineal al aumentar el número de agitadores.
- Potencia de aireación. Las emisiones aumentan con la potencia de aireación en
forma de parábola invertida.
- Diámetro del agitador. Las emisiones disminuyen al aumentar el diámetro del agitador.
- Velocidad de rotación del agitador. Al aumentar la velocidad de giro del agitador,
las emisiones disminuyen muy ligeramente, siendo éstas prácticamente insensibles a la velocidad de rotación del agitador.
• Lagunas.
- Temperatura. Al igual que en el resto de equipos, se tiene un aumento de las
emisiones al aumentar la temperatura del agua residual.
- Superficie de la laguna. Como era de esperar, las emisiones aumentan al aumentar la superficie de la laguna
Análisis de la Problemática de las
Emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles en un Centro de Refino
Proyecto Fin de Carrera 4-103
José Enrique Jiménez Bonilla Ingeniería Química
- Profundidad. Las emisiones aumentan en forma de logarítmica al aumentar la profundidad de la laguna.
- Overall biorate. Este parámetro no influye en las emisiones de COV´s en lagunas.