Tecnología de gasificación por plasma de Westinghouse · o Metanol o Propanol . Nuestra ......

Resumen de calificaciones Tecnología de gasificación por plasma de Westinghouse Agosto de 2013 Información confidencial

Tabla de contenidos 1. Resumen ejecutivo ................................................................................................................. 3 2. Lista de abreviaturas .............................................................................................................. 4 3. Introducción ............................................................................................................................ 5 4. Introducción a la gasificación por plasma y al plasma ........................................................... 7 4.1. ¿Qué es el plasma? ............................................................................................................... 7 4.2. ¿Qué es la gasificación por plasma? ..................................................................................... 8 5. La gasificación por plasma Westinghouse - Antecedentes y experiencia comercial ........... 11 5.1. Historia de Westinghouse Plasma Corporation y la tecnología de plasma Westinghouse . 11 5.2. Instalaciones comerciales .................................................................................................... 13 5.3. Plantas de demostración ...................................................................................................... 18 5.4. Instalaciones en construcción .............................................................................................. 22 5.5. Verificación por terceros de tecnología de gasificación por plasma Westinghouse ............ 28 6. Comparación entre gasificación por plasma de WPC y otras opciones de tratamiento de

residuos ................................................................................................................................ 30 6.1. Beneficios/ventajas de la tecnología de gasificación por plasma de Westinghouse ........... 30 6.2. Comparación entre gasificación por plasma de WPC y otras opciones de tratamiento

térmico .................................................................................................................................. 35 7. Modelos de gasificador y capacidades de las plantas gasificadoras ................................... 41 7.1. Modelos de gasificador por plasma Westinghouse .............................................................. 41 7.2. Producción de energía por modelo de gasificador ............................................................... 42 8. Alcance de los servicios de suministro y soporte técnico de Westinghouse Plasma Corp. 43 9. Planta típica de gasificación por plasma .............................................................................. 44 9.1. Introducción .......................................................................................................................... 44 9.2. Resumen del proceso de la planta ....................................................................................... 44 9.3. Ejemplo de entradas y salidas de la planta IPGCC ............................................................. 46 10. Ejemplos de economía de una planta .................................................................................. 48

Resumen de calificaciones 2 Información confidencial

1. Resumen ejecutivo En Westinghouse Plasma Corp ("WPC"), nuestra visión es "proporcionar la plataforma líder de tecnología para la conversión de los desechos del mundo en energía limpia para un mundo sano". Estamos trabajando para dejar obsoletos los vertederos y reemplazar la incineración como el proceso principal para el tratamiento térmico de residuos. Estamos en el buen camino. La tecnología de WPC opera en tres plantas de referencia y dos nuevas plantas comerciales, incluyendo una planta en construcción de 1.000 toneladas por día de residuos urbanos. Una planta de gasificación por plasma de WPC es más eficiente y menos contaminante que una planta de incineración de alta tecnología. En el resto de este documento, se presentan en detalle las calificaciones de WPC y los méritos de la tecnología de gasificación por plasma de WPC.


2. Lista de abreviaturas

Air Products Air Products and Chemicals, Inc. Alter Alter NRG APCI Air Products and Chemicals, Inc. TTA Tratamiento termal avanzado Cd Cadmio Cl Cloro CO Monóxido de carbono VC Valor calorífico IPC Ingeniería, procedimiento y construcción H2 Hidrógeno

Residuos peligrosos

Desechos peligrosos

Hg Mercurio RCGV Recuperación de calor generador de vapor GPICC Gasificación por plasma integrada de ciclo combinado JWRF Fundación de Investigación de Residuos del Japón Kaidi Wuhan Kaidi Holding Investment Company Ltd. kPa Presión kilopascal kWh Kilovatio hora

MEPL Maharashtra Enviro Power Ltd. MJ Megajulio

MWh Megavatio hora Nm3 Metro normal cúbico O2 Oxígeno Pb Plomo

CUER Certificados de utilización de energía renovable S Azufre

tpd Toneladas por día tpa Toneladas por día

PEH Precipitador electrostático húmedo WPC Westinghouse Plasma Corporation

Zn Zinc


3. Introducción Westinghouse Plasma Corp proporciona tecnología para convertir una amplia variedad de flujos de residuos en un gas de síntesis limpio que además se puede transformar en otras formas de energía.

Nuestra tecnología de gasificación de plasma se utiliza globalmente en tres instalaciones comerciales que procesan residuos municipales, residuos peligrosos y lodos de depuración. Air Products and Chemicals ("Air Products"), una compañía de gas industrial, de Fortune 500, ha adquirido un gasificador por plasma de Westinghouse Plasma Corp, de 1.000 toneladas por día (300.000 toneladas anuales), para usarlo en la planta que está construyendo en el noreste de Inglaterra. Nuestra solución de gasificación por plasma es ideal para una serie de flujos de residuos, incluyendo:

• Residuos sólidos urbanos • Residuos comerciales • Residuos industriales • Residuos petroquímicos • Residuos médicos • Incinerador de ceniza

El gas de síntesis limpio, producido por nuestra planta de gasificación por plasma se puede convertir en una amplia variedad de productos de energía incluyendo:

• Electricidad, a través de turbinas de gas y motores alternativos y en el futuro, baterías de combustible

• Calor y vapor, y


• Combustibles líquidos incluyendo:

o Etanol o Combustible de avión o Diesel y nafta o Metanol o Propanol

Nuestra visión es proporcionar la plataforma líder de tecnología para la conversión de los desechos del mundo en energía limpia para un mundo sano. Somos el líder indiscutible en el mercado de gasificación por plasma, en virtud de las tres plantas comerciales que utilizan nuestra tecnología. Ninguna otra compañía de gasificación por plasma tiene la tecnología que se utiliza comercialmente para procesar grandes cantidades de residuos. Nuestro objetivo es desplazar a la incineración como el método más común para procesar térmicamente los residuos, no solo por los beneficios económicos asociados con una mayor eficiencia y productos finales de mayor valor, sino también por los beneficios ambientales. La gasificación por plasma está destinada a convertirse en la mejor tecnología disponible para el tratamiento de los residuos. Westinghouse Plasma Corp. es una subsidiaria de propiedad total de Alter NRG, una empresa canadiense que cotiza en la Bolsa de Valores de Toronto (símbolo comercial NRG). La tecnología de gasificación por plasma de Westinghouse es la tecnología clave para la conversión de residuos en productos energéticos valiosos.


4. Introducción a la gasificación por plasma y al plasma

4.1. ¿Qué es el plasma? En el nivel más elemental, el plasma es solo energía térmica a muy alta temperatura. En la naturaleza, el plasma es producido por un rayo cuando se sobrecalienta el aire alrededor del rayo convirtiendo el aire en plasma con una temperatura de aproximadamente 20.000 ºC. Debido a que el plasma se comporta de manera diferente de los tres estados comunes de la materia; sólido, líquido y gas, a veces se conoce al plasma como el cuarto estado de la materia.

Westinghouse Plasma Corp crea plasma con sus sistemas de plasma de antorcha. Creamos arcos eléctricos, similares a los rayos, dentro de nuestras antorchas al empujar el aire a través de los arcos para crear plasma. El plasma, con temperaturas próximas a 5000 °C, es controlado y dirigido en nuestro gasificador.

Las antorchas de plasma son dispositivos sofisticados pero su objetivo es simple: son dispositivos de calefacción de alta temperatura. Resumen de calificaciones 7 Información confidencial

4.2. ¿Qué es la gasificación por plasma? Un gasificador por plasma es un recipiente privado de oxígeno (anóxico) que se hace funcionar a las muy altas temperaturas que se logran con plasma. Debido a que el entorno en el interior del recipiente se ve privado de oxígeno, la materia prima que se procesa en el gasificador no se quema. Más bien, el calor rompe la materia prima en elementos como el hidrógeno y compuestos simples como el monóxido de carbono y agua. El gas que se crea se llama gas de síntesis o "syngas". La mayoría de las materias primas, incluyendo los residuos sólidos urbanos, contienen componentes orgánicos e inorgánicos. Los componentes orgánicos se convierten en gas de síntesis. Los componentes inorgánicos, como vidrio, metal y hormigón, se funden en el interior del reactor y fluyen hacia fuera de la parte inferior, como escoria vitrificada fundida no tóxica, que puede ser utilizada con seguridad como agregado. En la Sección 8 se entrega una descripción más técnica y detallada, del proceso de vitirificación y gasificación.

El calor de los sistemas de la antorcha de plasma y el tiempo de residencia relativamente largo en el gasificador aseguran la destrucción completa de la materia prima y permiten el procesamiento de la materia prima de alta humedad o materia prima que contiene altos niveles de materiales inertes como vidrio y metales. El gas de síntesis creado en el gasificador, que contiene polvo (partículas) y otros elementos indeseables como el mercurio, se somete a un proceso de limpieza para que sea adecuado para la conversión en otras formas de energía como electricidad, calor y combustibles líquidos. El proceso de limpieza del gas de síntesis está diseñado para satisfacer los requisitos de cada proyecto. Pero en la mayoría de los casos, especialmente cuando los RSU son la materia prima, la limpieza del gas de síntesis, incluye la eliminación de partículas, la separación de azufre y mercurio/eliminación de los metales pesados.


La gasificación por plasma difiere de la gasificación de no-plasma en un área clave: la temperatura. Los gasificadores no-plasma funcionan típicamente entre 800 °C y 900 °C. Las temperaturas en el interior del gasificador por plasma de Westinghouse pueden llegar a más de 3000 °C. El gas de síntesis sale del gasificador a 950 °C. La escoria fluye hacia fuera del gasificador a 1650 °C. Las temperaturas más altas dentro de nuestro gasificador por plasma dan como resultado una completa destrucción de alquitranes, algo que no se puede lograr con tecnologías no-plasma. No es factible eliminar del procesamiento los alquitranes del gasificador y por lo tanto la utilidad de los gases de síntesis producidos por gasificación de no-plasma es muy limitada. Puede quemarse inmediatamente pero no puede ser acondicionado para uso en turbinas de gas y motores alternativos o para la conversión en combustibles líquidos.

En la Sección 5 se muestra una comparación más completa de la tecnología de gasificación por plasma Westinghouse frente a la incineración y a otras tecnologías de gasificación.


En resumen, el gasificador por plasma de Westinghouse permite la conversión de materias primas difíciles como los residuos municipales sólidos en un gas de síntesis limpio que es adecuado para usar en equipos sofisticados como turbinas de gas de alta eficiencia o tecnologías de líquidos combustibles de nueva generación. En un futuro próximo, se espera poder elaborar baterías de combustible con gas de síntesis a partir de nuestro gasificador. Westinghouse Plasma Corp tiene experiencia en ambos sistemas de plasma de antorcha y de gasificación por plasma.


5. La gasificación por plasma Westinghouse - Antecedentes y

experiencia comercial 5.1. Historia de Westinghouse Plasma Corporation y la

tecnología de plasma Westinghouse La tecnología de plasma de Westinghouse Plasma Corporation se desarrolló durante un período de más de 30 años y con más de USD100 millones en financiamiento para investigación y desarrollo de Westinghouse. La tecnología de WPC se desarrolló inicialmente en colaboración con la NASA para usarla en el programa espacial Apolo para simular la reentrada de vehículos espaciales en condiciones de más de 5.500 °C (10,000 °F). Entre 1983 y 1990, Westinghouse y el Electric Power Research Institute (EPRI) desarrollaron un reactor usando plasma para la recuperación de chatarra fragmentada. Entre 1988 y 1990, Westinghouse extendió la tecnología de plasma cúpula para el tratamiento de residuos peligrosos incluyendo material de vertedero contaminado, herramientas eléctricas contaminadas con PCB, transformadores y condensadores y los residuos de la industria siderúrgica. A mediados de la década de 1990, WPC en cooperación con Hitachi Metals llevaron a cabo un programa de investigación y desarrollo y un programa de pruebas piloto para confirmar la capacidad de la cúpula de plasma para tratar residuos sólidos urbanos (RSU) y otros materiales de desecho para producir un gas de síntesis que podría ser utilizado en una planta de energía para la producción de vapor y electricidad. Se realizó una serie de pruebas en el WPC Plasma Center en Madison, Pensilvania usando una variedad de materia prima y a diferentes contenidos de humedad. El éxito de estas pruebas proporcionó la base técnica para el diseño e instalación de una planta piloto de gasificación de RSU de 24 ton/día en Yoshii, Japón. Los esfuerzos combinados de Hitachi Metals y WPC culminaron en una demostración para el Gobierno japonés de que la instalación Yoshii WTE era capaz de utilizar la energía de plasma para gasificar de forma fiable y económica los materiales de desecho para la producción de energía. En septiembre de 2000, la Fundación para la Investigación de Residuos del Japón (JWRF) otorgó un proceso de certificación de la tecnología y nació el gasificador por plasma de Westinghouse. Las lecciones aprendidas en Yoshii se aplicaron a las instalaciones a gran escala en Mihama-Mikata y Utashinai Japón, ambas comenzaron su operación comercial en 2002 y 2003, y siguen funcionando en la actualidad. La experiencia adquirida en las dos instalaciones japonesas se utilizó para crear el gasificador de próxima generación que fue encargado en 2009 por SMSIL en Pune, India. Esa planta trata los residuos peligrosos de más de 40 industrias diferentes. Más recientemente, Air Products compró un reactor de gasificación por plasma de Westinghouse para la planta de Air Products de 1000 toneladas por día que se construirá en el noreste de Inglaterra. La Figura 5.1 ilustra la historia comercial de la tecnología de Westinghouse Plasma Corp.


La Figura 5.1 ilustra la historia comercial de Westinghouse Plasma Corp.


En diciembre de 2011, Wuhan Kaidi Holding Investment Co., Ltd. (Kaidi) inició la construcción de un nuevo parque tecnológico en Wuhan, China. La instalación incluye una planta de demostración de gasificación por plasma de 150 tpd, adquirida a WPC. Kaidi anticipa que la planta entrará en operación a finales de 2012 y procesará biomasa para la conversión en energía y combustibles líquidos 5.2. Instalaciones comerciales La tecnología de Plasma Westinghouse, se utiliza en tres plantas comerciales operativas. Se están instalando en dos plantas adicionales. El cuadro 5.1 a continuación presenta un resumen de cada instalación. En las secciones siguientes se da una explicación más detallada de cada planta.

Instalaciones operativas Nuevas instalaciones Mihama-

Mikata Maharashtra Enviro Power Ltd (MEPL)

Planta para la energía renovable de Tees Valley

Kaidi Sunshine Energy Park

Shanghai Chengtoun (Shanghai Environmental)

Ubicación Mihama, Japón

Pune, India Tees Valley, Inglaterra

Wuhan, Hubei, China

Shanghai, Jinagding, China

Propietario SMSIL Air Products

Wuhan Kaidi

GTS

Capacidad (tpd)

24 72 1000 150 XX

Materia prima

20 tpd - RSU 4 tpd - lodos de depuración

Desechos peligrosos varios

RSU organizados

Residuos de madera mixta

Residuos médicos/Cenizas volantes de incinerador

Fecha de puesta en marcha

2002 2009 2014 Cuarto trimestre - 2012

Cuarto trimestre, 2013

Rendimiento y configuración

Calor - Caldera

Potencia - Caldera

Potencia - Ciclo combinado

Etanol - Catalizador

Vapor y escoria inerte (ecológicos)

Tabla 5.1 - Resumen de las instalaciones operativas y nuevas instalaciones


Mihama-Mikata, Japón

La planta de Mihama-Mikata procesa 20 toneladas por día de RSU de los municipios de Mihama y Mikata. También procesa 4 tpd de lodos de depuración. El gas de síntesis se usa para producir calor que se utiliza para secar el lodo de aguas residuales, por lo que puede gasificarse. Toda la escoria de la planta de Mihama-Mikata se utiliza beneficiosamente como agregados para hormigón o adoquines. La planta cumple uniformemente con los requisitos de emisiones.

Figura 5.2 - Mihama Mikata planta de gasificación por plasma


EcoValley – Utashinai, Hokkaido, Japón La planta de EcoValley, que está localizada cerca de la pequeña localidad de Utashinai en el área rural de la isla de Hokkaido, puede procesar hasta 220 tpd de RSU preorganizado. La planta cuenta con dos trenes gasificadores capaces de procesar 110 toneladas por día cada uno. La planta fue cerrada debido a la falta de materia prima (pérdida de los contratos de alimentación a largo plazo). WPC ha tenido la suerte de tener acceso a los datos operativos y al personal de operación de la planta. Hitachi Metals, los operadores de la planta, modificaron y optimizaron el gasificador durante los primeros años de su funcionamiento. Esta experiencia comercial ha sido incorporada en el diseño del gasificador de nueva generación que ha comenzado a ser ofrecido por WPC y adquirido por Air Products. En comparación, los competidores de WPC están luchando por construir sus primeras plantas de referencia.


La planta cumple uniformemente con los requisitos de emisiones.

Figura 5.3 - EcoValley planta de gasificación por plasma


MEPL, Pune, India La planta MEPL procesa desechos peligrosos procedentes de más de 30 industrias en la India. El propietario de la planta, SMSIL, es socio de WPC y en conjunto, las empresas ofrecen gasificación por plasma en el mercado indio. Al igual que la planta de EcoValley, WPC tiene acceso a los datos operativos y al personal de funcionamiento en la planta. SMSIL también hace que la planta se encuentre disponible para ciertos clientes de WPC para la realización de pruebas piloto y ensayos de optimización. Es el acceso a este tipo de información lo que permite a WPC acelerar la optimización de su tecnología, otra ventaja que tiene WPC sobre sus competidores.

Figura 5.4 - MEPL, planta de gasificación por plasma de residuos peligrosos


5.3. Plantas de demostración Planta de demostración comercial de WPC - Madison, Pensilvania, EE.UU. Westinghouse Plasma Corp es propietaria y opera una planta de demostración que se encuentra cerca de Madison, Pensilvania, EE.UU. El reactor de demostración fue construido en 1984 y en él se han realizado innumerables pruebas de gasificación. Nuestra planta de demostración es un elemento crítico para el éxito de los proyectos de los clientes y ofrece a Westinghouse Plasma Corp otra ventaja sobre sus competidores. Tenemos la capacidad para gasificar la materia prima que nuestros clientes planean procesar en sus proyectos. Las pruebas de gasificación proporcionan información valiosa sobre el gas de síntesis y la composición de la escoria que ayudan a los clientes a tomar decisiones sobre el equilibrio de diseño de la planta. Las pruebas también proporcionan la información necesaria a los clientes para obtener los permisos ambientales. Air Products llevó a cabo una serie de pruebas en nuestra planta de demostración de Madison en apoyo de su Planta para la energía renovable de Tees Valley. Otro cliente, Coskata, el propietario de una tecnología que convierte el gas de síntesis en etanol, acaba de terminar dos años de pruebas exitosas en nuestra planta de demostración. WPC ha gasificado tanto los residuos de madera como los residuos sólidos municipales para crear gas de síntesis que Coskata posteriormente convertirá en etanol. Nuestra planta de demostración incluye equipos de limpieza de gas dentro del proceso y monitoreo de última tecnología en tiempo real de la composición del gas. Existen tres sistemas de alimentación distintos a través de los cuales, casi cualquier sólido o líquido puede alimentar al gasificador. WPC tiene la capacidad de un modelado predictivo, que incluye el equilibrio de la planta, a través de software de simulación de VMG. WPC ha gasificado una amplia gama de materias primas en su planta de demostración que incluyen:

• Residuos sólidos urbanos • Combustible derivado de residuos • Residuos de construcción y demolición • Residuos peligrosos, incluidos los residuos contaminados con PCB y los lodos

de sedimentos de puertos • Residuos de lodos de agua • Residuos de madera y virutas de madera limpia • Bagazo • Material de vertedero excavado • Neumáticos • Residuos de trituración de automóviles (también conocidos como pelusas de

autos) • Aceite pesado • Ceniza de incinerador


WPC continúa perfeccionando su núcleo de antorcha de plasma y su tecnología de gasificación en base a los resultados obtenidos en su planta de demostración y la experiencia en los centros en operación.

Planta de demostración

Sistema de alimentación de saco a granel

Oxidador térmico

Precipitador electrostático húmedo

Centro de control


Visitas guiadas a la planta de demostración y presentaciones


En el Anexo 1, se muestra el diagrama de flujo del bloque de proceso para la planta de demostración. Planta japonesa de demostración comercial - Yoshii Basándose en el éxito de sus esfuerzos de desarrollo conjuntos con WPC, Hitachi Metals construyó una planta comercial de gasificación por plasma de demostración de 24 tpd en Yoshii, Japón, en 1999. Hitachi Metals operó la planta durante un año con materia de residuos sólidos urbanos y obtuvo una certificación de la Fundación de Investigación de Residuos del Japón (JWRF). La certificación de la JWRF y su traducción al inglés se muestran en los anexos 2 y 3. Hitachi Metals aprovechó el éxito de la planta en Yoshii y lo replicó en las dos plantas comerciales en Mihama-Mikata y Utashinai, Japón.


5.4. Instalaciones en construcción Planta de energía renovable de Tees Valley Air Products ha iniciado la construcción de la instalación de energía renovable de Tees Valley y va a comenzar la construcción en el futuro cercano. Air Products ha comprado el gasificador de la planta, un G65, de WPC y su puesta en marcha está prevista para 2014. WPC entregará el gasificador en el sitio a principios de 2013. La planta procesará 1.000 tpd de RSU preorganizados y producirá electricidad a través una isla de energía de ciclo combinado. Una isla de energía de ciclo combinado es la combinación de una o varias turbinas de gas, un generador de vapor de recuperación de calor y una turbina de vapor, y se considera la tecnología más eficiente para la conversión de gas en electricidad. La planta empleará sofisticadas tecnologías de saneamiento de syngas para garantizar que el gas de síntesis cumple con las especificaciones más exigentes de las turbinas de gas. Las emisiones de la isla de potencia serán muy similares a las de una planta tradicional de quemado de gas natural de ciclo combinado. Air Products ha recibido la aprobación ambiental del Gobierno del Reino Unido. El plan de negocios de Air Products incluye el desarrollo de al menos cuatro instalaciones más, similares a la planta de Tees Valley.


Ubicación del sitio para la planta de Air Products de Tees Valley, en construcción, noreste de Inglaterra


Las imágenes a continuación muestran el reactor G65, destinado para el centro Tees Valley, cargado en un barco en Malasia, donde Westinghouse Plasma Corp fabricó el recipiente del reactor de gasificación, los equipos auxiliares y los módulos de control.


La imagen de la parte superior derecha muestra el reactor de gasificación al ser colocado en su estructura de apoyo. Las otras fotografías muestran los equipos auxiliares y los módulos de control en camino a Tees Valley.


Planta de residuos de madera de Wuhan Kaidi En diciembre de 2011, la gran empresa china de energía, Wuhan Kaidi Holding Investment Co., Ltd. (Kaidi) inició la construcción de un nuevo parque tecnológico en Wuhan, China. La instalación incluye una planta de demostración de gasificación por plasma de 150 tpd, adquirida a WPC. Kaidi anticipa que la planta entrará en operación a finales de 2012 y procesará biomasa para la conversión en energía y combustibles líquidos El plan de negocios de Kaidi incluye la construcción de numerosas instalaciones de capacidad superior a 800 toneladas por día de biomasa.

Ubicación del centro de Wuhan Kaidi


Instalaciones de demostración de residuos médicos de GTS/cenizas volantes del incinerador En 2012, GTS Shanghai, una empresa china, inició la construcción de una planta de demostración de desechos peligrosos en Shanghai Chengtoun (Shanghai Environmental) en Jiangding, cuya puesta en marcha se espera que comience a finales de 2013. La planta utilizará el diseño del reactor Westinghouse Plasma incluidos los sistemas de antorcha de Westinghouse Plasma. El proyecto procesa una combinación de residuos médicos y cenizas volantes del incinerador, y se centra en la eficaz y eficiente gestión de la eliminación de residuos médicos y sus potenciales riesgos ambientales y de salud pública. Dado que las cenizas volantes de incinerador son problema creciente de eliminación en China, se han convertido en una preocupación ambiental de alta prioridad para el gobierno chino. La planta está diseñada para integrarse con los incineradores existentes para procesar los residuos médicos, cenizas de incineradores y otras materia primas difíciles y peligrosas. La planta producirá vapor para su uso en toda la planta de procesado, y también convertirá las peligrosas cenizas de incineración en una escoria ecológica. El sistema integrado es flexible y participará en varios métodos de control, tratamiento y eliminación de desechos, tales como la reutilización, el reciclado, la esterilización y el vertido para reducir al mínimo los impactos ambientales y sanitarios de los residuos.

Planta GTS, Shanghai, China


Verificación por terceros de tecnología de gasificación por plasma Westinghouse

La tecnología de gasificación por plasma Westinghouse ha sido revisada y aprobada por expertos independientes de la industria como una tecnología de conversión de residuos técnicamente sólida y superior para el medio ambiente. A continuación se proporciona un resumen de seis revisiones .revisiones.

Empresa Credenciales Revisión de los resultados de WPC

R.W. Beck es un grupo de consultores de empresas de base tecnológica al servicio de las organizaciones y las infraestructuras públicas y privadas en todo el mundo

R.W. Beck revisó la tecnología de gasificación por plasma de WPC para la planta de energía de adaptación y las aplicaciones de RSU y no identificó retos técnicos importantes y opinó que "la tecnología de plasma parece ser un buen método de gasificación de materias primas orgánicas y de producción de gas combustible compatible con la combustión de caldera" y "la revisión no identificó mayores problemas de diseño".

ENSR, una división de AECOM, es un proveedor global de servicios ambientales y de desarrollo de energía

ENSR - AECOM llevó a cabo una revisión de ingeniería que verificó que las emisiones supuestas de WPC de una instalación de 750 tpd de RSU de gasificación por plasma de ciclo combinado WTE estarán por debajo de los límites de emisión para Norteamérica El informe confirma que el tratamiento de residuos a través de gasificación por plasma redunda en "niveles de emisión muy inferiores a los procesos masivos de incineración".

AMEC proporciona soporte científico, ambiental, de ingeniería y gestión de proyectos en más de 30 países

AMEC/BDR concluyó memorandos de base de diseño que incluyen diagramas de flujo de procesos completos y estimaciones CAPEX para tres configuraciones diferentes de las instalaciones: ciclo combinado, ciclo de vapor y gas de síntesis.


Golder Associates proporciona servicios de consultoría civiles/geotécnicos y ambientales en todo el mundo

Golder Associates revisó los datos de emisiones de Utashinai y Mihama-Mikata, y confirmó que las plantas existentes operan por debajo de los límites de emisiones reguladas en Japón, así como por debajo de los estándares de Norteamérica

Shimadzu Techno Research es un proveedor de servicios de investigación de análisis en salud, medio ambiente y mercados de prueba de productos y materiales

Shimadzu Techno Research ha probado escoria de la instalación de gasificación por plasma Mikata Mihama en Japón. Los resultados de este estudio mostraron que la composición de la escoria vitrificada se considera inerte y no contamina el suelo o el agua potable.

Juniper Consultancy es reconocido como uno de los principales analistas independientes de las tecnologías emergentes en el campo de la gestión de residuos

Juniper llevó a cabo una revisión a fondo de la tecnología de gasificación por plasma Westinghouse y la tecnología en aplicación en las instalaciones de Mihama-Mikata y Utashinai WTE. Juniper reconoce estas instalaciones como "las únicas instalaciones comerciales de gasificación por plasma del mundo, en el procesamiento de RSU". Juniper reconoce la tecnología de gasificación por plasma del Alter NRG/Westinghouse, como la mejor probada, por sobre sus competidores directos y señala que Alter NRG se convertirá en el líder mundial en el diseño y suministro de sistemas basados en plasma.

Westinghouse Plasma Corp sigue basándose en su experiencia comercial con el fin de mejorar su oferta de productos y minimizar el riesgo técnico para sus clientes.


6. Comparación entre gasificación por plasma de WPC y otras

opciones de tratamiento de residuos 6.1. Beneficios/ventajas de la tecnología de gasificación por

plasma de Westinghouse Optimiza los ingresos por la tasa de entrada (cuota de vertedero) e ingresos por producción de energía A diferencia de la tecnología de incineración típica que puede procesar solamente RSU y materias primas similares, un gasificador por plasma de WPC puede procesar casi cualquier materia prima incluyendo tanto sólidos como líquidos. Además de que puede procesar una mezcla de materias primas. Los propietarios del proyecto pueden optimizar sus flujos de ingresos mediante la determinación de la correcta combinación de materias primas basadas en el poder calorífico y la tarifa de ingreso. Además, mientras haya una flexibilidad incorporada en los sistemas de manipulación de materias primas, los propietarios de las instalaciones de gasificación por plasma, pueden cambiar durante la vida útil de la planta, los materiales de alimentación para aprovechar las materias primas con tarifas de ingreso más altas. En muchos mercados, la gasificación por plasma, especialmente en combinación con turbinas de gas o motores alternativos, pueden acogerse a los incentivos de energía verde. En el Reino Unido, Air Products recibirá dos certificados de obligación renovables (ROC) por cada MWh producido en las instalaciones de Tees Valley. Reducción del riesgo de puesta en marcha y funcionamiento WPC está instalando su gasificador de cuarta generación en el proyecto Tees Valley de Air Products. Se han experimentado y resuelto los problemas normalmente asociados con el funcionamiento de la tecnología de primera generación. La mayoría de los competidores directos de WPC aún no ha instalado su tecnología por primera vez en sus instalaciones comerciales. La experiencia de WPC durante la puesta en marcha y las operaciones en las instalaciones anteriores, al igual que en la planta de Hitachi Metals EcoValley en Japón, se traducirá en un plazo más breve de puesta en marcha y una mayor disponibilidad para los clientes durante los primeros años de operación. WPC continuará ganando experiencia en la puesta en marcha y funcionamiento de la instalación Tees Valley y de la planta Kaidi una vez que las plantas entren en funcionamiento. Reducción del tiempo de obtención de permisos y gastos La tecnología de WPC, en una solicitud de ciclo combinado o de motor alternativo, cumplirá con todos los requisitos de la Directiva de la UE de incineración de residuos, según lo evidenciado por el recibo por parte de Air Products de un permiso ambiental de


la Agencia Ambiental del Gobierno del Reino Unido. Además, la tecnología califica como tratamiento térmico avanzado (ATT) y por lo tanto recibe un trato preferencial sobre las tecnologías que no son ATT, como la incineración.


Desempeño ambiental superior Los beneficios ambientales de una planta de gasificación por plasma incluyen:

• Menores emisiones • Aprovechamiento de biproductos y una reducción en la cantidad de material que

en última instancia se debe verter • Baja huella de gases de efecto invernadero

Cada uno se explica en detalle en las secciones siguientes. Menores emisiones Una planta de ciclo combinado de gasificación por plasma o planta de motor de alternativo es completamente diferente a una planta de incineración desde una perspectiva de emisiones. Donde la tecnología de incineración literalmente quema los RSU para producir energía, la tecnología de WPC usa calor extremo para descomponer los residuos sólidos urbanos a sus constituyentes moleculares, incluyendo monóxido de carbono e hidrógeno, los dos elementos básicos del gas de síntesis. En una aplicación de ciclo combinado o de motor alternativo, el gas de síntesis se limpia a una especificación similar a la del gas natural. Es este gas de síntesis limpio el que se quema en una turbina de gas o motor alternativo para producir energía. Las emisiones de este tipo de planta serán muy similares a las de una central eléctrica a gas natural. Consulte la Tabla 6.3 para ver una comparación de las emisiones entre una planta de poder de ciclo combinado de gasificación por plasma y una planta de incineración. El gas de síntesis, después de la limpieza, puede cumplir las siguientes especificaciones. Es posible cumplir con especificaciones más estrictas si es necesario.

Especificaciones

Azufre <200 ppm en peso

Metales alcalinos <1 ppm en peso

Metales volátiles <1 ppm en peso

Halógenos <1 ppm en peso

Material particulado <20 ppm en peso

Valor calorífico del gas de síntesis 7-12 MJ/Nm3

Tabla 6.1 - Especificaciones del gas de síntesis después de la limpieza

ENSR/AECOM, una empresa de servicios de desarrollo global de energía y medio ambiente, proporcionó la siguiente evaluación:


La planta de gasificación por plasma de WPC de 750 tpd WTE, “generará una producción sustancial de energía renovable a partir flujos de residuos post-consumo que normalmente tendrían que ser depositados en rellenos sanitarios, mientras que proporcionará control de última tecnología de las emisiones de:

• Dióxido de azufre (SO2) • Gases ácidos tales como cloruro de hidrógeno (HCl) y fluoruro de hidrógeno

(HF) • Óxidos de nitrógeno (NOx) • Mercurio (Hg) • Partículas (PM, PM10 y PM2,5) incluyendo metales pesados distintos al

mercurio • Compuestos orgánicos volátiles (COV) que incluyen dioxinas, furanos e

hidrocarburos poli-aromáticos "Estas emisiones serán sustancialmente menores que la tradicional quema masiva o los procesos de combustible derivado de residuos de uso común en los residuos de la industria de la energía. La desviación de los RSU de los rellenos sanitarios de residuos urbanos (donde se forma el metano, potente gas de efecto invernadero) dará lugar a importantes reducciones netas de las emisiones de gases de efecto invernadero como equivalentes del CO2. Dado que las materias primas orgánicas propuestas son flujos de residuos post-consumo, el proyecto representa un recurso limpio y renovable de energía sostenible".

Subproductos beneficiosos frente a las cenizas de fondo de horno y cenizas volátiles Una planta de gasificación de WPC produce escoria vitrificada como un subproducto. La escoria es inerte y segura de usar como agregado o en otras aplicaciones. La escoria no contamina el suelo ni el agua potable. La escoria de la planta de Mihama Mikata ha sido probada con respecto a varias normas incluidas las JLT-46, NEN-7341 y análisis TCLP. Estas pruebas fueron realizadas por dos laboratorios independientes: Shimadzu Techno-Research Inc. y ALS Laboratory Group. Los resultados muestran que los componentes de la escoria de Mihama-Mikata, están por debajo de los límites de detección de las pruebas y la escoria se considera no lixiviante. A continuación se muestra un gráfico que ilustra algunos de los resultados de las pruebas JLT-46:

Escoria vitrificada no lixiviante: Resultados JLT-46 de la escoria de Mihama Mikata

Metales pesados Unidades Método límite de detección

Promedio medido Valor de la escoria Límite JLT-46

Arsénico mg/l 0,001 <0,001 0,01 Cadmio mg/l 0,001 <0,001 0,01

Cromo VI mg/l 0,005 <0,005 0,05

Plomo mg/l 0,001 <0,001 0,01 Mercurio mg/l 0,0001 <0,0001 0,005 Selenio mg/l 0,001 <0,001 0,01


Notas: 1) mg/l - partes por millón 2) JLT -46 llevado a cabo por Shimadzu Techno Research Inc. en muestras de escoria

de Mihama Mikata. Tabla 6.2 - Resultados de pruebas de escoria de JLT El cien por ciento de la escoria de la planta de Mihama Mikata se utiliza como agregado para productos de hormigón. Una planta de gasificación por plasma de WPC también produce partículas que se eliminan del flujo del gas de síntesis del gasificador. Sin embargo, el material en partículas puede reciclarse de nuevo en el gasificador para su destrucción y por lo tanto no se convierte en un subproducto que tiene que ser eliminado. En lugar de escoria, las plantas de incineración producen cenizas de fondo y cenizas volátiles. La ceniza volátil requiere disposición especial y en muchas jurisdicciones se consideran residuos peligrosos. Suponiendo que el material particulado se recicla de nuevo en el gasificador, solo alrededor del 2% al 4% del material que se introduce en una planta de gasificación por plasma de WPC tiene que enviarse al vertedero. Comparativamente, cerca de un 20% a un 30% de los residuos tratados en un incinerador debe enviarse al vertedero. Menor huella de gases de efecto invernadero Scientific Certification Systems ("SCS"), una consultora independiente, elaboró un informe en 2010 que comparó las emisiones de gases de efecto invernadero de una planta de energía de ciclo combinado de gasificación por plasma, frente a las emisiones producidas por una instalación de incineración de última tecnología y un relleno sanitario con instalaciones de captación de energía. En su informe SCS señala:

"Los resultados de este análisis muestran que el ciclo de gasificación por plasma combinado ("PGCC") proporciona las menores emisiones de gases de efecto invernadero de los sistemas evaluados para la eliminación de residuos". En la Figura 6.1, en el estudio SCS, se muestra una comparación de las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de los tres escenarios, además de las emisiones de gases de efecto invernadero de la planta de tecnología de ciclo combinado de quema de gas natural. El estudio de SCS también llegó a la conclusión de que las emisiones de gas del ciclo de vida de efecto invernadero eran casi equivalentes a las de la planta de última tecnología de ciclo combinado de gas natural. Reducción de las emisiones, reducción de las cantidades de desechos sólidos que deben ser depositados en vertederos y reducción de las emisiones de efecto invernadero; la gasificación por plasma tiene mejor desempeño ambiental en todas las áreas."


Notas: 1) Carga acumulada de GEI por veinte años durante cuatro opciones de generación de

energía. 2) Resultados comparados sobre una base de 1.000.000 MWh. 3) Consejo coordinador de energía de la región Noreste. Cero en el eje Y representa

las emisiones medias de gases de efecto invernadero de las centrales eléctricas por 1 millón de MWhs en la región.

Figura 6.1 - Resultado del estudio SCS de emisiones de gases del ciclo de vida de efecto invernadero 6.2. Comparación entre gasificación por plasma de WPC y

otras opciones de tratamiento térmico Comparación con la incineración La Tabla 6.3 detalla los numerosos beneficios de la gasificación por plasma Westinghouse frente a la incineración para el tratamiento de los RSU.


Gasificación por plasma de Westinghouse Incineración

Flexibilidad de la materia prima

Capacidad para mezclar materias primas como • RSU • Desechos industriales • Desechos comerciales e

industriales • Desechos peligrosos • Desecho de neumáticos • Combustibles de biomasa

(como residuos de madera)

RSU y otros flujos de residuos comunes

Combustible creado

Gas de síntesis (monóxido de carbono e hidrógeno)

no aplicable

Oportunidades del producto final

• Sustitución de combustible por gas natural y aceite combustible

• Electricidad a través del ciclo de vapor

• Alimentación a través de ciclo combinado o motores alternativos

• Alimentación a través de baterías de combustible (futuro)

• Proceso de vapor • Combustibles líquidos (etanol,

biodiesel) • Hidrógeno • Compuestos de fertilizantes

Electricidad a través del ciclo de vapor Proceso de vapor

Eficiencia global de la planta

Ciclo de proceso combinado: 1 tonelada de residuos sólidos urbanos es capaz de crear 1.000 kWh de electricidad a través de la configuración de ciclo combinado

Ciclo de proceso combinado: 1 tonelada de residuos sólidos urbanos genera entre 500-650 kWh de electricidad

Emisiones Ciclo de proceso combinado: • Óxido de nitrógeno (NOx): <36

ppmvd • Dióxido de azufre (SO2): <1,05

ppmvd • Mercurio (Hg) <1,4 μg/dscm²

• Óxido de nitrógeno (NOx): 110-205 ppmvd

• Dióxido de azufre (SO2): 26-29 ppmvd

• Mercurio (Hg) 28-80 μg/dscm²

Dioxinas y furanos

Temperatura de funcionamiento elevada (> 1.000 °C), en relación con un entorno privado de oxígeno destruye cualquier dioxinas/furanos

La presencia de oxígeno, cloro y material particulado, crea las condiciones adecuadas


que pueden estar presentes en la materia prima, y elimina la posibilidad de la creación de dioxinas/furanos. El rápido enfriamiento del gas de síntesis a través de agua de refrigeración, impide la síntesis de novo de dioxinas y furanos.

para la formación de dioxinas y furanos.

Subproducto Escoria vitrificada inerte, no peligrosa y no lixiviante, vendible como un producto agregado de la construcción o lana de roca La mayoría del material particulado recuperado durante la limpieza del gas de síntesis es reciclable

Cenizas volátiles y residuos peligrosos depuradores más cenizas de incinerador

Tabla 6.3 - Gasificación por plasma Westinghouse vs. Incineración

Comparación con otras tecnologías de gasificación por plasma

Gasificación por plasma de Westinghouse Otras tecnologías de plasma

Plantas comerciales de referencia

Tres referencias comerciales. Otras dos en construcción.

La mayoría no tienen plantas comerciales de referencia.

Experiencia operativa

Más de diez años Ninguna, excepto que algunos competidores tienen experiencia en pequeñas plantas de demostración

Planta de demostración

Sí, hasta 50 toneladas por día Algunos competidores tienen una planta de demostración. Algunos son a escala de laboratorio. Algunos competidores no tienen una planta de demostración.

Diseño del gasificador por plasma

Diseño simple de recipiente único La mayoría de los competidores emplean un diseño de múltiples pasos.


Tecnología de antorcha de plasma

30 años de experiencia. Desarrollado y de propiedad de Westinghouse Plasma Corp.

Debe adquirirse. Sin experiencia en antorchas de plasma.

Escala Hasta 1000 tpd en un solo recipiente. Alimentación continua.

Hasta 150 tpd para algunos competidores. Algunos competidores utilizan alimentación por lotes.

Tabla 6.4 - Gasificación por plasma Westinghouse vs. otras tecnologías de plasma


Comparación con otras tecnologías de gasificación de no-plasma Los beneficios de la gasificación por plasma Westinghouse frente a tecnologías de gasificación de no-plasma son muy similares a los beneficios o nuestra tecnología frente a la incineración.

Gasificación por plasma de Westinghouse

Tecnologías de gasificación no-plasma

Calidad del gas de síntesis

Gas de síntesis libre de alquitrán adecuado para limpieza conforme a especificaciones que requieren las turbinas de gas, motores alternativos, tecnologías de combustibles líquidos y baterías de combustible.

El gas de síntesis debe quemarse inmediatamente antes de ser limpiado.

Flexibilidad de materia prima

Capacidad para mezclar materias primas como • RSU • Residuos industriales • Desechos comerciales e

industriales • Desechos peligrosos • Desecho de neumáticos • Combustibles de biomasa

(como residuos de madera)

Capacidad limitada para procesar flujos de residuos distintos de los RSU. Temperaturas más bajas limitan la flexibilidad de materia prima

Oportunidades del producto final

• Sustitución de combustible por gas natural y aceite combustible

• Electricidad a través del ciclo de vapor

• Alimentación a través de ciclo combinado o motores alternativos

• Alimentación a través de baterías de combustible (futuro)

• Proceso de vapor • Combustibles líquidos (etanol,

biodiesel) • Hidrógeno • Compuestos de fertilizantes

Electricidad a través del ciclo de vapor Proceso de vapor


Subproducto Escoria vitrificada inerte, no

peligrosa y no lixiviante, vendible como un producto agregado de la construcción o lana de roca La mayoría del material particulado recuperado durante la limpieza del gas de síntesis es reciclable

Similar a la incineración - las peligrosas cenizas volátiles y residuos depuradores más cenizas de fondo.

Tabla 6.5 - Gasificación por plasma Westinghouse vs. tecnologías de no-plasma

La tecnología de Westinghouse Plasma Corp aumentará los ingresos, reducirá los riesgos operativos y proporcionará un mejor comportamiento ambiental en comparación con otras tecnologías. Somos la única empresa con plantas comerciales de referencia; tres y dos más en construcción.


7. Modelos de gasificador y capacidades de las plantas

gasificadoras 7.1. Modelos de gasificador por plasma Westinghouse WPC tiene tres tamaños estándar de gasificadores por plasma. La Tabla 7.1 muestra la capacidad típica y otra información para cada modelo.

Modelo de

gasificador

Materia prima

Capacidad (tpd) Gas de síntesis produci

do (Nm3/hr)

Dimensiones (Metros)

Aire soplado

Oxígeno soplado

Diámetro

superior

Diámetro

inferior

Altura del

recipiente

Altura instala

da 3 Bajo

Alto

Bajo

Alto

G65

RSU 540 620 1000

1000

65.000 9 4 24 30 Residuos

peligrosos

430 720 830 1000

W15

RSU 120 140 240 290

15.000 6 2,5 15 18 Residuo

s peligros

os

100 160 190 300

P5

RSU 40 50 80 100

5.000 4 2 10 13 Residuos peligrosos

30 50 60 100

Notas: 1) Rango de valor calorífico de RSU (V.C.): 9,3 a 14,0 MJ/kg (4.000 – 6.000 BTU/lb)

Base HHV 2) Rango V.C. de residuos peligrosos: 14,0 a 23,3 MJ/kg (6.000 - 10.000 BTU/lb) Base

HHV 3) Brida de salida a nivel del suelo de gas de síntesis. Altura ductos excluidos, ya que

es específico del proyecto. Tabla 7.1 - Especificaciones del gasificador


7.2. Producción de energía por modelo de gasificador La tecnología de WPC se puede utilizar en instalaciones que producen electricidad, combustibles líquidos, calor o gas de síntesis para reemplazar los combustibles fósiles. La Tabla 7.2 proporciona algunos ejemplos representativos de la producción de energía que se puede esperar de una planta de gasificación de WPC de procesamiento de RSU

Modelo de

gasificador

Capacidad (tpd de

RSU)

Gas de síntesis

producido (Nm3/hr)

Energía química del gas

de síntesis,

HHV (GJ/año)

Planta de ciclo

combinado (RU brutos

y netos)

FT Líquidos BPD/BPY

Sustitución de

combustible fósil

(barriles/año)

G65 1000 65,000 4.100.000 58/39 785/287.000 670.000

W15 290 15.000 976.000 14/9 188/68.000 160.000

P5 100 5.000 323.000 4,5/3 62/23.000 50.000

Notas: 1) Basado en 14 MJ/kg (6000 BTU/lb) Base HHV

Cuadro 7.2 - Producción de energía típica por modelo de gasificador Las salidas reales de una instalación de gasificación de WPC dependerán de la carga de alimentación específica utilizada y la configuración real de la planta. Los gasificadores se pueden instalar en paralelo para crear una planta con capacidad para satisfacer cualquier necesidad.


8. Alcance de los servicios de suministro y soporte técnico de

Westinghouse Plasma Corp. La experiencia de Westinghouse Plasma Corp son el gasificador por plasma y sus subsistemas (se describen más detalladamente en la Sección 9). WPC diseñará, fabricará y entregará el gasificador por plasma a un cliente. Mientras que algunos clientes optarán por comprar solo el gasificador por plasma de WPC, la mayoría de los clientes querrán una solución completa. WPC, conjuntamente con un socio global de ingeniería, adquisición y construcción ("EPC", por sus siglas en inglés) puede diseñar y construir una completa planta de gasificación por plasma. Cada planta de gasificación por plasma es única. WPC, de nuevo en colaboración con un socio EPC, puede ayudar a sus clientes mediante soporte técnico y comercial durante el proceso de desarrollo del proyecto. Podemos realizar estudios de factibilidad en las etapas iniciales y podemos proporcionar los niveles más detallados de ingeniería (por ejemplo: prediseño de ingeniería inicial y diseño de ingeniería inicial) en etapas posteriores. WPC también ofrece soporte de puesta en marcha in situ. WPC cuenta con un equipo técnico talentoso y experimentado. A diferencia de nuestros competidores, nosotros sí hemos diseñado y puesto en marcha gasificadores de plasma. Sabemos lo que se necesita para dar soporte adecuadamente a un cliente que está invirtiendo decenas o cientos de millones de dólares. WPC ofrece garantías de desempeño en el gasificador por plasma. Nuestros socios EPC pueden ofrecer garantías de desempeño en plantas completas.


9. Planta típica de gasificación por plasma 9.1. Introducción En esta sección se ofrece un resumen de los elementos principales del proceso que componen una central eléctrica de gasificación integrada de ciclo combinado por plasma (IPGCC) que utiliza los RSU como materia prima. Las instalaciones de energías renovables de Air Products en Tees Valley se configuran como un IPGCC. Como se ha descrito anteriormente en este documento, la gasificación por plasma se puede utilizar para producir gas de síntesis que puede ser acondicionado y luego convertido a combustibles líquidos o de energía a través de plataformas tecnológicas, como baterías de combustible o motores alternativos. Para todas estas aplicaciones, la mayor parte de la planta, la que se dedica a los residuos de procesamiento y fabricación de gas de síntesis limpio, será muy similar La figura 9.1 muestra el diagrama de flujo del bloque de procesos para una planta IPGCC. 9.2. Resumen del proceso de la planta Los RSU se entregan a las instalaciones de recepción de la planta que tendrán capacidad de almacenamiento de varios días. También se entregan a las instalaciones los otros dos materiales, el coque y el fundente, que alimentan al gasificador simultáneamente con los RSU. Comúnmente, el material fundente es piedra caliza molida y su objetivo es promover el adecuado flujo de escoria dentro del gasificador. El coque forma un lecho dentro del reactor. El uso del coque es típicamente de 1:25 en función de la masa frente a los RSU. La cantidad de flujo necesaria puede variar entre 0:25 y 2:25 sobre la base de la masa.

Los tres materiales se dosifican en un transportador de carga común que transporta el material de alimentación al gasificador. Dependiendo del tamaño de los RSU, estos tienen que triturarse en el sitio, a un tamaño no mayor de 15 cm, aproximadamente, antes de ser puestos en el transportador de carga.

Dentro del gasificador, la porción orgánica de los RSM se convierte en gas de síntesis. El gas de síntesis está parcialmente refrigerado con agua atomizada en la parte superior del gasificador antes de salir del gasificador a una temperatura de aproximadamente 850 ºC a través de dos boquillas.

El contenido metálico y las cenizas de los RSM forman escoria fundida, que fluye a través de los orificios de colado en la parte inferior del gasificador. La escoria se refrigera y se granula después de salir del gasificador. Los gránulos vítreos resultantes se transportan y cargan en camiones para llevarlos a clientes externos.

El gasificador está equipado con sistemas de antorcha de plasma Westinghouse para asegurar que las temperaturas internas en el reactor sean suficientes para garantizar la conversión completa o material inorgánico en gas de síntesis y para fundir todo el material inorgánico.


Figura 9.1 Diagrama de flujo del bloque de procesos de para una planta IPGCC


El gas de síntesis se enfría a través de un sistema venturi cáustico de enfriamiento rápido y un depurador, y luego procede a través de un precipitador electrostático húmedo (WESP). El propósito principal del venturi de refrigeración y WESP, es eliminar la materia particulada que se arrastra en el gas de síntesis. El producto refrigerado y el gas de síntesis libre de partículas continúan a través de una serie de procesos de limpieza de gas de síntesis para eliminar cloro, azufre, plomo, cadmio, zinc y mercurio. Las etapas de compresión intermedia y enfriamiento eliminan la humedad del gas.

El gas de síntesis limpio se comprime luego en un compresor de múltiples etapas y se envía por una turbina de gas para producir energía eléctrica. El calor del gas de la turbina de combustión se recupera mediante un generador de vapor de recuperación de calor ("HRSG"). El vapor procedente de la caldera de recuperación se combina y se envía por una turbina de vapor de múltiples etapas para generar energía.

Alternativamente, el gas de síntesis limpio se puede utilizar en motores alternativos para generar energía o puede convertirse en combustibles líquidos utilizando una serie de tecnologías de conversión disponibles.

9.3. Ejemplo de entradas y salidas de la planta IPGCC La Figura 9.2 proporciona y ejemplifica las entradas y salidas de una planta IPGCC de 1000 TPD que procesa RSU. Como se muestra en la Figura 9.5, una planta IPGCC que procesa 1000 tpd de RSU produce alrededor de 49 MW de energía. También se producen alrededor de 250 tpd de escoria que se pueden vender como agregado. Un adicional de 20 tpd de material particulado grueso que se produce puede reciclarse nuevamente en el gasificador. Las restantes 20 tpd de material particulado fino, que incluye elementos como cadmio y mercurio deben desecharse de forma adecuada. En otras palabras, una planta IPGCC que convertirá 1000 tpd de RSU producirá solo 20 tpd de residuos que requieren de eliminación a largo plazo. Las otras 980 tpd se convierten en electricidad y productos beneficiosos.


Figura 9.2 - Entradas y salidas para una planta IPGCC de 1000 tpd


10. Ejemplos de economía de una planta La economía en una planta de gasificación por plasma está en función de numerosos factores. WPC ha creado una plataforma de modelos económicos de propiedad exclusiva ("modelo de WPC de determinación de alcance") que se utiliza para ayudar a los clientes en las primeras etapas de desarrollo del proyecto. El modelo de WPC de determinación de alcance permite a los clientes a evaluar rápidamente el impacto de los numerosos cambios supuestos, tales como:

• Capacidad de la planta • Tipo de materia prima (RSU, CDR, neumáticos, residuos eléctricos, residuos de

auto trituradora, etc.) • Tasas de salida (cuotas de vertedero) • Combinaciones de materias primas y tasas de salida • Precios de la energía y/o de los precios de combustibles líquidos • Configuración de la planta (ciclo combinado, motores recíprocos, líquidos FT,

etc.) • Tarifas laborales para el personal de planta • Incentivos de energía renovable • Tasas de interés • Niveles de deuda y patrimonio • Factores de instalación específicos a la geografía • Factor de imprevistos

Los resultados del modelo de WPC de determinación de alcance incluyen:

• Costo estimado del capital • Costos estimados de operación • Tasa interna de retorno • Rendimiento de capital

El modelo de WPC de determinación de alcance provee únicamente estimados del costo de capital y rentabilidad del proyecto orientativos. Su propósito no es proveer costos y rentabilidad finales. Es una gran herramienta para la ejecución de análisis "hipotéticos" en las etapas tempranas de desarrollo del proyecto.


Anexo 1 - Diagrama flujo del proceso de bloques de la planta de demostración


Anexo 2 - Certificación de la Fundación para el Estudio de los Residuos del Japón (en japonés)


Anexo 3 - Certificación de la Fundación para el Estudio de los Residuos del Japón (traducción al inglés)


Tecnología de gasificación por plasma de Westinghouse · o Metanol o Propanol . Nuestra ......

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