Buenas Prácticas Operacionales
para reducir emisiones de material
particulado en plantas de beneficio
Juan Carlos Espinosa – Líder Ambiental Fedepalma
30 de septiembre de 2014
Titulo CONTENIDO
MARCO TEÓRICO
METODOLOGÍA DEL PROYECTO
EVALUACION INICIAL
RESULTADOS
LECCIONES APRENDIDAS
FACTORES CLAVE DE CUMPLIMIENTO
Titulo
FACTORES CLAVE CUMPLIMIENTO
MARCO TEÓRICO
METODOLOGÍA DEL PROYECTO
EVALUACION INICIAL
RESULTADOS
LECCIONES APRENDIDAS
Titulo ¿CÓMO CUMPLIR LA NORMA?
Controles Primarios : Asegurar Combustión Completa
Controles Secundarios: Sistemas de Control y Nivel de Oxígeno
Titulo FACTORES DE CUMPLIMIENTO NORMATIVO:
Combustión
RESOLUCIÓN 909 DE 2008
Límite superior para Existentes 300 mg/m3
Límite superior para Nuevas 50 mg/m3
MP en salida de
Caldera (mg/m3)
Reducción requerida
para 300 mg/m3
Reducción requerida
para 50 mg/m3
* 4,049 92.6% 98.8%
3,000 90.0% 98.3%
** 2,929 89.8% 98.3%
2,000 85.0% 97.5%
1,000 70.0% 95.0%
750 60.0% 93.3%
*** 556 46.0% 91.0%
* Combustión planta piloto menos eficiente
** Promedio plantas piloto
*** Combustión planta piloto mas eficiente
Titulo FACTORES DE CUMPLIMIENTO NORMATIVO:
Sistema de control
FILTRO DE
MANGAS
CICLÓN
PALMISTERÍA
PRECIPITADOR
ELECTROSTÁTICO
SEPARADORES
INERCIALES
Eficiencia:
Convencional 70-90%
Alta Eficiencia 80-99%
Caída de presión 1- 6 inH20
FUENTE EPA 2002
Eficiencia 47%
Caída de presión:
0.8 inH20
FUENTE MEDICIÓN PROPIA
Eficiencia 99 - 99.9%
Caída de presión:
13 inH20
FUENTE EPA 2002
Eficiencia 99.9%
Caída de presión:
0.5 inH20
FUENTE EPA 2002
Titulo FACTORES DE CUMPLIMIENTO NORMATIVO:
Sistema de control
Ciclones de Alta Eficiencia
(Alto consumo energético)
Ciclones convencionales
MP en salida de
Caldera (mg/m3)
Reducción requerida
para 300 mg/m3
4,049 92.6%
3,000 90.0%
2,929 89.8%
2,000 85.0%
1,000 70.0%
750 60.0%
556 46.0% Ciclones de Palmistería
(baja inversión y consumo
energético)
EJEMPLO
500 mg/m3
O2 Factor
MP corregido
(mg/m3)
5% 0.50 250
7% 0.57 286
13% 1.00 500
17% 2.00 1,000
19% 4.00 2,000
Medición real de MP
(Condiciones Refer.)
FACTORES DE CUMPLIMIENTO NORMATIVO:
Corrección de Oxígeno
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
0 5 10 15 20
FAC
TOR
MU
LTIP
LIC
AD
OR
OXÍGENO MEDIDO
FACTOR DE CORRECCIÓN RESOLUCION 909/2008
Titulo
FACTORES CLAVE DE CUMPLIMIENTO
MARCO TEORICO
METODOLOGÍA DEL PROYECTO
EVALUACION INICIAL
RESULTADOS
LECCIONES APRENDIDAS
Titulo COMBUSTIÓN COMPLETA:
Interrelación de muchas variables
QUÉ’s CÓMO’s
VARIABLES DE LA COMBUSTIÓN
TURBULENCIA
OXÍGENO
TEMPERATURA
TIEMPO
NORMATIVIDAD
CONSIGNAS DE CONTROL
1. TEMPERATURA DE LA CÁMARA
2. RELACIÓN AIRE/COMBUSTIBLE
3. TAMAÑO DEL COMBUSTIBLE
4. HUMEDAD DE LA BIOMASA
5. ESTRATIFICACIÓN DEL AIRE
6. DISTRIBUCIÓN DE AIRE
7. ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE
8. INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
9. CAPACITACIÓN Y REGULACIÓN
10. MANTENIMIENTO
11. PROCESO E INGENIERÍA
CATEGORÍAS DE BPO
A. COMBUSTIBLE
B. CONTROL DE LA COMBUSTIÓN
C. OXÍGENO
D. OPERACIÓN DEL SISTEMA DE VAPOR
a) OPERARIOS
b) OPERACIONES
c) REDES DE VAPOR
E. INGENIERÍA
F. SISTEMA DE CONTROL DE EMISIONES
Titulo TABLERO DE CONTROL
PRESIÓN VAPOR
ACTUAL ÓPTIMO
TEMP. CHIMENEA
TEMP. CÁMARA
OXIGENO CHIMENEA
PRESIÓN VAPOR
VOLUMEN Y CALIDAD DE LA BIOMASA
PRODUCCIÓN, CONSUMO Y MANTENIMIENTO
ANALISIS GASES
Titulo
FACTORES CLAVE DE CUMPLIMIENTO
MARCO TEORICO
METODOLOGÍA DEL PROYECTO
EVALUACION INICIAL
RESULTADOS
LECCIONES APRENDIDAS
Estudios anteriores concluyeron que las BPO
pueden reducir significativamente las
emisiones contaminantes.
Validar estrategias de BPO, mediante su
aplicación en campo, y determinar su
incidencia en la reducción de MP.
ANTECEDENTES OBJETIVO GENERAL
• Plan Piloto en 6 plantas representativas
• Duración 6 meses
• 8 a 10 BPO por planta en 2 fases
• Presupuesto asignado por las plantas
METODOLOGÍA
• Las soluciones NO se limitan a generación de
vapor
• Centrado en disminución de MP
• NO se esperaba cumplir la norma sólo con BPO
BPO cabe dentro del presupuesto de mantenimiento
Vs.
Cambio Tecnológico
¿QUÉ ES UNA BPO?
CRITERIOS DE SELECCIÓN DE CALDERAS
Representatividad
Incidencia en las emisiones
Tamaño de la planta
Disposición para invertir
Viabilidad técnica
Zona Empresa Marca Tipo
Capacidad
Nom Caldera
(tvapor/h)
Sistema
de
Control
Central Agroince Ltda. Lucey Mixta 3.17 Ciclón
Norte C.I. Tequendama S.A. Consultécnica Mixta 6 Damper
Norte Aceites S.A. VR Ingeniería Pirotubular 12.48 Ciclón
Oriental Entrepalmas S.A. VR Ingeniería Mixta 10 Ciclón
Oriental Inversiones La Mejorana Ltda. Lucey Mixta 4.7 Ciclón
Oriental El Palmar del Llano S.A. VR Ingeniería Mixta 15 Multiciclón
Titulo
FACTORES CLAVE DE CUMPLIMIENTO
MARCO TEORICO
METODOLOGÍA DEL PROYECTO
EVALUACION INICIAL
RESULTADOS
LECCIONES APRENDIDAS
Titulo
Planta 1 Planta 2 Planta 3 Planta 4 Planta 5 Planta 6
MP Salida Caldera
(mg/m3)4.048,9 3.770,1 2.063,3 3.661,4 3.477,0 556,0
MP en Chimenea
(mg/m3)734,9 1.158,0 604,2 797,8 1.555,3 591,8
Eficiencia del sistema
de control79,1% 68,9% 64,4% 71,4% 55,3% -6,8%
O2 Salida Caldera 8,9% 7,9% 10,2% 8,8% 5,5% 15,0%
O2 en Chimenea 13,0% 11,1% 10,2% 11,4% 10,1% 16,4%
MP Corregido por O2
(mg/m3)736,7 944,2 448,6 665,5 1.140,4 1.020,3
El orden mostrado es aleatorio y no corresponde con el cuadro de la diapositiva anterior
DIAGNÓSTICO INICIAL Muestreo isocinético antes y después del Sistema de control
Titulo
Item Consignas de Control
1 Temperatura de la Cámara
2 Relación Aire/Combustible
3 Tamaño del Combustible
4 Humedad de la Biomasa
5 Estratificación del Aire
6 Distribución de Aire
7 Alimentación Combustible
8 Instrumentación y Control
9 Capacitación y Regulación
10 Mantenimiento
11 Proceso e Ingeniería
Aceptable Deficiente Falta Información
Planta 1 Planta 2 Planta 3 Planta 4 Planta 5 Planta 6
DIAGNÓSTICO INICIAL Estado de Consignas de Control
Titulo
EVALUACIÓN INICIAL
LECCIONES APRENDIDAS
RESULTADOS
FACTORES CLAVE DE CUMPLIMIENTO
MARCO TEORICO
IMPLEMENTACIÓN
Titulo
CANTIDAD
Independizar biomasa del proceso
CALIDAD Más poder calorífico K mejor combustión
TAMAÑO DE PARTÍCULA
Eliminar grumos
DISTRIBUCIÓN EN HOGAR
Evitar acumulación
COMBUSTIBLE HHV (J/g) Diferencia
Planta 1 12.715 -8,0%
Planta 2 12.940 -6,4%
Planta 3 13.435 -2,8%
Planta 4 16.310 18,0%
Planta 5 14.275 3,3%
Planta 6 13.275 -4,0%
Promedio 13.825
Titulo OXÍGENO
Planta 1 Planta 2 Planta 3 Planta 4 Planta 5 Planta 6
Medición Inicial 13,0% 11,1% 10,2% 11,4% 10,1% 16,4%
Medición Final 12,9% 12,3% 15,0% 15,3% 12,7% 17,2%
Incremento -1,2% 11,3% 46,7% 33,9% 25,9% 5,0%
Ineficacia de la eliminación de
aire parásito
Malas políticas de contratación
de proveedores
Titulo SISTEMAS CONTROL E INGENIERIA
Desarrollos locales:
alto beneficio a bajo
costo Mejora del 16% de eficiencia
mediante una mejor instalación
Antes Después
Titulo
INICIAL FINAL INICIAL FINAL * INICIAL FINAL INICIAL FINAL INICIAL FINAL INICIAL FINAL
MP en
Chimenea
(mg/m3)
735 1,075 1,158 1,537 604 372 1,047 1,631 1,555 1,192 592 158
O2 en
Chimenea13.0% 12.9% 11.1% 12.3% 10.2% 15.0% 11.4% 15.3% 10.1% 12.7% 16.4% 17.2%
MP Corregido
por O2 (mg/m3)737 1,058 944 1,420 449 496 887 2,377 1,140 1,149 1,020 331
Mejora en
calidad de
emisiones
87.0%% Ejecución de
compromisos49.0% 48.0% 73.0% 55.0% 63.0%
-46.3% -32.8% 38.4% -55.9% 23.4% 73.3%
Planta 1 Planta 2 Planta 3 Planta 4 Planta 5 Planta 6
RESULTADOS EN NÚMEROS
INICIAL FINAL INICIAL FINAL * INICIAL FINAL INICIAL FINAL INICIAL FINAL INICIAL FINAL
MP en
Chimenea
(mg/m3)
735 1,075 1,158 1,537 604 372 1,047 1,631 1,555 1,192 592 158
O2 en
Chimenea13.0% 12.9% 11.1% 12.3% 10.2% 15.0% 11.4% 15.3% 10.1% 12.7% 16.4% 17.2%
MP Corregido
por O2 (mg/m3)737 1,058 944 1,420 449 496 887 2,377 1,140 1,149 1,020 331
Mejora en
calidad de
emisiones
87.0%% Ejecución de
compromisos49.0% 48.0% 73.0% 55.0% 63.0%
-46.3% -32.8% 38.4% -55.9% 23.4% 73.3%
Planta 1 Planta 2 Planta 3 Planta 4 Planta 5 Planta 6
INICIAL FINAL INICIAL FINAL * INICIAL FINAL INICIAL FINAL INICIAL FINAL INICIAL FINAL
MP en
Chimenea
(mg/m3)
735 1,075 1,158 1,537 604 372 1,047 1,631 1,555 1,192 592 158
O2 en
Chimenea13.0% 12.9% 11.1% 12.3% 10.2% 15.0% 11.4% 15.3% 10.1% 12.7% 16.4% 17.2%
MP Corregido
por O2 (mg/m3)737 1,058 944 1,420 449 496 887 2,377 1,140 1,149 1,020 331
Mejora en
calidad de
emisiones
87.0%% Ejecución de
compromisos49.0% 48.0% 73.0% 55.0% 63.0%
-46.3% -32.8% 38.4% -55.9% 23.4% 73.3%
Planta 1 Planta 2 Planta 3 Planta 4 Planta 5 Planta 6
Titulo
LECCIONES APRENDIDAS
MARCO TEÓRICO
METODOLOGÍA DEL PROYECTO
EVALUACION INICIAL
RESULTADOS
FACTORES CLAVE DE CUMPLIMIENTO
Titulo PRIORIZACIÓN DE BPOs
Impacto
Entradas Aire
Mantenimiento
Mejor Contratación
Capacitación
Dispersión Biomasa
Dosificación Biomasa
Tamaño Combustible
Humedad Combustible
Temperatura Cámara
Relación aire/combustible
Cambio cultural
Operación Continua+
D
IFIC
ULT
AD
I
Titulo
1. Control es más que un calderista viendo un manómetro
2. Vigilar el Oxígeno ( … y probablemente el CO …)
3. ¡Contratar por resultados y no por trabajo realizado!
LECCIONES APRENDIDAS
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
0 5 10 15 20
FAC
TOR
MU
LTIP
LIC
AD
OR
OXÍGENO MEDIDO
FACTOR DE CORRECCIÓN RESOLUCION 909/2008
Titulo
4. Se requiere una estrategia y la participación de todos
5. Probar, probar y probar … y dar tiempo a la puesta a punto
7. ¡Vigilar el Oxígeno!
LECCIONES APRENDIDAS
6. Poco combustible, pequeño y bien distribuído
Titulo
1. Publicación de un Portafolio de Buenas Prácticas Operacionales y
recomendaciones para mejorar la eficiencia del sistema de generación
de vapor y reducir emisiones
2. 4 Talleres teórico prácticos (uno en cada zona palmera) para
presentar y retroalimentar el portafolio de BPO y las lecciones
aprendidas del ejercicio piloto
PRÓXIMOS PASOS
Titulo
A Katherin Ibarra, Analista Ambiental de Fedepalma y quien coordinó la
implementación de este estudio, por sus invaluables y largas horas de trabajo para
que este estudio fuera una realidad
AGRADECIMIENTOS
A los equipos técnico y directivo de Aceites, Agroince, C.I. Tequendama,
Entrepalmas, La Mejorana y Palmeras del Llano por su disposición para participar
de este estudio
A Alexander Valencia, Marcelo Hernández y Germán Méndez de CAIA Ingeniería,
por su conocimiento, experticia y empeño para el desarrollo de este estudio
A Jesús Alberto García, José Carlos Montero, Nidia Ramírez y el resto del equipo
de Procesamiento de Cenipalma, por sus insumos conceptuales y técnicos para el
desarrollo del estudio
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