Formation and release of POPs in the cement industry
La Convención de Estocolmo exige a los países miembros tomar medidas para reducir o eliminar las liberaciones de contaminantes orgánicos persistentes (persistent organic pollutants, POP) en los productos generados intencionalmente como los pesticidas aldrín, clordano, dieldrín, endrina, heptacloro, mirex, toxafeno, hexaclorobenceno y bifenilos policlorados y no intencionalmente subproductos de procesos químicos y térmicos, dibenzo-p-dioxinas/furanos policlorados (PCDD/F), hexaclorobenceno (HCB) y bifenilos policlorados (PCB), así como de los residuos generados. Lo anterior incluye a los desechos peligrosos de los hornos de la industria del cemento.El objetivo de este estudio es compilar datos sobre el estatus de las emisiones de POP de la industria del cemento, compartir el conocimiento del estado del arte de los mecanismos de formación de PCDD/F en los procesos de producción de cemento y mostrar cómo es posible controlarlas y minimizarlas de los hornos usando optimización de procesos integrados, las llamadas medidas primarias. Este reporte proporciona el conjunto de datos más completo disponible de la emisión de POP de la industria de cemento, recolectado de la literatura pública, bases de datos científicas y mediciones individuales de compañías; se evalúan alrededor de 2200 mediciones de PCDD/F, varias de PCB y algunas pocas de HCB, desde la década de los setenta del siglo XX hasta la publicación del reporte. Los datos representan niveles de emisión de tecnologías de procesamiento de gran capacidad, lo que incluye hornos de cemento para procesos húmedo y seco, llevados a cabo bajo condiciones operativas normales y desfavorables, con y sin el coprocesamiento de un amplio intervalo de combustibles alternativos y materias primas, y con residuos peligrosos y no peligrosos alimentados al quemador principal, a la entrada del horno rotatorio y al precalentador/precalcinador.
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Mechanical equipment and the ATEX directives
El 30 de Junio de 2003 se hicieron efectivas en toda la Unión Europea las Directivas de Atmósferas Explosivas ATEX 95 y ATEX 137. Una consecuencia importante de estas directivas es que los operadores de las instalaciones de petróleo y gas deben cumplir con la evaluación de riesgos del equipo localizado dentro de áreas peligrosas para fuentes potenciales de ignición, así como proporcionar medidas organizacionales y técnicas para eliminar o reducir los riesgos identificados.
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Determinación y evaluación de emisiones de dioxinas y furanos en la producción de cemento en España
Las dioxinas y furanos están clasificados como compuestos orgánicos persistentes (COP), resisten la degradación fotolítica, química y biológica. Se caracterizan por una baja solubilidad en agua y una alta solubilidad en lípidos, resultando bioacumulativos en los tejidos grasos de los organismos vivos. Son semivolátiles, lo que les permite moverse a grandes distancias a través de la atmósfera y por consiguiente distribuirse ampliamente por todo el globo y condensarse sobre las regiones más frías de la tierra, incluyendo zonas vírgenes, donde nunca se han empleado este tipo de compuestos.Entre los objetivos de este estudio se tienen los siguientes:Cuantificar la emisión total de dioxinas y furanos debidas al sector del cemento en España. Evaluar las emisiones de PCDD/PCDF, estableciendo el perfil típico de dichas emisiones en el caso de un horno convencional que quema combustibles fósiles (coque de petróleo fundamentalmente). Especificar cuáles son los factores de emisión de PCDD/PCDF (reales) de esta actividad productiva. Establecer la idoneidad de la utilización de factores de emisión teóricos en España. Conocer y definir la influencia cualitativa (perfiles de emisión) y cuantitativa de las emisiones de dioxinas respecto a la utilización de diferentes tipos de residuos como combustibles alternativos. Para alcanzar estos objetivos se realizaron campañas de medidas en los diferentes hornos de clinker existentes a lo largo del territorio español, evaluando una situación real en la cual se opera con y sin co-combustión de residuos.
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Determinación y evaluación de emisiones de dioxinas y furanos en la producción de cemento en España
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Pumps. Reference guide
La industrialización impuso una demanda siempre creciente para mover líquidos de un lugar a otro por otro medio diferente a la gravedad. Para motivar a un líquido a moverse a través de tuberías y canales, debe proporcionarse energía a dicho líquido; esta energía, usualmente mecánica, provista por una fuerza motriz (prime mover) es transferida al líquido por medio de un dispositivo denominado bomba. Esta guía proporciona un estudio sobre los principales tipos de bombas, sus principios, componentes y desempeño. Asimismo, da unas sugerencias sobre instalación, operación y resolución de problemas, así como un glosario de términos .
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Tecnologías para la reducción de emisiones de gases contaminantes en plantas cementeras
En el año 2007 la producción de cemento en las principales empresas de Colombia (Cementos Argos S.A., Holcim y Cemex) fue de 7.716.093 toneladas métricas, y de clinker 11.067.760 toneladas métricas. Este nivel de producción se alcanza mediante procesos húmedos y secos. Los procesos húmedos implican mayor consumo de combustible (principalmente carbón) para evaporar la gran cantidad de agua en la materia prima que se alimenta al horno de clinkerización (aproximadamente 35% de humedad); esto hace que sean menos eficientes que los procesos secos, en los cuales la materia prima alimentada al horno de clinker está prácticamente libre de humedad.En este artículo se hace una breve descripción de los procesos de formación de SOX, NOX y CO2, los principales contaminantes emitidos en las descargas gaseosas de la industria del cemento. Se presentan, además, varias tecnologías para reducir dichas emisiones en hornos cementeros húmedos. Estas medidas están diferenciadas en primarias, que permiten disminuir la formación de los contaminantes, y las medidas secundarias o de fin de tubo. Para el caso del CO2 se exponen las estrategias para evitar la formación de este gas de efecto invernadero, orientadas hacia la sustitución de combustibles y materias primas, así como las tecnologías en desarrollo para la captura de CO2.Fuentes de NOXMás del 95% de las emisiones de NOX en hornos cementeros corresponden a óxido nítrico (IPPC, 2001). Estas emisiones son mayores para los hornos largos húmedos que para los hornos secos con precalcinador o precalentador (McQueen, 1993; Sanders et al., 2000; U.S. EPA, 1999). Los dos principales mecanismos de formación son: el NOX térmico que resulta de la fijación térmica del nitrógeno (N2) del aire de combustión y depende de la concentración de oxígeno y nitrógeno, tipo de quema del combustible, relación entre el aire primario y secundario, tipo de combustible (Florida Rock Industries, 2004; Sanders et al., 2000), forma de la llama, la temperatura máxima en la zona de combustión y tiempo de residencia de los gases a alta temperatura. El NOX del combustible resulta de la oxidación de compuestos nitrogenados en el combustible (Greer, 1988; EGR Inc., 2006). También los compuestos nitrogenados orgánicos e inorgánicos en la materia prima pueden incrementar las emisiones de NOX.En la zona de combustión de un horno cementero húmedo largo, la temperatura es mayor de 1.500 °C. Por encima de esta temperatura, el mecanismo de formación de NOX es básicamente térmico y se describe por las siguientes ecuaciones (EGR Inc., 2006; Sanders et al., 2000).N2 + O ↔ NO + N kf 2 *1014 EXP(-76500 / RT) (1)N + O2 ↔ NO + O kf = 6.3*109 EXP(-6300 / RT) (2)
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Tecnologías para la reducción de emisiones de gases contaminantes en plantas cementeras
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Energy efficiency improvement and cost saving opportunities for cement making , an energy star guide for energy and plant managers
El costo energético como parte de los costos totales de producción en la industria de cemento es significativo, lo cual llama la atención para mejorar la eficiencia energética en último término. Históricamente, ha habido una disminución de la intensidad energética, aunque más recientemente esta ha parecido estabilizarse con las ganancias. El carbón y el coque son los principales combustibles comunes para el sector, suplantando el dominio del gas natural en la década de los setenta del siglo XX. Más recientemente, existe un ligero incremento en el uso de combustibles de residuos, incluyendo neumáticos. Entre 1970 y 1999, la intensidad de energía física primaria para la producción de cemento cayó 1%/año de 7,3 MBtu/ton. corta a 5,3 MBtu/ton. corta. La intensidad de dióxido de carbono debido al consume de combustible y la calcinación de material disminuyó 16%, de 609 lb C/ton. de cemento a 510 lb C/ton. de cemento.A pesar del progreso histórico, aún hay un amplio margen para el mejoramiento de la eficiencia energética. El porcentaje relativamente alto de las plantas de proceso húmedo (25% de la producción de clinker en 1999 en los Estados Unidos) sugiere la existencia de un potencial considerable cuando se compara con otros países industrializados. En este documento se examinan cerca de cuarenta tecnologías eficientes energéticamente y se miden y estiman los ahorros de energía, de dióxido de carbono, de costos de inversión, mantenimiento y operación para cada una de las medidas; se describen las medidas y experiencias de plantas de cemento alrededor del mundo con estas prácticas y tecnologías.
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chemistry vacuum pumps and pumping units with ATEX conformity
Desde el 1 de julio de 2003, ha sido mandatario en la Unión Europea aplicar la directiva ATEX 94/9/EC, llamada así por el término francés ?Atmosphere Explosible?. Esta directiva especifica los requerimientos técnicos del equipo empleado para uso en atmósferas potencialmente explosivas. En el laboratorio, una atmósfera potencialmente explosiva se da cuando se emplea cierto tipo de solventes. En particular, las directivas ATEX se aplican a equipos tales como bombas de vacío, en las cuales se emplean dichos solventes. Ha sido aprobado una línea de producto de bombas de vacío, basada en un intervalo bien establecido de bombas de diafragma químico y unidades de bombeo, para uso en atmósferas potencialmente explosivas. Junto con un intervalo de dispositivos adecuados de vacío, estas bombas forman una línea de producto completa para generación de vacío y medición en atmósferas potencialmente explosivas.
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Technology, energy efficiency and environmental externalities in the cement industry
El cemento es un producto con una alta energía intensiva. En una planta de cemento, la factura energética normalmente representa entre 20-25% de los costos totales de producción. Las áreas de mayor consumo son aquellas con los procesos de altas temperaturas; cerca de 55-85% de la entrada energética del producto final se consume en el horno. Las tecnologías avanzadas para recuperación del calor disipado y la racionalización del uso de la energía pueden ofrecer oportunidades de ahorro significativas en la industria del cemento, la cual se encuentra en expansión por el rápido desarrollo global de la infraestructura, especialmente en países en vía de desarrollo.Este documento se enfoca en las tecnologías de producción de cemento en uso, diversas medidas para el uso eficiente de la energía, las principales fuentes de contaminación y las técnicas y prácticas en boga para disminuir la polución en la mayor medida posible. También se discute sobre otros problemas ambientales tales como contaminación por ruido, vibración del suelo, etc., los cuales son serios asuntos para los ambientalistas en los países desarrollados, así como las posibilidades de la utilización de residuos de otras industrias.
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Evaluación de la actividad puzolánica de un residuo de la industria del petróleo
El catalizador del proceso de craqueo catalítico del petróleo (FCC) es un desecho industrial compuesto principalmente de sílice y alúmina que puede ser usado en la manufactura de materiales resistentes al fuego, o puede ser adicionado a las arcillas para producir tejas cerámicas, ladrillos refractarios y ladrillos aislantes. El FCC se ha mostrado como un material puzolánico muy activo, capaz de combinar el hidróxido cálcico (portlandita) liberado en la hidratación del cemento portland y formar compuestos de carácter hidráulico. Este comportamiento hace que se produzca un aumento adicional en la resistencia mecánica del mortero y del hormigón que lo contienen.En el presente artículo se presentan los resultados de la evaluación de la actividad puzolánica del FCC con el fin de explorar la posibilidad de utilizar este residuo industrial como adición al cemento para la producción de concretos y morteros. La actividad puzolánica se determinó a partir de la resistencia a la compresión, según la norma ASTM C311 y C618. Igualmente se realizó el estudio aplicando las técnicas de termogravimetría (TG) y calorimetría diferencial (DSC). Los resultados mostraron que este desecho puede ser utilizado como adición al cemento en morteros y concretos, sumándole la importancia de la utilización de un residuo industrial.
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Environmental-friendly durable concrete made with recycled materials for sustainable concrete construction
El concreto es uno de los materiales de construcción más utilizados en el mundo. Sin embargo, la producción de cemento portland un elemento esencial del concreto implica la liberación de una cantidad significativa de CO2; se calcula que una tonelada de producción de clinker de cemento portland crea aproximadamente una tonelada de CO2 y otros gases de efecto invernadero.El factor ambiental está jugando un papel fundamental en el desarrollo sostenible de la industria de cemento y concreto. Por ejemplo, si la piedra caliza escasea, como se predice que ocurre en algunos lugares, no se puede producir cemento portland, truncando con ello la producción de concreto. A veces, el polvo de piedra caliza se muele conjuntamente con clinker para producir cemento, reduciendo las necesidades de la fabricación de este último. Esto reduce el consumo energético en el horno y las emisiones de CO2 provenientes de las calcinaciones. Una estructura de concreto sostenible es que aquella que es erigida de tal forma que su impacto ambiental total durante todo su ciclo de vida es mínimo. El concreto es un material sostenible, ya que tiene requerimientos energéticos inherentes bajos, se produce a partir de recursos abundantes existentes en la Tierra, posee una gran masa térmica, puede elaborarse con materiales reciclables y es completamente reciclable.
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Environmental-friendly durable concrete made with recycled materials for sustainable concrete construction