Emisión de compuestos orgánicos volátiles: técnicas de depuración

Dada la dificultad de cumplimiento con los límites marcados por la ley para muchos establecimientos, es en muchas ocasiones necesario que posean instalaciones para la depuración de aire contaminado con COV.

Principales establecimientos afectados

Por la normativa quedan afectados todos aquellos que realizan alguna de las siguientes actividades y cuyo consumo de disolventes sea superior al indicado (t/año): .

1- Impresión en Offset de bobinas por calor >15 11- Limpieza en seco
2- Rotograbado de publicaciones >25 12- Impregnación de fibras de madera >25
3- Flexografía, impresión serigráfica rotativa >15>30 13- Recubrimiento de cuero >10
4- Limpieza superficies con compuestos carcinógenos >1 14- Fabricación de calzado >5
5- Otra limpieza de superficies >2 15- Laminación de madera y plástico >5
6- Recubrimiento vehículos y renovación de acabado >15 16- Recubrimiento con adhesivos >5
7- Recubrimiento de bobinas >25 17- Fab. de recubrimientos,barnices,tintas >100
8- Otros tipos de recubrimiento >5 18- Conversión del caucho >15
9- Recubrimiento de alambre en bobinas >5 19- Extracción de aceite vegetal y grasa animal >10
10- Recubrimiento de madera >15 20- Fabricación de productos farmacéuticos >50

Consiste en someter los gases a una temperatura suficientemente alta durante el tiempo necesario para producir la oxidación de los contaminantes. Por tanto, para conseguir una depuración eficaz es necesario combinar temperatura (entre 750 y 1.200 grados), durante un tiempo mínimo para completar la reacción de oxidación y con una turbulencia en los gases que permita una mezcla perfecta de todos sus componentes.

Estas condiciones se consiguen en el interior de una cámara de oxidación diseñada para tal fin y que está equipada con un quemador que utiliza como aire comburente el propio gas a depurar. Se consigue así disminuir al máximo la energía necesaria para el proceso de depuración.

Como la temperatura de los gases que salen de la cámara de oxidación es muy elevada, se hace necesario recuperar su energía por procedimientos como el precalentamiento del gas a depurar, la generación de vapor o el calentamiento de aceite térmico. Si la concentración de contaminantes orgánicos es elevada, estas instalaciones son convenientes porque permiten aprovechar en el proceso industrial el calor de oxidación de los contaminantes. Estos sistemas se caracterizan por tener una eficacia muy elevada y ofrecen la posibilidad de valorización energética de los residuos gaseosos. Por el contrario, si las concentraciones de contaminantes son bajas, resulta un alto coste energético de operación.

Se caracterizan por incluir dispositivos, llamados regeneradores, que recuperan el calor de los gases depurados. Estos regeneradores son unos elementos de material cerámico que acumulan el calor de los gases que salen de la cámara de oxidación. Mediante un sistema de válvulas se establecen ciclos de funcionamiento consecutivos por los cuales los gases depurados, que están a una temperatura elevada (unos 800 grados), ceden su calor a las masas cerámicas para que los gases contaminados que entran fríos tomen de ellas este calor en el ciclo siguiente.

Con estos equipos se consigue un mínimo consumo de combustible, ya que permite eficacias de recuperación de calor muy elevadas y sus costes de explotación y mantenimiento resultan muy bajos. Cabe destacar también la alta eficacia de depuración y la fiabilidad y duración del equipo.

La oxidación catalítica es similar a la oxidación térmica, sin embargo, un catalizador dentro del sistema disminuye la energía de activación requerida para la oxidación total, por lo que ésta ocurre a temperaturas menores, generalmente entre 300 y 450 grados. De esta forma, la oxidación de COV realizada en presencia de catalizadores reduce drásticamente el consumo de combustible adicional y la formación de óxidos de nitrógeno. Los gases a depurar deben ser calentados hasta alcanzar la temperatura de funcionamiento del catalizador. Este calor necesario es suministrado por un quemador a gas o un calentador eléctrico. Para reducir el consumo energético, puede instalarse un precalentador que aproveche el calor de los gases ya depurados.

Los depuradores catalíticos se usan en aquellas aplicaciones en que la cantidad de compuesto orgánico es baja.

La adsorción se refiere a procesos donde las moléculas de COV son removidas de la corriente gaseosa al transferirse a la superficie sólida del adsorbente. Existen dos tipos de procesos de adsorción: adsorción química y adsorción física. La adsorción química no es utilizada en sistemas de control de contaminantes gaseosos por la dificultad que implica su regeneración.

En la adsorción física, la molécula del contaminante es ligeramente retenida en la superficie del adsorbente por débiles fuerzas electrostáticas, de manera que el material puede ser fácilmente regenerado. El carbón activado es el adsorbente más usado hoy en día para retirar COV, y existen tres tipos comunes: granular activado, polvo activado y fibra de carbono. También la silica gel, zeolita, alumina y polímeros pueden ser empleados como adsorbentes. Estos sistemas alcanzan eficiencias de remoción altas, entre un 95 y 98 por ciento para carbón activado.