Estudio de la vaporización de elementos traza durante la combustión de barros cloacales

Abstract

The behavior of 11 trace elements during the sewage sludge combustion and its co-combustion with municipal solid wastes was thermodynamically investigated in order to observe the influence of different operating parameters. The thermodynamic calculations were carried out simulating the existing atmosphere during the sewage sludge combustion, between 200 and 1000 C, working at atmospheric pressure. Also, the contents of chlorine and sulphur in this atmosphere was analyzed, because these elements can exist during the co-combustion with municipal solid waste. Experimentally, the sewage sludge combustion in fluidized bed was carried out. The study was focalized in three representative toxic metals: Cd, Pb, Zn. The results show that the co-combustion with municipal solid wastes makes it difficult trace elements vaporization, since metallic chlorides react with water forming oxides which remain in the mineral matrix. The experimental study confirmed the important dependence of the heavy metals vaporization upon the operating parameters.

Se estudió el comportamiento de 11 elementos traza durante la incineración de barros cloacales y su co-combustión con residuos sólidos municipales desde el punto de vista termodinámico, con el fin de observar la influencia de diferentes variables del proceso. Los cálculos termodinámicos se realizaron simulando la atmósfera de combustión existente durante la combustión de barros cloacales, en un rango de temperatura entre 200 y 1000 ºC, trabajando a presión atmosférica. Se analizó además la presencia de cloro y azufre en dicha atmósfera, debido a que éstos pueden estar presentes durante la co-combustión con residuos sólidos municipales. Desde el punto de vista experimental se incineraron los barros cloacales en un lecho fluidizado. El trabajo se focalizó en el comportamiento de tres metales tóxicos representativos: Cd, Pb y Zn. Los resultados de este estudio permiten concluir, desde el punto de vista termodinámico, que la co-combustión con residuos sólidos municipales no favorecería la vaporización de los elementos traza, ya que los cloruros metálicos reaccionarían con el agua formando óxidos y serían retenidos por la matriz mineral. El estudio experimental nos muestra que la vaporización de los metales pesados es altamente dependiente de las condiciones de operación.