Métodos de tratamiento de gases residuales de COV y sus ventajas e inconvenientes

¿Cuáles son los métodos de gestión de los COV? Como todos sabemos, el programa de tratamiento de los COV más conocido consiste en seleccionar preferentemente tecnologías de purificación de gases residuales que presenten bajo costo, bajo consumo energético y ausencia de contaminación secundaria, aprovechando plenamente el calor residual de los COV para lograr la reutilización de los recursos. En condiciones normales, debido a la naturaleza específica de sus procesos productivos, los COV suelen presentar altas concentraciones en los efluentes; por ello, se emplean técnicas de condensación, absorción y combustión. A continuación se describen los distintos métodos de gestión, así como sus ventajas e inconvenientes:

1. Método de absorción

En la producción industrial, el método de absorción física se utiliza con frecuencia para el tratamiento de los compuestos orgánicos volátiles (COV); es decir, los gases de escape se introducen en un líquido absorbente para su absorción y purificación, hasta que este se satura; a continuación, el líquido se calienta, se analiza, se condensa, etc., con el fin de recuperar el calor residual. Tras el reciclaje, la eficiencia de eliminación de los COV puede alcanzar entre el 50 % y el 80 %. El absorbente líquido está en contacto directo con los gases de escape.

Cuando la composición de los gases de escape es compleja, resulta difícil seleccionar el absorbente y se generan aguas residuales industriales. En casos de baja concentración, baja temperatura y gran volumen de aire, los compuestos orgánicos volátiles (COV) pueden tratarse mediante el método de absorción por contacto, pero se requiere un equipo de calentamiento, análisis y recuperación, con una inversión considerable. Otra opción es el método de absorción de niebla de pintura mediante cortinas de aceite y cortinas de agua, ampliamente utilizado en las empresas dedicadas a la aplicación de pinturas; se trata, en consecuencia, de un método común de absorción de gases residuales orgánicos.

2. Método de adsorción

Pertenece al tratamiento centralizado posterior al reciclaje. Suele adsorberse mediante carbón activado. Requiere un reemplazo frecuente, es inflamable y es necesario gestionar como residuo peligroso. Es adecuado para caudales de aire elevados y concentraciones bajas. La eficiencia de eliminación de COV puede alcanzar entre el 50 % y el 90 %.

3. Método de recuperación por condensación

El método de condensación consiste en introducir directamente los compuestos orgánicos volátiles (COV) producidos industrialmente en el condensador y, mediante procesos de adsorción, absorción, análisis y separación, recuperar la materia orgánica valiosa, aprovechar el calor residual de los gases de escape, purificar dichos gases y lograr que cumplan con los estándares de emisión. Tras el reciclaje, la eficiencia de eliminación de los COV puede alcanzar entre el 60 % y el 90 %.

Los gases de escape deben enfriarse para que la materia orgánica se condense en gotas y se separe del gas de escape. Es adecuado para caudales de aire reducidos y concentraciones elevadas; la tasa de recuperación de sustancias de alto punto de ebullición es alta. Se emplea habitualmente en empresas farmacéuticas y petroquímicas. Por lo general, se instalan uno o varios dispositivos adicionales de purificación de gases de escape orgánicos aguas abajo de la unidad de recuperación por condensación, con el fin de alcanzar los límites de emisión establecidos.

4. Método de descomposición

El método de descomposición incluye un método de plasma a baja temperatura, un método biológico y un método de fotólisis.

(1.) Método de plasma a baja temperatura

Se trata de una reacción química provocada por electrones de alta energía. Se basa en el plasma para generar una intensa energía de campo eléctrico que permite la ionización y la ruptura molecular en un instante, destruyendo así la estructura molecular de los gases de escape; además, el rango de tratamiento varía considerablemente. La eficiencia de eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COV) puede alcanzar entre el 50 % y el 90 %.

(2.) Ley biológica

Consiste en el uso de microorganismos sobre el relleno del reactor para descomponer los gases residuales durante el proceso metabólico. Se emplea raramente en los gases residuales industriales y resulta adecuado para caudales de aire elevados y concentraciones bajas. La eficiencia de eliminación de COV puede alcanzar entre el 70 % y el 90 %.

(3.) Método de fotólisis

Es un fotooxidante que oxida y descompone los gases de escape, adecuado para gases de escape de baja concentración, y rara vez se emplea en la eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COV) en gases de escape industriales; su eficiencia de remoción puede alcanzar entre el 60 % y el 90 %.

5. Método de combustión

Se trata de un método de destrucción térmica, que incluye el método de combustión directa y el método de combustión catalítica. La eficiencia de eliminación de los COV puede alcanzar entre el 90 % y el 99,5 %. La oxidación‑descomposición a alta temperatura de los gases residuales orgánicos, método ampliamente utilizado e investigado para el tratamiento de los COV, es aplicable a un amplio rango de caudales y concentraciones de los gases de escape.

(1.) Método de combustión directa

El método de combustión directa consiste en utilizar un material auxiliar, como el gas, para encender los gases de escape y favorecer la transformación de las sustancias nocivas, durante la combustión a alta temperatura, en sustancias inocuas. Este método de tratamiento de COV es fácil de comprender y de aplicar, requiere una inversión reducida y resulta adecuado para concentraciones elevadas y caudales de gases de escape bajos; sin embargo, sus exigencias en materia de seguridad tecnológica son elevadas.

(2.) Método de combustión catalítica

El método de combustión catalítica transforma los gases de escape en gases sometidos a combustión catalítica, convirtiéndolos en dióxido de carbono y agua inocuos. Este método de tratamiento de COV es adecuado para la purificación de gases residuales orgánicos a alta temperatura y alta concentración. Presenta las ventajas de una baja temperatura de combustión, un elevado ahorro energético, una alta eficiencia de depuración y un reducido requerimiento de espacio, aunque la inversión inicial es considerable.

En el proceso de gestión de los compuestos orgánicos volátiles (COV), es necesario seleccionar, según las distintas composiciones y concentraciones de los gases residuales orgánicos, los métodos de tratamiento más adecuados para cada sector industrial, teniendo en cuenta la madurez, la viabilidad económica y el mantenimiento del equipo de las tecnologías chinas de tratamiento de COV. El método de combustión catalítica es el más ampliamente utilizado. Por supuesto, China también está introduciendo activamente nuevos métodos de control de los COV, más respetuosos con el medio ambiente, que se prevé que se empleen de manera generalizada en futuras transformaciones tecnológicas o en proyectos de nueva construcción.

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