Buenas Prácticas Operacionales para reducir emisiones de material particulado en plantas de beneficio

Juan Carlos Espinosa – Líder Ambiental Fedepalma

30 de septiembre de 2014

TODO SOBRE PALMA DE ACEITE

Titulo CONTENIDO

FACTORES CLAVE DE CUMPLIMIENTO

MARCO TEÓRICO

METODOLOGÍA DEL PROYECTO

EVALUACION INICIAL

RESULTADOS

LECCIONES APRENDIDAS

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

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%

FATiCtuloTORES DE CUMPLIMIENTO NORMATIVO: Combustión

RESOLUCIÓN 909 DE 2008 Límite superior para Existentes 300 mg/m3

Límite superior para Nuevas 50 mg/m3

*

**

***

* Combustión plantapiloto menos eficiente ** Promedio plantas piloto

*** Combustión plantapiloto mas eficiente

FATiCtuloTORES DE CUMPLIMIENTO NORMATIVO: Sistema de control

CICLÓN PALMISTERÍA

SEPARADORES INERCIALES

Eficiencia 47%

Caída de presión: 0.8 inH20

FUENTE MEDICIÓN PROPIA

Eficiencia: Convencional 70-90% Alta Eficiencia 80-99%

Caída de presión 1- 6 inH20

FUENTE EPA 2002

FILTRO DE MANGAS

PRECIPITADOR ELECTROSTÁTICO

Eficiencia 99 - 99.9%

Caída de presión:

13 inH20

FUENTE EPA 2002

Eficiencia 99.9%

Caída de presión:

0.5 inH20

FUENTE EPA 2002

FATiCtuloTORES DE CUMPLIMIENTO NORMATIVO: Sistema de control

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%

Ciclones de Alta Eficiencia (Alto consumo energético)

Ciclones convencionales

556 46.0% Ciclones de Palmistería (baja inversión y consumo energético)

5% 0.50 250 7% 0.57 286 13% 1.00 500 17% 2.00 1,000 19% 4.00 2,000

FACT

OR

MU

LTIP

LICA

DOR

FACTORES DE CUMPLIMIENTO NORMATIVO: Corrección de Oxígeno

9.0

FACTOR DE CORRECCIÓN RESOLUCION 909/2008

8.0

7.0

6.0

5.0

4.0

3.0

2.0

1.0

EJEMPLO

Medición real de MP (Condiciones Refer.)

O2 Factor

500 mg/m3 MP corregido

(mg/m3)

0.0 0 5 10 15 20

OXÍGENO MEDIDO

Titulo

FACTORES CLAVE DE CUMPLIMIENTO

MARCO TEORICO

METODOLOGÍA DEL PROYECTO

EVALUACION INICIAL

RESULTADOS

LECCIONES APRENDIDAS

'

PORTAFOLIO DE BPO

D. OPERACIÓN

A. COMBUSTIBLE

1,------------ -, 1 1 1 1

'

::c-JL-=c-_.. .c-:JO.. L•• F. SISTEMAS CONTROL ': EMISIONES t

B. CONTROL DE C. OXIGENO COMBUSTIÓN

·1' _¿ ,' ¡'111' ,l 1l cenipalma

TURBULENCIA OXÍGENO TEMPERATURA TIEMPO NORMATIVIDAD

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

Titulo COMBUSTIÓN COMPLETA: Interrelación de muchas variables

QUÉ’s CÓMO’s

VARIABLES DE LA COMBUSTIÓN CONSIGNAS DE CONTROL 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

ACTUAL ÓPTIMO

PRESIÓN VAPOR

TEMP. CÁMARA

ANALISIS GASES

PRESIÓN VAPOR

OXIGENO CHIMENEA

TEMP. CHIMENEA

VOLUMEN Y CALIDAD DE LA BIOMASA

PRODUCCIÓN, CONSUMO Y MANTENIMIENTO

Titulo

FACTORES CLAVE DE CUMPLIMIENTO

MARCO TEORICO

METODOLOGÍA DEL PROYECTO

EVALUACION INICIAL

RESULTADOS

LECCIONES APRENDIDAS

ANTECEDENTES OBJETIVO GENERAL

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.

METODOLOGÍA • Plan Piloto en 6 plantas representativas • Duración 6 meses • 8 a 10 BPO por planta en 2 fases • Presupuesto asignado por las plantas

• Las soluciones NO se limitan a generación de

vapor • Centrado en disminución de MP • NO se esperaba cumplir la norma sólo con BPO

¿QUÉ ES UNA BPO?

BPO cabe dentro del presupuesto de mantenimiento Vs.

Cambio Tecnológico

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 DIAGNÓSTICO INICIAL Muestreo isocinético antes y después del Sistema de control

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

MPen Chimenea (mg/m3)

734,9

1.158,0

604,2

797,8

1.555,3

591,8

Eficienciadel sistema decontrol

79,1%

68,9%

64,4%

71,4%

55,3%

-6,8%

O2 SalidaCaldera

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%

MPCorregido 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

Titulo DIAGNÓSTICO INICIAL Estado de Consignas de Control

Item Consignas de Control Planta 1 Planta 2 Planta 3 Planta 4 Planta 5 Planta 6 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

Titulo

FACTORES CLAVE DE CUMPLIMIENTO

MARCO TEORICO

IMPLEMENTACIÓN

EVALUACIÓN INICIAL

RESULTADOS

LECCIONES APRENDIDAS

HHV ( J/g) Planta 1 12.715 Planta 2 12.940 Planta 3 13.435 Planta 4 16.310 Planta 5 14.275 Planta 6 13.275

CTituOlo MBUSTIBLE

Dif

CANTIDAD Independizar biomasa del proceso

CALIDAD Más poder calorífi o K mejor combustión

Promedio 13.825

TAMAÑO DE PARTÍCULA Eliminar grumos

DISTRIBUCIÓN EN HOGAR Evitar acumulación

Titulo OXÍGENO

Ineficacia de la eliminación de aire parásito

Malas políticas de contratación de proveedores

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%

Titulo SISTEMAS CONTROL E INGENIERIA

Desarrollos locales: alto beneficio a bajo

Antes Después

costo Mejora del 16% de eficiencia mediante una mejor instalación

MP Corregido por O2 (mg/m3)

1,420

331

Mejoraen calidad de emisiones

.9%

3%

%EjeMcPuceinón de coCmhpimroemniesaos

(mg/m3)

0%

1,631

0%158

%Ejecución de

co O2 en sos mpromi Chimenea

55.0% 11.4% 15.3%

87.0% 16.4% 17.2%

Planta 1 INICIAL FINAL

13.0%

INICIAL

12.9%

nta11,075 FINAL

49.

0%

Planta 4 INICIAL FINAL

11.4%

INICIAL

15.3%

nta14,631 FINAL

55. 1,80847

2,377

737

1,058 12.9%

73-476

.3%1,058

887

2,377 15.3%

88-575

2,377

Titulo

INICIAL RFEINALSUINICIALL

TFIANAL *DOINICIASL FEINALN INNICIALÚMFINAL ERINICIAOL

SFINAL INICIAL FINAL

Planta 1 Planta 2 Planta 3 Planta 4 Planta 5 Planta 6

MP en Chimenea (mg/m3)

735 1,075 1,158 1,537 604 372 1,047 1,631 1,555 1,192 592 158

%Ejecución de 49.0% 48.0% 73.0% 55.0% 63.0% 87.0% compromisos

MP en O2 en Chimenea Chimenea (mg/m3)

7P3l5a

Planta 2 Planta 3 INICIAL FINAL * INICIAL FINAL

1,11.P51l8%anta1112,25.3337% 106.P02l4%anta1353.702% 1,0P4l7a INICIAL FINAL * INICIAL FINAL

Planta 5 Planta 6 INICIAL FINAL INICIAL FINAL

1,05.P51l5%anta15,21.972% 165.P94l2%anta1671.528% INICIAL FINAL INICIAL FINAL

MP Corregido

48.0% 73.0%

63.0%

87. por O2 (mg/m3) 7375 1,05785 1,914548 1,452307 464094 439762 1,154505 1,14992 1,052902 331

Mejoraen

49.0% 48.0% 73.0% 63.0% calidad de emisiones 13.0-4%6.3%12.9% 11.1-3%2.8%12.3% 10.23%8.4%15.0% -55.9% 10.12%3.4%12.7% 73.3%

O2 en Chimenea 13.0

119.414% 12.3% 104.429% 154.906% 11.4

11,01.410% 11,21.479% 11,60.240% 17.2%

MP Corregido por O2 (mg/m3)

94-342.8%1,420 44398.4%496

1,14203.4%1,149 1,02703.

331

Mejoraen calidad de emisiones

-46.3% -32.8% 38.4% -55.9% 23.4% 73.3%

Titulo

FACTORES CLAVE DE CUMPLIMIENTO

MARCO TEÓRICO

METODOLOGÍA DEL PROYECTO

EVALUACION INICIAL

RESULTADOS

LECCIONES APRENDIDAS

+ DI

FICUL

TAD

I 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

FACT

OR

MU

LTIP

LICA

DOR

Titulo LECCIONES APRENDIDAS

1. Control es más que un calderista viendo un manómetro

2. Vigilar el Oxígeno ( … y probablemente el CO …)

9.0

FACTOR DE CORRECCIÓN RESOLUCION 909/2008

8.0

7.0

6.0

5.0

4.0

3.0

3. ¡Contratar por resultados y no por trabajo realizado!

2.0

1.0

0.0

0 5 10 15 20

OXÍGENO MEDIDO

Titulo LECCIONES APRENDIDAS

4. Se requiere una estrategia y la participación de todos

5. Probar, probar y probar … y dar tiempo a la puesta a punto

6. Poco combustible, pequeño y bien distribuído

7. ¡Vigilar el Oxígeno!

Titulo PRÓXIMOS PASOS

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

Titulo AGRADECIMIENTOS

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

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

Titulo

GRACIAS !