Calculo altura chimenea.pdf

VCTOR M.ARISTIZBAL GIL

Ingeniero Civil - Ingeniero Gelogo

Medelln, 20 de jul io de 2 013

Seores DOMICAL S.A.S. Atencin: Marice l ly M i r a n d a Aristizbal Gerente

2013 SEP 2p^i24i 112 [MM 2t2

Calle 50 # 81 - 48 gerentedomical@hotmail .com La Ciudad Respetados seores: Hago entrega del clculo de la altura de la chimenea para la batera de hornos verticales para calcinacin de cal de la planta de produccin de Domical ubicada en la vereda La Danta del M u n i c i p i o de Sonsn. El clculo se ha hecho con base en las disposiciones de la Resolucin 1632 de 2 012, la cual adiciona como Buenas Prcticas de Ingeniera para este efecto, el anlisis de la dispersin de contaminantes con base en las caractersticas de la fuente de emisin.

V C T O R MANUEL A R I S T I Z B A L GIL Ingeniero Civi l - Ingeniero Gelogo

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- i ^ ! I VCTOR M. ARISTIZBAL GIL


1. A P L I C A C I N DE LA R E S O L U C I N 1632 DE SEPTIEMBRE DE 2 012

1.1 Instalaciones La empresa Domical est adelantando en la actualidad, la construccin de una batera de hornos verticales para la calcinacin de piedra caliza y dolomita , con un sistema de ductos que conduce los gases a una chimenea para su descarga a la atmsfera. El proyecto cuenta apenas con parte de los hornos y del ducto central de conduccin de gases y faltan por construir la tercera parte de los hornos y la chimenea. 1.2 Entrada en o p e r a c i n del sistema de calcinacin de piedra caliza La instalacin correspondiente al sistema completo de hornos y ductos de descarga para la cual se hace el presente diseo no ha entrado en plena operacin y se encuentra en construccin, con operacin parcial , s in chimenea. Tratndose de una instalacin que no tiene mediciones anteriores por no tener ducto de descarga, mismo que entrar a operar en el futuro cuando se termine la construccin de las instalaciones, se da aplicacin al numeral 4.5.2 de la resolucin 1632 de septiembre de 2 012, que reza: "Para el caso de procesos o instalaciones que entren en operacin despus del 15 de septiembre

de 2 012, los valores de [t], (R) y (Q) pueden determinarse a partir de os clculos de diseo de

los procesos o instalaciones. En estos casos, la altura mnima de la chimenea o ducto deber ser

validada con los resultados de un Estudio de Emisiones atmosfricas efectuado durante los

primeros seis (6) meses de operacin del proceso o instalacin, que cumpla con las disposiciones

establecidas en el Captulo 3 del presente protocolo".

2. CONSIDERACIONES SOBRE LAS ALTERNATIVAS T C N I C A S APLICABLES AL C L C U L O

DE ALTURA DE LAS CHIMENEAS.

De acuerdo con el Protocolo para el Control y Vigilancia de la Contami naci n Atmosfrica Generada Por Fuentes Fijas, la altura de la chimenea de instalaciones nuevas puede ser calculada a part ir de las siguientes alternativas:

i 2.1 Usando la e x p r e s i n HT = Hec +1,5L donde:

HT: A l t u r a de la chimenea m e d i d a desde el nivel del terreno Hec: A l t u r a de la estructura cercana a la fuente de la emisin, m e d i d a desde el m i s m o nivel L: menor dimensin entre el ancho proyectado en la direccin predominante del viento y la altura de la estructura cercana. 2.2 Modelos de dispersin de contaminantes. "En aquellos casos en los que en la regin

cercana no se encuentren edificaciones sino caractersticas del terreno como elevaciones o

depresiones, no se debern tomar estas como estructuras cercanas. En estos casos, se debern

aplicar modelos de dispersin; para la determinacin de la distancia a la cual se deber modelar

se debern aplicar los conceptos mostrados en la Figura 14."

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Para desarrol lar los modelos de dispersin de contaminantes es necesario tener en cuenta la direccin predominante del viento, la cual "se debe determinar con base en a informacin suministrada por las rosas de vientos definidas por el Instituto de Hidrologa, Meteorologa y

Estudios Ambientales - IDEAM. En los casos que se utilicen rosas de vientos que no hayan sido

definidas por el IDEAM, nicamente se aceptarn rosas de vientos que estn soportadas como

mnimo con un ao de informacin de la zona."

2.3 Nomograma: A part ir del n o m o g r a m a para la determinacin de la altura de chimeneas, de la Gua alemana de Control de la contaminacin del aire, adoptado por la resolucin 1632 del 21 de septiembre del 2 012, la cual adiciona al Protocolo para el Control y Vigi lancia de la Contaminacin Atmosfrica , el anlisis de dispersin de los contaminantes con base en las caractersticas de la fuente de emisin, que es a lo que se contrae el citado nomograma. En la aplicacin del n o m o g r a m a , el diseador debe conocer las caractersticas de la fuente de emisin, en relacin con las descargas tpicas de cada contaminante determinadas por:

Mediciones anteriores: los tres lt imos estudios de emisiones que sean representativos de las condiciones de operacin y que cumplan con los requisitos tcnicos legales. i Si no hay tres mediciones representativas anteriores, con la lt ima medicin que cumpla con los estndares tcnicos aplicables segn las normas legales. A part ir de los clculos de diseo, si la instalacin entra en operacin con posteridad al ; 15 de septiembre de 2 012 . Para el caso de Domical , no puede darse aplicacin directa a la ecuacin del numeral 2.1 anterior, por cuanto en la regin cercana hay elevaciones del terreno que haran necesaria la aplicacin de modelos de dispersin basados en la direccin del viento, para lo cual la empresa, en ausencia de informacin oficial del I D E A M sobre rosas de vientos para la zona, deber tener informacin p r o p i a de al menos un ao de registros, para soportar la definicin de rosas de vientos. Dada esta circunstancia de dif icultad tcnica y econmica , se propone ut i l izar el nomograma del numeral 2.3 anter ior para el anUsis de dispersin de contaminantes, sobre la base de que la instalacin y el proceso definitivos, a los que se refiere el n u m e r a l 4.5.2 de la Resolucin 1632, an no han entrado en operacin. A n si se interpretara la operacin parcial como entrada definit iva en operacin anterior al 15 de septiembre, la empresa puede construir la chimenea con base en sus criterios tcnicos y posteriormente proceder a las mediciones de emisiones con base en el captulo 3 del Protocolo para val idar su a l tura a la luz de la resolucin 1632 de 2 0 1 3 .

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3. EiVIISIONES DE CONTAMINANTES EN LA P R O D U C C I N DE CAL: RESUMEN DE

FACTORES DE E M I S I N PARA CONTAMINANTES DEL AIRE (AP-42 Compilation of Air

PoUutant Emission Factors (US-EPA, 1995a)

La siguiente informacin es fundamental en el anlisis y entendimiento de la contaminacin generada en los hornos de calcinacin de piedra caliza y de dolomita para la produccin de cal y en particular para el caso de DOMICAL. Los documentos de referencia constituyen los antecedentes tcnicos del Protocolo para el Control y Vigi lancia de la Contaminacin Atmosfrica y son de obligatoria aplicacin en la determinacin de los factores de emisin, as que son totalmente pertinentes para el presente estudio. Para su consulta, los interesados pueden remit irse a: h t t p : / / w v y w . e p a . g o v / t t n / c h i e f / a p 4 2 / c h l l / b g d o c s / b l l s l 7 . p d f A P 42, Fifth Edit ion , V o l u m e I, Chapter 1 1 : M i n e r a l Products Industry Emission Factor Documentation for A P - 4 2 , Section 11.15. Lime Manufacturing, Final Report For U. S. E n v i r o n m e n t a l Protection Agency, Office of A i r Quality Planning and Standards Emission Inventory B r a n c h h t t p : / / w w w . e p a . e o v / t t n / c h i e f / a p 4 2 / c h l l / f i n a l / c l l s l 7 . p d f Section 11.17 Final Section 3.1Produccin de cal y emisiones atmosfricas durante la calcinacin en hornos - El principal contaminante es el material en partculas y su mayor fuente es el horno: ''Except for gaseous pollutants emitted from kilns, particulate matter (PM) is the only dominant poUutant. The largest ducted source of particulate is the kiln." Excepto por los contaminantes gaseosos que se emiten desde los hornos, el material particulado es el nico contaminante dominante. La mayor fuente de emisin de partculas a travs de ductos, es el horno. ,

- Para la produccin de cal, los hornos verticales son los de mayor eficiencia en el consumo de combustible "The next most common type of kiln in the United States is the vertical, or shaft, kiln. This kiln can be described as an uprighl heavy steel cylinder lined with refractory material. The limestone is charged at the top and is calcined as it descends slowly to discharge at the bottom of the kiln. A primary advantage of vertical kilns over rotary kilns is higher average fuel efftciency. The primary disadvantages of vertical kilns are their relatively low production rates and the fact that coal cannot be used without degrading the quality of the lime produced. "

"El siguiente tipo de horno ms comn en Estados Unidos es el vertical u horno de pozo. Este horno puede describirse como un pesado cilindro de acero parado, forrado con material refractario. La cal es cargada por su tope y es calcinada al descender lentamente para ser descargada por la base del horno. Una primera ventaja del horno vertical sobre el rotatorio es su mucha mayor eficiencia promedio de combustible. Las principales desventajas de los hornos verticales son sus relativamente bajas tasas de produccin y el hecho de que no puede usarse el carbn sin degradar la calidad de la cal producida. "

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- Los hornos verticales tienen las emisiones ms bajas de partculas, que a su vez dependen del tipo de caliza y del contenido de ceniza del carbn:

"The properties of the limestone feed and the ash conten of the coal (in coal-fired kilns) can significantly qffect PM emission rates. Of the various kiln types, fluidized beds have the highest levis of uncontrolled PM emissions [...] The rotary kiln is second worst in uncontrolled PM emissions [...] The calcimatic (rotary hearth) kiln ranks third in dust production [...] The vertical kiln has the lowest uncontrolled dust emissions due to the large lump feed, the relatively low air velocities, and the slow movement of material through the kiln.. "

Las caractersticas de la caliza alimentada y el contenido de ceniza del carbn pueden afectar significativamente las tasas de emisin de partculas. De los varios tipos de hornos, los de lecho fluidizado tienen los ms altos niveles de emisiones incontroladas de partculas [...] El horno rotatorio tiene las segundas peores emisiones incontroladas de partculas [...] El horno calcimatic (de ncleo rotatorio) se clasifica de tercero en produccin de polvo [...] El horno vertical tiene las tasas ms bajas de emisiones incontroladas de polvo debido a la gran masa alimentada, las relativamente bajas velocidades del aire y el lento movimiento del material a travs del horno.

- Las emisiones de S02 pueden diferir mucho de las que se obtienen a partir de los factores de emisin: Carbn monoxide (CO), carbn dioxide (C02), sulfur dioxide (S02), and nitrogen oxides (NOx) are all produced in kilns. Sulfur dioxide emissions are influenced by several factors, including the sulfur content of the fuel, the sulfur content and mineralogical form (pyrite or gypsum) of the stone feed, the quality of lime being produced, and the type of kiln. Due to variations in these factors, plant-specific S02 emission factors are likely to vary significantly from the average emission factors presented here. "

En los hornos se produce monxido de carbono (CO), dixido de carbono (CO2), dixido de azufre (SO2) y xidos de nitrgeno (NOx). En las emisiones de dixido de azufre influyen varios factores, incluido el azufre contenido en el combustible, el azufre contenido en forma mineralgica (yeso y pirita) en la piedra alimentada, la calidad de la cal producida y el tipo de horno. Debido a las variaciones en estos factores, las emisiones especficas de de SO2 de cada planta posiblemente varan significativamente en relacin con los factores de emisin presentados aqu

- La mayora de los sulfures no se emite: "The dominant source of sulfur emissions is the kiln's fuel, and the vast majority of the fuel sulfur is not emitted because of reactions with calcium oxides in the kiln. "

La fuente predominante de emisin de sulfuros es el combustible del horno, pero la gran mayora del azufre no se emite debido a las reacciones con el xido de calcio en el horno.

- Para estimar emisiones de azufre, C O y C O 7 es preferible el balance de masa que el uso de factores de emisin: "Because of differences in the sulfur content of the raw material andfuel and in process operations, a mass balance on sulfur may yield a more representative emission factor for a specific facility than the S02 emission factors presented in Tables 1L17-5 and 1L17-6. In addition, C02 emission

factors estimated using a mass balance on carbn may be more representative for a specific facility than the C02 emission factors presented in Tables ILl 7-5 and ILl 7-6. "

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Debido a las diferencias en el contenido de azufre de la materia prima, del combustible y en las operaciones del proceso, un balance de masa de azufre puede producir un factor de emisin ms representativo de una planta en particular que los factores de emisin presentados en las Tablas 11.17-5 y 11.17-6. Adicionalmente, los factores de emisin de C02 estimados usando un balance de masas de carbn pueden ser ms representativos para una planta en particular que los que se presentan en las Tablas 11.17-5 y 11.17-6. \

- Los factores de emisin existentes para la produccin de cal son de baja confiabilidad: CLASIFICACION DE LOS FACTORES DE EMISION (EMISSION FACTOR RATING) (para PM): D; S02: D; NOx: C C-Tests that were based on an untes ted or new methodology or that lacked a significant amount of background data. (Ensayos basados en una tecnologa nueva o no probada o carente de una cantidad significativa de datos de respaldo). DTests that were based on a generally unacceptable method but may provide an order-of-magnitude valu for the source. (Ensayos que se basaron en mtodos generalmente no aceptados pero que proporcionan un orden de magnitud de los valores de la fuente)

- No existen factores de emisin para los hornos verticales; The previous versin ofAP-42 includes emission factors for controlled calcimatic kilns and for uncontrolled vertical kilns. However, data on emissions from these sources could not be located in the background file. Apparently, the data on which these emission factors were based were found in Reference 5 of the previous versin of the section. This reference is identified in the list of references as "Source test data on lime plants. Office of Air Quality Planning and Standards." Because there was no way to corrobrate the data, these emission factors from the previous versin of Section 11.15 were not retained in the revised section.

La versin previa del AP-42 incluye factores de emisin para hornos calcimatic y para hornos verticales sin control. Sin embargo, los datos sobre las emisiones de estas fuentes no pudieron ser localizadas en los archivos de respaldo. Aparentemente, los datos en los cuales se basaron estos

factores de emisin fueron encontrados en la Referencia 5 de la versin previa de esta seccin. Esta referencia est identificada en la lista de referencias como "Fuente de datos de ensayo de plantas de cal. Oficina de Planeacin y Normas de Calidad del Aire". Debido a que no hubo manera de corroborar los datos, estos factores de emisin de la versin previa de la Seccin IJ.lSno se mantuvieron en la seccin revisada.

' i . . . .

- Se usan cmaras sencillas de abatimiento para controlar las partculas ms grandes; "Some sort of particulate control is generally applied to most kilns. Rudimentary fallout chamhers

and cyclone separators are commonly used to control the larger particles. Fabric and gravel bed filters, wet (commonly venturi) scrubbers, and electrostatic precipitators are used for secondary control. ,

En la mayora de los hornos, generalmente se aplica algn tipo de control. Cmaras rudimentarias de abatimento y separadores de cicln y son los ms comnmente usados para controlar las partculas ms grandes. Para controles secundarios se usan filtros de manga, lechos de grava, lavadores hmedos (comnmente de venturi) y precipitadores electrostticos.

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3.2 Conclusiones sobre las emisiones de los hornos verticales de calcinacin, con base

en el documento AP-42: j f

i i j ' En la produccin de cal y dolomita , estos hornos son los de m s bajas emisiones y los de mayor eficiencia energtica; sus emisiones de azufre son m u y bajas (los gases sulfurosos reaccionan con la cal) y las de material particulado son las de m a y o r i m p o r t a n c i a y pueden controlarse con sencillas cmaras de abatimiento. Los factores de emisin existentes disponibles, ni son confiables ni aplican para este t ipo de hornos y m s bien se recomienda acudir a balances de masa para estimar las emisiones. | I i

4. ALTERNATIVAS PARA ESTUDIOS DE EMISIONES Y SU APLICABILIDAD EN DOMICAL.

Existen cuatro alternativas tcnicas para determinar las emisiones de una fuente fija: Medicin directa en el ducto de descarga (chimenea), aplicable a cualquier instalacin que cuente con ducto de descarga. i Balance de masas, aplicable para ciertos procesos, contaminantes y condiciones Factores de emisin, aplicable a muchos procesos product ivos , entre ellos la produccin de cal en ciertos tipos de hornos. Estimacin de los flujos msicos de contaminantes (Q), caudal de gases a condiciones de referencia (R) y temperatura (t) a part ir de los parmetros de diseo, aplicables para el clculo de la altura de la chimenea para instalaciones o procesos que entren en operacin despus del 15 de septiembre de 2 012, para posteriormente ser vaUdados

I a travs de estudios de emisiones (Res. 1632, nu meral 4.5.2). Las mediciones directas pueden ser permanentes {"Monitoreo" continuo, es decir, lectura permanente) segn las necesidades especficas de la act ividad y las condiciones de la fuente de emisin. T a m b i n pueden usarse modelos computarizados predict ivos basados en los balances de masas y en los factores de emisin.

I ; Cada una de las alternativas anteriores tiene u n mbito y unas condiciones tcnicas de aplicacin a la luz del Protocolo para el Control y Vigi lancia de la Contaminacin Atmosfrica. A continuacin se evala la p o s i b i l i d a d de aphcacin de cada una para el caso de DOMICAL. 4.1 Mediciones directas en el ducto de descarga (chimenea). Consisten en mustreos directos bajo los parmetros tcnicos que establece el Protocolo (captulo 3) y suponen la existencia de u n ducto de descarga. Las mediciones t ienen por objeto controlar la emisin de contaminantes de manera que stos no superen los lmites establecidos para cada act ividad industr ia l y para cada situacin en part icular . En este momento no son aplicables a la situacin de la empresa, pues no hay ducto de descarga a la atmsfera (chimenea). Debe tenerse en cuenta que la instalacin definitiva.

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I : . I i consistente en una batera de diez hornos con chimenea, no se ha terminado de construir , es decir, la instalacin como est diseada y para la que se hace el presente anlisis , an no ha entrado en operacin. Cuando se construya la chimenea deber procederse a la medicin directa con los equipos y procedimientos establecido en el captulo 3 del Protocolo. 4.2 Balance de masas. Consiste en el clculo de la emisin de contaminantes a part ir de los balances de masa y energa involucrados en el proceso, y puede ser la nica alternativa en ciertos procesos que involucran reacciones qumicas , prdida de voltiles o emisiones fugitivas y es aplicable en procesos en los cuales se conoce el v o l u m e n y la composicin qumica de los insumos o materias pr imas uti l izadas Este m t o d o tiene l imitaciones para ser aplicado en la produccin de cahza: el pr incipal contaminante en la produccin de caliza son las partculas; de hecho, es el nico contaminante controlado en las emisiones generadas en la produccin de cal en la resolucin 909 de 2 008. Si se m i d i e r a n otras emisiones, no habra u n lmite de comparacin en dicha resolucin. Por lo tanto, para el caso de la produccin de cal , es necesario y obligatorio m e d i r y controlar la emisin de material part iculado y al respecto el Protocolo establece que los balances de masa "son inapropiados cuando el material es qumicamente combinado o consumido en el proceso, o

cuando las prdidas de materiales en la atmsfera representan una pequea porcin, con

respecto a los materiales que ingresan al proceso. Por esta razn, los balances de masas no son

aplicables para la determinacin de material particulado producto de procesos de combustin."

Otros contaminantes como xidos de azufre, nitrosos y C 0 2 podran estimarse mediante balances de masa, tal como se recomienda en el documento A P - 4 2 para la produccin de cal. i I

4.3 Factores de e m i s i n Son indicadores de emisiones especficas de contaminantes por u n i d a d de produccin, es decir, representan la relacin entre la cantidad de contaminante emitido a la atmsfera y una unidad de actividad o del proceso, tales como el consumo de energa, el consumo de materia p r i m a , el consumo de combustible , las unidades de produccin, etctera. De acuerdo con el Protocolo para el control y vigi lancia de la contaminacin atmosfrica, el uso de los factores de emisin es apropiado cuando los materiales que se emplean se consumen o combinan qumicamente durante los procesos o cuando hay pocas prdidas de material por l iberacin a la atmsfera, en c o m p a r a c i n con las cantidades que se tratan en el proceso. Los factores de emisin representan valores promedio de u n rango de tasas de emisin, es decir, que en algunos casos las emisiones de la actividad variarn con respecto al resultado del factor de emisin, dependiendo de los valores que se ut i l izan para el anlisis. Los factores de emisin que se deben utihzar por las fuentes antes mencionadas, son los establecidos en el documento A P - 4 2 Compilat ion of A i r PoUutant E m i s s i o n Factors (US-EPA, Cl 10 # 30-30 L.314. Punto Comercial Pinar del Rio, Medellin

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1995a) el cual contiene los factores de emisin definidos en Estados Unidos para una gran cantidad de actividades. Como se explic en el anlisis de los factores de emisin de uso obligatorio disponibles en el documento A P - 4 2 de Estados Unidos (ver numeral 3.2 anterior) no son aplicables para la produccin de cal en hornos verticales y por consiguiente no son vlidos para el anlisis en DOMICAL. Adic ionalmente , dichos factores incluyen los procesos de hidratacion y enfriamiento, as que no son aplicables slo al proceso de calcinacin. En Colombia an no existen factores propios de emisin, aunque hay un b o r r a d o r de proyecto en el que se adaptan y adoptan con aparente l igereza, los factores contenidos en A P - 4 2 . Para desarrol lar factores de emisin aplicables a procesos especficos, el Protocolo para el control y vigi lancia de la contaminacin atmosfrica ordena tener en cuenta los siguientes aspectos para establecer comparaciones y poder, en consecuencia, estimar la incert idumbre del indicador:

Materias p r i m a s e insumos I Procesos i Parmetros de produccin i Condiciones o estado de los equipos generadores de las emisiones Condiciones ambientales Cabe decir que se puede ut i l izar informacin obtenida tanto p o r balance de masas como por factores de emisin o, usar modelos computarizados que i n v o l u c r e n ambos sistemas en cualquier proporcin. j

4.4 P a r m e t r o s de diseo Consiste en la est imacin de las emisiones con base en las caractersticas de diseo de la fuente fija, en este caso de los hornos de calcinacin, teniendo en cuenta sus dimensiones, capacidades, tasas de produccin, consumos de combustible as como en la informacin existente disponible comparable y aplicable. En el caso del uso de los parmetros de diseo, la informacin obtenida es determinante para definir la altura de futuras chimeneas o, en caso de que ya existan, para val idar su altura, de manera que se garantice una adecuada dispersin de los contaminantes en la atmsfera.

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5. E S T I M A C I N DE LAS EMISIONES PARA EL CASO DE DOMICAL Se pretende establecer el o r d e n de magnitud de las emisiones de los contaminantes M P , S02 y N 0 2 por diferentes vas: balance de masas, factores de emisin y parmet ro s de diseo, con el fin de establecer la altura de la chimenea usando el n o m o g r a m a de la Resolucin 1632, partiendo de los flujos msicos de contaminantes que se estimen por cada m t o d o . La altura de la chimenea ser la que resulte mayor de las alternativas as calculadas. 5.1 Por balance de masas: clculo de la composicin de los gases procedentes de la

calcinacin de la caliza y de la c o m b u s t i n de carbn. i Mediante el balance de masas es posible estimar, usando clculos estequiomtricos , las emisiones posibles de los contaminantes que se pueden p r o d u c i r durante el proceso de calcinacin de la p i e d r a caliza y de la combustin del carbn. No obstante, se sabe de la prctica, que las emisiones reales son apenas una pequea fraccin de las emisiones posibles, por causas como: - Se dan reacciones qumicas que agotan o neutral izan ciertos contaminantes. Por ejemplo, los gases sulfurosos emitidos reaccionan con el xido de calcio disponible - o con otros xidos alcalinos- para formar sales estables (sulfatos), segn las siguientes reacciones qumicas:

! yzSOz + O z ^ S O 3 ; SOs + C a O ^ CaS04 Por cada 32 g de azufre (S) disponibles se requieren 56 g de xido de calcio (CaO], es decir, una relacin de 1 de S a 1,75 de CaO a S. En el caso de DOMICAL y en general de la produccin de cal, la relacin de d i s p o n i b i l i d a d es de 1 a 380, es decir, es tan a m p l i a la d i s p o n i b i l i d a d de CaO que p o r ello se consideran despreciables o m u y bajas las emisiones de gases sulfurosos en los procesos de calcinacin de piedras calizas. De hecho, a la luz de la Resolucin 909 de 2 008, no es un contaminante que se deba medir . Para efectos del anlisis de Domical , se ha supuesto que el 9 0 % de los gases sulfurosos se agotan con la cal y que se emite hasta el 1 0 % del S02 disponible formado. - Las temperaturas, los combustibles y las condiciones operativas no son propicias para la formacin de ciertos contaminantes. Por ejemplo, se sabe que la formacin de xidos nitrosos en hornos a carbn es despreciable y que menos del 1% del nitrgeno reacciona con el oxgeno para formar los NOx. La razn es que las temperaturas de formacin de esos compuestos est p o r encima de los 1 600 C y las temperaturas de ignicin del carbn y de las llamas de este combustible suelen ser mucho menores. A d e m s , los procesos de calcinacin de las calizas apenas llegan a los 900 1 000 C y por ello la formacin de NOx es despreciable. Para este trabajo se ha tomado el 1 % del nitrgeno disponible en el combustible como potencial generador de xidos nitrosos, que es la cifra usual para hornos y procesos a carbn. Igualmente, p o r esta razn, los compuestos NOx tampoco son un contaminante objeto de control en la produccin de caliza. '<

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- La emisin de partculas no puede ser calculada mediante balance de masas, pues no solamente depende de su existencia o disponib i l ida d , sino de que el flujo gaseoso que sale del horno tenga suficiente energa no solo para arrastrarlo sino para vencer las resistencias que se presenten durante el flujo a travs del propio horno y a travs del sistema de ductos de salida. Los hornos verticales de calcinacin de caliza trabajan con bajos caudales y a bajas velocidades, a d e m s de que la carga dentro del horno es m u y densa, lo cual obstruye el flujo, ayuda a retener las partculas y mejora la transferencia de calor aumentando la eficiencia del horno. Por esta razn son considerados en el documento A P - 4 2 como los hornos de ms bajas emisiones de partculas. i 5.1.1 Capacidades y consumos para una batera de diez hornos verticales continuos,

para calcinacin de caliza y dolomita. El sistema consta de seis hornos en produccin y cuatro m s en construccin que entrarn a operar p r x i m a m e n t e . Los consumos y produccin son: ! ; Tabla 1. Consumo de caliza y carbn en los hornos de calcinacin de Domical.

CAPACIDAD PROMEDIO, CALIZA EN BRUTO

CONSUMO PROMEDIO DE CARBON

PRODUCCIN: 10 HORNOS CONSUMO: 10 HORNOS CAPACIDAD PROMEDIO,

CALIZA EN BRUTO CONSUMO PROMEDIO

DE CARBON Da Hora Da Hora

2 6 0 0 0 k g - d a / h o r n o 2 5 0 0 k g - d a / h o r n o 2 6 0 0 0 0 k g 1 0 8 3 3 k g 2 5 0 0 0 k g 1 0 4 1 , 7 k g 5.1.2 Clculo de gases y aire de c o m b u s t i n . ^

- Tipo de c a r b n utilizado Carbn: 7 682 kcal/kg, carbono fijo 75 - 8 0 % . Con base en la clasificacin A S T M se trata de un carbn bituminoso medio-bajo en voltiles (la escala previa a la semi-antracita) , cuya composic in p r o m e d i a es aproximadamente la siguiente: Tabla 2. Carbn de Cundimarca, caractersticas promedias.

Anlisis Prximo Promedio Anlisis elemental H u m e d a d tota l % 3,42 C a r b o n o % 7 6 , 9 7 C e n i z a s % 1 2 , 6 7 H i d r o g e n o % 4 , 2 8 M a t e r i a Volt i l % 2 0 , 8 N i t r g e n o % 1,53 C a r b o n o Fi jo % 6 3 , 1 O x g e n o % 1,85 A z u f r e T o t a l % 1,53 Formas de azufre P o d e r C a l o r f i c o ( B T U / l b . ) 13 0 4 1 Pir t ico % 0 ,5 Sulfato % 0,1 O r g n i c o % 0 , 9 7 - Condiciones de referencia: 25 C, 760 m m Hg y 1,178 kg/m^ de densidad (humedad relativa del 4 5 % , con 10,3942 g de agua/m^ de aire]

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Clculo del aire de e s t e q u i o m t r i c o c o m b u s t i n (por kg de c a r b n ) .

Tabla 3. Clculo del aire estequiomtrico de combustin

Elemento % Peso a t m i c o Producto 02/kgcarbn Moles O2 Aire/i^decarimn C a r b o n o 7 6 , 9 7 1 2 , 0 1 0 7 CO2 2 , 0 5 0 6 k g 6 4 , 0 8 5 8 , 8 1 5 9 k g 7 , 4 8 3 8 m3 H i d r o g e n o 4 ,28 1 , 0 0 7 9 4 H2O 0,3397 k g 1 0 , 6 1 6 1 ,4604 k g 1 ,2397 m 3 N i t r g e n o 1,53 1 4 , 0 0 6 7 N2 0 , 0 3 5 0 k g 1,0923 0 , 1 5 0 3 k g 0 , 1 2 7 6 m3 O x g e n o 1,85 1 5 , 9 9 9 4 O2 - 0 ,0185 k g - 0 , 5 7 8 - 0 , 0 7 9 5 k g - 0 , 0 6 7 5 m3 A z u f r e 1,53 3 2 , 0 6 5 SO2 0 , 0 1 5 3 k g 0 ,477 0 , 0 6 5 6 k g 0 , 0 5 7 5 m 3 mo 3,42 1 8 , 0 1 5 2 8 H2O 0 , 0 0 0 0 kg 0,000 0 , 0 0 0 0 k g 0 , 0 0 0 0 m3

T O T A L 2,422 kg 75,69 10,41 kg 8,8393 m3

V o l u m e n de O2 en el a i r e de c o m b u s t i n a 25



- Composicin de los gases de combustin.

Tabla 4. Gases de combustin emitidos por kg de carbn consumido. GASES

Elemento C o m p o s i c i n Producto Peso/mol Moles Vol.(T.Amb.) Peso Carbono 76,97% CO2 0,0440 kg 64,08 1,57 m3 2,82 kg Hidrogeno 4,28% H2O 0,0180 kg 21,23 0,52 m3 0,38 kg Nitrgeno 0,015% NO2 0,0460 kg 0,01 0,0003 m3 0,0005 kg Nitrgeno 1,515% N2 0,0280 kg 0,54 0,0132 m3 0,0151 kg Oxgeno 1,85% O2 0,0320 kg -0,58 - 0,01 m3 - 0,02 kg Azufre 0,153% SO2 0,0641 kg 0,048 0,0012 m3 0,0031 kg Azufre 1,377 S2 0,0641 kg 0,21 0,0053 m3 0,0138 kg H2O 3,420/0 H2O 0,0180 kg 1,90 0,05 m3 0,03 kg Aire combustin (sin O2) ~N2 0,0460 kg 285,46 6,98 m3 13,13 kg Oxgeno sobrante de la combustin 02 0,0320 kg 59,83 1,46 m3 1,91 kg Exceso de aire Aire 0,0427 kg 180,65 4,42 m3 5,21 kg Agua (Humedad Relativa) H2O 0,0180 kg 4,27 0,19 m3 0,14 kg CO2 de calcinacin CO2 0,0440 kg 112,8 2,76 m3 4,96 kg

TOTAL GASES DE COMBUSTIN 733,84 17,95 m3 28,61 kg TABLA 5. C O M P O S I C I N DE LOS GASES EN CONDICIONES DE REFERENCIA

Base h m e d a Base seca

m3 % kg % m3 % kg % C02 4,33 24,10 7,79 67,81 CO2 4,33 25,16 7,79 71,25 H20 0,75 4,19 0,56 4,83 H2O 0,00 0,00 0,0000 0,00 N02 0,0003 0,0015 0,0005 0,0044 NO2 0,0003 0,0016 0,0005 0,0046

N2 10,49 58,42 0,015 0,132 N2 10,49 60,98 0,015 0,139 02 2,38 13,24 3,11 27,08 O2 2,38 13,82 3,11 28,46

S02 0,0012 0,0065 0,00306 0,0266 SO2 0,0012 0,0068 0,00306 0,028 S2 0,0053 0,0293 0,0138 0,12 S2 0,0053 0,031 0,0138 0,126 TOTAL 17,95 100 11,48 100 TOTAL 17,20 100 10,93 100,00

5.1.3 Emisiones (flujo msico, base seca, corregido a oxgeno de referencia) Compuesto E m i s i n calculada por

balance de masas E m i s i n corregida a O x g e n o de referencia

SO2 178 mg/m3 248 mg/m3 4,44 kg/h NO2 29 mg/m3 40 mg/m3 0,72 kg/h Nota: Clculo horario para 17 917 m3/h resultantes de un consumo mximo de carbn de 25 000 kg/da 1 041,7 kg/h: 17,2 m3 de gas seco/kg de carbn x 1 041,7 kg de carbn/h = 17 917 m3/h Correccin Oxgeno de referencia: (21-11)/(21-13,82)= 1,39 1

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5.2 Estimacin de emisiones por Factores de Emisin No es posible la estimacin de emisiones para los horno de Domical mediante la aplicacin de los factores de emisin de AP-42, por cuanto, como ya se explic, corresponden a los factores desarrollados para hornos rotatorios a carbn y a otros tipos de hornos que estn en el tope de emisiones por sus caudales, velocidades de gases, tamaos de alimentacin de partculas y eficiencia energtica, contrario en todos los aspectos a los hornos verticales, que son los de ms bajas emisiones de contaminantes y mayor eficiencia energtica. Adems, incluyen las emisiones consolidadas de calcinacin, hidratacin y enfriamiento y el presente anlisis se limita a la calcinacin. Finalmente, son indicadores de bajo grado de confiabilidad o baja calidad, por lo que su apUcacin resulta inapropiada y no ofrece confiabilidad tcnica. 5.3 Estimacin de emisiones por comparacin con diseos idnticos en operacin:

Cales de Colombia. Las emisiones de contaminantes a la atmsfera derivadas de la realizacin de procesos industriales est ligada a factores propios de cada actividad y que han sido contemplados en el Protocolo para el Control y Vigilancia de la Contaminacin Atmosfrica como esenciales para el desarrollo de factores de emisin para una actividad determinada. Las emisiones en los hornos de calcinacin de DOMICAL dependen de la composicin y caractersticas de la caliza, del consumo de carbn y de sus propiedades (poder calorfico, contenido de ceniza, de azufre y composicin), del tipo de hornos utilizados y de su forma de operacin; de los tamaos y capacidades de los hornos y del estado en que ellos se encuentren, as como de las condiciones ambientales del lugar, es decir, presin atmosfrica, temperatura, humedad relativa, es decir, de las llamadas condiciones locales. Por lo tanto, un determinado diseo produce unas emisiones para unas condiciones locales y de operacin y se mantendrn en tanto unas y otras sean constantes; de la misma manera, para unas condiciones dadas, las emisiones variarn si cambian las caractersticas de las materias primas o de los insumos o si se usan hornos o equipos diferentes. Ms adelante se analizan los parmetros de diseo y del proceso en Domical y se comparan con los de la planta de Cales de Colombia, que opera en el sector y de la cual se cuenta con medicin de emisiones de hace menos de un ao. Se evaluarn las variables que, de acuerdo con el Protocolo (numeral 1.3.2] deben tenerse en cuenta en el desarrollo y ponderacin de factores de emisin y corresponden a:

Materias primas e insumos Procesos Parmetros de produccin Condiciones o estado de los equipos generadores de las emisiones Condiciones ambientales CI10 # 30-30 L,314, Punto Comercial Pinar del Rio, Medellin

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5.3.1 Materias primas idnticas

Caliza: ambas empresas usan la misma materia prima Ambas empresas se surten de calizas procedentes de las canteras locales (de las mismas canteras, es decir, comparten canteras) as que las materias primas involucradas tienen las mismas caractersticas, desde su composicin hasta la constancia o variacin de sus propiedades Carbn: ambas empresas se proveen del mismo tipo de carbn

DOMICAL CALES DE COLOMBIA Tipo: semi antracita Tipo: semi antracita Procedencia: Cundinamarca Procedencia: Cundinamarca 5.3.2 Procesos idnticos

Procesamiento previo de la caliza: ambas empresas someten la piedra caliza a los mismos procesos de seleccin previos a la carga de los hornos. En ninguna hay procesos adicionales entre la extraccin y la carga de hornos. DOMICAL CALES DE COLOMBIA El proceso productivo en la planta empieza con la calcinacin. El material se recibe de las minas en fragmentos de roca entre 5 a 10" aproximadamente. Despus de la calcinacin siguen procesos de clasificacin, molienda, hidratacin, empaque y despacho que no influyen en la calcinacin previa y, por lo tanto no se tienen en cuenta en el anlisis de emisiones en la chimenea del horno.

El proceso productivo en la planta empieza con la calcinacin. El material se recibe de las minas en fragmentos de roca entre 5 a 10" aproximadamente. Despus de la calcinacin siguen procesos de clasificacin, molienda, hidratacin, empaque y despacho que no influyen en la calcinacin previa y, por lo tanto no se tienen en cuenta en el anlisis de emisiones en la chimenea del horno. Hornos: ambas empresas usan hornos verticales de calcinacin

DOMICAL CALES DE COLOMBIA Batera de hornos verticales de 10 m de altura, revestidos interiormente en ladrillos refractarios. Dimetro superior de los hornos 2,3 m; dimetro inferios de los hornos: 2,7 m Batera de hornos verticales de 10 m de altura, revestidos interiormente en ladrillos refractarios. Dimetro superior de los hornos 2,3 m; dimetro inferios de los hornos: 2,7 m

Ductos: ambas empresas conducen los gases la salida por sistemas equivalentes DOMICAL CALES DE COLOMBIA Tiene diseado un ducto central que recoge los gases de todos los hornos y los lleva a una cmara previa a la chimenea. Tiene proyectada una chimenea de 20 m de altura.

Funciona con un ducto central que recoge los gases de todos los hornos y los lleva a una cmara previa a la chimenea. Tiene una chimenea de 20 m de altura. - Controles de emisiones en el ducto d e salida

DOMICAL CALES DE COLOMBIA Est prevista la construccin de un sistema de pantallas en el ducto de salida antes de la chimenea, para abatir partculas y reducir esta emisin, que es la principal en la produccin de cal y la nica controlada por la ley para esta actividad. No cuenta con sistema de reduccin de emisiones de partculas, o "material particulado" (anglicismo para decir "partcula")

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5.3.3 Parmetros de produccin idnticos

Capacidad de produccin: ambas empresas tienen capacidades instaladas y condiciones de operacin comparables, que hacen que las concentraciones esperadas de contaminantes sean las mismas. DOMICAL CALES DE COLOMBIA Capacidad de diseo: Carga de caliza en los hornos: 260 tn/da Produccin de cal = 260x0,5603/24= 6,07 tn/h Consumo Carbn: 25 tn/da = 1,04 tn/h

Relacin caliza/carbn: 5,8 tn cal/tn de carbn Capacidad de produccin: Carga de caliza en los hornos: 3 800 tn/mes Produccin mxima de cal: 2 129 tn/mes Consumo mensual de carbn: 370 tn/mes Relacin caliza/carbn: 5,8 tn cal/tn de carbn

- Presin, temperatura y tiempo de residencia: ambas empresas usan los mismos hornos, de los mismos tamaos y capacidades, con iguales tiempos de residencia y dosificacin de piedra caliza y carbn y los procesos se llevan a las mismas temperaturas de calcinacin, siempre a presin atmosfrica. DOMICAL CALES DE COLOMBIA Temperatura de calcinacin: 1 000 "C aprox. Presin: atmosfrica Temperatura de calcinacin: 1 000 C aprox. Presin: atmosfrica

5.3.4 Condiciones o estado de los equipos generadores de emisiones: muy similares

- Estado de los hornos: los hornos de DOMICAL son ms nuevos que los de Cales de Colombia, lo que los puede llevar a mantenimientos ms econmicos pero no hay razones para pensar que puedan operar con mayor eficiencia energtica o tasas de emisin diferentes. DOMICAL CALES DE COLOMBIA Cuatro hornos de 3 aos de construidos, tres ms de reciente construccin y operacin ((2 012-2 013") y tres pendientes de construir y operar. Siete hornos iguales a los de DOMICAL, en perfecto estado operativo.

5.3.5 Condiciones ambientales: iguales Condiciones ambientales: las plantas de ambas empresas son muy vecinas, son cercanas entre s (ubicadas en la zona de Doradal), de manera que las condiciones ambientales que eventualmente pudieran afectar las emisiones, como la temperatura del aire, la presin atmosfrica, la humedad relativa, son las mismas, al igual que las variaciones diarias y estacionales en dichas condiciones.

DOMICAL CALES DE COLOMBIA Temperatura local promedio: 25 C Presin atmosfrica: 1 013,25 HPa Humedad relativa: 45% Densidad del aire: 1,178 kg/m^ Temperatura local promedio: 25 C Presin atmosfrica: 1 013,25 HPa Humedad relativa: 45% Densidad del aire: 1,178 kg/m3

En conclusin, se trata de plantas idnticas o gemelas, operadas bajo los mismos parmetros tcnicos, para las mismas materias primas y con los mismos combustibles, en el mismo sector. Cl 10 #30-30 L,314. Punto Comercial Pinar del Rio, Medellin

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cuya vecindad geogrfica significa condiciones ambientales prcticamente idnticas, razones por las cuales se puede esperar que el diseo de los hornos de DOMICAL se comporte de manera significativamente comparable al de CALES DE COLOMBIA. Por esta razn, la incertidumbre al usar los datos de emisin de la reciente medicin de esta empresa en los flujos msicos del nomograma para el clculo de la altura de la chimenea, resulta menor que cualquier otra estimacin o clculo y, desde el punto de vista de la ingeniera, es razonable y confiable usarlos como referencia. 6. RESUMEN DE EMISIONES ESTIMADAS Y APLICACION DEL NOMOGRAMA PARA EL

CLCULO DE LA ALTURA DE LA CHIMENEA.

6.1 Tabla de resultados

BASE DE

ESTIMACIN CONTAMINANTE

FLUJO MASICO (Q) Q/S H' (3.* y 5)

BASE DE

ESTIMACIN CONTAMINANTE mg/m^ Kg/h Kg/h H' (3.* y 5)

Balance de masa SO2 248 4,44 (1) 22,2 10 m

Balance de masa NO2 40 0,72 (1) 7,2 10 m

Parmetros de

diseo

MP 6,1 0,11(2) 1,37 10 m Parmetros de

diseo SO2 251,6 4,512) 56,3 19,55 m Parmetros de

diseo NO2 63,3 1,13(2) 14,2 10 m [1) Caudal de diseo: Calculado para un caudal de salida de gases a condiciones de referencia de 17 917 m3/h

(23 Caudal de trabajo: Calculado para un caudal de salida de gases a condiciones de referencia de 9 000 m3/h (3) H' = Altura mnima de la chimenea (4) Dimetro chimenea: 128 cm . ! ;; (5) Temperatura de salida de los gases: 150C ! : i En las siguientes pginas se presenta el nomograma de la resolucin 1632 para el clculo de la altura de la chimenea, con los detalles de las respectivas lecturas. Se advierte que se toma la lectura ms desfavorable (SO2) a pesar de que no es un contaminante controlado para la actividad industrial de produccin de cal. En sentido estricto, el nico contaminante controlado es la emisin de partculas y para ste la altura de la chimenea es de 10 m. Posteriormente, se analizan las alturas de terrenos y edificaciones en la regin de influencia, con el fin de determinar si es necesario efectuar correcciones de altura a la chimenea.

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6.2 Figura 1. Nomograma para el clculo de la altura de la chimenea con la lectura de

emisiones para DOMICAL

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6.3 Figura 2. Detalle de las lecturas del nomograma con los valores usados para

DOMICAL.

2 d iii w

J.0

'mm

b) Dimetro de la chimenea: l ,28m

d) Caudal de gases en la chimenea a condiciones de referencia: 17 917 m V h

a) Temperatura de salida de los gases: 150 C

c) Flujo msico de contaminante (SO2): 56,3 lg/h

1

r\1 0 15 1I \20 30 4

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6.4 Revisin de las alturas del terreno y de los obstculos en la regin de influencia De acuerdo con la resolucin 1632 de 2 012 "cuando existan obstculos dentro de la regin de influencia de la fuente de emisin y la sumatoria de sus reas sea mayor al 5% de la regin de influencia, la altura del ducto o chimenea obtenida utilizando la figura 18A debe ser corregida, de la siguiente forma: a) aumentando la altura del ducto o chimenea hasta el punto en el cual la sumatoria de las reas de los obstculos dentro de la regin de influencia de la fuente de emisin sea menor o igual al 5% del rea de influencia o b) aumentando la altura del ducto o chimenea con base en las indicaciones de la figura 18B.

Los obstculos son estructuras cercanas o terrenos con alturas superiores a la altura del ducto o chimenea obtenida utilizando la figura 18A, y cuya rea de influencia pueda afectar la dispersin de los contaminantes generados por la fuente de emisin.

La regin de influencia de la fuente de emisin se obtiene al medir una distancia de 150 metros en todas las direcciones desde el ducto o chimenea de la fuente de emisin."

Esta revisin, en el caso de DOMICAL, arroja QUE NO SE REQUIERE AUMENTAR LA ALTURA DE LA CHIMENEA, H'. 6.4.1 Ubicacin de la planta: 5 53' 10,03"N 74 49' 1,07"W y 354msnm

Figura 3. Ubicacin de la planta de DOMICAL con las ocho direcciones en las que se anahzaron los perfiles de las elevaciones. 6.4.2 Altura de control: 20 m (chimenea] + 354 (terreno] = 374 m, es decir elevaciones o estructuras por encima de 374 msnm. NO HAY ELEVACIONES DEL TERRENO NI ESTRUCTURAS POR ENCIMA DE ESTA ALTURA (ver el anexo 1] y por consiguiente no es necesario corregir la altura de la chimenea (H'].

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! n r


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7. CONCLUSIONES 7.1 Para la determinacin de la altura proyectada de la ciiimenea en DOMICAL, se ha utilizado el nomograma de la Resolucin 1632 de 2 012. j ; : j 7.2 Para la estimacin del flujo msico de contaminantes, necesario para usar el nomograma, se han utilizado el balance de masas, por un lado y los parmetros de diseo apoyados en el desempeo de hornos idnticos, por otro lado. 7.3 No se usaron factores de emisin porque de acuerdo con los documentos tcnicos antecedentes del Protocolo para el Control y Vigilancia de la contaminacin atmosfrica, dichos factores no son aplicables a los hornos verticales para produccin de cal. 7.4 Se evaluaron los flujos msicos de contaminantes para los caudales de diseo, calculados sobre gases secos y corregidos a condiciones de referencia, con los caudales de diseo del sistema de hornos a su mxima produccin; sobre esos flujos se leyeron las alturas (H') resultantes de las chimeneas y se tom la ms desfavorable (de mayor altura) para emisiones de SO2, aunque no es un contaminante sujeto a control por parte de la Resolucin 909 de 2 008 para la produccin de cal. ^ 7.5 Se revis la topografa en un rea de 150 m a la redonda y se encontr que no es necesario hacer ajustes a la altura de la chimenea por elevaciones del terreno o por la existencia de estructuras cercanas. 1 I 7.6 El diseo contempla un sistema de pantallas en los ductos para el abatimiento de material particulado y se recomienda la instalacin a cada horno, de un registro inferior en la zona de descarga que permita controlar el exceso de aire de combustin para ajustarlo a los caudales de diseo. i| 7.7 Tambin con el fin de evitar excesos de aire que puedan "diluir" la emisin de contaminantes y elevar el contenido de oxgeno en la mezcla de gases de salida, se recomienda trabajar con tiro natural, sin ventilador en la base de la chimenea. Para cualquier aclaracin, me encuentro a su entera disposicin. | Atentamente, VCTOR MANUEL ARISTIZBAL GIL Ingeniero Civil Ingeniero Gelogo

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LISTADO DE ANEXOS

ANEXO 1. ELEVACIONES DEL TERRENO EN 150 m A LA REDONDA DE LA FUENTE DE EMISIN DE DOMICAL

ANEXO 2. CALES DE COLOMBIA. ESTUDIO DE EMISIONES ATMOSFRICAS, SEPTIEMBRE DE 2 012

ANEXO 3. AP 42, FIFTH EDITION, VOLOME I, CHAPTER 11: MINERAL PRODUCTS INDUSTRY Emission Factor Documentation for AP-42, Section 11.17. Lime Manufacturing, Final Section. For U. S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards Emission Inventory Branch




ANEXO 1. ELEVACIONES DEL TERRENO EN 150 m A LA REDONDA DE LA FUENTE DE EMISIN DE DOMICAL

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6.4.3 Anlisis de elevaciones del terreno

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VICTOR M. ARISTIZBALGIL

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Direccin ESS Elevacin mxima: 355m

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irecci Elevacin mxima: 356m

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I Direccin WN ^Elevacin mxima: 355m

i

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ANEXO 2. CALES DE COLOMBIA.

ESTUDIO DE EMISIONES ATMOSFRICAS, SEPTIEMBRE DE 2 012

EXTRACTO

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CALES DE COLOMBIA S.A - PLANTA DE CALCINACION DORADAL

EMISIONES ATMOSFERICAS HORNO COLMENA Y TORRE DE HIDRATACION CALES DE COLOMBIA S.A - PLANTA

DE CALCINACION DORADAL SEPTIEMBRE 20 Y 21 DE 2012

Documento 0244-12 Informe Final Fecha | Octubre 17 de 2012 Pagina

Introduccin. Este informe final se desarrolla de acuerdo con el numeral 2.2.1, Contenido del informe final de evaluacin de emisiones atmosfricas, de la versin 2 de octubre de 2010 del Protocolo para el control y vigilancia de la contaminacin atmosfrica generada por fuentes fijas del MAVDT incluyendo la comparacin de las emisiones con los estndares admisibles considerados por la resolucin 909 de 2008. El informe incluye la totalidad de la informacin referida en cada uno de los numerales del contenido del informe final siguiendo la misma secuencia del contenido sugerido en el numeral 2.2.1 pero iniciando con el numeral 1 para el Resumen ejecutivo. El informe repite informacin en algunos numerales del mismo porque as est considerado en el contenido sugerido por el protocolo. El informe corresponde a informacin suministrada por el ente emisor, contenida en algunos tems de los numerales 1 y 2, en la totalidad del numeral 3 y en el anexo 2 4, y por el responsable de realizar la medicin, contenida en los restantes numerales del contenido. Segn lo anterior, el informe de la medicin directa, corresponde al documento ada & co ltda. Indicado a continuacin

Documento 0244 -12 Numero de paginas incluyendo anexos Informe final mediciones directas de MP, SO2 y NOx de las emisiones del horno Colmena y MP de la torre de hidratacin

Declaraciones El componente del documento a cargo de ada & co ltda., como responsable de realizar la medicin directa: Presenta fielmente los resultados de las mediciones realizadas bajo las condiciones presentadas. Se puede reproducir totalmente con previa autorizacin escrita de ada & co ltda.

1. Resumen ejecutivo 1.1. Caractersticas y especificaciones de la fuentes: 1.1.1. Sistema de calcinacin El proceso de calcinacin est conformado por 7 Hornos tipo colmena cubiertos con ladrillos refractarios. Cada horno tiene un docto que conduce el material particulado y los gases a un canal general que a su vez los lleva a una cmara de combustin, la cual tiene una chimenea que los emite a la atmsfera. Todos los ductos, la cmara de combustin y la chimenea son hechos en ladrillo refractario al igual que los hornos de calcinacin. 1.1.2. Sistema de hidratacin de cal conformado por las siguientes secciones: Elevador de cangilones No. 1 j ? Silo de almacenamiento de cal viva , Dosificador de agua y cal viva Hidratador Lavador Torre Hidratador (Scrubber) Tanque de almacenamiento de agua No. 1 Tanque de almacenamiento de agua No. 2 Elevador de cangilones No. 2 Cicln clasificador No. 1 Cicln clasificador No. 2 Elevador de cangilones No. 3; Tolva de almacenamiento de producto terminado (Cal hidratada) Empacadora. Todo ste sistema funciona por medio de motores con energa elctrica. 1.2. Tipo y consumo de combustible:




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En el proceso de calcinacin se utiliza el carbn semiantracita como combustible, teniendo un consumo mensual de 370 toneladas mensuales. El proceso de hidratacin no requiere de ningn tipo de combustible y el equipo opera con energa elctrica. 1.3. Contaminantes medidos

Fuente Chimenea Horno Colmena Contaminantes Material particulado, xidos de azufre, SO2 xidos de Nitrgeno,

MP NOx Fecha medicin 2012.09.20

Fuente Chimenea lavador planta de asfalto Contaminantes Material particulado, MP Fecha medicin 2012.09.21

1.4. Condiciones de operacin: Durante el da de la medicin las condiciones de operacin en el proceso de calcinacin fueron de 2.2 Ton/h, siendo inferior al promedio de produccin que est en 2.3 Ton/h. En el proceso de hidratacin las condiciones de operacin fueron de 1.4 Ton/h siendo menor al promedio que se encuentra en 1.53 Ton/h. 1.5. Estndares de emisin admisibles Horno Colmena Resolucin 909 de 2010.08.05 del MAVDT, segn tabla 1 del artculo 4. Estndares de emisin admisibles para otras actividades industriales existentes con condiciones de referencia 252C y 760 mmhg y oxigeno de referencia del 11% asi:

Estndar de emisin admisible, mg / Rm^ MP NOx

250 para < 0.5 Kg/h 550 550 150 para > 0.5 Kg/h

Lavador Torre de Hidratacin Segn tabla 1 del artculo 4. Estndares de emisin admisibles para actividades industriales existentes, a condiciones de referencia, 258 Cy 760 mmHg sin oxgeno de referencia porque no hay combustin

Estndar de emisin admisible, mg / Rm^

Material particulado, MP 250 para < 0.5 Kg/h

Material particulado, MP 150 para > 0.5 Kg/h

1.6. Altura de descarga Artculo 70 de la resolucin 909 de 2008 del MAVDT y numeral 4.2, para procesos o instalaciones existentes, del Protocolo para el control y vigilancia de la contaminacin atmosfrica generada por fuentes fijas, tambin del MAVDT, as: o HT = 2.5He HT: Altura chimenea en metros medida desde el nivel del terreno

He: Altura estructura, en metros, en el punto en el cual se encuentra el ducto o chimenea. 1.7. Mtodos de medicin utilizados Mtodos EPA 1 a 5 para MP y EPA 8 modificado para SO2, de una repeticin, Rl realizados simultneamente. Mtodo EPA 8 modificado consiste en medir solamente SO2, purgar el tren despus de cada repeticin durante 10 minutos con aire ambiente al mismo AH de la repeticin, R-x, y recuperar el tren para MP segn Mtodo EPA 5 con anlisis de SO2, segn mtodo EPA 8, en muestra compuesta tomada de las soluciones de los burbujeadores 1, 2 y 3.

Mtodo EPA 7 para NOx con 4 muestras, tomando 1 de ellas en el preliminar y las otras 3 en el R-1. Nota: Por condiciones del caudal de la chimenea y a criterio del contratista ada & co ltda. Se decide realizar un solo recorrido para el horno colmena




Documento 0244-12 j Informe Final || Fectia || Octubre 17 de 2012 | Pagina |

1.8. Errores identificados: ada & co ltda. no identifico ningn error y al mismo tiempo certifica que los datos y resultados de la medicin corresponden fielmente a los de la fuente medida, bajo las condiciones presentados durante la misma. 1.9. Resumen de resultados obtenidos ^

Horno Colmena Material particulado

Parmetro Resultado/valor

Parmetro Rl

Concentracin, mg / m^ std 2,0 Concentracin referencia, 11 % O2, mg / R m^ 6,1 Rata emisin del muestreo, Kg/h 0,02

SO2


Parmetro Rl

Concentracin, mg / m^ std 81,9 Concentracin referencia, 11 % O2, mg / R m 251,6 Rata emisin del muestreo, Kg/h 0,74

NO2


Parmetro Preliminar Rl

Concentracin, mg / m^ std 20,2 20,6

Concentracin referencia, 11 % O2, mg / R m^ 66,2 63,3 Rata emisin del muestreo, Kg/h 0,18 0,18

Composicin gases de emisin



CO2, % 6,4 6,4

O2, % 18,0 17,8 Contenido humedad Bws % 3,0 2,8

Caractersticas de la emisin

Parmetro Resultado / valor


Temperatura gases, C 142 146

Velocidad gases, m /seg. 1,9 1,9 Caudal estndar, m^/ mn. 150 150 Volumen DGM estndar, m^ 0,619 1,222 Tiempo medicin, minutos 36 60

Datos de produccin, ton / h

Capacidad nominal 2.5 Ton/h Produccin promedio 2.3 Ton/h Produccin da de medicin 2.2 Ton/h

Lavador Torre Hidratacin Material particulado

Parmetro Resultado/ valor

CALES DE COLOMBIA SA - PLANTA DE CALCINACION DORADAL

EMISIONES ATMOSFERICAS HORNO COLMENA Y TORRE DE HIDRATACION CALES DE COLOMBIA SA - PLANTA


Documento 0244-12 Informe Final | Fechia Octubre 17 de 2012 | Pagina

Rl R2 R3 Concentracin, mg / m^ std 221,0 109,0 132,0 Concentracin condiciones de referencia 217,3 107,2 129,8 Rata emisin del muestreo, Kg/h 0,30 0,15 0,16

Caractersticas de la emisin

Parmetro Resultado / valor

Parmetro Preliminar Rl R2 R3

Temperatura gases, C 69 73 78 80 Velocidad gases, m / seg. 7,6 7,7 7,3 6,6 Bws % 30,7 37,2 33,0 34,6 Caudal estndar, m^ / min. 25 23 22 20 Volumen DGM estndar, m^ 0,637 1,087 0,949 0,884 Tiempo medicin, minutos 36 60 60 60

Datos de produccin, ton / h

Capacidad nominal 1.9 Ton/h Produccin promedio 1.53 Ton/h Produccin da de medicin 1.4 Ton/h

1.10. Emisin de contaminantes y estndar de emisin Horno Colmena

Contaminante Concentracin, mg / Rm'

Cumplimiento Contaminante Emisin Norma

Cumplimiento

MP. Rl. 6,15 250 si SOz. Rl 215,4 550 si NOx. Promedio 4 muestras 64,7 550 si

1.11. Altura del punto de descarga Segn artculo 70 de la resolucin 909 de 2008 del MAVDT, Determinacin de la altura del punto de descarga, y numeral 4.2 del Protocolo para el control y vigilancia de la contaminacin atmosfrica generada por fuentes fijas, tambin del MAVDT y vigente a partir de 2010.07.15 as: o Protocolo para el control y vigilancia de la contaminacin atmosfrica generada por fuentes fijas O ; Altura del punto de descarga chimenea lavador planta asfalto segn figura 4 del numeral 4.2 Horno Colmena HT =2.5HeHT= No aplica HT= No aplica Lavador Torre Hidratacin HT=2.5He HT= 2.5x11.3 HT= 28.5 metros HT: Altura chimenea en metros medida desde el nivel del terreno He: Altura estructura, en metros, en el punto en el cual se encuentra el ducto o chimenea. o Altura de chimeneas y altura de los puntos de descarga

Fuente Altura en metros

Cumple Fuente Chimenea Norma

Cumple

Horno Colmena 18,00 No aplica Torre de Hidratacin 12.2 28.3 no

1.12. Tabla general de datos y resultados Horno Colmena

ada & co ltda. 269-9800 Bogot

[email protected]




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CALES DE COLOMBIA S.A - PLANTA CALCINACION

RESUMEN GENERAL EMISIONES ATMOSFERICAS SEPTIEMBRE 2012

IDCNTIFICACION DE LA FUENTE IDCNTIFICACION DE LA FUENTE Chimenea

REPETICIONES R Rl 1 1 PROMEDtO CONTAMINANTES MP

CARACTERISTICAS DE LA FUENTE SIMBOLO UNIDAD FECHA MUESTREO J012 09 20 a.m-d. PRESION BAROMETRICA P. 728 mmHg DIAMETRO




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Torre Hidratacin

CALES DE COLOMBIA S.A - PLANTA CALCINACION

RESUMEN GENERAL EMISIONES ATMOSFERICAS SEPTIEMBRE 2012

D E N T F I C A C I O N DE U FUEKTE Onmer^ea Lavadof Torre Hdratacion

rePETiCiOK R R1 1 R2 1 R3 PROMEDIO CONTAMINWIES MP

CARACTERISTICAS DE LA FUENTE SIMBaO UMDAD FECHU MUESTREO 201209.21 a,ni,d.

PRESION BAROMETRICA p. 728 rmiF^

D I A J E T R O 0.35 metros

AREA K 0.10 rrelios' ALTURA DESCARGA h metros He. FIGURA 4 SECCION 4 D a PROTOCOLO He HBtros

ALTLRA DE CHIMENEA. FIGM i DEL PROTOCaO HT 0.0 metros

COMBUSTIBLE CONSUMO DE COMBUSTIBLE Kg!h

CAPACIDAD NOMINAL C. ton/h MUESTREO PRELIMINAR

HORA DE LA MEDICION Rl R2 R3 h:m TIEMPO DE I . E D I C I O N e 0100 01:00 01:00 lun PRESION ESTATICA P> -2.10 -2.10 -2,10 m H j O

TEMPERATURA DE LOS GASES . 69 73 78 c H U f . C D D DE LOS GASES B . 30.7 37.2 33,0 % DIOXIDO DE C A R B O W CO, 0.0 0.0 0,0 % OXIGENO o 21.0 21.0 21,0 % MONOXIDO DE CARBO^*J CO 0 0 0 ppm

VELOCIDAD DE SALIDA DE LOS GASES V, 7,6 7,7 7,3 m/seg

CAUDAL ESTA^eAR 25 23 22 m' / nin. PESO MCLECULAR p 28,S4 28.84 28,84

IKJESTREO DEFNT1V0 HORA D H MEDiaON 09:30/13 37 14:16 n S : 1 9 16:06/17 07 09.30/1707 {Mil

TIEMPO DE MEDICION 0 LOO 1:00 1:00 3:00 h;ni

PRESION ESTATICA 2.10 2,10 2,10 -2,10 TEMPERATUF!A DE LOS GASES I. 73 78 60 77 "C

HUMEDAD DE LOS GASES B . 37 2 33,0 34,6 34.9 % DIOXIDO DE C A R B C CO; 0.0 0,0 0,0 0,0 % OXIGENO 0 210 21,0 21,0 21,0 % MONOXIDO DE CARBONO CO 0 0 0 0,0 ppm

PESO waECULAR p 24,81 25,26 25,09 25,05 VELOCIDAD DE SALIOS DE LOS GASES V. 7,7 7,3 6,6 7,2 m/seg

VOLU^CN ESTANDAR D a MUESTREO 1,087 0,949 0,884 0,973 rr' PRESION ABSaUTA CHIMENEA Ps 727,85 727,85 727,85 727,85 frntig CAUDAL ESTAfOAR 0. 23 22 20 22 CAUDAL A CONDiaONES DE CHIMErCA Q, 45 42 38 42 nrl nin. ISOCINETISMO 1 107,7 96,4 100,2 101,1 % CONCENTRACION DE PARTICULAS C 221,0 109,0 132,0 154,0 RATA DE EMISION DE PARTICULAS RE 0,3 0,15 0,16 OJO Kgyh

LAVADOS SOLVENTE Aguadesltiada

VaUMEN Vste 100 1 100 1 100 n t BLANCO SOLVENTE B . 0,012 mg/mL

EMISION DE PARTICULAS CONCENTRACION ESTANDAR c. 221,0 109,0 132,0 154,0 tm/nf CONCENTRACION A COMj DE REFERENCIA 217,3 107,2 129,8 161,4 m q / R n RATA EMISION MUESTREO, ESTD REFERENCIA RE, 0,30 0,16 016 0,20 Kg/h E S T A I I A R D DE EMISION RESOL 909 DE 2008 DEL UiKJDT EE 250p3ra>0 5Kg/h Holat;

1- La composic in de :os g o s e se u m i o cerno aire anuiente.

2. Losport ie3K)6ccrreEpom)ent ar f tn ieMo [

3- S e g n la tabla 1 riel articulo 4. estanrafes de efnskm 9*n(fcles UVi actividarjes njustiiales ewatentef a eordKpones ce referentia sm OMgeoo de referencia s e g n caragralo S del misino artcuk) poraerun proceso en el cus no se reoltts comtjustion

2. Introduccin I 2.1. Nombre del representante legal: Luis Alberto Velasquez Vsquez 2.2. Identificacin: 70.502.487 2.3. Nombre del responsable operativo del proceso; Luis Carlos Garca 2.4. Localizacin geogrfica: X: 5^ 55'7,07" Y: 746 47'43.27" 0920553 E 1146284 N




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2.5. Contaminantes a medir.

2.6.

Fuente Chimenea Horno Colmena Contaminantes Material particulado, MP xidos de azufre, SO2 xidos de Nitrgeno, NOx Fecha medicin 2012.09.20

Fuente Chimenea lavador planta de asfalto Contaminantes Material particulado, MP Fecha medicin 2012.09.21

Normas de emisin admisibles aplicables Horno Colmena: Resolucin 909 de 2010.08.05 del MAVDT, segn tabla 1 del artculo 4. Estndares de emisin admisibles para otras actividades industriales existentes con condiciones de referencia 25ec y 760 mmHg

Estndar de emisin admisible, mg / Rm^ MP SO2 NOx

250 para < 0.5 Kg/h 550 550 150 para >0.5 Kg/h

Lavador Torre de Hidratacin Segn tabla 1 del artculo 4. Estndares de emisin admisibles para actividades industriales existentes, a condiciones de referencia, 25^ C y 760 mmHg sin oxgeno de referencia porque no hay combustin

Estndar de emisin admisible, mg / Rm^

Material particulado, MP 250 para < 0.5 Kg/h

Material particulado, MP 150 para > 0.5 Kg/h

2.6.1. Altura de descarga Artculo 70 de la resolucin 909 de 2008 del MAVDT y numeral 4.2, para procesos o instalaciones existentes, del Protocolo para el control y vigilancia de la contaminacin atmosfrica generada por fuentes fijas, tambin del MAVDT as:

HT = 2.5He HT: Altura chimenea en metros medida desde el nivel del terreno He: Altura estructura, en metros, en el punto en el cual se encuentra el ducto o chimenea. 2.7. Explicacin concisa de los objetivos de la evaluacin de emisiones Medicin directa de las emisiones de las chimeneas segn mtodos EPA 1 a 5 para MP y EPA 8 modificado solo para SO2 simultneos y mtodo EPA 7 para NOx con 4 muestras, tomadas en la preliminar de los mtodos EPA 5 y 8 e interpretacin de los estndares de emisin admisibles de contaminantes a la atmosfera por fuentes fijas, segn la tabla 1 del artculo 4 de la resolucin 909 de 2008 del MAVDT. 3. Descripcin del proceso o instalacin 3.1. Procesos que son objeto de la medicin (diagramas de flujo, pag. Sgte.) 3.2. Descripcin de la operacin y funcionamiento de los equipos 3.2.1. Capacidad mxima:

Horno Colmena: 2.5 Ton/h de cal viva Torre Hidratacin

.9 Ton/h de cal hidratada

.2.2. Capacidad normal: Horno Colmena: 2.3 Ton/h de cal viva

Torre Hidratacin: 1.5 Ton/h de cal hidratada .2.3. Promedio de operacin:

Horno Colmena: 2.3 Ton/h Torre Hidratacin: 1.5 Ton/h de cal hidratada




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3.3. Tipos de combustibles 3.3.1. Consumos Horno Colmena: Carbn semiantracita 370 Toneladas mensuales Torre Hidratacin: No hay consumo de Combustible 3.3.2. Horas de operacin Horno Colmena: 24 Horas diarias Torre Hidratacin: 18 Horas diarias 3.4. Si es produccin por lotes, cantidad de lotes y duracin Horno Colmena: Se empaca un (1) lote diario de 54 ton aproximadamente, el cual tiene una duracin de 1.5 das en bodega. Torre de Hidratacin: Un lote de produccin es equivalente a la produccin de un da, es decir que durante el mes se generan 30 lotes que tienen una duracin aproximada de 1.5 das cada uno 3.5. Registro de operacin de los ltimos 6 meses

A O 2012 TONELADAS PRODUCIDAS

A O 2012 ABR MAY JUN JUL AGO SEP TOTAL

HORNO COLMENA

1610,5 1597,5 1672,0 1590,6 1644,5 1544,5 9659,6

HIDRATADOR 649,0 712,7 612,2 601,6 714,1 711,7 4001,3 3.6. Nuevas chimeneas de los ltimos 6 meses: Durante los ltimos 6 meses no se han construido nuevas chimeneas 3.7. Tipo de proceso (qumico, fsico, etc.) y su descripcin ; | Horno Colmena: En el proceso de calcinacin es un proceso qumico que en Cales de Colombia S.A. tiene una capacidad de produccin de 1700 ton mensuales de xido de Calcio (CaO - 56 g/mol) que c o m n m e n t e se conoce como cal viva, las materias primas que se utilizan en dicho proceso son la piedra caliza que tiene un contenido aproximado al 98% de Carbonato de Calcio (CaC03 - 100 g/mol) con un consumo de 3800 ton mensuales y el carbn semiantracita que se utiliza como combustible, el cual tiene en promedio: Humedad Superficial 4.45%, Humedad Residual 1.12%, Humedad Total 5.52%, Cenizas 8.87%, Material Voltil 8.97%, Poder Calorfico 7549 kcal/kg y Azufre 0.66%; el consumo de carbn es de 370 ton mensuales. La calcinacin se realiza en hornos tipo colmena de 10 m de altura con un dimetro interno superior de 2.3 m y un dimetro interno inferior de 2.7 m, formndose un cono. Las emisiones de todos los hornos son llevadas a una cmara de combustin por unos ductos que se encuentran debajo del nivel del piso, en dicha cmara son quemadas y luego conducidas hasta la chimenea. La produccin por hora es de 2.3 ton. Torre de Hidratacin En el sistema de hidratacin se lleva a cabo un proceso de reaccin qumica, que en Cales de Colombia S.A. est diseado para la produccin de Hidrxido de Calcio6 cuya frmula qumica es Ca(0H)2 (74.1 g/mol) y que en el mercado se conoce como Cal Hidratada, las materias primas necesarias para su produccin son Oxido de Calcio CaO (56.1 g/mol) (Cal Viva) y agua H20 (18.0 g/mol). En el sistema de hidratacin se produce una reaccin exotrmica por la hidratacin del xido de calcio con el 40% de agua del CaO suministrado, es decir, que se debe suministrar 0.4 Litros de agua por cada 1 kg de cal viva. Durante el proceso se evapora el 15% de agua debido a la reaccin, lo que deja definitivamente el 25% de agua en el producto final. El promedio de produccin mensual de los ltimos 6 meses es de 666 ton producidas durante 450 horas, es decir 15 horas diarias, lo que arroja un promedio de produccin de 1.5 Ton/hora. Durante el ltimo mes (Septiembre) la produccin fue de 711 Ton. 3.8. Funcionamiento de los sistemas de control: I

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3.8.1. Eficiencia: Horno colmena: No Aplica por que no hay un sistema propio definido, la chimenea descarga sus emisiones con tiro natural de la misma. Torre de hidratacin: Superior al 99% si se considera la torre de hidratacin como su mismo sistema de control en virtud de los resultados obtenidos para los contaminantes medidos.

Contaminantes para los que aplica. ^ Horno colmena En el proceso de calcinacin los contaminantes son Material Particulado, Dixido de azufre y xidos de nitrgeno. En el proceso de hidratacin Material Particulado. 3.8.2. Variables de operacin 3.8.2.1. Temperatura: No Aplica 3.8.2.2. Cada de presin: No Aplica 3.8.2.3. Corriente elctrica, entre otras: No Aplica i 3.8.2.4. Tipo y consumo de combustible En el sistema de captacin de material particulado del proceso de calcinacin no se utiliza ningn tipo de combustible. En el sistema de control del hidratador no se consume ningn tipo de combustible. 4. Descripcin de la fuente de emisin 4.1. Diagrama de la chimenea 4.1.1. Horno Colmena

Plano alzado

- - a -

r

S e c c i n transversal tomamuestras

i w

Caractersticas tomamuestras




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4.1.2. Puertos de toma de muestra, plataforma y ductos adyacentes: 2 tomamuestras de 10 centmetros de dimetro y 23 centmetros de largo, ubicados a 1.5 metros de la plataforma y sin obstculo adyacentes. 4.1.3. Identificacin del sitio de muestreo: Plataforma chimenea Honro Colmena 4.1.4. Localizacin de los tomamuestras ubicados al SW y SE con respecto a los puntos cardinales 4.1.5. Dimetro interno y externo de la chimenea :, | Dimetro equivalente: 1.62 metros ' Dimetro externo: 1.63 metros. Pared metlica de 0.5 centmetros de espesor aprox. 4.1.6. Condiciones de la chimenea , 4.1.6.1. Velocidad '

Velocidad, m / seg. Preliminar Rl

1,9 1,9 4.1.6.2. Temperatura

Temperatura, ^C. Preliminar Rl

142 146 4.1.6.3. Presiones

Presiones Baromtrica, mmHg 728,00 Esttica, mmHjO -1,00 Absoluta chimenea, mmHg 727,93 Absoluta medidor, mmHg 731,46

4.1.6.4. Contenido de humedad Humedad, %.

Preliminar R l 3,0 2,8

4.1.6.5. Contenido de Oxigeno 02, % .

Preliminar Rl 18,0 17,6

4.1.6.6. Carga y composicin de los gases de emisin Material particulado promedio Rl

Parmetro Resultado Concentracin, mg / m' std 2,0 Concentracin referencia, 11 % O2, mg / R m^ 6,1 Rata emisin del muestreo, Kg/h 0,02

SO2 promedio Rl Parmetro Resultado

Concentracin, mg / m^ std 81,9 Concentracin referencia, 11 % O2, mg / R m^ 251,6 Rata emisin del muestreo, Kg/h 0,74

NO2 promedio 4 muestras Preliminar y Rl Parmetro Resultado

Concentracin, mg / m' std 20,4


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Concentracin referencia, 11 % O2, mg / R 64,7 Rata emisin del muestreo, Kg/h 0,2

4.2. 4.2.1.

Diagrama de la chimenea Torre Hidratacin

Plano alzado Seccin transversal tomamuestras

Caractersticas tomamuestras




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4.2.6.3. Presiones Presiones

Baromtrica, mmHg 728,00 Esttica, mmHaO -2,10 Absoluta chimenea, mmHg 727,85 Absoluta medidor, mmHg 730,24

4.2.6.4. Contenido de humedad Humedad, %.

Preliminar Rl R2 R3 30,7 37,2 33,0 34,6

4.2.6.5. Carga y composicin de los gases de emisin Material particulado promedio Rl, R2 y R3

Parmetro Resultado Concentracin, mg / m^ std 154,0 Concentracin referencia, mg / R m^ 151,4 Rata emisin del muestreo, Kg/h 0,20

4.2.7. Anexo fotogrfico de la chimenea o ducto en evaluacin 4.2.7.1. Tomamuestras, plataforma y sistemas de control, si existen 5. Datos responsable del programa de medicin ^ 5.1. Identificacin del responsable de realizar la medicin 5.1.1. Nombre; ada & co ltda. Ingeniero Rodrigo Jaramillo R. Director operativo. 5.1.2. D i r e c c i n : C a l l e 2 2 B i s N s . 4 2 - 0 3 , Barri Quinta Paredes, Bogot. (1) N m e r o de t e l f o n o : - 2 6 9 . 9 8 0 0 320-344.4448 5.1.3. Correo electrnico: adaicoPtelmex.net.co 5.1.4. Descripcin puntual sobre experiencias previas: Cientos de fuentes de todo tipo en todo el pas desde 1997. 5.1.5. Acto administrativo vigente de acreditacin por el IDEAM Resolucin ideam 1814 de 2012.08.14, adjunta en este anexo. 6. Procedimiento de evaluacin I 6.1. Descripcin de equipos y procedimientos: ada & co ltda. utilizo para estas mediciones equipos Apex Instruments Inc, ver www.apexinst.com con procedimientos de acuerdo con los requerimientos y especificaciones tcnicas del interesado, los criterios de la resolucin 909 de 2008 del MAVDT y del Protocolo para el control y vigilancia de contaminacin atmosfrica generada por fuentes fijas, vigente desde el 2010.07.15, tambin del MAVDT, los cuales bsicamente corresponden a las metodologas y procedimientos de la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos de Amrica, EPA, contenidos en el apndice del CFR 40 - parte 60. 6.1.1. Equipos de la toma de muestras y la recuperacin; Isokinetic source sampler system. Marca Apex Instruments Inc con consola mtrica 572, serie # 0703020 y DGM SK25 serie 8004637 6.1.2. Caractersticas de la sonda (material y longitud) Trenes de muestreo, marca Apex Instruments Inc, segn mtodos EPA 5 y 8 con lnea de muestreo de acero inoxidable as:

Lneas de muestreo y boquillas de acero inoxidable

Fuente Repeticin Sonda, metros.

^Boquilla, mm Cordn Fuente Repeticin Sonda, metros. Ideal Real

Cordn

Horno Colmena Rl 2.25 18.39 18.88 U120 de 40 metros


ada & co ltda. [email protected]

I

i- i '




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Rl 9.88

U120de 40 metros

Torre De Hidratacin R2

0.92 10.20 9.51 U120de

40 metros

R3 10.20

6.1.3. Tren de muestreo similar o equivalente al Apex Instruments Inc, Method 7 nitrogen oxides sampling equipment, segn m t o d o EPA 7.

Sonda

M a n m e t r o

6.1.4. Tren de impactadores y vidriara asociada, frascos de muestras y el procedimiento de limpieza

3 H72 V.1CI0 Silica

Nota: La recuperacin del tren despus de la medicin se realiza conforme con el procedimiento sop-me, cdigo TME-001 de 2009.03.20 de ada & co ltda. el cual bsicamente corresponde a lo establecido en el numeral 8.7 del mtodo EPA 5 del CFR 40, part 60 versin Julio 2008, utilizando para cada repeticin 100 mL de acetona, ver 8.7.6.2 del mtodo EPA 5 versin Julio 2008, como solventes de limpieza, eriemeyer de 250 mL con boca cncava # 28 cepillos de nylon para boquilla y lnea de muestreo y frasco de vidrio con sello de cartn en la tapa para almacenar el solvente de lavado. 6.1.5. Mdulos de medicin del gas, DGM, y tipo de bomba ;i Consola mtrica Apex 572 con DGM SK 25, serie 8004637 || Bomba succin de diafragma doble, Apex E-DAA

* ada &C0 ltda. 269-9800 Bogot

* ada &C0 ltda. [email protected]




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6.1.6. Instrumentos de laboratorio. El anlisis gravimtrico de los filtros, los residuos provenientes de la limpieza del tren despus de su evaporacin y los xidos de azufre y nitrgeno de cada repeticin se realizaron en el laboratorio de ada & co ltda. en la ciudad de Bogot, utilizando la infraestructura propia del mismo, segn acreditacin Ideam 1814 de 2012.08.14. 6.2. Mtodos de toma de muestra y anlisis. Aplicacin de los mtodos EPA de acuerdo con los requerimientos y especificaciones tcnicas del interesado, los criterios de la resolucin 909 de 2008 del MAVDT y del Protocolo para el control y vigilancia de contaminacin atmosfrica generada por fuentes fijas, vigente desde el 2010.07.15, tambin del MAVDT, los cuales corresponden a las metodologas y procedimientos de la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos de Amrica, EPA, contenidos en el apndice del CFR 40 - parte 60. 6.2.1. M t o d o de toma de muestra y anlisis para cada parmetro Contaminante Horno Colmena Muestreo isocintico de una repeticin, Rl , para medir simultneamente material particulado y dixido de azufre, segn mtodos EPA 5 y 8 modificado solo para SO2. Mtodo EPA 8 modificado consiste en medir solamente SO2, purgar el tren despus de cada repeticin durante 10 min con aire ambiente al mismo AH de la repeticin, R-x, y recuperar el tren para MP segn M t o d o EPA5 con anlisis de SO2, segn mtodo EPA8, en muestra compuesta tomada de las soluciones de los burbujeadores 1, 2 y 3. Muestreo isocintico de tres repeticiones, Rl , R2 y R3, para medir material particulado, segn mtodos EPA 5. Todos los datos y resultados se presentan en unidades del sistema mtrico, mediante la utilizacin del programa para computadora Isocalc, el cual se corre bajo Microsoft Windows - Excel 5.0 o superior. El valor de la humedad utilizado en el clculo del dimetro de la boquilla y la relacin de isocinetismo, k, se obtuvo mediante el m t o d o EPA 4 preliminar, realizado simultneamente con el m t o d o EPA 2 o mediciones preliminares. Ver datos en formatos de campo incluidos en el anexo 4 del informe. La determinacin del peso molecular y la composicin de los gases se realiz, segn el mtodo EPA 3 en muestras compuestas tomadas a rata constante en todos los puntos transversales durante el desarrollo del preliminar, EPA 2. y repeticin, R l , de los mtodos EPA 5 y 8 modificado para el horno colmena y para la torre de hidratacin se asumi como aire ambiente al no realizar combustin este proceso. Toma de muestra y anlisis de xidos de nitrgeno segn mtodo EPA 7 con 4 muestras, tomando de a 2 en el preliminar y 2 en el R l de los mtodos EPA 5 y 8 modificado i 6.2.2. Referencia para encontrar descripcin detallada del procedimiento i' CFR 40 - part 60 appendices de la EPA. Ver www.epa.eov 6.2.3. N m e r o de corridas: 3 Rl, R2 y R3 para la torre de hidratacin; Una Rl para horno colmena (nota tem L7) Tiempo de muestreo para cada parmetro: 60 minutos por repeticin, Rx. 6.2.4. Formatos con datos de campo Ver formatos ada & co ltda. para toma de datos de campo, cdigos RTME-OIX en el anexo 4 del informe, conformes con acreditacin ideam 1321 de 2009.08.20 6.2.5. Procedimientos de calculo: Ver clculos, isocalc, en el anexo 3 del informe, conforme con acreditacin ideam 1418 de 2012.08.14 6.3. Mtodos analticos

Parmetro / Contaminante M t o d o analtico Material particulado, MP Gravimtr ico SO2 Volumtr ico. Titulacin NOx Colorimtrico. Acido difenil sulfonico CO2 Reaccin qumica con reactivo limite, segn anlisis orsat O2 Reaccin qumica con reactivo limite, segn anlisis orsat.

6.3.1. Procedimiento de recuperacin de la muestra y anlisis de laboratorio describiendo:




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Aplicacin de los procedimientos sop de ada & co ltda. acreditados por el Ideam con resolucin 1418 de 2012.08.14, los cuales bsicamente corresponden a los mtodos EPA. 6.3.1.1. Procesos aplicados : i Procedimiento sop-filtros para material particulado || Procedimiento sop-gases para anlisis de SO2 y NOx. i Procedimiento sop-me5 para anlisis orsat segn mtodo EPA 3 1; 6.3.1.2. Instrumentos analticos ;! Balanza analtica J Balanza de precisin _ ; |i Espectrofotmetro 6.3.1.3. Materiales y equipos asociados >| Vidriera de laboratorio de uso general aplicable Elementos de laboratorio aplicables i| ' Estufa n Desecador Campana de extraccin Nevera 6.3.1.4. Descripcin de estndares, blancos de campo y anlisis de control Reactivos grado analticos aplicables segn mtodo analtico, incluyendo agua destilada. 6.4. Localizacin del sitio de toma

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