CENTRO MEXICANO PARA LA PRO DUCCIÓ N MÁS LIMPIA PRO YECTO DE PRO DUCCIÓ N MÁS LIMPIA EN EL S ECTO R QUÍMICO DE QUÍMICOS I NORGÁNICOS I NDUSTRIALES E L CENTRO MEXICANO PARA MÁS L IMPIA LA PRODUCCIÓN El Centro Mexicano para la Producción Más Limpia (CMP+L), establecido en diciembre de 1995, forma parte del Proyecto Mundial de los Centros Nacionales de Producción más Limpia de la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. El objetivo del CMP+L es facilitar la trans ferenci a de inform ación técnica y experiencias en tecnologías más limpias a los sectores industrial y gubernamental de México, a través de la incorporación de las técnicas y tecnologías más limpias a los programas de reducción y prevención de contaminación ambiental, y la realización de proyectos de producción limpia en diferentes sectores industriales del país. ¿Q UÉ ES L A PRODUCCIÓN MÁS L IMPIA? El enfoque tradicional de las evaluaciones y programas ambiental es se centra en la búsqueda del cumplimiento de las normas ambientales vigentes, ya sea por medio de mecanismos de control o de sistemas de tratamiento de efluent es industriales. La Producción Más Limpia (PML) promueve el uso eficiente de la materi a prima, agua, energía y otros recursos a través de practicas que reduzcan o eliminen la generación de contaminantes o a través de una conservación de los recursos naturales. Contrariamente a la inversión en sistemas de tratamiento tradicionales, que represent a un costo para la empres a, la inversión en Producción Más Limpia aporta utilidades adicionales para las empresas al lograr una mayor efi cienci a en los procesos productivos, reduciendo con ello los costos de tratamiento o disposición de los desechos generados y facilitando, al mismo tiempo, el cumplimiento de las normas ambientales. ANTECEDENTES DEL PROYEC TO Actualmente, la industria química de México confronta serios problemas de contaminación debidos a la cantidad, variedad y toxicidad de las emisiones, efluentes y desechos sólidos que genera. Esta situación, presente también en otros sectores industriales, es más notoria en la industria química debido a los altos niveles de producción que maneja, equivalentes a 22 millones de toneladas en 1997. Los desechos generados requieren de sistemas de tratamiento especí fi cos (generalmente, con costos de capital, operación y mantenimiento elevados), por lo que la industria se benefici ará de iniciativas y programas de PML que reduzcan los costos de operación a través de un uso más eficiente de la materia prima y del consumo de energía. Debido a las razones anteriores, el CMP+L y el Proyecto para la Prevención de la Contaminación Ambiental (EP3), -auspiciado por la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID)- diseñaron y llevaron a cabo el Proyecto de Demostración de Producción Más Limpia para la Industria Química. El objetivo principal de este proyecto fue demostrar los resultados que pueden alcanzarse con una PML y promover la PML como una estrategia que reduce la contaminación ambiental y al mismo tiempo genera utilidades adicionales a las empresas. El caso que se presenta a continuación expone los resultados obtenidos en una de las empresas participantes en el Proyecto de Demostración de Producción Más Limpia para la Industria Química. ANTECEDENTES DE LA E MPRESA Quimir, S.A. de C.V., perteneciente al Grupo Girsa, es una empresa mexicana posicionada y consolidada en el mercado de la producción y comercialización de productos derivados del fós foro, emulsiones y carbón activado. Con más de 40 años de presencia en el mercado mexicano, Quimir, S.A. de C.V. es proveedor líder en cada uno de los mercados que atiende. La calidad de sus productos y el servicio que ofrece le permiten participar en los mercados de di ferentes países, principalmente en Norteamérica, Centroamérica y Sudamérica. OPORTUNIDADES DE PRODUCCIÓN MÁS L IMPIA En la evaluación de producción más limpia que se llevó a cabo con la empresa Quimir S.A. de C.V., se detectaron las siguientes oportunidades de mejora donde se pueden aplicar medidas de PML: reducción de emisiones de VOC’s y pentóxido de fós foro; operación más efi ciente de los lavadores de gases y uso más eficiente de la energía y mejoramiento de la higiene industrial. A continuación, se presenta en detalle una de las oportunidades de mejora identificadas. FIGURA 1. DIAGRAMA DE B LOQUES DEL PROCESO DE COMBUSTIÓN Calor apr ovechado = vapor gener ado combustible Equipo generador de vapor * AIRE Mejoramiento de la Eficiencia de los Generadores de Vapor Situación Actual El vapor generado en el sistema de generación de vapor (calderas 2 y 3) se utiliza para el calentamiento de algunas de las tinas destinadas a la generación del agua caliente que se emplea en el lavado de la corrient e de gases de escape de los calcinadores 1 y 2; además, se utiliza agua a 85.5oC en el proceso de neutralización y enjuague del producto terminado en el filtro PRAYON. El combustible empleado para la generación de vapor es gas natural suministrado por PEMEX, el vapor generado es vapor saturado a 7 kg/cm2 mán y se cuenta con un sistema de recuperación de condensados que, por medio de una inyección direct a de vapor, permite alimentar el agua a las calderas a 60o C. El problema detectado en la generación del vapor es el calor perdido (tabla 1) como consecuencia de una relación aire-combustible en los quemadores superior a la que se recomienda para calderas de ese tipo, lo cual lleva a calentar gases de escape en exceso provocando pérdidas de calor. Esto se debe a una calibración inadecuada de las calderas. Recomendación Se recomienda calibrar las calderas dos veces al año, de manera que se maneje un exceso de aire no mayor al 20%. Calor perdido * oportunidades de producción limpia para la empresa Beneficios Ambientales y de Proceso La aplicación de esta recom endación de PML proporcionará beneficios ambientales y de proceso significativos, tales como: < Disminución de las emisiones de CO2 a la atmósfera en 3.2% < Disminución del consumo de combustible en 525,000 Nm3 /año Utilidades La aplicación de la recomendación de PML implica solamente gastos de calibración de los equipos generadores de vapor, que ascienden a $3,000/año por caldera, calibrando cada caldera 2 veces al año. La mayor eficiencia en el uso de la energía se traduce en ahorros netos para la empres a de $373,000/año. La Tabla 2 presenta un resumen de todas las oportunidades de mejora identifi cadas durante el desarrollo del proyecto de PML para la empresa de químicos inorgánicos industriales. La Figura 1 muestra la evaluación financiera global de las oportunidades de ahorro de energía. Tabla 1 – E VALUACIÓN T ÉCNICA DE LAS CALDERAS EQUIPO CALDERA 2 CALDERA 3 %CALOR PERDIDO 6.80 12.86 FIGURA 2 - E VALUACIÓN FINANCIERA GLOBAL DE LAS OPORTUNIDADES DE E NERGÍA USD 300,000 250,000 200,000 Inversión, USD 150,000 Utilidades netas adicionales después de impuesto 100,000 50,000 0 * (50,000) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 * flujo de caja total gen erado sobre periodo d e vida útil 12 AÑO T ABLA 2. RESUMEN DE OPORTUNIDADES DE PROCESO Y E NERGÍA DE PRODUCCIÓN MÁS L IMPIA Oportunidades de proceso Beneficios ambientales Comentarios de producción Más limpia Disminución y/o Eliminación < Eliminación de emisiones a La oxidación térmica de la corriente de los gases de escape de los Compuestos Orgánicos la atmósfera de VOC’s y de los calcinadores podría destruir el 99% de todos los compuestos orgánicos volátiles (VOC’s) contenidos en Volátiles (VOC’s) y Pentóxido pentóxido de fós foro dicha corriente. De acuerdo a las investigaciones de Fósforo de los Gases de realizadas, el costo de los equipos principales podría ser de Escape de los Calcinadores aproximadamente $ 5,000,000, con un costo total Instalación de Cubiertas en los < Tanques de Recirculación de Solución de Acido Fosfórico Reducción de emisiones de pentóxido de fós foro y VOC’s al ambiente del espacio de trabajo. Mejoramiento de la Efici encia < de los Lavadores de Gases Reducción de emisiones a la atmósfera de los VOC’s más pesados y pentóxido de fós foro incluyendo la instalación de $ 10,000,000. Los beneficios que obtendría la empresa serían la mejora de las condiciones laborales y la eliminación de emisiones a la atmósfera. Adicionalmente, se evitaría el incumplimiento de la legislación ambiental cuando en un futuro se regule la emisión de compuestos orgánicos volátiles a la atmósfera. Los tanques de recirculación de solución de ácido fosfórico de los lavadores venturi y del lavador venturi Ducon se encuentran destapados, en contacto directo con la atmósfera. La instalación de cubiertas en estos tanques permitirá reducir el olor a nivel de piso que causan las emisiones fugitivas que se desprenden de estos tanques. Estas cubiertas podrían ser instaladas a un costo aproximado de sólo $ 3,000. La reducción de las emisiones de compuestos orgánicos volátiles (VOC’s) en los gases de escape de los calcinadores se evaluó también desde un punto de vista de mejora del sistema de lavado de gases. La instalación de una etapa adicional de lavado con agua proporcionaría una mayor fuerza motriz para remover los VOC’ s más pesados y el P 2O 5. Sin embargo, su efectividad sería limitada para el resto de los VOC’s. Por lo tanto, debe realizarse un estudio de los lavadores de gases para determinar si conviene modificar el sistema. Oportunidades de Beneficios Ambientales Inv ersión Utilidades PML (pesos) netas después Eficiencia de impuesto Energética (pesos/año) Aislamiento de los < Reducción del consumo de Calcinadores gas natural: 34,506 39,450 101,961 –N m3 /año Mejoramiento de la < Reducción del consumo de Efi cienci a de los gas natural: Generadores de Vapor NA 373,356 525,643 N m3 /año < Reducción de las emisiones de CO2 de: 3.2% Eliminación de Fugas < Ahorro de energía eléctri ca: de Aire en Sistema de NA 14,227 Demanda = 4.3 kW Aire Comprimido Consumo = 37,668 kWh/año Total 34,506 256,530 Período de recuperación de inversión (años) Tasa interna de retorno % 0.81 123 NA NA NA NA 0.13 753