Este documento describe la tecnología de oxidación en agua supercrítica como un método para la destrucción rápida de residuos en pocos segundos. La oxidación en agua supercrítica utiliza agua a altas temperaturas y presiones que permite la oxidación completa de residuos en un reactor. Esta tecnología ofrece ventajas como alta eficiencia de eliminación de residuos, productos limpios como agua y dióxido de carbono, y ha sido aplicada comercialmente para el tratamiento de residuos industriales y lodos.

1. Una tecnología para la destrucción de residuos en pocos segundos:
OXIDACIÓN EN AGUA SUPERCRÍTICA
Clases Aplicadas
IES Alvar Núñez
4 febrero 2014
Juan Ramón Portela, Departamento de Ingeniería Química
Universidad de Cádiz

3. TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES
QUÍMICOSQUÍMICOS
Precipitación
Intercambio iónico
Oxidactión/Reducción
BIOLÓGICOSBIOLÓGICOS
Lodos activos
Reactores de película fija
Degradación anaerobia
TÉRMICOSTÉRMICOS
Oxidación en agua supercrítica
Incineración
FÍSICOSFÍSICOS
Evaporación
Adsorción
Extracción

4. RESIDUO
OXDANTE
PRESIÓN
TEMPERATURA
GASES LIMPIOS
AGUA
SOLIDOS
OXIDACIÓN EN AGUA SUPERCRÍTICAOXIDACIÓN EN AGUA SUPERCRÍTICAOXIDACIÓN EN AGUA SUPERCRÍTICAOXIDACIÓN EN AGUA SUPERCRÍTICA

5. Región
Supercrítica
374 ºC
Punto
Crítico
221 bar
Región
Gaseosa
Temperatura
Presión
Región Líquida
Región
Sólida
SCWO
DIAGRAMA DE FASES DEL AGUA

6. Vídeo del paso del agua en condiciones
supercríticas

7. OXIDACIÓN EN AGUA SUPERCRÍTICA
Solubilidad de sustancias apolares
Miscible con el oxígeno
Sin limitaciones interfaciales
Elevadas eficacias de eliminación
Productos mayoritarios CO2 y H2O

8. OXIDACIÓN EN AGUA SUPERCRÍTICA
No necesita medios de agitación
Compuestos nitrogenados  N2
No se producen NOX, SOx ni dioxinas
Heteroátomos  Ácidos, sales u óxidos
S  Sulfato; P  Fosfato
Halógenos  Haloácidos

9. Reactor
discontinuo
Equipos para oxidación de residuos
Planta
Piloto
Reactor continuo

10. PLANTA PILOTO (25 kg/h)PLANTA PILOTO (25 kg/h)
PATENTE Internacional : “System and method for the hydrothermal oxidation
of water-insoluble organic residues” PCT WO2006/061448 A1.

11. Investigación UCA
Proyecto : Eliminación de lodos
Objetivo: Optimización del proceso y aprovechamiento energético

12. Puntos clave de la Planta
- Instalada en una EDAR
- Unidades Transportables
- Alto nivel de instrumentación
- Completamente controlada y
automatizada

13. 500 ºC 475 ºC 450 ºC 425 ºC 400 ºC
6,0 s 6,5 s 7,2 s 8,4 s 11,0 s
98% 90 % 78 % 68 % 64 %
Temperatura
Tiempo reacción
Conversión
Tratamiento de residuos de aceites

14. Tratamiento de lodos con SCWO

15. Densidad
Critical Density = 0,325 g.cm-3
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 100 200 300 400 500 600
Temperatura (ºC)
Densidad
(g/ml)

16. - Comportamiento apolar  Disolvente eficaz para los compuestos orgánicos
- Constante de disociación disminuye drásticamente (medio pobre para
reacciones iónicas)
Constante Dieléctrica y producto iónico

17. Wastewater
Tank
Gas/liquid
separator
Oxygen
Heat
exchanger
Reactor
600 ºC250 bar
High
pressure
pump
400 ºC
High
pressure
compressor
Clean Water
CO2
O2
N2
Pressure
Reduction
Wastewater
Tank
Gas/liquid
separator
Oxygen
Heat
exchanger
Reactor
600 ºC250 bar
High
pressure
pump
400 ºC
High
pressure
compressor
Clean Water
CO2
O2
N2
Pressure
Reduction
Diagrama simplificado SCWO

18. INCONVENIENTES PROCESO SCWO
• Insolubilidad de
sales
Sales presentes en el residuo (o
formadas en el proceso) pueden
precipitar y atascar el reactor
SOLUCIONES
• Control de las condiciones de operación
• Configuración especial reactor
• Uso del material adecuado
Ácidos formados y medio oxidante
pueden atacar al acero• Corrosión

19. REACTOR DE PARED POROSA
Residuo + Oxidante
Efluente
Agua
600°C
400°C
Pared Porosa
Inox
Agua

20. Residuos militares
Plantas IndustrialesPlantas Industriales
General Atomics (USA)
Compró Modar, Inc., pionero en el desarrollo de la tecnología SCWO
Residuos de buques

21. Takada Chemical Industry (Japan)
Lodos urbanos (1000 kg/h)
Hanwha Chemical Corporation
(Corea)
Residuos nitrogenados
(2000 kg/h y 35000 kg/h)
Organo corporation-Ebara Corporation (Japón)
Plantas móviles para PCBs
(Tecnología licenciada de General Atomics)
Plantas IndustrialesPlantas Industriales

22. Comparativa Costes
Coste
operación
Concentración Materia Orgánica (g/L)
Oxidación
Supercrítica
Incineración
Tratamiento
Biológico
1 10 100 100010-1

23. Planta Shinko Pantec (Japón)
(1100 m3
/h)
Aqua Critox®

24. Vista de la planta Hydrodsolids

25. RELACIÓN ENTRERELACIÓN ENTRE
LA INGENIERÍA QUÍMICALA INGENIERÍA QUÍMICA
YY
LA CONFERENCIA IMPARTIDALA CONFERENCIA IMPARTIDA

26. ¿A qué se dedica la Ingeniería Química?
Diseño de procesos y productos
Concebir, calcular, analizar operaciones
Construir y poner en marcha instalaciones
Calidad, seguridad y economía en la industria
Asesoría técnica, enseñanza e investigación
Operación de procesos energéticos
Operación de tecnologías medioambientales

27. Escala Laboratorio
Escala Planta Piloto
Escala Industrial
Escalas de trabajo

28. Perfil de Ingreso recomendadoPerfil de Ingreso recomendado
Bachillerato:Bachillerato:
Ciencias yCiencias y
TecnologíasTecnologías
Matemáticas
Física
Química
Dibujo Técnico
GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICAGRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA

30. Profesión de Ingeniero QuímicoProfesión de Ingeniero Químico
Ingeniero Técnico Industrial de la esp. en Química IndustrialIngeniero Técnico Industrial de la esp. en Química Industrial
Orden CIN/351/2009: El Grado en Ingeniería Química habilita para el ejercicio de la profesión de
Ingeniero Técnico Industrial, formación de Tecnología específica en Química Industrial

31. Indicadores de Satisfacción de los alumnos con los Estudios

32. SALIDAS PROFESIONALESSALIDAS PROFESIONALES
 Industria química, farmacéutica, fabricación de plásticos, cosméticos,
pinturas, ...
 Medio Ambiente (análisis de la calidad ambiental, depuradoras de aguas
residuales, tratamientos de residuos sólidos, gases, ...)
 Industrias de alimentos (vitivinícola, conservas, leches, ...)
 Industria siderúrgica y metalúrgica, y otras derivadas de la minería
 Plantas industriales de procesos biológicos, de biotransformación y de
fabricación de productos biotecnológicos
 Refinería e Industria Petroquímica (CEPSA, Petresa, …)
 Electrónica
 Aeronáutica (CASA, AIRBUS, ...)
 Energías Renovables (Abengoa, Befesa, Gemasolar, Torresol,…)
 Astilleros (NAVANTIA), Alestis, ...
 Seguridad y salud laboral
 Docencia
 Administración (local, regional, nacional)
 ....

33. Sector donde trabajan
Un 98% ha trabajado alguna vez al terminar los estudios e
incluso mejoraron su situación laboral en los últimos 3 años.

34. Lugar de trabajo

35. http://ciencias.uca.es/

36. www.uca.es/ciencias
LOCALIZACIÓNLOCALIZACIÓN
CAMPUS PUERTO REALCAMPUS PUERTO REAL
FACULTAD DE CIENCIASFACULTAD DE CIENCIAS

37. Cuenta con un equipo de:
 215 Profesores/Investigadores
 70 Personal de Adm. y Servicios
Más de 800 estudiantes
Instalaciones acabadas de renovar
Un entorno inmejorable

38. NUEVAS INSTALACIONESNUEVAS INSTALACIONES

39. Grado en
Biotecnología
Grado en Matemáticas Grado en Química
Grado en Enología
Grado en
Ingeniería Química
EN LA FACULTAD DE CIENCIAS SE IMPARTEN:EN LA FACULTAD DE CIENCIAS SE IMPARTEN:

40. CARACTERÍSTICAS DE LAS TITULACIONESCARACTERÍSTICAS DE LAS TITULACIONES
 Titulaciones con solera o muy innovadoras.
 Muy versátiles con amplia formación básica.
 Posibilidad de abordar actividades muy variadas.
 Gran capacidad de adaptación a nuevas tecnologías.
 Atención al alumno:
 Programa de Acción Tutorial pionero en España
 Intercambio con Universidades europeas (Erasmus)
 Servicios de Deportes, Biblioteca, Préstamo ordenadores …

41. Coordinación General
Oficina de Atención
al Alumno de la Facultad
(Becarios)
ROGRAMA DE ORIENTACIÓN Y APOYO AL ESTUDIANTROGRAMA DE ORIENTACIÓN Y APOYO AL ESTUDIANT
(PROA)(PROA)
PROFESORES
TUTORES
ESTUDIANTE
TUTORIZADO

42. PRÉSTAMO DE PORTÁTILESPRÉSTAMO DE PORTÁTILES
NUEVA BIBLIOTECANUEVA BIBLIOTECA
CAMPUS DE PUERTO REALCAMPUS DE PUERTO REAL

43. INSTALACIONES DEPORTIVASINSTALACIONES DEPORTIVAS

45. LA UNIVERSIDAD TAMBIÉN ES UN LUGARLA UNIVERSIDAD TAMBIÉN ES UN LUGAR
PARA…PARA…
 La Creación de conocimiento
 La Investigación
 Este trabajo se desarrolla, por los Grupos de Investigación, en los
Departamentos
 La Labor investigadora se materializa en
○ 500 publicaciones internacionales en 5 años
○ Numerosos Proyectos con Financiación Externa
○ Premios Nacionales e Internacionales
 La Investigación de nivel promueve una mejor calidad docente
 Másteres con mención de calidad para profundizar en cualquiera de las
titulaciones

46. OS ESPERAMOS
PARA MÁS INFORMACIÓN
juanramon.portela@uca.es
COORDINADOR DEL GRADO en IQ