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Introducción
Los Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) se han convertido en un foco ambiental importante a medida que las industrias globales trabajan hacia una producción más limpia y sostenible. Estos compuestos, ampliamente presentes en procesos químicos, metalurgia, recubrimientos, impresión y muchos otros sectores industriales, representan riesgos significativos para la calidad del aire, la salud humana y la estabilidad ecológica. A medida que las regulaciones ambientales se vuelven más estrictas a nivel mundial, las industrias deben adoptar sistemas eficientes de control de COV para reducir emisiones y garantizar el cumplimiento.
Este artículo ofrece una visión detallada sobre cómo se generan los COV en los principales sectores industriales y explora las tecnologías más efectivas para su tratamiento. Desde el procesamiento químico del carbón hasta la impresión y el embalaje, comprender estos mecanismos es esencial para diseñar soluciones que sean tanto ambientalmente responsables como económicamente viables.
¿Qué son los COV?
Los compuestos orgánicos volátiles son una amplia clase de productos químicos basados en carbono con alta presión de vapor a temperatura ambiente, lo que les permite evaporarse fácilmente al aire. Los COV suelen incluir sustancias con un punto de ebullición a presión normal entre 50°C y 260°C o aquellos con una presión de vapor saturada superior a 133.32 Pa en condiciones ambientales.
Categorías comunes de COV
Según su estructura química, los COV se dividen en ocho grupos principales:
Alcanos
Hidrocarburos aromáticos
Alquenos
Hidrocarburos halogenados
Las esteras
Aldehídos
Cetonas
Otros compuestos orgánicos
Ejemplos típicos de COV
Hidrocarburos aromáticos: benceno, tolueno, xileno, estireno
Hidrocarburos de cadena: butano, componentes de la gasolina
Hidrocarburos halogenados: tetracloruro de carbono, cloroformo
Alcoholes y aldehídos: metanol, acetaldehído, acetona
Ésteres: acetato de etilo, acetato de butilo
Otros: acetonitrilo, acrilonitrilo, clorofluorocarbonos
Estos compuestos provienen de la combustión de combustibles, reacciones químicas, evaporación de disolventes y diversos procesos industriales. Debido a su alta reactividad y toxicidad, los COV requieren un control sistemático.
Principales Fuentes Industriales de Emisiones de COV
1. COV en la Industria Química del Carbón
El sector químico del carbón es uno de los contribuyentes industriales más significativos a las emisiones de COV. Los COV provienen principalmente de dos procesos:
Coquización del carbón
Gasificación del carbón para producir gas sintético
1.1 Emisiones de COV durante la coquización del carbón
La coquización implica calentar el carbón a altas temperaturas, lo que provoca que compuestos orgánicos complejos se volatilicen. Las emisiones ocurren principalmente en dos fases:
A. Etapa de carga de carbón
Cuando el carbón bruto se introduce en hornos de coque de alta temperatura, entra en contacto con superficies calientes y libera una mezcla de:
Hidrocarburos aromáticos policíclicos
Vapor de alquitrán
Gases orgánicos
Estos contaminantes contribuyen a riesgos ocupacionales y a la contaminación ambiental.
B. Área de recuperación de subproductos de la coquización
Las áreas clave incluyen la unidad de condensación, la unidad de desulfurización, la unidad de sulfato de amonio y la unidad de benceno crudo. Cada una genera perfiles diferentes de COV:
Sección de Condensación
Emisiones: amoníaco, sulfuro de hidrógeno, naftaleno, COV mixtos
Fuentes: tanques de alquitrán, tanques de agua amoniacal, tuberías, sellos de agua
Características: gas rico en humedad, alta concentración, grandes fluctuaciones
Sección de Desulfurización y Sulfato de Amonio
Emisiones: gases sulfurados, amoníaco, bajo contenido de COV
Emisiones continuas con altas concentraciones de amoníaco
Sección de Benceno Crudo
Emisiones: benceno, tolueno, xileno
Volumen de gas pequeño pero concentración muy alta
Área de Tratamiento de Aguas Residuales
Emisiones: benceno, fenoles, sulfuros, compuestos orgánicos nitrogenados
Proviene de tanques de equalización, tanques de accidente, tanques anaeróbicos, tratamiento de lodos
Esta combinación hace que el tratamiento sea difícil debido a su composición compleja.
1.2 Compuestos Orgánicos Volátiles en la Gasificación del Carbón y Producción de Gas Natural
Las plantas de gasificación del carbón producen gases residuales cargados con COV durante:
Lavado de metanol a baja temperatura
Tanques de almacenamiento de gas/líquido (pérdidas por respiración)
Tratamiento de aguas residuales
Unidades de almacenamiento de aceite
A. Gas Residual del Lavado de Metanol a Baja Temperatura
Esta corriente incluye:
Metano
Etileno, etano
Propano, propileno
Vapor de metanol
Es difícil de reutilizar y normalmente se trata con RTO (Oxidador Térmico Regenerativo) para incineración completa.
¿Por qué RTO en lugar de RCO?
Los catalizadores RCO son vulnerables al envenenamiento por azufre y tienen una regeneración limitada, lo que hace que el RTO sea más robusto para aplicaciones en la industria química del carbón.
B. Pérdidas por respiración de tanques de almacenamiento
Los tanques de almacenamiento de gas/líquido liberan vapores que contienen compuestos de azufre, amoníaco y COV durante los cambios de temperatura y presión. Estos gases también requieren oxidación térmica.
C. COV del tratamiento de aguas residuales
Estas emisiones surgen principalmente de:
Tratamiento preliminar (separación de aceites, equalización, acidificación)
Tanques de aireación
Salas de deshidratación de lodos
Las concentraciones varían enormemente, y el contenido de humedad es alto.