USO CENIZAS DE CALDERA DE BIOMASACOMO ARIDO

PAPELES NORSKE SKOG BIO BIO LIMITADA

Hernán Ruiz C.

Gerente de Calidad y Medio Ambiente

Papeles Norske Skog Bio Bio Ltda.

VI Simposio de la Industria Celulosa y Papel, CORMA,

Concepción, Noviembre 2010

Norske Skog Hoy▪ Una Compañía internacional

▪ Principal productor de Papel Periódico del mundo.

▪ La Compañía mas global: 14 plantas en 11 países.

El Mundo de Norske Skog

SkognSaugbrugsFollum

GolbeyParenco Walsum

Bruck

MNI (34%)

Sing Buri

Albury

BoyerTasman Bio Bio

Pisa

Papel para Diarios

Papel para Revistas

Norske Skog Bio Bio

▪ Producto: Papel Diarios, Directorio Telefónico y otros

papeles en base a Pulpa Mecánica

▪ Mercado: Doméstico (Principales diarios) / Exportación

(Países latinoamericanos)

▪ Producción: 126.000 ton /año

▪ Inicio Operación: 1957

▪ Propietario: Norske Skog de Noruega

▪ Ubicación: San Pedro de la Paz, Concepción

▪ Materia Prima: Pino Radiata

▪ Proceso: PGW / 2 Máquinas Papeleras

▪ Certificación: ISO 9001 /ISO 14001/OHSAS 18001/

Cadena de Custodia Certfor/ APL

Introducción

▪ Agotamiento de las energías de las fuentes fósiles

▪ Uso de la biomasa forestal como combustible para generarenergía ha registrado un fuerte aumento.

▪ La gestión de los residuos sólidos en la combustión de biomasase ha trasformado en un gran desafío.

▪ Variados estudios se ha desarrollado en la búsqueda dealternativas de uso benéfico de las cenizas.

▪ Lo que se presenta, corresponde a los resultados obtenidosde 4 años de estudios y desarrollo.

Impulsores del tema:

▪ Directrices de Norske Skog en materia ambiental – Desempeño de la Unidad de

Negocio– Mejoramiento continuo

▪ Compromisos establecidos en Acuerdo de Producción Limpia.

▪ Aspectos económicos

Mejoramiento Continuo Global: Indicador Ambiental

E-index

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

2004 2005 2006 2007 2008 2009

- Consumo de Agua

- Calidad del efluente tratado

- Emisiones Aereas (NOx)

- Residuos Sólidos a Rellenos

- Uso Energía total

Líneas de trabajo y/o investigación:

– Recuperación de terrenos agrícolas y/o forestal– Industria del Cemento– Hormigones– Carpetas de rodado asfálticas y otros– Fabricación de ladrillos– Combustible alternativo

Objetivo del Proyecto:

Desarrollar alternativas, técnica-económica ylegalmente factible para uso productivo y comercialde las cenizas generadas por calderas de biomasa.

Etapas Desarrolladas (2004-2008)

▪ Necesidad de buscar alternativas de para uso benéfico de lascenizas.

▪ Reunir información, definir las alternativas a estudiar y elaborarel Plan de actividades.

▪ Desarrollo estudio desde el punto de vista técnico, legal yeconómico de las diferentes alternativas seleccionadas

▪ Obtención de los permisos involucrados

▪ Implementar alternativas factibles.

▪ Seguimiento a los resultados

▪Desarrollo del Estudio

Caldera de Biomasa

Esquema de la Caldera de Biomasa

Tipos de Cenizas

Análisis de peligrosidad

IV. Mediciones y Resultados

• Toxicidad por lixiviación inorgánicos

Muestra Parámetros Unidades Método

LM-608 LM-609 CMP*

EPA 1311

Arsénico mg/l A.A/Gen.Hidruro <0.05 <0.05 5.0

Bario mg/l A.A. <5 <5 100.0 Cadmio mg/l A.A. <0.05 <0.05 1.0 Cromo mg/l A.A. <0.1 <0.1 5.0

Plata mg/l A.A. <0.2 <0.2 5.0 Plomo mg/l A.A. <0.2 <0.2 5.0 Mercurio mg/l A.A./Vapor Frío <0.01 <0.01 0.2

Selenio mg/l A.A./Gen.Hidruro <0.05 <0.05 1.0 CMP* : Concentración Máxima Permisible AA : Absorción Atómica AA/Gen.Hidruro : Absorción Atómica / Generación de Hidruro AA/Vapor Frío : Absorción Atómica / Vapor Frío

• Medición de corrosividad

Parámetro Unidad LM-608 LMP*

EPA 1110

Tasa de Corrosión mm/año 0.16 + 0.02 6.35 LMP*: Límite máximo permisible

� Medición de corrosividad en líquidos

Parámetro Unidad LM-609 LP*

D.S.148 Art. 17

pH s.u. 5.77 pH<2 y pH >12.5 LP*: Límite Permisible S.U :Sin unidad

• Medición de inflamabilidad

Parámetro Unidad LM-608 LM-609 LMP*

EPA 1030 Inflamabilidad Sólidos mm/s N.I N.I 2.2 N.I. : No inflamable. LMP*: Límite máximo permisible

Distribución de tamaños Cenizas de NSBB

14

27

48

80

99

100

100

% que pasa

Ceniza

Multiciclón

7540.15Nº 100

13680.30Nº 50

32780..59Nº30

56941.19Nº 16

741002.38Nº 8

861004.76Nº 4

1001009.503/8”

% que

pasa

% que pasamm.ASTM

Ceniza

Parrilla

Ceniza

Precipitador

Tamiz

14

27

48

80

99

100

100

% que pasa

Ceniza

Multiciclón

7540.15Nº 100

13680.30Nº 50

32780..59Nº30

56941.19Nº 16

741002.38Nº 8

861004.76Nº 4

1001009.503/8”

% que

pasa

% que pasamm.ASTM

Ceniza

Parrilla

Ceniza

Precipitador

Tamiz

Propiedades físicas de las Cenizas de NSBB

Propiedades físicas de las Cenizas

Cenizas

Precipitador

Cenizas

Ciclones

Cenizas

Parrilla

Densidad aparente suelta seca (kg./m3)

288 118 1366

Densidad aparente compactada seca

(kg./m3)

334 148 1463

Densidad real seca (kg./m3)

1511 946 2415

% Absorción de agua

17,05 22,30 2,23

% de Huecos compactados

80,94 87,50 44,68

Fino con lavado bajo malla 200 ASTM

84,56 30,15 3,91

Modulo de Finura

1,06 2,32 2,88

% de Humedad

56,6 20,5 1,85

Análisis Químico de las Cenizas

18.449.9---% C

1.491.68---% N

0.110.15---% Na

1.170.57---% K

0.210.15---% P

0.329.77*10-3---% Zn

2.38*10-52.81*10-5---% Se

3.91*10-49.51*10-4---% Ni

NDND---% Mo

4.14*10-4ND---% Pb

6.76*10-415.3*10-4---% Cr

1.71*10-31.45*10-3---% Cu

NDND---% Cd

NDND---% As

Ceniza PrecipitadorCeniza MulticiclonCeniza ParrillaElemento químico

18.449.9---% C

1.491.68---% N

0.110.15---% Na

1.170.57---% K

0.210.15---% P

0.329.77*10-3---% Zn

2.38*10-52.81*10-5---% Se

3.91*10-49.51*10-4---% Ni

NDND---% Mo

4.14*10-4ND---% Pb

6.76*10-415.3*10-4---% Cr

1.71*10-31.45*10-3---% Cu

NDND---% Cd

NDND---% As

Ceniza PrecipitadorCeniza MulticiclonCeniza ParrillaElemento químico

Poder calorífico de las Cenizas de NSBB

41.1

17.7

12.6

28.6

----

% retenido

49.02770Ceniza de Precipitador

5.66777Ceniza Multiciclon +18#

13.76335Ceniza Multiciclon -18+30#

91.89No combustionoCeniza Multiciclon -50#

67.73193Ceniza Multiciclon -30+50#

% CenizaPoder calorífico superior

Kcal./kg.

Ceniza

41.1

17.7

12.6

28.6

----

% retenido

49.02770Ceniza de Precipitador

5.66777Ceniza Multiciclon +18#

13.76335Ceniza Multiciclon -18+30#

91.89No combustionoCeniza Multiciclon -50#

67.73193Ceniza Multiciclon -30+50#

% CenizaPoder calorífico superior

Kcal./kg.

Ceniza

Uso de ceniza de biomasa como Energía

Recomendaciones de estudio UDT dentro del marco establecido por el APL

Cenizas de Parrilla:

▪ Dadas las características de las cenizas de parrilla generadas, éstas tienen altopotencial de ser aplicadas como áridos para la industria de los hormigonesprefabricados o en la industria del asfalto para carpetas de tráfico medio, paraambos casos se debe considerar una etapa previa de clasificación con malla decorte de 3/8”.

Cenizas de Multiciclón:

▪ Estas cenizas tienen un gran potencial de aplicación en el campo energético,previa etapa de clasificación, con un harnero con malla de paso de 50# ASTM

Cenizas de Precipitador:

▪ Estas tienen una potencial aplicación en el campo energético y teniendo presenteque se deben realizar ensayos adicionales de mediciones de abrasión. Tambiénse puede pensar en su aplicación a la industria del los ladrillos como combustiblede apoyo.

Evaluación EconómicaEstudio UDT (APL)

▪ Oferta de Cenizas de Norske Skog Bio Bio:

– Como árido: 180 ton/mes

– Como combustible:• Multiciclón: 120 ton/mes (uso interno)• Precipitador: 200 ton/mes (uso externo)

▪ Para una Inversión de US$ 163.000, evaluada en 10 años, resulta:

– VAN de US$ 512.000– TIR de 67%– Período de recuperación de 1,5 años

Uso de Cenizas de Biomasa en la Fabricación de Hormigón

Implementación alternativa uso en Hormigones Grau

▪ Implementar proceso de clasificación ycontrol del subproducto árido obtenido,almacenamiento, despacho y transporte.

▪ Establecer los acuerdos comerciales y técnicoscon Hormigones Grau

▪ Obtención de los permisos correspondientes

Implementación alternativa uso enHormigones Grau: PERMISOS

– Por parte de Norske Skog Bio Bio:

• Memoria Proceso Obtención de Subproducto Arido a partir de cenizas defondo generadas por caldera de biomasa

• Informe “Estudio Técnico- Ambiental para el Uso benéfico de Cenizas defondo generadas en la caldera de biomasa de Papeles Norske Skog Bío BíoLtda.”.

• Carta de Intenciones Prefabricados de Hormigón GRAU Región del Bío Bío

• Carta de Norske Skog Bío Bío a Conama Región del Bío Bío sobre usobenéfico de cenizas de Caldera de Biomasa

• Carta de CONAMA Región del Bio Bio, Pronunciamiento uso benéfico decenizas de Caldera de Biomasa

• Muestreo y análisis de peligrosidad de cenizas de biomasa y lodo de Pta.Tratamiento de efluentes.

• RCA 318, Califica ambientalmente el proyecto “Modificación Tratamiento deefluente de procesos de Papeles Norske Skog Bío Bío Ltda

Implementación alternativa uso en Hormigones Grau: PERMISOS

– Por parte de Hormigones Grau:

• Memoria descriptiva del proceso de obtención desubproducto “arido HR” a partir de cenizas deparrilla generadas en la caldera de biomasa

• Memoria descriptiva del proceso de fabricación deprefabricados de hormigón incorporando como áridoel subproducto generado por la caldera de biomasade la Planta Norske Skog Bio Bio.

Características de sub-producto cenizas para H.G:

Propiedad Químicas Ceniza Parrilla

Impurezas orgánicas según A.S.T.M. N.C.

Cloruros como Cl- (Kg./Kg de árido) < 10-6

Sulfatos u sulfuros como SO4= (Kg./kg de árido) 1.46*10-5

Propiedad física

Ceniza

Parrilla

Densidad aparente suelta seca (kg/m3) 1.250

Densidad real seca (Kg/m3) 2.180

Porcentaje de huecos compactados (%) 52.68

Fino con lavado bajo malla 200 A.S.T.M. 2.34

Módulo de finura 3.48

Impurezas orgánicas según A.S.T.M. N.C.

% Humedad 5.4

TAMIZCeniza

Parrilla

ASTM MM. % que

pasa

3/8” 9.50 100

Nº 4 4.76 82

Nº 8 2.38 67

Nº 16 1.19 43

Nº 30 0.59 20

Nº 50 0.30 7

Nº 100 0.15 4

Implementación alternativa uso en Hormigones Grau: OPERACION

– Actividades de preparación, clasificación y control delsub-producto cenizas se iniciaron a fines del 2007.

– Se estableció toda la logística para el despacho,transporte y recepción del sub-producto.

– Los despachos del sub-producto Cenizas a HormigonesGrau se iniciaron en Enero 2008 y se mantenido el 2009-2010

– Hemos monitoreó el desempeño del sub-producto cenizasen el cliente

Comentarios y recomendaciones finales:

� Para encontrar un uso benéfico para las cenizas es clave realizarun análisis completo de ella.

� En el período Enero 2008 a la fecha, se han despachado aHormigones Grau sobre 1100 ton.

� El cliente está conforme con el subproducto que se le ha estadoentregando.

� La empresa, NSBB, ha mejorado su indicador ambiental en loque respecta a disposición de residuos sólidos y se han logradoahorros económicos.

� Para concretar la implementación de una alternativa válida deimportante dar cabal cumplimiento a la parte legal y hacer unadecuado manejo técnico y comercial con el cliente.

� Un especial agradecimiento a las Autoridades, UDT de la UdeC y a Hormigones Grau.

MUCHAS GRACIAS