Limpieza química de calderas: hacerlo correctamente

Al igual que algunas de esas pruebas que su médico siempre busca que se haga, la limpieza química de la caldera es algo en lo que la mayoría de nosotros preferiríamos no pensar, pero todos estamos de acuerdo en que es necesario. A nuestra incomodidad general con el proceso se suman las nuevas regulaciones de la Agencia de Protección Ambiental, que hacen que la eliminación de los desechos de limpieza química sea más costosa. Aquí hay una revisión de qué hacer, cuándo y algunas cosas a tener en cuenta.

Todo el mundo sabe (o debería saber) que los tubos de calderas que contienen depósitos crean problemas de fiabilidad a largo plazo para la caldera. Los depósitos aíslan el agua en los tubos del fuego, causando que la temperatura del metal aumente dramáticamente entre el depósito y el metal del tubo. El sobrecalentamiento a largo plazo del metal resultará de una operación prolongada con depósitos pesados ​​en los tubos. Los tubos primero se abultarán y luego fallarán. Debido a que los depósitos tienden a estar muy extendidos, esto generalmente significa que grandes secciones de la tubería de la caldera se dañarán y requerirán reemplazo.

Los depósitos también concentran la química del agua de la caldera y la contaminación que se acumula debajo de ellos. El aumento de la temperatura del metal causado por el depósito aumenta la tasa de corrosión causada por cualquier fosfato, cáustico o cloruro debajo del depósito. Con la excepción de la fatiga por corrosión, todos los mecanismos de falla de los tubos de calderas del lado del agua ocurren debajo de los depósitos. Deshágase de los depósitos y también detendrá las fallas de los tubos del lado del agua.

El método estándar para determinar cuándo limpiar químicamente una caldera es tomar una muestra del tubo de la caldera y medir la cantidad del depósito, una densidad de peso del depósito (DWD), y analizar la composición del depósito. Pero hay otras condiciones además del DWD que requieren que se limpie la caldera. Éstas incluyen:

■ Una o más fallas debido a un mecanismo de corrosión debajo del depósito, particularmente daño por hidrógeno. La primera prioridad debe ser evitar daños mayores eliminando los depósitos mediante una limpieza química completa.

■ Evento de contaminación mayor o múltiples eventos pequeños, particularmente fugas en el tubo del condensador. Los eventos de contaminación aumentan la cantidad de depósito en la caldera y su corrosividad. La limpieza química elimina los depósitos y la contaminación debajo de los depósitos antes de que se corroan hasta fallar.

■ Sustitución de tubería de caldera. La regla general es limpiar químicamente si está reemplazando más del 10% del área de superficie de la caldera. Esto ayuda a crear una capa uniforme de óxido en todos los tubos.

■ Un cambio importante en el combustible de la caldera o en el diseño del quemador. El cambio de combustible, como de carbón a gas, o la modificación de los quemadores puede resultar en cambios en el área de alto flujo de calor en la caldera. Al implementar un cambio tan importante, es mejor comenzar con una caldera limpia.

■ Un cambio en el régimen de tratamiento químico. Dichos cambios incluirían pasar de un tratamiento químico a otro, por ejemplo, de un tratamiento totalmente volátil a un tratamiento oxigenado (OT).

La prueba DWD estándar no solo debe proporcionar una carga de depósito, sino también un análisis de la composición química del depósito en el tubo. Este análisis químico del depósito se puede realizar de forma cuantitativa, utilizando un espectrómetro de emisión de plasma acoplado inductivamente (ICP-ES), pero se determina más comúnmente de forma semicuantitativa mediante espectroscopia de dispersión de electrones (EDS). Ocasionalmente, también se proporcionan datos de difracción de rayos X para indicar los compuestos químicos que están presentes.

Óptimamente, la muestra del tubo para DWD debe tener aproximadamente 18 pulgadas de largo y debe estar en el área de mayor flujo de calor de la caldera. Esto suele estar encima de los quemadores o en la parte inferior del arco de la nariz. La idea es encontrar el tubo de la caldera con el mayor depósito en un área de alta temperatura. No puede usar un tubo que haya fallado, porque parte o todo el depósito habrá sido eliminado por la falla.

La DWD se determina eliminando el depósito en un área cuidadosamente medida del tubo. El tubo se divide y el depósito en el lado que mira al fuego (caliente) se analiza por separado del lado que mira al aislamiento (frío). En lo que respecta a la limpieza química, el lado que cuenta es el lado caliente.

El cambio en el peso del tubo dividido por el área tocada por el agua donde se eliminó el depósito produce el resultado DWD. Esto se puede expresar en gramo/pie2 o gramo/metro2 (g/m2, SI, Sistema Internacional de Unidades). La conversión es 1 g/ft2 es igual a 10,76 g/m2.

Actualmente, el método más común de eliminación de depósitos para la prueba DWD es el granallado con perlas de vidrio (NACE TM0199-99). El otro método que se usa ocasionalmente es disolver los depósitos en un solvente, típicamente, ácido clorhídrico inhibido, HCl (ASTM D3483-83 [2005] Método de prueba B). En general, el método del solvente produce resultados de DWD ligeramente más altos en el mismo tubo, ya que se elimina una pequeña cantidad de metal con el depósito.

Al chorrear el tubo, a menudo se hará visible una capa de depósitos, como una capa de cobre. Un buen informe DWD describirá y mostrará las anomalías encontradas cuando se eliminó el depósito.

La mejor práctica es tomar una muestra de tubo de la caldera durante cada interrupción importante o al menos una cada dos años. Cada muestra debe ser de una elevación o área similar en la caldera. La comparación de los resultados de DWD de un año a otro muestra que los depósitos se acumulan en la caldera y se pueden usar para anticipar la necesidad de limpieza química, aunque la formación de depósitos rara vez es lineal. La Figura 1 presenta un cuadro con recomendaciones de limpieza química por presión de operación de la caldera.

Hay tres recomendaciones generales sobre esta figura. Si el resultado de DWD está en el área superior, se debe realizar una limpieza química tan pronto como se pueda programar. El área más baja representa un tubo relativamente limpio. El área central entre la línea verde y la roja indica que los depósitos comienzan a acumularse hasta el punto en que se debe considerar la limpieza y probablemente presupuestarla para la próxima interrupción importante o dentro de los próximos dos años. Si ese es el caso, tome otra muestra de tubo cerca de la próxima interrupción y vea si el DWD ha aumentado y está cerca o en el área de "Limpieza recomendada". De lo contrario, es posible que pueda sobrevivir durante uno o dos años más.

Aunque el flujo de calor en un generador de vapor con recuperación de calor (HRSG) es mucho menor, los problemas de circulación pueden ser mucho mayores debido a los múltiples ensamblajes y configuraciones con el tambor. Por lo tanto, la industria ha aplicado casi los mismos criterios DWD para la limpieza de un HRSG que para una unidad convencional alimentada con combustible fósil.

Como regla general, el criterio DWD para tubos HRSG es aproximadamente un 20% más alto que para una caldera convencional.

Ocasionalmente, una empresa de servicios públicos querrá tomar varias muestras de tubos y analizarlas. En estos casos, el resultado DWD que se debe usar para determinar la necesidad de limpiar químicamente es el tubo que está más fuertemente depositado. Recuerde, lo que está tratando de determinar es si hay suficiente depósito en alguna parte de la caldera para causar corrosión por debajo del depósito o sobrecalentamiento. No está tratando de determinar la cantidad promedio de depósito en toda la caldera o incluso el promedio en el área de alta temperatura. Un área aislada de daños por hidrógeno o tubos sobrecalentados es suficiente para causar una serie de apagones forzados o extender un apagón planificado y, sin duda, razón suficiente para limpiar químicamente.

Si los resultados de DWD indican la necesidad de limpiar químicamente, ahora es el momento de hacerlo. La procrastinación con la limpieza es perjudicial en varios niveles.

Lo primero y más importante es el daño causado a los tubos. Las tasas de corrosión debajo del depósito y el daño por sobrecalentamiento a largo plazo son exponenciales, no lineales. Una demora de uno o dos años en una caldera sucia puede provocar daños importantes en los tubos.

En segundo lugar, no ahorra tanto como cree. Limpiar una caldera muy sucia es significativamente más costoso que limpiar una caldera que acaba de pasar a la región de "Limpieza recomendada". Los costos adicionales en solvente (consulte la barra lateral), el tiempo para limpiar los tubos, los múltiples pasos de limpieza, los retrasos en el inicio y el manejo de cantidades excesivas de desechos de limpieza son todas las consecuencias de posponer una limpieza necesaria.

Según el solvente y el tamaño de la fuga, es posible que se pueda realizar una limpieza de todos modos. Se deberán realizar esfuerzos para contener y recolectar el solvente que se escape.

En otros casos, la fuga es tan grave que se debe terminar la limpieza y drenar el solvente para efectuar la reparación del tubo.

Tratar las fugas durante una limpieza puede ser difícil, pero la alternativa—dejar el depósito en los tubos de la caldera por uno o dos años más—garantiza que la corrosión debajo del depósito continuará. Por lo tanto, no solo ese tubo, sino también muchos de sus vecinos, eventualmente tendrán fugas durante la operación, lo que provocará cortes forzados repetidos.

Así que necesitas limpiar; ¿ahora que?

La primera decisión es con qué solvente limpiar. Hay cinco solventes de limpieza de uso común. Cada uno tiene ventajas y desventajas. Si ha estado operando una planta por un tiempo, simplemente puede usar el solvente y el procedimiento que usó la última vez. Pero vale la pena mirar para ver si esta vez, debido a la composición química del depósito, o por una variedad de razones, incluidos los costos de manejo de desechos, otro solvente podría ser más adecuado.

La limpieza de calderas que han estado usando tratamiento oxigenado puede ser un desafío particular, ya que el óxido es muy tenaz y se disuelve lentamente. Si ha estado usando OT, y esta es la primera vez que limpiará la caldera después de iniciar OT, querrá discutir el proceso con otras unidades que ya han limpiado sus unidades OT para obtener el beneficio de su experiencia.

Los solventes discutidos a continuación son principalmente para la etapa de eliminación de hierro. Otro conjunto de productos químicos se usa específicamente para eliminar el cobre en etapas de cobre separadas.

Ácido clorhídrico inhibido. El HCl inhibido todavía se usa, particularmente en calderas donde es difícil asegurar la circulación completa del solvente. Es muy eficaz para eliminar los depósitos de sílice de los tubos si se añade bifluoruro de amonio.

Definitivamente no se recomienda en calderas con antecedentes de fallas por fatiga por corrosión, ya que se ha demostrado que aumenta la tasa de fallas después de una limpieza.

Si hay algo de cobre en el depósito de la caldera, se deben tomar medidas para retirar el cobre, que de lo contrario se descascarillaría en el tubo de acero desnudo.

En el pasado, la tiourea se agregaba comúnmente al cobre complejo y todavía se usa ocasionalmente. Ha habido momentos en algunas calderas donde la tiourea ha sido inadecuada para eliminar el cobre en áreas muy localizadas de la caldera, y esto causa problemas. También puede haber ramificaciones ambientales por el uso de este producto químico al intentar deshacerse de los desechos de limpieza. Por estas razones, a menudo se recomienda una etapa separada de remoción de cobre antes o después (o ambas) de la etapa ácida, usando una variedad de solventes de remoción de cobre.

El uso de HCl puede crear problemas en calderas con muchos depósitos, ya que el ácido a menudo socava los depósitos y provoca el desprendimiento de piezas más grandes de material que pueden tapar los desagües. Eliminar el ácido cuando se acabe el tiempo es fundamental.

Ácido Hidroxiacético. El ácido hidroxiacético se usa en calderas con componentes de acero inoxidable que estarán en el camino de limpieza donde cualquier cloruro en el solvente podría crear un problema. Este solvente se usa a menudo en calderas supercríticas y de un solo paso. No elimina el cobre, pero esto no suele ser un problema en estas calderas.

EDTA. El ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) es probablemente el químico de limpieza operacional más utilizado. Para calderas de circulación forzada, el uso de EDTA diamónico es prácticamente una práctica estándar. El requerimiento de baja temperatura (180F) del EDTA diamónico más la seguridad general y la facilidad de manejo del solvente durante el proceso de limpieza son todas ventajas sustanciales. Las desventajas pueden surgir al tratar de deshacerse de los desechos de limpieza.

Para las calderas de circulación natural se sigue utilizando EDTA de tetraamonio (pH 9). La caldera debe calentarse a 275F a 300F y calentarse y enfriarse repetidamente durante el proceso de limpieza.

El EDTA tiene cierta capacidad para disolver y retener cobre en solución cuando se cambia la química del EDTA y se oxida el hierro en solución. Esto generalmente se hace al final de la etapa de hierro del proceso de limpieza con EDTA mediante la adición de oxígeno gaseoso. Si hay un exceso de cobre en los depósitos, es posible que se requiera un paso de eliminación de cobre por separado.

EDTA es el solvente más tolerante y particularmente bueno en tubos que están fuertemente depositados con óxidos de hierro, o donde los depósitos de hierro son particularmente tenaces, ya que la limpieza puede extenderse por mucho tiempo sin riesgo de dañar los tubos (a diferencia del HCl).

Ácido cítrico amoniacal. El ácido cítrico amoniacal es un solvente excelente y, a menudo, es el solvente de elección para las limpiezas previas a la puesta en marcha, donde se prevé que los depósitos sean ligeros y compuestos exclusivamente de hierro. También se puede usar en un escenario de alta temperatura (pH más alto) y baja temperatura (pH más bajo), como EDTA. Los desechos de limpieza química que contienen ácido cítrico a menudo son más fáciles de eliminar que los desechos que contienen EDTA.

Ácido fluorhídrico inhibido. El ácido fluorhídrico inhibido (HF) se usa comúnmente en Europa y en otras partes del mundo, pero rara vez en América del Norte. El estigma de su uso en los EE. UU. son los muy graves riesgos para el personal asociados con el HF concentrado. Sin embargo, cuando se diluye a las concentraciones que normalmente se usan en el proceso de limpieza, el HF no se considera más peligroso que un solvente HCl.

El HF es rápido, probablemente el solvente de limpieza más rápido, y muy efectivo para eliminar el hierro y cualquier sílice en los depósitos. El potencial de exposición al ácido concentrado se limita al momento en que el HF se diluye en preparación para agregarlo a la caldera. De esto se encarga el proveedor de limpieza química, quien conoce los riesgos y cuyo personal está debidamente protegido con equipo de protección personal mientras traslada el ácido concentrado.

La neutralización de los desechos generalmente se realiza con lechada de cal, que neutraliza el ácido y precipita el fluoruro de calcio y el hidróxido de hierro.

Hay una serie de excelentes empresas de limpieza química con personal diligente y experimentado. Asegúrese de que el proveedor que seleccione tenga experiencia en el manejo de calderas de su tamaño y configuración. Confirme también que la empresa tiene experiencia en el uso del solvente que ha seleccionado. Solicite y verifique referencias.

Ocasionalmente, las empresas de servicios que limpian calderas de paquete pequeño pujan por una caldera de servicios públicos más grande. Hay tanta diferencia entre limpiar una caldera pirotubular industrial y una gran caldera de servicios públicos como la que existe entre construir una casa y un rascacielos. El hecho de que sea un buen constructor de casas no significa que esté calificado para construir una torre de oficinas de varios pisos.

Los proveedores de limpieza también tienen experiencia en ayudarlo a seleccionar el solvente o solventes (con depósitos de cobre) que limpiarán la caldera. Deben solicitar una muestra de tubo para probar en su pequeña plataforma de limpieza (en su laboratorio) y demostrar que el programa de limpieza que ha acordado realmente hace el trabajo.

Los costos de solventes son una parte significativa del costo del trabajo de limpieza. No hay forma de predecir con precisión la cantidad de solvente que se requerirá para limpiar una caldera. Existen algunas reglas generales, pero recuerde que estas estimaciones a menudo se basan en una muestra de un solo tubo. El depósito en cualquier caldera no es uniforme de arriba a abajo o incluso de tubo a tubo, por lo que la estimación de la cantidad de depósito (y la cantidad de solvente requerida) es realmente más una suposición. El historial de limpieza anterior y los años transcurridos desde la última limpieza a menudo brindan una mejor guía que la muestra del tubo actual (o al menos debería ser un factor en la decisión de cuánto solvente traer).

Al comparar precios de varios proveedores, seleccione una cantidad y base todas las ofertas en la misma cantidad de solvente. Este es particularmente el caso con EDTA. Después de adjudicar la oferta, asegúrese de que el proveedor tenga solvente extra (50% extra es común) ya sea en el sitio o muy cerca de la planta, para que pueda usarse si es necesario. Muchas limpiezas se han retrasado horas, si no días, mientras esperaban que llegara más producto químico del proveedor.

Particularmente a medida que aumenta el tiempo entre limpiezas químicas (porque está cuidando mejor la química de la caldera, ¿verdad?), y con una rotación normal, el personal de su planta puede tener poca o ninguna experiencia con una limpieza química. Hay una serie de ingenieros consultores que se especializan u ofrecen como uno de sus servicios apoyo en el proceso de limpieza química, actuando como ingeniero del propietario y gerente del proyecto. Su ayuda puede ser invaluable para mantener abierto el canal de comunicación entre el proveedor de limpieza y su personal de operaciones, mantenimiento y administración, y para ayudar en los puntos de decisión críticos del proceso.

Hay pocas cosas más importantes para una limpieza química suave que un procedimiento de limpieza bien pensado y bien documentado. Esto requerirá tiempo y esfuerzo del personal de operación e ingeniería de la planta para personalizar y preparar un procedimiento de limpieza para cada unidad.

Los proveedores de limpieza pueden proporcionar un resumen general del proceso de limpieza, y un ingeniero consultor también puede ayudar, pero sus operadores saben dónde están las válvulas y cuáles tienen fugas y cuáles no. Habrá tres clases de válvulas: las que permanecen cerradas durante todo el proceso de limpieza, las que deben permanecer abiertas durante todo el proceso y las que deben abrirse y cerrarse, dependiendo de dónde se encuentre en el proceso de limpieza.

También hay válvulas que el proveedor de limpieza será responsable de abrir y cerrar, como las que van a los tanques de eliminación de desechos (frac) y los puntos de inyección de productos químicos. Cada válvula que entre en contacto con el solvente (o que potencialmente podría entrar en contacto con el solvente) debe pertenecer a uno de estos grupos y etiquetarse en consecuencia. Esté atento a posibles rutas de contaminación donde el solvente puede llegar a un lugar donde no fue diseñado para ir. Si una ruta de contaminación fuera muy grave, ¿se puede instalar una brida ciega? De no ser así, ¿se puede configurar un indicador para proporcionar una detección temprana de la contaminación?

Un aspecto más de decidir cuándo limpiar es la programación real: determinar si una planta debe limpiar al principio, durante o al final de una interrupción. La limpieza química en cualquier momento excepto al final de una interrupción deja los tubos vulnerables a cierta corrosión general. El paso de pasivación al final de la limpieza química generalmente no es lo suficientemente largo ni a una temperatura lo suficientemente alta como para crear una capa protectora sólida. A menudo es difícil asegurarse de que la caldera se seque realmente después de la limpieza o que pueda almacenarse correctamente en condiciones húmedas. El sobrecalentador siempre se vuelve a llenar durante la limpieza para minimizar el riesgo de contaminación. Por lo tanto, a menos que se pueda drenar y secar, esta área permanecerá húmeda hasta que la unidad se encienda lo suficiente como para secarla. Por lo tanto, la recomendación típica es realizar la limpieza química al final de una interrupción.

Calentar la caldera para limpieza química usando una caldera auxiliar o vapor de otra unidad agrega complejidad y costo a la limpieza. Por lo tanto, como regla general, es mejor esperar hasta que la unidad pueda calentarse usando sus propios quemadores o encendedores y cuando los ventiladores y la instrumentación asociada con el sistema de combustible (como los detectores de llama) funcionen correctamente y hayan sido completamente probados. Muchos servicios públicos han esperado durante días con el proveedor de limpieza química en el sitio y listos para funcionar mientras su personal intentaba encender la caldera. Por esta razón, algunas empresas de servicios públicos han decidido no programar limpiezas químicas durante un apagón; en su lugar, realizan una interrupción de fin de semana separada de la revisión para este propósito.

De manera similar, las limpiezas previas a la puesta en marcha se realizan de manera óptima lo más cerca posible del golpe de vapor, para minimizar la oportunidad de que la corrosión deshaga lo que se acaba de hacer con la limpieza.

Una vez que la caldera está a la temperatura adecuada, el proceso de limpieza real puede demorar entre 16 y 72 horas para eliminar completamente todo el hierro. Los tiempos más cortos son para los ácidos minerales (HF y HCl); los disolventes formadores de complejos como el EDTA requieren tiempos más prolongados.

Lo importante es asegurarse de que se hayan eliminado todos los depósitos durante la limpieza y que la química se haya estabilizado. Con HCl, el inhibidor que evita que el ácido ataque agresivamente la superficie del metal tiene un tiempo finito que puede proteger el metal una vez que está en la caldera. Por lo tanto, con este solvente, la solución de limpieza debe drenarse antes de que el inhibidor se descomponga, ya sea que se elimine todo el depósito o no. Esto ha sido un problema en algunas calderas que estaban muy depositadas, donde los drenajes se taparon, lo que no permitió que la caldera se drene y resultó en un ataque ácido general de los tubos.

En las calderas de circulación forzada, una pieza crítica es el flujo de agua de purga a través de los motores de las bombas de circulación de la caldera. Esta agua de purga protege los componentes del motor de los solventes, proporcionando un flujo constante hacia afuera a través de la cavidad del motor y hacia la caldera. El agua de purga debe estar en todas las bombas de circulación de la caldera (en servicio o no), siempre que haya productos químicos en la caldera. Dado que el agua de purga está diseñada para proporcionar agua a la bomba durante el funcionamiento normal, el sistema está configurado para superar la presión normal de la caldera. Estas bombas de alta presión pueden producir caudales elevados de agua de purga durante la limpieza y pueden ser difíciles de controlar. Si el flujo de agua de purga es excesivo, el nivel de la caldera aumenta constantemente hasta el punto en que se debe drenar el solvente antes de que desaparezca en la mirilla temporal. Cada galón de agua de purga diluye el solvente y genera más desechos que deberán eliminarse al final de la limpieza.

Algunas empresas de servicios públicos instalan un sistema de agua de purga separado con controladores de presión y medidores de flujo solo para la limpieza que puede proporcionar constantemente un flujo de agua de purga levemente positivo durante el proceso de limpieza. Este sistema puede amortizarse muchas veces en una sola limpieza.

Una vez que la química en la caldera indica que la caldera está limpia, el siguiente es un paso de pasivación. En el caso del HCl, la pasivación es precedida por enjuagues y neutralización de cualquier resto de ácido en la caldera. En el caso de EDTA, la pasivación ocurre después de enfriar la caldera a 160F y después de que se eleva el pH del solvente con amoníaco (para EDTA diamónico) cuando se agrega oxígeno. Esto también acompleja cualquier resto de cobre en los tubos de la caldera.

El grado en que las superficies de los tubos de la caldera están realmente pasivadas depende del solvente, el procedimiento y el tiempo y la temperatura a la que se realiza la pasivación.

Cuando finaliza la limpieza, el solvente de limpieza química se drena rápida y completamente de la unidad. Por lo general, siguen dos enjuagues de volumen total de la caldera, con enjuagues parciales además de estos en algunos casos. La conductividad se usa como indicador para ver qué tan bien se ha eliminado el solvente de la caldera. En algunos casos, el último enjuague se trata con productos químicos para elevar el pH a un rango de pH normal de la caldera, y la caldera se enciende a 180F a 200F para que pueda drenarse caliente y secarse.

Como se indicó anteriormente, de manera óptima, la caldera se encenderá tan pronto como se completen los enjuagues y se pueda restaurar la tubería normal de la caldera. Dependiendo del diseño de la caldera, puede ser difícil eliminar todos los óxidos de hierro que se liberaron durante la limpieza pero que no se disolvieron por completo. Esto puede contribuir a la aparición de muestras de "agua negra" y altos niveles de hierro en la caldera después de la limpieza. Algunas empresas de servicios públicos han utilizado dispersantes de calderas durante un tiempo para promover la suspensión y eliminación de cualquier depósito restante en la caldera a través de la purga normal del tambor.

Por lo general, habrá entre tres y cuatro volúmenes de caldera de desechos de limpieza química (BCCW), que incluye el solvente y todos los enjuagues posteriores a una limpieza química. Los desechos y enjuagues se almacenan temporalmente en tanques de fracturación ubicados en el sitio antes del inicio de la limpieza (Figura 2). Antes de que se pueda tratar este desecho, se debe caracterizar para determinar si se considera peligroso o no peligroso según la Ley de Conservación y Recuperación de Recursos (RCRA).

Los desechos de limpieza fuertemente ácidos generalmente se neutralizan cuando salen de la caldera, y luego esos desechos se combinan con pasos de neutralización y pasivación y enjuagues para producir un desecho combinado que no es característicamente peligroso para el pH. Para empezar, los otros solventes de limpieza química no son característicamente peligrosos por el pH.

La otra forma en que un BCCW puede clasificarse como un desecho peligroso es si contiene una concentración de uno de los 8 metales tóxicos RCRA. El metal principal que preocupa es el cromo. El cromo proviene de los tubos del condensador y del calentador de agua de alimentación de acero inoxidable. Esto se acumula en depósitos en la caldera. El reglamento se dirige específicamente al cromo hexavalente. Normalmente, las empresas de servicios públicos miden primero el cromo total y solo abordan el problema del cromo hexavalente si el cromo total es mayor que el límite RCRA de 5 ppm.

El EDTA solubiliza el cromo en un estado de cromo trivalente reducido (Cr III), y el oxígeno no lo oxida lo suficiente en la etapa de pasivación de la limpieza para crear una cantidad significativa de cromo hexavalente. Algunas empresas de servicios públicos han acudido a sus agencias ambientales estatales con datos analíticos que muestran que hay muy poco cromo hexavalente en su BCCW, incluso si el cromo total es superior a 5 ppm, y han buscado y recibido una exención para este desecho para que pueda ser clasificado como no peligroso.

Durante muchos años, las empresas de servicios públicos han utilizado una exención proporcionada por la Enmienda Bevill y una carta posterior de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) para agrupar BCCW con otros desechos que estaban asociados únicamente con las empresas de servicios públicos a carbón (como las cenizas volantes y las cenizas de fondo) y tratarlos como exentos de las regulaciones de residuos peligrosos. Esto permitió mezclar BCCW con cenizas volantes o cenizas de fondo y desecharlas en la pila de cenizas sin tener que determinar primero si eran característicamente peligrosas.

En mayo de 2000, la EPA tomó una determinación regulatoria que movió a BCCW de la lista de "asociados únicamente" a una lista de "no asociados únicamente", lo que significa que perdería su exención Bevill. Esta determinación fue cuestionada por grupos de usuarios como el Utility Solid Waste Activities Group y el Edison Electric Institute, y se enviaron comentarios a la EPA. La EPA no ha respondido a estos comentarios de manera formal. Sin embargo, el abogado general de la agencia ha producido documentos que claramente asumen que este cambio en la determinación de BCCW ha sido implementado. Este sigue siendo un problema abierto, y las empresas de servicios públicos deben conocer estas regulaciones al mezclar BCCW con un desecho exento de Bevill.

Las nuevas regulaciones sobre los residuos de la combustión del carbón están a la vista y pueden afectar la forma en que las empresas de servicios públicos gestionan las cenizas volantes y de fondo y cómo se gestionan los vertederos de cenizas, y esto puede cambiar la discusión sobre la mezcla de BCCW con cenizas una vez más. Es importante tener en cuenta que un BCCW no peligroso aún podría mezclarse con cenizas, al menos según las regulaciones actuales.

Durante muchos años, las empresas de servicios públicos a carbón han evaporado BCCW característicamente no peligroso (<5 ppm Cr) rociándolo directamente en la bola de fuego de una caldera a carbón en funcionamiento, generalmente a una velocidad de 30 a 50 gpm, dependiendo de la cantidad de carbón. yendo a la caldera. Esta fue la práctica con los desechos de EDTA en particular. El agua se evapora, el EDTA orgánico se consume en la bola de fuego y los metales se combinan con las cenizas volantes y de fondo que salen de la caldera. La pequeña tasa a la que se agregaba el BCCW en comparación con la alimentación de carbón no generó diferencias medibles en ninguna de las características de las cenizas volantes o de fondo ni en los gases de chimenea. Algunos incluso encontraron un ligero beneficio en las emisiones de NOx durante el tiempo que se evaporaba el BCCW. Esta práctica se ha utilizado con éxito durante muchos años en las centrales eléctricas de carbón.

Sin embargo, los cambios en la definición de un material secundario no peligroso por parte de la EPA, junto con los cambios en las definiciones de lo que constituye un incinerador de desechos sólidos industriales comerciales, esencialmente prohibirán que una caldera de servicio convencional evapore BCCW en el futuro. Estos cambios entrarán en vigencia a más tardar en 2015, pero es posible que ya estén implementados en algunos estados.

Si tanto la evaporación como la mezcla con las cenizas volantes desaparecen, será necesario considerar otras opciones para desechar correctamente los BCCW. La cantidad de BCCW generada con los drenajes y enjuagues de solventes combinados puede ser muy grande, y los costos de eliminación o tratamiento fuera del sitio podrían duplicar el costo de la limpieza. El tratamiento in situ, en particular de los desechos de EDTA, puede llevar mucho tiempo y ser costoso. En el pasado se han considerado otras formas innovadoras de recuperación y reutilización beneficiosa de estos desechos, pero nunca se han comercializado. Sin embargo, en el entorno regulatorio actual, estas opciones pueden tener más demanda a medida que las empresas de servicios públicos se esfuerzan por limpiar sus calderas mientras controlan los costos y la responsabilidad. ■

— David Daniels, es editor colaborador de POWER y científico principal sénior de M&M Engineering Associates Inc.

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