Combustilbe Alternativo RDF

Resumen Ejecutivo

En Chile, existe una gran demanda de cemento que va en aumento, la que se cubre principalmente gracias a la producción nacional de 3 empresas: Cementos Melón, Cementos Biobío y Polpaico. Estas empresas, que suman una capacidad productiva de 8,35 millones de toneladas, produjeron en 2012 alrededor de 5.044 miles de toneladas de cemento..

Para la producción de cemento se requiere gran cantidad de energía, demandándose 18,27 TJ al 2012 de energía en el proceso de producción de clínker en las industrias nacionales.

Para suplir el consumo se utiliza principalmente electricidad y combustibles, siendo los más utilizados:

Carbón del tipo bituminoso térmico, que cubre más del 60% de la demanda energética.

Coque de petróleo, que cubre alrededor del 13% de la demanda.

Combustibles de sustitución.

Este proyecto busca analizar la factibilidad de desarrollar un Combustible Alternativo a partir de Residuos Sólidos Domiciliarios (o Municipales), llamado RDF, manteniendo las condiciones de calidad requeridas por la industria y las normativas ambientales, además de colaborar con el proceso de reciclaje.

La planta se establecerá en la comuna de Tiltil, Región Metropolitana, en el kilómetro 63 de la ruta 5 Norte, a 3 [km] del Relleno Sanitario Loma los Colorados de la empresa KDM S.A. Esto implica una gran reducción en los costos de obtención de materias primas. Con la misma empresa se negoció un contracto en el cual obtenemos los RSM y entregamos una menor fracción (cerca del 65% de lo recibido), obteniendo ellos un beneficio considerable en la duración de su Relleno Sanitario.

El proceso de elaboración de RDF contempla procesos de separación física; específicamente en la planta diseñada se cuenta con 14 abrebolsas, 2 separadores magnéticos, 2 Trommel, 1 triturador de martillo, 1 NIR y una cinta de recuperación de materiales operada por 15 personas por turno.

El diseño del Trommel 1 arrojó un diámetro de 4 [m] y un largo de 9,4 [m], con un ángulo de inclinación de 7º. La cotización de este equipo se estimó en 78.344.273 millones de pesos y está elaborado de acero inoxidable A-36. El diseño del Trommel 2 arrojó un diámetro de 2,8 [m] y un largo de 4,5 [m], con un ángulo de inclinación de 4º. La cotización de este equipo se estimó en 69.922.828 millones de pesos y está elaborado de acero inoxidable A-36. Ambas cotizaciones se realizaron en la empresa ISAAC Mantención Industrial en la ciudad de Concepción y el tiempo de fabricación es de 2 meses.

La planta puede generar un RDF con un PCI de 11831 [MJ/ton] y recupera finalmente el 11,21 % de los RSM alimentados, esto en contraste con el 14,40 % teórico.

El costo energético de operación de la planta se estimó en 34,5 [kWh/ton] de RSM tratado. El costo de inversión se estimó en 1,48 millones de dólares.

Con un horizonte de evaluación de 15 años, la evaluación económica en tres escenarios distintos, Flujo de Caja Puro, con Financiamiento y con venta de Reciclables arrojó los siguientes indicadores de rentabilidad positivos para los tres escenarios si la distancia máxima de 30 [km] del Relleno Sanitario y un precio mínimo de venta de 30 [USD/ton]. El TIR para las condiciones estándar fue de 60% para el proyecto Puro y de 76% para el proyecto con financiamiento, teniendo además un PayBack de 4 y 5 años respectivamente.

Además se analizó el escenario de venta de los reciclables, mostrando ser este negocio en sí mismo una gran opción, capaz de sustentar grandes sobre costos y alejamiento del Relleno Sanitario; siempre y cuando se venda la totalidad de los reciclables recuperados.

Índice

Contenido

Resumen Ejecutivo 1

Índice 3

Índice de Figuras 7

Índice de Tablas 8

Capítulo 1 - Tecnología de la producción del producto y materias primas utilizadas 1

1.1 Propiedades del Producto. 1

1.2 Método de Producción. 6

1.3 Los principales proveedores de materias primas y volumen de sus suministros. 9

Capítulo 2 - Producción en el Mercado Objetivo 13

2.1 Calidad del Producto. 13

2.2 Volumen de Producción de producto en el mercado objetivo y los principales productores. 14

Capítulo 3 - Exportación e Importación del Producto y Sustitutos 16

3.1 Volúmenes de Exportación e Importación del Producto en el mercado objetivo en los últimos cinco años. 16

3.2 Tendencia de las exportaciones e importaciones 18

Capítulo 4 - Estudio de los precios del Producto 21

Estudio de los precios del Producto. 21

Capítulo 5 - Consumo del Producto 22

5.1 Equilibrio de la Oferta y la demanda del Producto. 22

5.1 Los principales usos del Producto 23

Capítulo 6 – Proyección del consumo y Producción del Producto 24

Capítulo 7 - Descripción del Proceso 26

7.1 Recepción y Alimentación a la Planta 26

7.2 Abrebolsas 26

7.3 Trommel 1 26

7.4 Separador Magnético 1 27

7.5 Separación Manual 27

7.6 Separador Magnético 2 27

7.7 Triturador de Martillo 27

7.8 NIR (Near InfraRed) 27

1.9 Trommel 2 27

Capítulo 8 - Balances 34

8.1.1 Balance de Masa General al año 2030 34

8.1.2 Balance de Masa General al año 2023 36

8.2 Balance de Masa por equipo 37

8.2.1 Trommel 1 37

8.2.2 Separador Magnético 1 17

8.2.3 Separación Manual 18

8.2.4 Separador Magnético 2 20

8.2.4 Triturador de Martillo 21

8.2.4 NIR (Near InfraRed) 22

8.2.5 Trommel 2 23

Capítulo 9 - Listado de Equipos 42

Capítulo 10 - Diseño del Equipo Principal 43

10.1 Marco Teórico 43

10.2 Diseño del equipo 45

Capítulo 11 - Especificaciones de otros equipos 47

11.1 Abrebolsas 47

11.2 Separadores Magnéticos 47

11.3 Cinta de Separación Manual 48

11.4 Trituradora 49

11.5 NIR (Near InfraRed) 51

Capítulo 12 - Balance de masa y Energía de los equipos 52

Capítulo 13 - Aspectos Ambientales 53

13.1 Ingreso al Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA) 53

13.2 Normativa Aplicable 54

Capítulo 14 - Ubicación de la Planta, Terreno y Layout. 55

14.1 Ubicación de la Planta 55

14.2 Materiales de Construcción 56

14.3 Layout 57

Capítulo 15 - Logística de Producto y Materias Primas 59

15.1 Materia Prima 59

15.2 Producto (RDF) 59

Capítulo 16 - Estimación de costos de Inversión 60

Capítulo 17 – Bases de la Evaluación Económica 61

17.1 Mercado Global, Objetivo, % de Participación, Proyección de Producción. 61

17.2 Precios y su Proyección 62

17.3 Precios de Insumos y Servicios y su Proyección. 63

17.4 Moneda Seleccionada para la evaluación 64

17.5 Vida útil del Proyecto 65

17.6 Criterios de Depreciación 65

17.7 Listado de Inversiones 66

17.8 Detalles de los Costos 69

Capítulo 18 – Evaluación Económica 70

18.1 Criterios de Evaluación Económica del Proyecto 70

• Tasa de Descuento (td) 70

• Financiamiento 72

• Año de puesta en operación del proyecto 72

• Valor Actual Neto (VAN) 72

• Tasa Interna de Retorno (TIR) 72

• PayBack 73

18.2 Flujo de Caja 73

Capítulo 19 – Recomendaciones de Inversión 87

Bibliografía 88

ANEXO 1: Poder Calorífico Inferior de distintos combustibles. 89

ANEXO 2: Tipos de Combustibles Alternativos posibles de usar. 90

ANEXO 3: Datos históricos y proyecciones RSM. 90

ANEXO 4: Composición RSM. 91

ANEXO 5 – Cotizaciones del equipo principal 92

ANEXO 6 – Proyecciones de consumo de Combustible Alternativo Sólido 94

Anexo 7 – Carta Gantt del Proyecto 96

Anexo 8 – Remuneraciones personal 96

Anexo 9 - Costos Camión 98

Índice de Figuras

Figura 1 – Pirámide de Jerarquías 2

Figura 2 – Lista de elementos no adecuados para co-procesar. 2

Figura 3 – Pirámide de Jerarquía de gestión de residuos. 7

Figura 4 – Diagrama producción de combustible Alternativo Solido 8

Figura 5 – Esquema de planta y preparación de combustible alternativo. 9

Figura 6 – Diagrama de flujo proceso al interior del Horno 17

Figura 7 – PFD Proceso Elaboración Combustible Alternativo Sólido 27

Figura 8 – Distribución de Tamaño de Partícula luego del paso por Triturador de Martillo. 21

Figura 9 – Especificación del Trommel. 43

Figura 10 – Distribución de Tamaño de Partícula en RSM. 44

Figura 11 – Separador Magnético de Cinta. 48

Figura 12 – Eficiencia del Separador Magnético de Cinta. 48

Figura 13 – Esquema del Triturador de Martillo. 49

Figura 14 – Calculo de energía consumida por el Triturador de Martillo. 50

Figura 15 – Espectro de lectura del sensor NIR. 51

Figura 16 – Longitud de onda de compuestos clorados. 51

Figura 17 – Ubicación de la Planta. 55

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