ES2212351T3 - Metodo y dispositivo para al depuracion de aguas residuales. - Google Patents
Metodo y dispositivo para al depuracion de aguas residuales.Info
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Abstract
Procedimiento para el tratamiento de aguas residuales en el cual el agua residual posiblemente precalentada se introduce en un gas de arrastre que fluye formando una mezcla de gas de arrastre/agua residual, y en dicho proceso la mezcla de gas de arrastre/agua residual se hace pasar a través de una parte del vaporizador(14) de una sección de intercambio térmico (W2A, W2B) y allí se somete a calor con evaporación de agua y componentes volátiles y luego se divide en una corriente de gas (tubería 22) y una corriente de líquido-sólidos (tubería 50), estando formada la corriente de gas por una mezcla de gas de arrastre/vapor, y estando formada la corriente de líquido/sólidos por un concentrado acuoso, en el cual la mezcla de gas de arrastre/vapor se comprime con un aumento de temperatura y pasa a través de una parte del condensador (26) de la sección de intercambio de calor con condensación del agua presente en la mezcla de gas de arrastre/vapor con liberación de calor en la parte del vaporizador(14), en la cual el gas de arrastre se separa luego del condensado y recircula en parte hasta el circuito de purificación, y en el cual el concentrado acuoso se expande a presión ambiente, que se caracteriza por que el vapor de agua liberado del concentrado acuoso se recoge como unos vapores, se comprime al calentar, y al desprender calor y liberar más vapor de agua del concentrado, es adelantado por éste de un modo termo conductor y condensa con la formación de un condensado de vapor, y se caracteriza por que el vapor condensado recircula de vuelta a la mezcla de gas de arrastre/vapor sobrecalentadas y se mezcla con ésta.
Description
Método y dispositivo para la depuración de aguas
residuales.
La invención hace referencia a un procedimiento
para la depuración de aguas residuales mediante la mezcla y
evaporación del agua que va a ser purificada en una corriente de gas
de arrastre aprovechando el calor de la mezcla de gas de
arrastre-vapor de agua comprimido que fluye
purificado para calentar la mezcla de gas de
arrastre-mezcla de aguas residuales y separar el
residuo formado por el sobrecalentamiento del vapor de agua. La
invención se refiere además a un dispositivo para llevar a cabo este
procedimiento.
En un método conocido de este tipo
(EP-B 0 142 018), en el cual se emplea un gas de
arrastre inerte que no reacciona con la materia contenida en las
aguas residuales, debe conseguirse que las sustancias no
evaporables, contenidas en las aguas residuales, sean recuperables
directamente como fase no volátil, sin existencia de lodo o una
fracción de residuos líquidos altamente salina, de manera que el
grado de pureza del vapor extraído pueda ajustarse al grado de
pureza del agua destilada. Se ha demostrado que sobre todo en una
carga de las aguas residuales con sustancias orgánicas, que en
particular contengan aceite, se llega a incrustaciones en el lado
del vaporizador del intercambiador de calor, que requieren una
limpieza frecuente del intercambiador de calor. Esto sirve sobre
todo cuando en lugar de gas de arrastre inerte se emplea aire como
el oxígeno, cuya proporción en oxígeno, a unas temperaturas que se
dan en el circuito de depuración, conduce a reacciones químicas que
forman lodo con las sustancias orgánicas. El lodo de origen orgánico
es pegajoso y da lugar a incrustaciones en zonas de separación como
en las zonas de intercambio de calor. Esto sirve sobre todo cuando
el residuo originado debe ser evacuado con una humedad residual
inferior al 50%.
Además, se sabe que en un procedimiento y con un
dispositivo para la obtención de agua pura a partir de aguas
residuales, preferiblemente de agua del mar (EP-A 0
383 838), que el agua residual se transporta y se calienta en una
corriente de gas de arrastre. Las partículas de materia sólida se
separan de la mezcla de gas de arrastre /vapor de agua como un
concentrado acuoso, mientras que la mezcla purificada de gas de
arrastre /vapor de agua es condensada.
Partiendo de todo ello, la invención tiene el
cometido de desarrollar un método para la purificación de aguas
residuales del tipo mencionado al principio, que garantice, incluso
para una carga orgánica e inorgánica elevada del agua residual, un
servicio óptimo en cuanto al aspecto energético y ambiental. Otro
cometido consistirá en indicar un dispositivo para llevar a cabo
este método conforme a la invención.
Para resolver este cometido se han propuesto las
combinaciones de propiedades que se mencionan en las
reivindicaciones 1 y 12. Las configuraciones o modelos preferidos de
la invención se deducen de las reivindicaciones
correspondientes.
El proceso de purificación de aguas residuales
conforme a la invención prevé lo siguiente:
- -
- que las aguas residuales previamente calentadas sean transportadas en una corriente de gas de arrastre formando una mezcla finamente triturada de gas de arrastre-agua residual,
- -
- que la mezcla de gas de arrastre-agua residual sea conducida a través de una pieza del vaporizador de un intercambiador de calor y allí sea impulsada por el calor al evaporar el agua y los componentes volátiles
- -
- y seguidamente se distribuya en un separador en una fase de gas que contiene una mezcla de gas de arrastre-vapor y una fase de líquido /materia sólida que contiene un concentrado acuoso,
- -
- que la mezcla de gas de arrastre-vapor se comprima bajo un incremento de temperatura y sea conducida a través de una parte del condensador de la sección de intercambio térmico por condensación del agua que allí se encuentra y por la cesión de calor a la parte del vaporizador,
- -
- que el gas de arrastre se separe del condensado y al menos parcialmente vuelva al circuito de depuración para la toma de más aguas residuales,
- -
- que el concentrado acuoso sea expandido a una presión ambiente
- -
- y que el vapor de agua liberado por el concentrado sea recogido como vapor, se comprima por calentamiento y se condense por la cesión de calor y liberación de más vapor de agua del concentrado,
- -
- y que el condensado de este vapor vuelva a la mezcla de gas de arrastre-vapor sobrecalentada y se mezcle con ésta.
Para la optimización del circuito de purificación
desde el punto de vista energético resulta preferible que los
vapores que se separan del concentrado, sean calentados
adicionalmente mediante un intercambio térmico a una temperatura
elevada a través de la mezcla de gas de
arrastre-vapor sobrecalentada.
El propio espesamiento o concentración y secado
del concentrado que se origina en la purificación de aguas
residuales se produce en un residuo con un contenido en agua
inferior al 50% según la invención, es decir, en un proceso de
vaporización posterior, por la compresión de los vapores y
aprovechando el calor del proceso existente en una mezcla de gas de
arrastre-vapor de agua sobrecalentada. La
circulación de los vapores puede regularse de manera que en la
mezcla del condensado del vapor con la mezcla del gas de
arrastre-vapor sobrecalentada se produzca un
descenso de la temperatura de saturación, lo que es óptimo para el
paso del calor a lo largo de la sección de intercambio térmico. El
espesamiento o la concentración en la sección del vaporizador
preferiblemente autopurificable tiene además la ventaja de que a lo
largo de la sección de intercambio térmico en la marcha de la pieza
del vaporizador existe todavía una proporción de líquido
relativamente alta, que actúa contra una incrustación en la
superficie del intercambiador térmico. De este modo, la frecuencia
de mantenimiento del intercambiador térmico se reduce
considerablemente. Se ha comprobado que resulta preferible que a lo
largo de la sección del intercambiador térmico se evapore como
máximo un 80% hasta un 90% del contenido en agua de la mezcla de gas
de arrastre-agua residual.
Otra mejoría a este respecto puede conseguirse si
la sección del intercambiador térmico como tal, se divide en dos
subsecciones, donde a lo largo de una primera subsección se evapora
un 30% hasta un 60% y a lo largo de una segunda subsección otro 10%
hasta 30% del contenido de agua de la mezcla de gas de
arrastre-agua residual. Se consigue de este modo,
que puedan aparecer incrustaciones en la segunda subsección, que
posteriormente se deberán eliminar.
El proceso conforme a la invención es
especialmente adecuado para la purificación de aguas residuales con
una carga orgánica elevada. El gas de arrastre contiene en este caso
oxígeno y /u otro medio de oxidación. Las sustancias orgánicas de
las aguas residuales se oxidan parcialmente debido al gas de
arrastre en el caso de temperaturas del proceso relativamente altas
y /o son hidrolizadas y pasan a una forma filtrable. Resulta de
especial importancia el que el proceso pueda transcurrir de manera
que manteniendo una proporción suficiente de líquido a lo largo de
la sección del intercambiador térmico, el propio espesamiento se
produzca en la zona de evaporación conectada y de este modo se
eviten las incrustaciones en el intercambiador térmico.
Otra configuración preferida de la invención
prevé que la mezcla de gas de arrastre-vapor en una
parte del condensador de la sección del intercambiador térmico se
enfríe por condensación de la proporción de agua a una temperatura
inferior a 100ºC y que el condensado se separe del gas de arrastre y
se enfríe con un precalentamiento de las aguas residuales. Para
mejorar el grado de pureza del condensado, se ha propuesto según una
configuración preferida de la invención, que el condensado separado
del gas de arrastre se atomice al liberar los componentes volátiles
y que los componentes volátiles liberados sean recogidos y se
descarguen en un baño de agua o de líquido frío quedando retenidos
los componentes solubles en el aire ambiente. Para mejorar el
transporte de los componentes volátiles, resulta preferible que una
parte del gas de arrastre separado del condensado se mezcle, si
fuera preciso mezclando el gas fresco bajo una presión con el
condensado para su enfriamiento y para el transporte de los
componentes volátiles. Además, la parte predominante del gas de
arrastre separado del condensado volverá a la alimentación de la
sección del intercambiador térmico por el lado del vaporizador,
posiblemente mezclada con el gas fresco.
Para realizar el proceso conforme a la invención
se ha previsto un dispositivo para la depuración de aguas residuales
que presenta las características siguientes:
- -
- un intercambiador térmico con una parte de vaporizador y una parte de condensador acoplada a este térmicamente,
- -
- cuya parte de vaporizador está conectada por el lado de la alimentación a una mezcla finamente dividida de gas de arrastre y agua residual, capaz de ser impulsada bajo presión, y por el lado de la marcha separador de concentrado que tiene una salida de gas y una salida de concentrado,
- -
- y cuya parte de condensador está conectada por el lado de la alimentación con una mezcla de gas de arrastre-vapor sobrecalentada a través de una tubería que contiene un compresor conectado a la salida de gas del separador de concentrado, y por el lado de la marcha a un separador de condensado que tiene una salida de gas y una salida de condensado,
- -
- de manera que la salida de gas del separador del condensado vuelve al menos parcialmente a la alimentación de la parte del vaporizador del intercambiador térmico,
- -
- y donde el separador de concentrado con su salida de concentrado está conectado a un dispositivo de evaporación,
- -
- y presenta una zona del vaporizador con una salida de residuos a presión ambiente así como una tubería de vapores conectada a una salida de vapores de la zona del vaporizador, que contiene un compresor de vapor, a lo largo de una sección de condensación que atraviesa la zona del vaporizador y conectada a una salida de condensado de vapor e intercalada una bomba en la tubería de la mezcla de gas de arrastre-vapor.
En el dispositivo vaporizador conectado conforme
a la invención con una compresión de vapores, se expande el
concentrado procedente del separador de concentrado a presión
atmosférica y se deshidrata térmicamente hasta una humedad residual
del 50% como máximo. De este modo, el intercambiador térmico se
descarga de las sustancias gruesas depositadas, que podrían llevar a
una incrustación, de manera que el dispositivo vaporizador se
configura autopurificable, y presenta por ejemplo un vaporizador de
capa fina o bien un vaporizador de tornillo hueco.
Se puede conseguir otra mejoría a este respecto
si el intercambiador térmico presenta dos unidades de intercambio
térmico accesibles por separado para fines de mantenimiento,
dispuestas una tras otra por el lado del vaporizador y del
condensador. El intercambiador térmico o las unidades de intercambio
térmico se han configurado por tanto como un intercambiador térmico
de placas. La salida del condensado de la tubería de vapores puede
conectarse a la tubería de la mezcla de gas de
arrastre-vapor antes de la alimentación del
condensador del intercambiador térmico. Básicamente es posible
conectar la salida del condensado de la tubería de vapores a la
tubería de la mezcla de gas de arrastre-vapor,
incluso en la zona entre ambas unidades de intercambio térmico.
Para poder aprovechar mejor el calor del proceso,
se ha propuesto conforme a una configuración preferida de la
invención, que la tubería del vapor presente una sección de
sobrecalentamiento que esté en intercambio térmico con una sección
de transmisión de calor de la tubería de mezcla de gas de
arrastre-vapor derivada del separador de
concentrado. La sección de transmisión de calor de la tubería de la
mezcla de gas de arrastre-vapor se dispone
convenientemente en la dirección de la corriente bajo el compresor
de la mezcla de gas de arrastre-vapor, mientras que
la sección de sobrecalentamiento de la tubería de vapor se dispone
en la dirección de la corriente bajo el compresor de vapor.
Sobre todo para el proceso de ida es preferible
que en la tubería de la mezcla de gas de
arrastre-vapor se coloque un dispositivo calentador
o bien un inyector de vapor en la dirección de la corriente bajo el
compresor de la mezcla del gas de
arrastre-vapor.
Una configuración preferida del dispositivo de
purificación de agua residual conforme a la invención prevé que el
separador del condensado esté conectado a una salida de condensado
en una tobera pulverizadora colocada en un recipiente de recogida
del condensado expandido, y que el recipiente de recogida presente
una salida de gas que conduzca a un filtro de gas, así como una
salida de condensado. El filtro de gas puede tener un recipiente
para líquido que contendrá el agua preferiblemente refrigerada, que
a su vez tendrá un tubo de gas sumergido en el líquido en conexión
con la salida de gas del recipiente de recogida, y una salida de gas
que comunique con el aire del exterior. Para poder expulsar mejor
los constituyentes volátiles del condensado reunidos en un
recipiente de recogida a través de la tobera pulverizadora, el
recipiente de recogida puede impulsarse por sobrecarga con gas
fresco o gas de arrastre derivado del separador del condensado. El
calor que se encuentra en el condensado recogido en el recipiente de
recogida podrá ser aprovechado para el calentamiento previo del agua
residual que se va a purificar, si a la salida del condensado del
recipiente de recogida se conecta una tubería de condensado que
pasará a través de un precalentador para el agua residual. En caso
de necesidad, el condensado podrá ser conducido por dentro del
recipiente de recogida a través de un lecho de filtro adecuado para
la separación de las impurezas residuales.
A continuación, se aclara la invención con ayuda
de un dibujo.
La instalación de purificación de agua residual
representada en el esquema engloba un recipiente de agua residual
B_{1}, del cual el agua residual pasa por una bomba P_{1} para
su calentamiento previo a través de un intercambiador térmico
W_{1}, y luego se dirige a un punto de mezcla en la alimentación
12 del intercambiador térmico W_{2A}. En el punto de mezcla, el
agua residual se mezcla con el gas de arrastre que se compone
preferiblemente de aire, que llega a la tubería 13, y a lo largo de
la parte del vaporizador 14 que procede de dos unidades W_{2A} y
W_{2B} del intercambiador térmico, absorbe calor para la
evaporación del contenido en agua. En la salida 15 de la parte del
vaporizador 14, tras el ajuste de condiciones, se tiene una mezcla
de gas de arrastre, vapor y gotitas, donde las gotitas contienen
sustancias solubles o dispersadas en el agua residual. De la salida
15 la mezcla pasa por la tubería 16 al separador de concentrado
F_{2}, que tiene una salida de gas 18 y una salida de concentrado
20. En el separador de concentrado F_{2} quedan retenidas las
gotitas de la corriente de materia que entra y se forma el
concentrado, que según la composición del agua residual se presenta
en forma de cieno o como papilla de cristales, y pasa por la salida
de concentrado 20.
Por la salida de gas 18 sale la mezcla de gas de
arrastre-vapor purificada y se comprime en el
compresor K_{2} mediante un incremento de temperatura. Pasa por la
tubería 22 hacia la alimentación 24 de la parte del condensador 26
del intercambiador térmico W_{2B}, W_{2A} y se enfría al
circular por la parte del condensador 26 por condensación del
contenido en agua y la liberación de calor a la parte del
vaporizador 11 a una temperatura inferior a 100ºC en el paso 28 de
la parte del condensador 26. Desde allí, la mezcla pasa por la
tubería 30 hacia el separador del condensador F_{1}, que presenta
una salida de gas 32 y una salida del condensado 34. En el separador
del condensado F_{1} el condensado se separa de la corriente de
materia que entra y pasa por la salida de condensado 34 a la tubería
36, mientras que el gas de arrastre separado del condensado que sale
por la salida de gas 32, es estimulado de vuelta al punto de mezcla
10 a través de la válvula V_{1}. Con la válvula de mariposa
V_{1} puede regularse además el compresor K_{2}. Para
complementar el gas de arrastre que pasa al circuito, éste es
alimentado a través del compresor K_{1} por aire fresco como gas
de arrastre.
El condensado liberado en la salida de condensado
34 a una elevada presión, es conducido en el ejemplo de
configuración visualizado, por la tubería 28 a un recipiente de
recogida A diseñado como un aparato de "stripping", y allí es
atomizado a través de una tobera pulverizadora 38. Los componentes
volátiles liberados serán conducidos a través de una tubería de gas
40 con la válvula V_{4} a través del agua 42 refrigerada al
recipiente de líquido B_{2}. Allí los componentes solubles en agua
se disolverán, mientras que el gas residual será liberado por la
tubería de salida 46 al aire ambiente. El condensado 47 que quede en
el aparato de stripping al atomizar se recogerá y se conducirá al
intercambiador térmico W_{1} a través de un filtro de oxidación
48, en el cual el calor todavía existente será transferido al agua
residual que se va a purificar. El condensado existente en el
intercambiador térmico W_{1} (flecha 49) puede ser conducido a
otra canalización o puede ser recogido como agua pura para su
posterior utilización.
Para poder expulsar mejor los componentes de
condensado volátiles recogidos por la tobera pulverizadora 38 en un
aparato de Stripping, el recipiente A puede ser impulsado a través
de la válvula V_{2} y la tubería 52 con el gas de arrastre por
detrás del separador del condensado o bien a través de la válvula
V_{3} y la tubería 64 con gas fresco.
El separador del concentrado F_{2} está
conectado a un vaporizador con su salida de concentrado 20 a través
de la tubería 50, en el cual el concentrado se seca hasta una
humedad residual del 50% como residuo y es conducido hacia fuera a
través de la salida de residuos 52 situada a presión ambiente. En la
zona superior del vaporizador W_{2C} se ha conectado una tubería
de vapor 56 a una salida de vapor 54, en la cual se ha dispuesto un
compresor de vapor K_{3} y está atravesada por un intercambiador
de calor W_{3}. En un intercambiador de calor W_{3} tiene lugar
un intercambio térmico con la mezcla de gas de
arrastre-vapor sobrecalentada transportada en la
tubería 22. Por detrás del intercambiador térmico W_{3} se hace
pasar la tubería de vapor 56, que conduce el calor por el interior
del vaporizador W_{2C}. En esta sección, el vapor sobrecalentado
condensa el concentrado que se encuentra dentro del vaporizador al
liberar calor. El condensado de vapor que llega a la salida 58 se
mezcla con la mezcla de gas de arrastre-vapor a
través de la bomba P_{2} dispuesta en el ramal de tubería 60 de la
tubería de vapor, a través de la válvula V_{5} ó V_{6}. Un
aprovechamiento energético óptimo se consigue con la válvula V_{6}
abierta y la válvula V_{5} cerrada, cuando por medio de la mezcla
del condensado de vapor la temperatura de la mezcla de gas de
arrastre-vapor en las condiciones de presión
indicadas se enfría a una temperatura de saturación en la
alimentación 24 por el lado del condensador. En la tubería 22 de la
mezcla de gas de arrastre-vapor puede colocarse un
calentador E por detrás del compresor K_{2}, de forma adicional,
en la dirección de la corriente. El calentador E, que puede ser
sustituido por un inyector de vapor, sirve además para acelerar el
funcionamiento de la instalación. En un estado de funcionamiento
estacionario, puede desconectarse el calentador E.
En el esquema se indican las temperaturas T y
presiones P que aparecen en los puntos señalados para una
instalación de purificación de aguas residuales típica, mientras que
en la tabla siguiente se indica la cantidad de materia que aparece
en diferentes puntos del circuito. El agua residual que va a ser
purificada contiene en el ejemplo modelo un 5% de sustancias
solubles o dispersadas, partiendo de una cantidad de 20.000 kg/h de
agua residual. Las abreviaciones en el dibujo y en la tabla tienen
el significado siguiente:
m_{W} = cantidad de agua
m_{S} = cantidad de materia sólida
m_{L} = cantidad de aire (gas de arrastre)
m_{D} = cantidad de vapor
P_{T} = presión total
P_{D} = presión parcial del vapor
T = temperatura
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Con la disposición descrita se consigue lo
siguiente:
- El intercambiador térmico W_{2A} del ejemplo
descrito necesita una limpieza para eliminar las incrustaciones
solamente una vez al mes y el intercambiador térmico W_{2B}
solamente cada 15 días.
- El contenido en materia sólida del residuo
liberado en la salida de residuos 52 es como mínimo de un 50%, sin
que se forme una demanda energética elevada en comparación con la
técnica previamente conocida.
- Debido a la escasa necesidad de mantenimiento
en los intercambiadores térmicos se ahorran tiempos de puesta en
marcha y de salida, de los cuales resulta un ahorro energético
adicional del 10% así como un ahorro considerable en costes de
mantenimiento.
- Con las medidas conforme a la invención pueden
tratarse sin un gasto energético adicional, aquellas aguas
residuales que en su concentración presentan un incremento del punto
de ebullición de hasta 40ºC
- Las sustancias volátiles en las aguas
residuales, como el metanol, etanol y NH_{3} pueden separarse
mediante el aparato de stripping A y se pueden concentrar en un
filtro de agua B_{2}.
- La calidad del agua del condensado liberado
mejora notablemente mediante la separación cualitativa de las
sustancias volátiles
Resumiendo, se puede constatar lo siguiente: La
invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para la
purificación de agua residual mediante una división fina y la
evaporación del agua residual que va a ser purificada en una
corriente de gas de arrastre, aprovechando el calor de la mezcla de
gas de arrastre-vapor de agua que circula purificada
y comprimida, para el calentamiento de la mezcla de gas de
arrastre-agua residual y la separación del
concentrado formado al sobrecalentar el vapor de agua. Para
garantizar también, en caso de una carga orgánica e inorgánica
elevada del agua residual, un funcionamiento óptimo desde el punto
de vista energético y ambiental, se ha propuesto conforme a la
invención, que el concentrado se seque en un vaporizador con una
compresión del vapor, donde el condensado de vapor vuelve a la
mezcla de gas de arrastre-vapor sobrecalentada y se
mezcla con ésta.
Claims (24)
1. Procedimiento para el tratamiento de aguas
residuales en el cual el agua residual posiblemente precalentada se
introduce en un gas de arrastre que fluye formando una mezcla de gas
de arrastre /agua residual, y en dicho proceso la mezcla de gas de
arrastre /agua residual se hace pasar a través de una parte del
vaporizador (14) de una sección de intercambio térmico
(W_{2A},W_{2B}) y allí se somete a calor con evaporación de agua
y componentes volátiles y luego se divide en una corriente de gas
(tubería 22) y una corriente de líquido-sólidos
(tubería 50), estando formada la corriente de gas por una mezcla de
gas de arrastre /vapor, y estando formada la corriente de líquido
/sólidos por un concentrado acuoso, en el cual la mezcla de gas de
arrastre /vapor se comprime con un aumento de temperatura y pasa a
través de una parte del condensador (26) de la sección de
intercambio de calor con condensación del agua presente en la mezcla
de gas de arrastre /vapor con liberación de calor en la parte del
vaporizador (14), en la cual el gas de arrastre se separa luego del
condensado y recircula en parte hasta el circuito de purificación, y
en el cual el concentrado acuoso se expande a presión ambiente, que
se caracteriza por que el vapor de agua liberado del
concentrado acuoso se recoge como unos vapores, se comprime al
calentar, y al desprender calor y liberar más vapor de agua del
concentrado, es adelantado por éste de un modo termo conductor y
condensa con la formación de un condensado de vapor, y se
caracteriza por que el vapor condensado recircula de vuelta a
la mezcla de gas de arrastre /vapor sobrecalentadas y se mezcla con
ésta.
2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1,
que se caracteriza por que el vapor se calienta
adicionalmente mediante un intercambiador de calor a través de la
mezcla de gas de arrastre /vapor, antes de que la mezcla se condense
liberando calor al concentrado.
3. Procedimiento conforme a la reivindicación 1 ó
2, que se caracteriza por que a lo largo de la sección de
intercambio térmico (W_{2A}, W_{2B}), se evapora un máximo del
80 al 90% del contenido de agua de la mezcla de gas de arrastre
/agua residual.
4. Procedimiento conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza por que en la
sección de intercambio térmico que está subdividida en dos
subsecciones (W_{2A} y W_{2B}), un 30% a un 60% del contenido en
agua de la mezcla de gas de arrastre /agua residual se evapora a lo
largo de una primera subsección (W_{2A}) y otro 10 a un 30% del
contenido en agua de la mezcla de gas de arrastre /agua residual se
evapora a lo largo de la segunda subsección (W_{2B}).
5. Procedimiento conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 4, que se caracteriza por que el gas de
arrastre comprende oxígeno o bien otro constituyente oxidante del
gas.
6. Procedimiento conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 5, que se caracteriza por que el
concentrado se seca a través del circuito del vapor hasta una
humedad residual inferior al 50%.
7. Procedimiento conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 6, que se caracteriza por que la mezcla
de gas de arrastre /vapor se enfría a una temperatura inferior a
100ºC en la parte del condensador (26) de la sección de intercambio
térmico (W_{2A},W_{2B}) con una condensación del contenido de
agua y por que el condensado se separa del gas de arrastre y se
enfría con el precalentamiento del agua residual que se ha de
purificar.
8. Procedimiento conforme a la reivindicación 7,
que se caracteriza por que el condensado separado del gas de
arrastre se atomiza liberando los componentes volátiles, y por que
se recogen los componentes volátiles así liberados.
9. Procedimiento conforme a la reivindicación 8,
que se caracteriza por que los constituyentes volátiles
recogidos en la atomización se descargan al aire a través de un baño
de líquido frío o de un baño de agua (B_{2}) con la retención de
los constituyentes solubles.
10. Procedimiento conforme a la reivindicación 8
ó 9, que se caracteriza por que una parte del gas de arrastre
separada del condensado se introduce bajo presión en el condensado
recogido después de la atomización para su enfriamiento y el
transporte de los constituyentes volátiles.
11. Procedimiento conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 10, que se caracteriza por que la parte
predominante del gas de arrastre separada del condensado se
recircula hacia la sección de intercambio térmico (W_{2A},
W_{2B}), y si resulta apropiado se mezcla el gas reciente en la
alimentación por el lado del vaporizador (12).
12. Dispositivo para la purificación de aguas
residuales que tiene un intercambiador térmico (W_{2A},W_{2B})
con una parte del vaporizador (14) y una parte de condensador (26),
térmicamente acopladas a esta parte del vaporizador, pudiéndose
cargar la parte del vaporizador en el lado de alimentación con una
mezcla finamente dividida de un gas de arrastre y de agua residual
bajo presión, y se conecta por el lado de salida a un separador del
concentrado (F_{2}) que tiene una salida de gas y una salida de
concentrado (18,20), y la parte del condensador (26) de la cual se
carga por el lado de la alimentación con la mezcla de gas de
arrastre /vapor sobrecalentada a través de una tubería (22), que se
conecta a la salida de gas (18) del separador del concentrado
(F_{2}) y tiene un compresor (K_{2}) y está conectado en el lado
de salida a un separador del condensado (F_{1}) que tiene una
salida de gas y una salda del condensado (32,34), la salida del gas
(32) del separador del condensado (F_{1}) estando al menos en
parte recirculando hacia la alimentación (12) de la parte del
vaporizador (14) del intercambiador térmico (W_{2A}, W_{2B}),
que se caracteriza por que el separador del concentrado
(F_{2}) se conecta a través de su salida de concentrado (20) a un
dispositivo vaporizador (W_{2C}, K_{3}, 56), que tiene un
espacio vaporizador (W_{2C}) que tiene una salida residual (52) a
presión ambiente, y también tiene una tubería de vapor (60), que
está conectada a una salida de vapor (54) del espacio del
vaporizador (W_{2C}) que comprende un compresor de vapor, se hace
pasar a través del espacio del vaporizador (W_{2C}) a lo largo de
una sección de condensación de una forma que conduce calor y se
conecta a través de una salida del condensado de vapor (58), con una
conexión intermedia de una bomba (P_{2}) a la tubería de la mezcla
de gas de arrastre /vapor (22).
13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
12, que se caracteriza por que la tubería de vapor (56) tiene
una sección de sobrecalentamiento en intercambio térmico con una
sección de transferencia de calor (W_{3})de la tubería de
mezcla de gas de arrastre /vapor derivada del separador del
concentrado (F_{2}).
14. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
13, que se caracteriza por que la sección de transferencia
térmica (W_{3})de la tubería de mezcla de gas de arrastre
/vapor está dispuesta en la dirección del flujo, por debajo del
compresor de la mezcla de gas de arrastre-vapor
(K_{2}).
15. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
13 ó 14, que se caracteriza por que la sección de
sobrecalentamiento de la tubería de vapor (56) se dispone en la
dirección del flujo bajo el compresor de vapor (K_{3}).
16. Dispositivo conforme a una de las
reivindicaciones 12 hasta 15, que se caracteriza por que en
la tubería de mezcla de gas de arrastre-vapor (22)
en la dirección del flujo bajo el compresor de la mezcla de gas de
arrastre-vapor (K_{2}) se dispone un dispositivo
de calentamiento (E) o un inyector de vapor.
17. Dispositivo conforme a una de las
reivindicaciones 12 hasta 16, que se caracteriza por que el
dispositivo de vaporización se ha configurado para que sea
autopurificable, y presenta preferiblemente un vaporizador de capa
fina o de tornillo hueco sin fin.
18. Dispositivo conforme a una de las
reivindicaciones 12 hasta 17, que se caracteriza por que el
intercambiador de calor presenta dos unidades de intercambio de
calor (W_{2A} y W_{2B}) o bien dos secciones de intercambio
térmico que se disponen en serie en el lado del vaporizador y en el
lado del condensador y son accesibles por separado para fines de
mantenimiento.
19. Dispositivo conforme a una de las
reivindicaciones 12 a 18, que se caracteriza por que la
tubería de vapor (60) está conectada a la tubería de mezcla de gas
de arrastre /vapor de la alimentación por el lado del condensador
(24) del intercambiador térmico (W_{2A}, W_{2B})
20. Dispositivo conforme a una de las
reivindicaciones 12 a 19, que se caracteriza por que la
tubería de vapor (60) está conectada a la tubería de mezcla de gas
de arrastre-vapor en la zona entre las dos unidades
o secciones de intercambio térmico (W_{2A}, W_{2B}).
21. Dispositivo conforme a una de las
reivindicaciones 12 hasta 20, que se caracteriza por que el
separador del condensado (F_{1}) está conectado con su salida de
condensado (34) a una tobera de pulverización (38) que está
dispuesta en un recipiente de recogida (A) para el condensado (47) a
una presión atmosférica, y por que el recipiente de recogida (A)
presenta una salida de gas (40) y una salida de condensado dirigida
a un filtro de gas (42).
22. Dispositivo conforme a la reivindicación 21,
que se caracteriza por que el filtro de gas (42) presenta un
recipiente de líquido que contiene agua preferiblemente fría, de
manera que dicho recipiente tiene una tubería de gas (40) que está
conectada a la salida de gas del recipiente de recogida (A) y está
sumergido en el líquido, y tiene una salida de gas (46) que comunica
con el aire ambiente.
23. Dispositivo conforme a la reivindicación 21 ó
22, que se caracteriza por que una tubería de condensado está
conectada a la salida del condensado de la vasija de recogida (A) y
pasa a través de un precalentador (W_{1}) para las aguas
residuales.
24. Dispositivo conforme a una de las
reivindicaciones 21 a 23, que se caracteriza por que el
recipiente de recogida (A) puede cargarse de gas de arrastre que se
ramifica bajo el separador del condensado (F_{1}) o bien con aire
reciente bajo presión.
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