ES2212865B1 - Sistema para eliminacion industrial de los solidos de alquitran. - Google Patents
Sistema para eliminacion industrial de los solidos de alquitran.Info
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Abstract
Sistema para eliminación industrial de los sólidos de alquitrán. Esta eliminación se realiza por dosificación de los mixtos (cok y carbón, junto con aguas amoniacales y otros residuos aptos para su eliminación por el mismo camino de los sólidos), realizándose de manera controlada, y uniforme sobre el carbón una pulverización por el añadido de partículas lo más pequeñas posibles en estado casi líquido manteniendo la proporción adecuada de cantidades y esto se realiza sin pérdidas ni derrames al medio ambiente, evitando cualquier contacto de los operarios con la sustancia a tratar y de manera automatizada por lo que se reducen costes de explotación.
Description
Sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán.
La presente invención, tal y como su título
indica se refiere a un sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán que se realiza por dosificación de los mixtos
(cok y carbón, junto con aguas amoniacales y otros residuos aptos
para su eliminación por el mismo camino de los sólidos),
realizándose de manera controlada y uniforme sobre el carbón una
pulverización por el añadido de partículas lo más pequeñas posibles
en estado cuasi líquido y manteniendo la proporción adecuada de
cantidades.
Uno de los subproductos derivados del proceso de
coquización del carbón en los hornos de cok es el alquitrán. Este
alquitrán bruto contiene unos restos llamados sólidos o mixtos, que
por su composición no estable, con olores penetrantes, estado
pastoso y difícil manejo, no presentan aplicación alguna en las
instalaciones de coquería. Los mixtos están compuestos en su mayor
parte por partículas sólidas de cok y carbón con la superficie
fisurada, y con un tamaño mayor a 200 micras, que están embutidas en
resina sintética que se forma a partir del propio alquitrán. Estos
restos constituyen un grave problema pues están catalogados como
residuos peligrosos, lo cual implicaría una costosa gestión para su
eliminación en un vertedero de seguridad, y por su elevado volumen
de producción, esta posibilidad es muy remota.
Para eliminar estos residuos completamente en los
propios hornos de cok, actualmente existe una instalación que
consiste en cuatro decantadores en cuya parte inferior se sitúan
unas cubas o contenedores donde se recogen los sólidos de alquitrán.
Las cubas se trasladan en camiones a una zona próxima donde se
vacían los contenedores, vertiéndolos sobre unas pequeñas montañas o
parvas de carbón o coquizar de forma un tanto rudimentaria y toda
esta manipulación es realizada manualmente por los operarios de la
zona con ayuda de una pala lo cual supone una serie de
inconvenientes tales como:
- que no se controla la relación de cantidad
mixtos/carbón,
- no se obtienen mezclas homogéneas
mixtos/carbón,
- el manejo y por tanto contacto directo de los
operarios con sustancias tóxicas y peligrosas,
- escape incontrolado a la atmósfera de olores y
gases y la mezcla de éstos con el agua de lluvia.
El mayor problema, técnicamente hablando consiste
en la falta de homogeneización y control de las proporciones en la
mezcla de los mixtos con el carbón, y supone graves deterioros en
las cámaras de los hornos de cok. Al introducir los mixtos de
alquitrán dentro del horno, sobre todo si éste cuenta con varios
años de funcionamiento con presencia de sólidos de tamaño
considerable con un alto poder calorífico, se producen fenómenos de
empuje o exceso de presión sobre las paredes provocando daños
irreversibles en las mismas, incluso con desprendimiento de trozos
de refractario, en algunos casos.
Para solventar los problemas que existen en la
actualidad y a fin de asegurar la protección de las paredes del
horno se ha ideado el procedimiento de la presente invención que
consiste en implantar un sistema de dosificación de los mixtos que
realice una pulverización controlada y uniforme sobre el carbón, al
añadir partículas lo más pequeñas posibles, en estado
cuasi-líquido y manteniendo la proporción adecuada
de cantidades, tal como describiremos a continuación.
El sistema objeto de la presente invención
pretende:
1.- Eliminar totalmente los sólidos a los hornos
de cok, sin posibilidad de pérdidas ni derrames al medio
ambiente.
2.- Evitar cualquier contacto de los operarios
con la sustancia a tratar.
3.- Preparación de una mezcla homogénea de los
mixtos, con partículas de grano fino y en estado
cuasi-líquido o viscoso.
4.- Transporte automático mediante bombas de los
mixtos a las cintas de carbón.
5.- Dosificación controlada, manteniendo la
proporción adecuada de mixtos/carbón.
6.- Automatización del proceso para reducir
costes de explotación.
El sistema que nos ocupa estará completamente
automatizado mediante un panel de mando, siendo un sistema cerrado
sin posibilidad de escapes al medio ambiente, tanto por derrames de
la sustancia como por emanaciones atmosféricas, no requerirá
transporte por camiones ni contacto de los operarios con los mixtos,
manipulación de cubetas abiertas ni labores de limpieza de estas
sustancias.
El sistema consta de:
- Decantadores: en un número de cuatro
preferentemente con adecuación de sus salidas al resto del
sistema.
- Tolvas de salidas de los decantadores estando
equipada con una de ellas en su parte inferior con una válvula
tajadera (tipo cizalla) motorizada, que permite el aislamiento de
cada decantador. Cada semana se para uno de los decantadores para
labores de mantenimiento y limpieza, de modo que la instalación
funciona siempre con tres decantadores es funcionamiento y el cuatro
permanece parado. Estas tolvas estarán equipadas con tuberías de
acompañamiento de vapor calorifugado y con una toma de vapor para
limpieza en caso de atascamiento. El mantenimiento de la temperatura
adecuada de trabajo es esencial para garantizar la apertura de
cierre de las válvulas.
- Transportador de cadena adecuado para
transporte de los mixtos desde los decantadores hasta el depósito de
homogeneización. Tiene dos misiones siendo la primera recoger los
mixtos de las tolvas y transportarlos hacia el depósito de
homogeneización situado en un extremo del propio transportador, y la
segunda, arrastrar en su camino de retorno los eventuales cuerpos
extraños que puedan aparecer en los mixtos tales como piezas de
grafito endurecido o trozos de refractario u otros, debidos a
labores de mantenimiento en los tubos montantes, codos, etc., hacia
el otros extremo del transportador donde se instalará una esclusa
para la eliminación de dichos cuerpos. Los enlaces entre el
transportador y las tolvas de salida de los decantadores
proporcionan estanqueidad impidiendo el escape de emanaciones
atmosféricas así como pérdidas o goteos de material al exterior de
las uniones. La aireación del transportador se comunicará con la
aireación de los decantadores. La salida del transportador se
realizará a través de una parrilla que evitará el paso de cuerpos
extraños al depósito de recogida de mixtos. Entre el depósito de
homogeneización y la parrilla se situará una válvula tajadera.
- Depósito de homogeneización equipado con un
agitador bien dimensionado y robusto. Este depósito estará dividido
en dos zonas, una cámara de mezcla y una cámara de aspiración o
extracción y estará calefactado con tuberías de vapor que servirán
para mantener la temperatura adecuada en el baño de alquitrán y
mixtos. Asimismo se instalará un sensor para incorporar al panel de
control la señal de temperatura en el interior del depósito con la
alarma pertinente de nivel bajo. La aireación del depósito se
llevará a la de los decantadores.
- Bombas dosificadoras en número de dos
preferentemente estando una en servicio y otra en reserva que
enviarán al depósito de homogeneización la cantidad de alquitrán
necesaria para asegurar el manejo de los mixtos. Destacamos en este
punto la importancia del mantenimiento de las proporciones
mixtos/alquitrán ya que sin esta aportación sería imposible
manipular y bombear los mixtos. Se instala asimismo la
instrumentación necesaria: manómetro, caudalímetro para control de
las condiciones de trabajo de las bomba. La tubería de impulsión de
las bombas tendrá un retorno al depósito de almacenamiento de
alquitrán. Tanto las bombas como las tuberías con el alquitrán
estarán equipadas con tubería de acompañamiento de vapor
calorifugado.
- Máquinas de molido-bombeo:
Puesto que los sólidos de alquitrán sedimentan depositándose en la
parte inferior del depósito, formando una masa dura, hay que romper
los sólidos de los mixtos hasta obtener una granulometría fina, que
minimice la velocidad de sedimentación de las partículas. Los
sólidos una vez preparados y con la temperatura de mezcla adecuada
tienen que fluir continuamente para lo cual se instala el agitador
mencionado en el párrafo anterior. Para obtener la granulometría
requerida para los sólidos se instalarán dos máquinas de
molido-bombeo (estando una en servicio y otra en
reserva) que aspiran la mezcla alquitrán+sólidos, la muelen y
obtienen una granulometría adecuada y la devuelven a la cámara de
extracción, situada dentro del propio depósito de
homogeneización.
- Bombas de aspiración de especial diseño para
estos mixtos, en número de dos (estando una en servicio y otra en
reserva), que aspiran la mezcla ya homogénea de alquitrán+mixtos de
la cámara de extracción y la envían a la cinta transportadora que
lleva el carbón directamente a la torre de carbón. Esta cinta está
situada a una altura determinada siendo éste el punto más adecuado
para la incorporación de los sólidos de alquitrán. Estas bombas de
aspiración son de construcción especial debido al carácter abrasivo
de la sustancia o transportador, a su viscosidad, el bajo caudal y
la altura tan elevada a la que hay que llevar los mixtos. Cuanto
menor sea la granulometría de la mezcla
sólidos-alquitrán obtenida mediante equipamiento y
regulación por la máquina molido+bombeo, más favorable será para la
bomba de aspiración.
- Estación de transferencia: situada sobre la
cinta de carbón. En este punto se introducen los mixtos en el
carbón. En esta cinta se instalarán sensores para controlar de
marcha y el nivel de carga, de modo que sólo se añada el alquitrán
cuando esté en marcha y con suficiente carbón. El sistema de
detección de carbón en cinta se situará mucho antes que la estación
para detectar rápidamente la falta de carbón y disponer de tiempo
para cesar la inyección. Asimismo se instalará una válvula de tres
vías de modo que si la cinta está parada o con poca carga, la mezcla
de mixtos-alquitrán retornará por otra tubería a la
cámara de extracción del depósito. Para asegurar una mezcla óptima
debe de instalarse un dispositivo electromecánico, tipo arado,
regulable en altura y ángulo que servirá para trazar un surco en el
carbón en el que se inyectará la mezcla. El sistema de pulverización
de los mixtos sobre la cinta realizará un reparto uniforme y de
partículas muy pequeñas sobre el carbón. La zona de pulverización
estará protegida con pantallas para evitar riesgos de salpicaduras
al personal. Se instalará un sistema que evite el goteo sobre la
cinta cuando esté parada.
Todas las tuberías y sistemas en contacto con el
alquitrán o los mixtos serán de acero inoxidable y llevarán
acompañamiento de vapor, calorifugado y tomas de limpieza con vapor
para aquellos casos en que se produzcan atascos.
Para alojar el depósito, la máquina molido+bombeo
y las bombas de aspiración deberá excavarse un foso en al parte
inferior de los decantadores, que permite la instalación de todos
estos equipos y su manejo.
El agua de lluvia del foso se recoge y se envía
al depósito de condensados.
Todo el sistema está equipado con conexiones de
vapor para limpieza en caso de atascos.
Todas las purgas de las tuberías de
acompañamiento de vapor y otras aguas generada en cualquier punto de
la instalación se recogerán y enviarán al depósito de condenados,
evitando en todo momento vertidos al medio ambiente.
Para completar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, se acompaña a la presente memoria
descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de
dibujos, en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se ha
representado lo siguiente.
La figura 1 muestra el diagrama del sistema
objeto de la invención.
Los residuos de los hornos irán a unos
decantadores (01) en número de cuatro preferentemente con adecuación
de sus salidas al resto del sistema por medio de tolvas de salida
(02) de los decantadores, estando equipada cada una de ellas en su
parte inferior con una válvula tajadera (tipo cizalla) (21), que
permite el aislamiento de cada decantador (01). Estas tolvas (02)
estarán equipadas con tuberías de acompañamiento de vapor y
calorifugadas (22) puesto que mantener la temperatura adecuada de
trabajo es esencial para garantizar la apertura y cierre de las
válvulas. En caso de atascamiento estas tolvas están equipadas con
una toma de vapor para limpieza (23). Un transportador de cadena
(03) permite el transporte de los mixtos desde los decantadores (01)
hasta un depósito (06) donde se produce la homogeneización. Este
transportador (03) tiene dos misiones siendo la primera recoger los
mixtos de las tolvas (02) y transportarlos hacia el depósito de
homogeneización (06) situado en un extremo del propio transportador
(03), y la segunda, arrastrar en su camino de retorno los eventuales
cuerpos extraños que puedan aparecer en los mixtos tales como piezas
de grafito endurecido o trozos de refractario u otros, debidos a
labores de mantenimiento en los tubos montantes, codos, etc. hacia
el otro extremo del transportador donde está instalada una esclusa
(31) para la eliminación de dichos cuerpos. Los enlaces entre el
transportador (03) y las tolvas de salida de los decantadores (02)
proporcionan estanqueidad impidiendo el escape de emanaciones
atmosféricas así como pérdidas o goteos de material al exterior de
las uniones. La aireación del transportador (32) se comunicará con
la aireación de los decantadores. La salida de los mixtos del
transportador (03) se realizará a través de una parrilla (04) que
evitará el paso de cuerpos extraños al depósito de recogida de
mixtos. Entre el depósito de homogeneización (06) y la parrilla (04)
se situará una válvula tajadera (05). El depósito de homogeneización
(06) está equipado con un agitador (63) bien dimensionado y robusto
para mantener la homogeneización, estando dividido este depósito en
dos zonas, una cámara de mezcla (61) y una cámara de aspiración o
extracción (62). Asimismo lleva instalado un sensor (64) para
incorporar al panel de control la señal de temperatura en el
interior del depósito con la alarma pertinente de nivel bajo. La
bomba dosificadora (71) ó (72) que esté en servicio enviará al
depósito de homogeneización (06) la cantidad de alquitrán necesaria
para asegurar el manejo de los mixtos, siendo muy importante el
mantenimiento de las proporciones mixtos/alquitrán ya que sin esta
aportación sería imposible manipular y bombear los mixtos. Asimismo
por medio de un manómetro (73), caudalímetro para control de las
condiciones de trabajo de las bombas (74) se mantiene el control
necesario. La tubería de impulsión de las bombas (75) tendrá un
retorno al depósito de almacenamiento de alquitrán (07). Tanto las
bombas como las tuberías con el alquitrán estarán equipadas con
tubería de acompañamiento de vapor calorifugado (76). Puesto que los
sólidos de alquitrán sedimentan depositándose en la parte inferior
del depósito, formando una masa dura, las máquinas de
molido-bombeo (08) y (08') rompen los mixtos hasta
obtener una granulometría fina, que haga más pequeña la velocidad de
sedimentación de las partículas y la devuelven a la cámara de
extracción (62), situada dentro del propio depósito de
homogeneización (06). La bomba de aspiración (09) ó (09') que esté
en servicio aspira la mezcla ya homogénea de alquitrán+mixtos de la
cámara de extracción (62) y la envía a la cinta transportadora (10)
situada a una altura determinada, punto adecuado para incorporar los
sólidos de alquitrán y que lleva el carbón directamente a la torre
de carbón. Sobre la cinta (10) se sitúa la estación de transferencia
(11) siendo en este punto donde se introducen los mixtos en el
carbón. En esta cinta se instalan sensores (12) para controlar su
marcha y el nivel de carga, de modo que sólo se añada el alquitrán
cuando esté en marcha y con suficiente carbón. Para ello es
necesario un sistema de detección de carbón en cinta (13) que se
situará mucho antes que la estación (11) para detectar rápidamente
la falta de carbón y disponer de tiempo para cesar la inyección.
Asimismo se instala una válvula de tres vías (14) de tal modo que si
la cinta está parada o con poca carga, la mezcla de
mixtos-alquitrán retornará por otra tubería a la
cámara de extracción del depósito (62). Para asegurar una mezcla
óptima debe de instalarse un dispositivo electromecánico, tipo arado
(15) regulable en altura y ángulo que servirá para trazar un surco
en el carbón en el que se inyectará la mezcla. El sistema de
pulverización de los mixtos sobre la cinta realizará un reparto
uniforme y de partículas muy pequeñas sobre el carbón. La zona de
pulverización estará protegida con pantallas (16) para evitar
riesgos de salpicaduras al personal. Asimismo se instala un sistema
antigoteo (17) que evite el goteo sobre la cinta (10) cuando esté
parada.
Para alojar el depósito (06), la máquina
molido+bombeo (08) y (08') y las bombas de aspiración (09) y (09')
se excava un foso (18), que permite la instalación de todos estos
equipos y su manejo. Todo el sistema está equipado con conexiones de
vapor para limpieza en caso de atascos (80). El agua de lluvia del
foso (18) se recoge y se envía al depósito de condensados por medio
de un eyector para recogida de agua de lluvia (90). Todas las purgas
de las tuberías de acompañamiento de vapor y otras aguas generadas
se recogen por medio del colector de recogida de las aguas
(100).
No se considera necesario hacer más extensa está
descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el
alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan.
Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados
siempre en sentido amplio y no limitativo.
Los materiales, forma, tamaño y disposición de
los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando ello
no suponga una alteración de las características esenciales del
invento que se reivindica a continuación.
Claims (13)
1. Sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán, del tipo de los que permiten eliminar los
residuos de alquitrán de los hornos de cok, caracterizado
porque los residuos de los hornos van a unos decantadores,
preferentemente cuatro, que poseen sendas tolvas de salida, un
transportador de cadena que permite el transporte de los mixtos
desde los decantadores hasta un depósito donde se produce la
homogeneización, una parrilla que evitará el paso de cuerpos
extraños al depósito de recogida de mixtos, una válvula tajadera
situada entre el depósito de homogeneización y la parrilla, una
bomba dosificadora que enviará al depósito de homogeneización la
cantidad de alquitrán necesaria para asegurar el manejo de los
mixtos, siendo muy importante el mantenimiento de las proporciones
mixtos/alquitrán, unas máquinas de molido-bombeo que
rompen los mixtos hasta obtener una granulometría fina que haga más
pequeña la velocidad de sedimentación de las partículas y la
devuelvan a la cámara de extracción, una bomba de aspiración que
aspira la mezcla ya homogénea de alquitrán+mixtos de la cámara de
extracción y la envía a una cinta transportadora donde se incorporan
los sólidos de alquitrán y que lleva el carbón directamente a la
torre de carbón, una estación de transferencia situada sobre la
cinta que es donde se introducen los mixtos en el carbón, un sistema
de detección de carbón en cinta que se situará mucho antes que la
estación para detectar rápidamente la falta de carbón y disponer de
tiempo para cesar la inyección, una válvula de tres vías de tal modo
que si la cinta está parada o con poca carga, la mezcla de
mixtos-alquitrán retornará por otra tubería a la
cámara de extracción del depósito, un dispositivo electromecánico
tipo arado para asegurar una mezcla óptima que servirá para trazar
un surco en el carbón en el que se inyectará la mezcla, pantallas
para proteger la zona de pulverización y evitar riesgos de
salpicaduras al personal, un sistema antigoteo que evite el goteo
sobre la cinta cuando esté parada, un foso que permite la
instalación de todos estos equipos y su manejo.
2. Sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán, según la primera reivindicación,
caracterizado porque las tolvas poseen una válvula tajadera
que permite el aislamiento de cada decantador.
3. Sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán, según la primera reivindicación,
caracterizado porque las tolvas están equipadas con tuberías
de acompañamiento de calor y calorifugadas para mantener la
temperatura adecuada.
4. Sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán, según la primera reivindicación,
caracterizado porque las tolvas en caso de atascamiento
poseen una toma de vapor para la limpieza.
5. Sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán, según la primera reivindicación,
caracterizado porque el transportador tiene dos misiones:
recoger los mixtos de las tolvas y transportarlos hasta el depósito
y arrastrar en el camino de retorno eventuales cuerpos extraños que
se eliminarán por una exclusa.
6. Sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán, según la primera reivindicación,
caracterizado porque los enlaces entre el transportador y las
tolvas de salida de los decantadores proporcionan estanqueidad
impidiendo el escape de las emanaciones atmosféricas y pérdidas por
goteo.
7. Sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán, según la primera reivindicación,
caracterizado porque el depósito de homogeneización está
equipado con un agitador bien dimensionado y robusto para mantener
la homogeneización.
8. Sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán, según la primera reivindicación,
caracterizado porque el depósito de homogeneización está
dividido en una cámara de mezcla y una cámara de aspiración.
9. Sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán, según la primera reivindicación,
caracterizado porque el depósito de homogeneización posee un
sensor para dar señal de temperatura.
10. Sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán, según la primera reivindicación,
caracterizado porque las bombas y tuberías que llevan
alquitranes están equipadas con tuberías de acompañamiento de vapor
calorifugado.
11. Sistema para la eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán, según la primera reivindicación,
caracterizado porque la cinta transportadora posee sensores
para controlar la marcha y el nivel de carga.
12. Sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán, según la primera reivindicación,
caracterizado porque el agua de lluvia del foso se recoge y
se envía al depósito de condensados por medio de un eyector para
recogida de agua de lluvia.
13. Sistema para eliminación industrial de los
sólidos de alquitrán, según la primera reivindicación,
caracterizado porque todas las purgas de las tuberías de
acompañamiento de vapor y otras aguas generadas se recogen por medio
de un colector de recogida de purgas.
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| ES200100446A ES2212865B1 (es) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | Sistema para eliminacion industrial de los solidos de alquitran. |
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