ES2237169T3 - Deshidratador de lodos por tandas. - Google Patents

Deshidratador de lodos por tandas.

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ES2237169T3 ES99951769T ES99951769T ES2237169T3 ES 2237169 T3 ES2237169 T3 ES 2237169T3 ES 99951769 T ES99951769 T ES 99951769T ES 99951769 T ES99951769 T ES 99951769T ES 2237169 T3 ES2237169 T3 ES 2237169T3
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Abstract

Aparato de deshidratación (10) que comprende: una cámara (12) para recibir material húmedo para ser deshidratado; y un agitador montado de manera que puede girar (26) con la cámara (12), estando destinado el agitador (26) a agitar material en la cámara (12) cuando el agitador (26) rota en un primer sentido y a transportar el material fuera de la cámara (12) cuando el agitador (26) gira en el otro, segundo, sentido; estando agitador (26) destinado y dispuesto para recibir fluido térmico caliente procedente de un calentador (20) de fluido térmico para calentar el agitador (26) y, por lo tanto, calentar el material húmedo de la cavidad (14) interior por conducción; estando montado el agitador (26) para rotar alrededor de un eje (16) central de la cámara (12); incluyendo el agitador (26) un árbol (32) tubular a lo largo de un eje (16) central destinado a recibir fluido térmico caliente en un primer extremo (34) del árbol (32) y a devolver fluido térmico en el otro, segundo, extremo (36) del árbol (32); con una pluralidad de discos (38) transversales fijados en posiciones sustancialmente equiespaciadas a lo largo del árbol.

Description

Deshidratador de lodos por tandas.
Campo técnico
Esta invención se refiere a la deshidratación de lodos, de manera más particular a un deshidratador de lodos que funciona en un modo por tandas.
Técnica anterior
Deshacerse de lodos residuales tiene cada vez mayor interés debido a la cada vez más estricta normativa normativa medioambiental. Un tipo general de solución para enfrentarse con tales residuos es el deshidratador descrito en nuestra patente estadounidense número 5.566.469. Si bien este deshidratador ha sido eficaz y económico para el propósito para el que se diseñó, ha habido un campo sustancial para mejorarlo, en cuanto a eficacia y coste, así como para la capacidad global del dispositivo.
Otros medios de deshidratación se describen en la patente estadounidense número 3.800.865. La patente estadounidense número 3.800.865 proporciona un aparato de deshidratación como se define en el preámbulo de la reivindicación 1.
Un problema con el documento US 3.800.865 es que el material de los bordes del depósito no se calienta tanto como el material situado cerca del centro del depósito junto a las paletas.
La presente invención proporciona un deshidratador de lodos por tandas como se define en la reivindicación independiente 1, a la que se va a hacer referencia ahora.
Sumario de la invención
El deshidratador de lodos de la presente invención incorpora un sistema que utiliza calor indirecto y un modo por tandas para obtener un comportamiento mejorado de manera sustancial en la deshidratación de lodos.
Breve descripción de los dibujos
Una comprensión más completa de la invención y de sus ventajas será manifiesta a partir de la descripción detallada, tenida en cuenta junto con los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es una vista de extremo, parcialmente arrancada, de un aparato de deshidratación construido de acuerdo con la presente invención;
- la figura 2 es una vista en perspectiva de un agitador útil para la invención;
- la figura 3 es una vista esquemática que ilustra el flujo de aceite calentado a través del aparato; y
- la figura 4 es una vista esquemática que ilustra el sistema de la presente invención en funcionamiento.
Descripción detallada de la realización preferida
Haciendo referencia inicialmente a las figuras 1-4, donde números similares indican elementos similares y correspondientes, un aparato 10 de deshidratación incluye una cámara 12 para recibir material para ser deshidratado en una cavidad 14 interna con material para ser deshidratado. La cámara 12 es cilíndrica alrededor de un eje 16 horizontal, longitudinal y central.
La cámara 12 tiene un anillo 18 de calentamiento, destinado a, y dispuesto para, recibir un fluido térmico caliente a partir de un calentador 20 de fluido térmico (figuras 3, 4). El anillo 18 de calentamiento está formado por paredes 22, 24 interior y exterior de cámara. La pared 24 exterior de cámara está aislada, y la pared 22 interior de cámara está destinada a calentar material húmedo en la cavidad 14 interior mediante conducción a través de la pared 22 interior de cámara.
Un agitador 26 montado de manera que puede rotar está destinado a agitar material en la cavidad 14 interior cuando el agitador 26 rota en un primer sentido, y a transportar el material fuera de la cavidad 14 interna cuando el agitador rota en el otro, segundo, sentido. En las figuras 1 y 2, el primer sentido está ilustrado mediante la flecha 28 y el otro, segundo, sentido, está ilustrado mediante la flecha 30.
El agitador 26 está destinado a, y dispuesto para, recibir fluido térmico caliente proveniente del calentador 20 de fluido térmico para calentar el agitador 26 y, por lo tanto, calentar el material húmedo en la cavidad 14 interior mediante conducción.
El agitador 26 está montado para rotar alrededor del eje 16 central de la cámara 12. El agitador 26 incluye un árbol 32 tubular a lo largo del eje 16 central destinado a recibir fluido térmico caliente en un primer extremo 34 del mismo y para devolver fluido térmico en el otro, segundo, extremo 36 del mismo (figuras 3, 4).
Una pluralidad de discos 38 transversales están fijados en posiciones sustancialmente equiespaciadas a lo largo del árbol 32. Los discos tienen dimensiones sustancialmente iguales, siendo las dimensiones "D_{1}" de diámetro exterior de los discos sustancialmente menores que una dimensión "D_{2}" de diámetro interior de la cavidad 14 interna. Hay previstos huecos 40 anulares sustanciales entre los discos 38 y la pared 22 interior de cámara.
Como se muestra del mejor modo en la figura 3, los discos 38 son cuerpos huecos que tienen cavidades 42 internas. Un primer disco 44, muy próximo al primer extremo 34 del árbol, está destinado a recibir fluido térmico caliente proveniente del primer extremo 34 del árbol. Un último disco 46, muy próximo al segundo extremo 36 del árbol, está destinado a devolver fluido térmico caliente al segundo extremo 36 del árbol. Pares adyacentes de discos 38 están unidos por sus periferias 48 mediante tubos 50 de barrido que se extienden entre brazos 52 de conexión, huecos, que se extienden en dirección radial, para permitir el flujo de fluido caliente de disco a disco a lo largo del árbol desde el primer extremo 34 hasta el segundo extremo 36. Los tubos 50 de barrido, como se muestra del mejor modo en la figura 1, están en proximidad inmediata a la pared 22 interior de cámara de manera que el material es barrido y agitado cuando se hace rotar el agitador en el primer sentido. Una barra transportadora 54 en ángulo se extiende en ángulo agudo desde cada barra 50 de barrido en el mismo segundo sentido de rotación del agitador.
Cada disco 38 tiene paredes 56, 58 radiales que definen sectores 60 abiertos, en forma de cuña. Los sectores 60 están orientados a lo largo del árbol 32, como se muestra mejor en la figura 2. Los brazos 52 de conexión están alineados con las paredes 56, 58 radiales, de manera que las barras 54 de transporte empujen el material secado a través de los sectores 60 cuando el agitador rota en el segundo sentido.
En funcionamiento, como se muestra del mejor modo en las figuras 3 y 4, la invención reside en un sistema de deshidratación calentado de manera indirecta utilizado para evaporar la humedad de sólidos. El sistema consiste en los siguientes componentes principales: cámara 12 de deshidratación; agitador 26 de cámara de deshidratación; calentador 20 de fluido térmico; tolva 101 de almacenamiento/alimentación de material húmedo; transportador de descarga de producto seco y compartimento 100 de bolsa; y condensador/lavador 102 de partículas húmedas.
Cámara de deshidratación 12. La cámara 12 de deshidratación estacionaria comprende una cámara 14 interior cilíndrica con serpentines de fluido térmico o, preferiblemente, otra cámara cilíndrica rodeándola que crean un anillo 18 entre las dos para permitir el paso de un fluido térmico calentado. La cámara 12 de deshidratación tiene una abertura 104 de entrada de fluido térmico, una abertura 106 de descarga de fluido térmico, una abertura 108 de entrada de material, una abertura 110 de descarga de material, una abertura 112 de descarga de vapor de escape y puertas 114 para acceder a los mecanismos internos de la máquina. Toda la cámara de combustión está rodeada de un manto 116 de aislamiento.
Agitador 26. El agitador 26 rotativo del interior de la cámara de deshidratación está fabricado con una serie de discos 38 huecos soldados a un árbol 32 común. Estos discos 38 huecos tienen un sector 60 en forma de cuña de 40 grados recortado de los mismos para permitir que el material húmedo que se está deshidratando se nivele a todo lo largo de la cámara, y para permitir que el material seco pase entre los discos cuando se esté descargando. El agitador 26 está sustentado por el árbol 32 que se extiende entre apoyos montados en ambos extremos de la cámara de deshidratación. Uniones 118 rotativas para fluido térmico están situadas en cualquier extremo del árbol 32 para permitir que el fluido entre en el árbol rotativo. Todos los discos 38 están unidos mediante tubos 50 de barrido que permiten el paso de fluido térmico desde un disco 38 al siguiente. El fluido se bombea al extremo del árbol 32 del agitador donde una pestaña 120 de acero en bruto (figura 3) está soldada dentro del árbol pasado el primer disco 44. Una pestaña 122 está soldada de manera similar dentro del último disco 46 en el otro extremo. Hay orificios cortados en el árbol 32 dentro del primer disco 44. Esto permite que el fluido entre en el primer disco 44, se desplace desde un disco 38 al siguiente a través de los tubos 50 de barrido y de los brazos 52 de conexión, y salga del agitador 26 por el árbol 32 en el extremo opuesto. Los tubos 50 de barrido tienen una cara plana en un lado y una barra 54 de transporte en ángulo en el otro. La cara plana se desplaza dentro del material cuando el sistema está en el modo de deshidratación y la barra 54 de transporte en ángulo se desplaza dentro de éste cuando el sistema está en modo de descarga.
Tolva 100 de almacenamiento/alimentación de material húmedo. La tolva 100 de almacenamiento/alimentación de material húmedo tiene un mecanismo 124 de barrido rotativo que mantiene una alimentación constante de material a un transportador de tornillo 126 situado en el fondo. El transportador de tornillo 126 transporta el material desde la tolva 100 hasta la cámara 12 de deshidratación a través de un tubo 128 de alimentación unido a la abertura 108 de entrada de lodos.
Calentador 20 de fluido térmico. El calentador 20 de fluido térmico, de gas o eléctrico, calienta el fluido que se bombea a través del anillo 18 de la cámara de deshidratación y de los discos 38 agitadores. El sistema de fluido térmico es en circuito cerrado. El fluido que existe en el deshidratador se bombea de vuelta al calentador, se vuelve a calentar y se envía de vuelta al deshidratador.
Compartimento de bolsa de descarga de producto seco y transportador 101: Los sólidos secados se descargan de la cámara 12 de deshidratación a un transportador 130 que transfiere el material a un receptáculo 132. Estos receptáculos pueden ser bolsas, volquetes, silos, tolvas de caída, etc.
Condensador/lavador 102 en húmedo: Los vapores provenientes del deshidratador 12 salen del deshidratador a través de una conducción 134 que tiene numerosas boquillas 136 rociadoras de agua situadas en ella. Este rociado de agua ayuda a enfriar la corriente de gas y a recoger las partículas que se emiten desde la abertura 112 de escape del deshidratador antes de entrar en el ciclón/lavadero venturi 138 donde se produce un efecto de lavado/enfriamiento de mayor eficacia.
Principios de funcionamiento
El material que va a secarse se sitúa dentro del almacén de la tolva de almacenamiento/alimentación de material. Una puerta corredera automática está situada dentro de la cámara de deshidratación en la boca de la abertura de entrada de material, y se abre cuando la unidad se está llenando y se cierra cuando la unidad está en el modo de deshidratación o de descarga. La tolva llenará la cámara de deshidratación hasta el nivel correcto basándose en un intervalo de tiempo predeterminado. Cuando se ha llenado la cámara de deshidratación, empieza el proceso de deshidratación con la rotación del agitador en el sentido correcto y bombeándose el fluido calentado a través de la cámara de deshidratación y el agitador. Al principio del ciclo de secado, cuando el material está más húmedo, el fluido térmico se mantiene a una temperatura más elevada. Hacia el final del ciclo, cuando el material está más seco, la temperatura del aceite se reduce para evitar que alcance el punto de ignición. Esto evita el abrasamiento, o quemado del material. En el modo de deshidratación, los lados planos de los tubos de barrido trabajan de cara al material. Durante este periodo, el material es agitado, levantado y revuelto de manera continua, exponiéndolo a tanta superficie calentada de tubos del agitador, discos y paredes del cilindro como sea posible. Una vez que se ha determinado que el material está seco, mediante un ciclo temporizado o mediante un sensor de temperatura, el sistema abrirá automáticamente la puerta de la abertura de descarga de material e invertirá el sentido del agitador de manera que las barras de transporte en ángulo estén trabajando de cara al material. Con cada revolución, las barras de transporte en ángulo desplazan el material hacia la boca de la abertura de descarga, y a través de la misma, y lo depositan en el transportador de material seco. El material seco se envía desde el transportador a un receptáculo, o bolsa. Después de que se vacía el deshidratador, el sistema cierra automáticamente la puerta de la abertura de descarga y lo rellena con material húmedo para empezar el siguiente ciclo de deshidratación. Como el sistema es hermético, el escape del deshidratador es, virtualmente, un vapor puro. El condensador/lavador de aire está diseñado para eliminar las partículas que puedan ser arrastradas en la corriente de escape y condensa tanto vapor como es posible devolver a estado líquido.

Claims (3)

1. Aparato de deshidratación (10) que comprende:
una cámara (12) para recibir material húmedo para ser deshidratado; y
un agitador montado de manera que puede girar (26) con la cámara (12), estando destinado el agitador (26) a agitar material en la cámara (12) cuando el agitador (26) rota en un primer sentido y a transportar el material fuera de la cámara (12) cuando el agitador (26) gira en el otro, segundo, sentido;
estando el agitador (26) destinado y dispuesto para recibir fluido térmico caliente procedente de un calentador (20) de fluido térmico para calentar el agitador (26) y, por lo tanto, calentar el material húmedo de la cavidad (14) interior por conducción;
estando montado el agitador (26) para rotar alrededor de un eje (16) central de la cámara (12);
incluyendo el agitador (26) un árbol (32) tubular a lo largo de un eje (16) central destinado a recibir fluido térmico caliente en un primer extremo (34) del árbol (32) y a devolver fluido térmico en el otro, segundo, extremo (36) del árbol (32);
con una pluralidad de discos (38) transversales fijados en posiciones sustancialmente equiespaciadas a lo largo del árbol (32);
siendo los discos (38) cuerpos huecos que tienen cavidades (42) internas, estando destinado un primer disco (44), muy próximo al primer extremo (34) del árbol, a recibir fluido térmico caliente desde el primer extremo (34) del árbol, y estando destinado un último disco (46), muy próximo al segundo extremo (36) del árbol, a devolver fluido térmico caliente al segundo extremo (36) del árbol; y caracterizado por pares adyacentes de discos (38) que están conectados por sus periferias (48) mediante tubos (50) de barrido, que se extienden entre brazos (52) de conexión, huecos, que se extienden en dirección radial, para permitir el flujo de fluido caliente de disco a disco a lo largo del árbol (32) desde el primer extremo (34) hasta el segundo extremo (36), estando los tubos (50) de barrido en proximidad inmediata a la pared (22) interior de cámara de manera que el material es barrido y agitado cuando se hace rotar el agitador (26) en el primer sentido.
2. El aparato de la reivindicación 1, con una barra (54) transportadora en ángulo que se extiende en ángulo agudo desde cada tubo (50) de barrido en el segundo sentido de rotación del agitador.
3. El aparato de la reivindicación 2, en el que cada disco (38) tiene paredes (56, 58) radiales que definen sectores (60) abiertos, en forma de cuña, estando los sectores (60) orientados a lo largo del árbol (32), con los brazos (52) de conexión alineados con las paredes radiales de manera que las barras (54) de transporte empujen el material secado a través de los sectores (60) cuando el agitador (26) rota en el segundo sentido.
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