ES2248646T3 - Procedimiento para el tratamiento de residuos de la combustion de una instalacion de combustion. - Google Patents
Procedimiento para el tratamiento de residuos de la combustion de una instalacion de combustion.Info
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Abstract
Procedimiento para el tratamiento de residuos de la combustión de una instalación de combustión, especialmente de una instalación de combustión de residuos, en el que el combustible es quemado en una parrilla de combustión, y los residuos de la combustión que se producen en este caso son llevados a través de la regulación de la combustión correspondiente a una temperatura elevada, en el que la escoria producida presenta, en su fracción principal utilizable, una porción reducida de substancias nocivas que se pueden eliminar por lavado, caracterizado porque la regulación de la combustión se conduce de tal manera que ya en la zona superior del lecho de combustible de la zona de combustión principal se lleva a cabo un proceso de sinterización y/o de fundición de los residuos de la combustión para formar escoria, porque los residuos de la combustión producidos son extinguidos, en general, en un descorificador húmedo y son transportados fuera de éste, porque los residuos de la combustión húmedosque proceden desde el descorificador húmedo son divididos en primer lugar, por medio de un proceso de separación mecánica, en dos fracciones, después de lo cual la fracción principal, que presenta esencialmente una fracción gruesa y una fracción de grano sobredimensionado, es lavada con agua extraída desde el descorificador húmedo y se separan en este caso las partes más finas adherentes, y porque el agua de lavar es alimentada con las partes más finas recibidas en el proceso de lavado hacia el descorificador húmedo.
Description
Procedimiento para el tratamiento de residuos de
la combustión de una instalación de combustión.
La invención se refiere a un procedimiento para
el tratamiento de residuos de la combustión de una instalación de
combustión, especialmente de una instalación de combustión de
residuos, en el que el combustible es quemado en una parrilla de
combustión, y los residuos de la combustión que se producen en este
caso son llevados a través de la regulación de la combustión
correspondiente a una temperatura elevada. A este respecto, se
distingue también todavía si la escoria producida presenta, en su
fracción principal utilizable, una porción reducida de substancias
nocivas que se pueden eliminar por lavado, o si la escoria producida
presenta, en su fracción principal utilizable, una porción alta de
substancias nocivas que se pueden eliminar por lavado.
En un procedimiento conocido a partir del
documento EP 0 667 490 B1 se calienta el combustible sobre la
parrilla de combustión hasta tal punto que la escora producida en
este caso presenta antes de alcanzar una fase de fusión, que está
dispuesta fuera de la parrilla de combustión, una temperatura que se
encuentra apenas por debajo del punto de fusión de esta escoria. Por
lo tanto, en este procedimiento, se regula la combustión de tal
manera que la escoria presenta, en el extremo de la parrilla de
combustión, una temperatura lo más alta posible, para mantener
reducido el gasto de energía en la fase de fusión conectada a
continuación. Pero en este caso no tiene lugar ninguna sinterización
o fusión de la escoria. Para mantener a pesar de todo la calidad
deseada de la escoria, es necesaria, por lo tanto, una fase de
fusión conectada a continuación. Esta fase de fusión conectada a
continuación no sólo requiere, naturalmente, un dispositivo
correspondiente, sino también un gasto de energía elevado a pesar de
la conducción del procedimiento mencionada anteriormente.
Para la calidad deseada de la escoria son
importantes los componentes de substancias nocivas inorgánicos y
orgánicos que permanecen a partir del desecho. Como componentes
inorgánicos de las substancias nocivas se mencionan sobre todo los
metales pesados y las sales, mientras que las substancias nocivas
orgánicas son atribuibles especialmente a una combustión
incompleta. Además, para la evaluación de la calidad de la escoria
es esencial cómo se eliminan por lavado las substancias nocivas
presentes durante los ensayos de elusión. Además, las propiedades
mecánicas son importantes para la evaluación de la idoneidad técnica
para la construcción, por ejemplo para la construcción de basureros,
suelos y carreteras.
En virtud de las altas temperaturas durante el
tratamiento de los residuos de la combustión en una fase de fusión,
los residuos de la combustión fundidos están caracterizados por
porciones reducidas de compuestos orgánicos. Mientras que las
escorias típicas procedentes de instalaciones de combustión de
basuras presentan todavía materiales no quemados, medidos
habitualmente como pérdida por calcinación, entre 1 y 5% en peso, la
pérdida por calcinación de los residuos de la combustión fundidos
está por debajo de 0,3% en peso. Adicionalmente, los residuos de la
combustión fundidos se caracterizan por porcentajes reducidos de
sales tratadas por lixiviación y metales pesados, porque éstos o
bien se evaporan o se incorporan en la matriz de vidrio que se forma
durante la refrigeración de la colada.
El cometido de la invención es indicar un
procedimiento, en el que se influye y se regula el proceso de la
combustión de tal forma que se obtiene una escoria totalmente
sinterizada con la calidad deseada sin el empleo de instalaciones
adicionales o de dispositivos adicionales conectados a continuación
en forma de agregados de fundición o de agregados de cristalización
o bien de parrillas especiales conectadas a continuación, y en el
que, con un gasto reducido de aparatos, se evitan los inconvenientes
de la evolución de polvo del cierre de aire de la cámara de
combustión y se posibilita un consumo reducido de agua.
Por una "escoria totalmente sinterizada" se
entiende un material, que está constituido por trozos sinterizados
y/o trozos fundidos, que tienen típicamente un tamaño del grano
entre al menos 2 y 8 mm. Estos trozos están constituidos por
residuos de la combustión de la basura, que están aglomerados a
través de fundición completa o fundición superficial.
Los trozos de sinterización o de fundición pueden
tener, en general, una estructura porosa en virtud de la liberación
de gas durante la sinterización o bien durante la fundición. La
porosidad posible de la escoria totalmente sinterizada es atribuible
a que la temperatura de la escoria fundida en el lecho de combustión
no es suficientemente alta, para proporcionar una viscosidad
suficientemente baja y, por lo tanto, una expulsión de las burbujas
de gas, lo que se designa también como acrisolado en la técnica del
vidrio. Así se distingue la escoria totalmente sinterizada de las
escorias típicas cristalizadas, que se obtiene en procedimientos a
alta temperatura conectados a continuación en hornos de crisol
mamposteados con material resistente al fuego o en otros agregados
de fundición.
Además, la escoria totalmente sinterizada puede
contener también componentes del residuo, como vidrio y metales, que
migran a través de la parrilla de combustión sin que sean
influenciados en gran medida por el proceso de combustión, es decir
que, en sentido estricto, ni están fundidos ni sinterizados en el
lecho de la combustión, pero poseen las propiedades deseadas con
respecto a la combustión total y a las substancias nocivas que se
pueden lixiviar.
El concepto "sinterización" se designa, de
acuerdo con Hämmerli (Müll und Abfall 31, Suplemento sobre
evacuación de escorias y otros materiales residuales, página 142,
1994), como un caso especial de la fundición y la congelación. Por
lo tanto, a continuación el concepto de la sinterización se extiende
más allá de la aplicación habitual con frecuencia en la ciencia de
este concepto como "fundición inicial o función conjunta
superficial de partículas". Los trozos sinterizados de la escoria
totalmente sinterizada pueden estar, en general, también total o
parcialmente fundidos.
Como escoria residual se designan a continuación
los componentes de la escoria, que no están sinterizados y/o
fundidos. La escoria residual se caracteriza por un tamaño del grano
más pequeño en comparación con la escoria totalmente sinterizada así
como por pérdida por calcinación mayor y por una porción de
substancias nocivas que pueden ser lixiviadas.
Se conoce a partir del documento DE 701 606 C1
transportar los residuos de la combustión a un descorificador, que
presenta una caja de caída y un depósito de descorificación con
tolva de expulsión ascendente y desde allí son descargados por medio
de un empujador de expulsión. En este caso, se alimenta al depósito
de descorificación el agua para la extinción de la escoria, siendo
introducida solamente tanta agua fresca en este depósito de
descorificación como se descarga desde la escoria a través de su
humidificación. En este caso, se ajusta una concentración de
equilibrio con respecto a numerosas substancias y compuestos que se
adhieren a los residuos, por ejemplo sales, de manera que no es
posible una reducción de su concentración. De esta manera, se
obtienen propiedades poco satisfactorias de la escoria con respecto
a la aptitud para el vertidos en basureros y el procesamiento
posterior para la obtención de materiales para la construcción. Este
inconveniente está fundamentado también porque no tiene lugar una
división o bien una clasificación de los residuos de la combustión
en fracciones con propiedades mejoradas y en fracciones con
propiedades empeoradas, de manera que con ello la totalidad de los
residuos de la combustión producidos presenta las propiedades
forzosamente poco satisfactorias.
A partir del documento DE 44 23 927 A1 se conoce
alimentar los residuos de la combustión que proceden desde un horno,
directamente sin enfriamiento previo, a un baño de agua para la
purificación grosera. La escoria seca y purificada de forma grosera
es separada en al menos dos fracciones. Todas las partículas, que
son menores que 2 mm, son asignadas a una primera fracción, las
partículas restantes son asignadas a una segunda fracción. En el
desarrollo siguiente de este procedimiento se separa la segunda
fracción, por su parte, en una fase de cribado en al menos dos
fracciones y todas las partículas, que son menores que 27 a 35 mm,
son asignadas a una tercera fracción, siendo asignadas las
partículas restantes a una cuarta fracción. De esta manera, se
obtienen fracciones de residuos de la combustión con propiedades
satisfactorias. En este procedimiento son un inconveniente la
evolución fuerte de polvo y los problemas ligados con la salida del
aire de la cámara de combustión.
Se conoce a partir del documento DE 44 29 858 A1
un procedimiento para el tratamiento térmico de escoria de
parrillas, en el que la escoria quemada en gran medida sobre la
parrilla principal cae, a través de un escalón de la parrilla, sobre
una parrilla de combustión total conectada a continuación, sobre la
que la escoria es sometida a través de la alimentación adicional de
oxígeno al proceso de sinterización. En este caso, se producen
temperaturas relativamente altas, que solamente se pueden dominar
porque la parrilla de combustión total presenta un circuito de
refrigeración con líquido, para evitar los daños conocidos de la
parrilla. Sin embargo, esto representa un gasto elevado.
El cometido planteado anteriormente se soluciona,
partiendo del procedimiento explicado al principio, en función de la
composición del combustible de dos maneras diferentes.
La primera manera consiste, según la invención,
en que la regulación de la combustión se conduce de tal manera que
ya en la zona superior del lecho de combustible de la zona de
combustión principal se lleva a cabo un proceso de sinterización y/o
de fundición de los residuos de la combustión para formar escoria,
porque los residuos de la combustión producidos son extinguidos, en
general, en un descorificador húmedo y son transportados fuera de
éste, porque los residuos de la combustión húmedos que proceden
desde el descorificador húmedo son divididos en primer lugar, por
medio de un proceso de separación mecánica, en dos fracciones,
después de lo cual la fracción principal, que presenta esencialmente
una fracción gruesa y una fracción de grano sobredimensionado, es
lavada con agua extraída desde el descorificador húmedo y se separan
en este caso las partes más finas adherentes, y porque el agua de
lavar es alimentada con las partes más finas recibidas en el proceso
de lavado hacia el descorificador húmedo.
Esta variante del procedimiento se aplica siempre
que se puede partir de que la fracción principal utilizable presenta
una porción reducida de substancias nocivas que se puede eliminar
por lavado, como por ejemplo sales o metales mesados.
La invención comprende dos zonas principales,
donde la primera zona principal consiste en la regulación de la
combustión y la segunda zona principal consiste en la preparación
mecánica de los residuos de la combustión que se obtienen a través
del proceso de la combustión. Esta segunda zona principal comprende
dos variantes del procedimiento, que depende de la composición del
combustible.
La primera zona principal es equivalente para las
dos variantes del procedimiento en lo que se refiere a la
preparación mecánica y consiste en influir sobre el proceso de la
combustión sobre la parrilla de la combustión de tal forma que tiene
lugar ya un proceso de sinterización y/o de fundición sobre la
parrilla de la combustión en la zona de la combustión principal, y
de tal manera que los residuos de la combustión no sinterizados o
fundidos todavía en cada caso son reconducidos de nuevo para que
experimenten el proceso de sinterización y/o de fundición deseado
durante la segunda o tercera pasada.
El punto esencial de la idea de la invención se
basa, por lo tanto, en llevar a cabo el proceso de sinterización y/o
de fundición de los residuos de la combustión ya en el lecho de
combustión de la zona de combustión principal, lo que no se
consideraba posible hasta ahora. En efecto, para las parrillas de
combustión mecánicas es extraordinariamente perjudicial que llegue
escoria líquida entre las barras individuales de la parrilla u otras
partes móviles de la parrilla de combustión. Por este motivo, se ha
evitado una fundición de la escoria sobre la parrilla y hay que
procurar que en el lecho de combustión no se alcance la temperatura
de fundición de la escoria.
En el procedimiento según la invención, el
proceso de sinterización y/o de fundición tiene lugar en la zona
superior del lecho de combustión, porque tiene lugar desde arriba la
actuación máxima del calor a través de la radiación del cuerpo de la
llama y desde abajo, a través de la alimentación de aire primario de
la combustión relativamente frío se puede mantener la temperatura
del material, que se encuentra directamente sobre la parrilla de la
combustión, más baja que sobre la superficie del lecho de la
combustión. Puesto que en el caso de una regulación de la combustión
de este tipo, no todos los residuos de la combustión producidos se
pueden transformar en una escoria totalmente sinterizada con la
calidad deseada, aquellos residuos de la combustión, que no
presentan todavía el carácter de la escoria totalmente sinterizada,
son alimentados de nuevo al proceso de combustión.
Puesto que la sinterización y/o la fundición de
la escoria se alcanza en el lecho de combustión de la parilla, no es
necesaria ninguna fuente de energía externa adicional. La calidad
obtenida corresponde en gran medida a los productos, que conoce el
técnico a partir de los procedimientos térmicos a alta temperatura
conectados a continuación conocidos para la fundición y la
vitrificación. En este caso, se emplean agregados como hornos de
tubos giratorios, hornos de crisol y cámaras de fundición. No
obstante, el inconveniente esencial de estos procedimientos
conocidos es la necesidad de los agregados adicionales muy costosos
y el empleo grande de energía, lo que se evita a través de la
presente invención, a pesar de la calidad aproximadamente similar de
la escoria.
En la primera variante del procedimiento con
respecto a la preparación mecánica, se lleva a cabo una conducción
del circuito del agua que procede desde el descorificador húmedo, de
tal manera que la fracción principal, que está provista con buenas
propiedades de calidad, se puede liberar, sin el empleo de
cantidades mayores de agua fresca, de las partículas finas adheridas
que, de acuerdo con la experiencia, perjudican la calidad de la
fracción principal, de tal modo que los residuos de la combustión
están presentes como escoria con buenas propiedades cualitativas
para el procesamiento.
En la segunda manera de conducción del
procedimiento, que se aplica siempre que es previsible la existencia
en los residuos de la combustión producidos de una porción más
elevada de substancias nocivas que se pueden eliminar por lavado,
como por ejemplo sales o metales pesados, el cometido de soluciona
porque la regulación de la combustión se conduce de tal manera que
ya en la zona superior del lecho de combustible de la zona de
combustión principal se lleva a cabo un proceso de sinterización y/o
de fundición de los residuos de la combustión para formar escoria,
porque los residuos de la combustión producidos son extinguidos, en
general, en un descorificador húmedo y son transportados fuera de
éste, porque los residuos de la combustión húmedos que proceden
desde el descorificador húmedo son divididos en primer lugar, por
medio de un proceso de separación mecánica, en dos fracciones,
después de lo cual la fracción principal separada, que presenta una
fracción gruesa y una fracción de grano sobredimensionado, es
sometida a un proceso de desmenuzamiento y a continuación es lavada
con agua extraída desde el descorificador y porque el agua de lavar
es alimentada con las partículas más finas recibidas en el proceso
de lavado al descorificador húmedo. El desmenuzamiento de la
fracción principal tiene como consecuencia que, en el proceso de
lavado siguiente, se eliminan por lavado las substancias nocivas que
están incorporadas en los residuos de la combustión en las partes
mayores y de esta manera se pueden separar de la fracción principal
utilizable, con lo que a pesar de la carga mayor de estos residuos
de la combustión con substancias nocivas, se puede obtener una
porción grande de los residuos de la combustión como escoria
utilizable, sin que haya que contar posteriormente con la
eliminación por lavado de substancias nocivas en una extensión
mayor.
En primer lugar, se describe la primera zona
principal de la invención, que se ocupa de la regulación de la
combustión.
Un aspecto ventajoso esencial de la regulación de
acuerdo con el procedimiento según la invención consiste en que se
lleva a cabo un enriquecimiento de oxígeno del aire primario de la
combustión. Otra medida ventajosa consiste en que se lleva a cabo un
calentamiento previo del aire primario de la combustión a valores
aproximadamente entre 100ºC y 400ºC. Estas medidas se pueden aplicar
de una manera separada o combinada, según las particularidades. De
una manera preferida, en función de la naturaleza del material de
combustión, se ajusta la temperatura del lecho de combustión en la
zona principal de combustión entre 1.000ºC y 1.400ºC.
Todas las medidas en el marco de la regulación de
la combustión para el ajuste de las condiciones pretendidas, en las
que los residuos de la combustión son transformados en escoria
sinterizada y/o fundida, son seleccionadas para que se obtenga una
porción de escoria totalmente sinterizada entre 25 y 75% en peso de
los residuos totales de la combustión. Con esta medida se asegura
que en el lecho de combustión de la zona de combustión principal,
sobre la parrilla de la combustión, esté presente suficiente
material a fundir, que rodea la escoria de fundición, de manera que
ésta no puede perjudicar las partes mecánicas de la parrilla de
combustión.
En otra configuración ventajosa de la invención,
se alimenta ceniza volátil de nuevo al proceso de la combustión.
Esta ceniza volátil abandona el lecho de la combustión con los gases
de la combustión a través de la caldera de vapor y se separa en un
filtro de gas de escape que está conectado a continuación.
A continuación se describe la segunda zona
principal de la invención, que se ocupa, en forma de dos variantes,
con la preparación mecánica de los residuos de la combustión.
La fracción muy fina y la fracción fina, que se
obtienen durante la separación mecánica, son alimentadas de nuevo,
en otra configuración de la invención, al proceso de la combustión.
Estas fracciones son sometidas de nuevo a un proceso de combustión,
con lo que existe la posibilidad de la fundición y de la
sinterización de estas fracciones.
Estas medidas evitan los inconvenientes del tipo
de procedimiento explicado anteriormente, en el que todos los
residuos de la combustión solamente se podían alimentar a una
reutilización posterior, cuando casualmente aquellas porciones con
propiedades empeoradas eran reducidas. Frente al segundo
procedimiento conocido, se evita el inconveniente de la evolución de
polvo y también el inconveniente de la obturación de la cámara de
combustión. Además, adicionalmente a través del retorno de la
fracción muy fina, que está afectada con propiedades cualitativas
empeoradas y la fracción fina, se incrementa la porción de los
residuos utilizables de la combustión, puesto que las partes finas
retornadas, después de uno o de varios retornos, obtienen la
oportunidad de aglomerarse en residuos de la combustión, que
presentan las propiedades deseadas. Esta ventaja no está presente
tampoco en el segundo procedimiento conocido, debido a la falta de
retorno.
Cuando en otra configuración de la invención, la
fracción principal, previamente lavada con agua y que procede desde
el descorificador húmedo, es aclarada con agua fresca, entonces se
aclara el agua des descorificador, que está todavía relativamente
cargada con substancias nocivas y se consigue una mejora adicional
de la calidad de los residuos de la combustión o bien de la escoria
sinterizada. La utilización de agua fresca para el aclarado
posterior de la fracción grosera lleva consigo la ventaja de que de
este modo se puede alimentar al menos una parte del agua que procede
del aclarado posterior a la purificación de los gases de escape, sin
que esta agua tenga que purificarse previamente, porque la porción
de substancias nocivas es relativamente reducida. Además, puede ser
ventajoso que al menos una parte del agua que procede desde el
reaclarado posterior sea alimentada al descorificador húmedo. De
esta manera, se puede mantener el nivel en el descorificador húmedo,
porque a través de la cantidad descargada de residuos de la
combustión se descarga siempre al mismo tiempo agua, con lo que se
reduce la cantidad de agua en el descorificador húmedo y debería
rellenarse de todos modos. Puesto que el agua que procede desde el
reaclarado solamente presenta reducidos contenidos de calcio y de
sulfato, no existe el peligro de la obstrucción de conductos o
toberas.
En el caso de que en el primer proceso de
separación de acuerdo con la primera variante del procedimiento, la
fracción principal presente todavía porciones grandes de una
fracción de grano de tamaño sobredimensionado, que posee
habitualmente un porcentaje de chatarra alto, en otra configuración
de la invención, se puede someter la fracción grosera a otro proceso
de separación mecánico.
A continuación se indica, sin limitación de la
invención, solamente a modo de ejemplo para la ilustración de las
zonas respectivas, que la fracción muy fina debe tener un tamaño del
grano entre 0 y 2 mm, la fracción fina debe tener un tamaño del
grano entre 2 y 8 mm, la fracción grosera debe tener un tamaño del
grano entre 8 y 32 mm y la fracción de grano de tamaño
sobredimensionado debe ser mayor que 32 mm. Estos valores solamente
están previstos para una mejor comprensión para una orientación
aproximada, pudiendo contener, evidentemente, cada fracción una
porción determinada de la fracción más fina siguiente inferior, con
tal que la porción más fina tenga una importancia secundaria.
Habitualmente, la fracción fina, que procede directamente desde el
descorificador y que presenta un tamaño de grano entre
aproximadamente 2 y 8 mm, representa aquella porción de residuos de
la combustión, que es alimentada de nuevo de una manera preferida al
proceso de la combustión. En la segunda variante del procedimiento,
sin embargo, a través del proceso de desmenuzamiento solamente se
obtiene una fracción del grano, que corresponde a la fracción fina
en la distribución de los granos, pero que presenta, con respecto a
la calidad para la reutilización una norma de valor elevado, de
manera que esta fracción fina se puede designar como fracción fina
de calidad.
Por ejemplo, cuando a partir de la primera
variante del procedimiento, durante la primera separación grosera,
se ajusta un límite de separación de 32 mm, es decir, por lo tanto,
cuando se separa la fracción de grano de tamaño sobredimensionado,
entonces se recomienda prever una segunda separación mecánica, que
está entonces, por ejemplo, en 8 mm, siendo alimentadas todas las
partes, que son menores que 8 mm, de nuevo al proceso de la
combustión.
Para evitar un daño de los dispositivos de
separación mecánica a través de piezas de chatarra grandes, se
recomienda que en la fracción principal se lleve a cabo una
separación de metal.
La fracción principal, que comprende una fracción
de grano de tamaño sobredimensionado y una fracción grosera, no sólo
se puede liberar de esta manera de las piezas de chatarra grandes,
sino también todas las otras partes metálicas, que son alimentadas a
para una utilización separada.
De acuerdo con la conducción del procedimiento y
de la utilización posterior prevista de los residuos de la
combustión producidos, así como en función de la composición de
estos residuos de la combustión, puede ser conveniente llevar a cabo
una separación de metales entre sí de forma separada en la fracción
de grano de tamaño sobredimensionado y en la fracción grosera.
Cuando, por ejemplo, los residuos de la
combustión deben emplearse en la construcción de carreteras,
entonces se recomienda someter la fracción de grano de tamaño
sobredimensionado, después de la separación de metales, a otro
proceso de desmenuzamiento, puesto que las piezas, que son mayores,
por ejemplo, de 32 mm son poco adecuadas para este objeto de
aplicación.
Partiendo de la primera variante del
procedimiento, es conveniente, en el sentido de una fracción lo más
grande posible para la utilización posterior, que, en otra
configuración de la invención, la fracción grosera separada de la
fracción principal sea mezclada con los residuos de la combustión
desmenuzados, que proceden del desmenuzamiento de granos de tamaños
sobredimensionados, para obtener una primera fracción mixta. En este
caso, se puede considerar conveniente que la fracción mixta sea
sometida a un proceso de separación mecánica, puesto que en el
proceso de desmenuzamiento aparecen también aquellos tamaños de
granos, que no son deseables para la utilización posterior y deben
ser alimentados de nuevo, por ejemplo, al proceso de la
combustión.
Cuando los residuos de la combustión deben ser
preparados para un campo de aplicación especialmente interesante,
que consiste en la fabricación de capas de soporte para la
construcción de carreteras, entonces el material debe poder ser
compactado, lo que apenas es posible sin porción fina, que está
entre 2 y 8 mm, de acuerdo con la clasificación grosera indicada
anteriormente. Por este motivo, se recomienda que una parte de la
fracción grosera sea sometida a un proceso de desmenuzamiento, para
obtener de una manera voluntaria esta porción fina deseada, para que
no haya que recurrir a la porción que aparece casualmente de este
tamaño de grano. De una manera más ventajosa, aproximadamente el 30%
de la fracción grosera es sometida a este proceso de
desmenuzamiento. La fracción fina y la fracción muy fina, que se
obtienen durante el desmenuzamiento de la fracción grosera se
mezclan con la fracción grosera para obtener una segunda fracción
mixta. De una manera preferida, el porcentaje de la fracción grosera
en esta fracción mixta que está prevista para la construcción de
carreteras es aproximadamente 70%.
En esta segunda fracción mixta predomina una
porción de grano mayor que 8 mm, puesto que estos componentes
presentan, según la experiencia, la calidad necesaria para la
utilización posterior, siendo necesaria una porción más reducida de
una fracción de grano entre 2 y 8 mm, para garantizar la compacidad
mencionada de estos residuos de la combustión para la construcción
de carreteras.
Cuando en otra configuración de la invención, la
segunda fracción mixta es lavada con agua que procede del
descorificador húmedo y se separa la fracción muy fina, entonces se
garantiza que las porciones de tamaño de grano por debajo de 2 mm,
que están cargadas con frecuencia de una manera especialmente fuerte
con substancias nocivas, sean separadas de las porciones
utilizables.
Este agua de lavar se puede alimentar entonces de
una manera ventajosa de nuevo al descorificador húmedo, como se ha
explicado también en otro contexto. El sentido y objeto de un
retorno de este tipo consiste en consumir la menor cantidad posible
de agua limpia.
Se recomienda someter los metales separados a una
lavado con agua procedente del agua del descorificador, para que
sean eliminados por lavado los residuos de la combustión
eventualmente adheridos.
De una manera más ventajosa, se emplea un proceso
de cribado como un proceso de separación mecánica.
El incremento de la calidad de los residuos de la
combustión obtenidos es extraordinariamente útil, cuando se añaden
al agua de descorificador húmedo agentes de precipitación para
metales pesados solubles. De esta manera, se pueden separar estos
metales pesados.
A continuación se explica la invención con la
ayuda de diferentes diagramas de flujo, que muestran ejemplos de
realización del procedimiento según la invención.
En los dibujos:
La figura 1 muestra un diagrama de flujo de un
procedimiento básico.
La figura 2 muestra un diagrama de flujo del
procedimiento básico con aclarado posterior adicional.
La figura 3 muestra un diagrama de flujo de una
variante del procedimiento básico con etapas adicionales del
procedimiento; y
La figura 4 muestra un diagrama de flujo del
procedimiento básico con adición de agentes de precipitación.
De acuerdo con las representaciones en los
diagramas de flujo, se cargaron 1.000 kg de basura con un contenido
de ceniza de 220 kg en una parrilla de combustión y se quemaron en
este caso de tal forma que ya una parte entre el 25% y el 75% de los
residuos de la combustión producidos se transformó en escoria
totalmente sinterizada. En este proceso de combustión se obtuvieron
800 kg de gas de escape y 300 kg de residuos de la combustión. Estos
residuos llegan a un descorificador húmedo, desde el que se
descargaron, en virtud de la humidificación, 315 kg de residuos de
la combustión. Estos residuos de la combustión se sometieron a una
separación mecánica, en el presente caso, a un cribado de 8 mm. En
este caso, se separaron 215 kg de residuos de la combustión o bien
de escoria como fracción principal con un tamaño del grano mayor que
8 mm, por una parte, y una fracción fina y una fracción muy fina
< 8 mm en el orden de magnitud de 100 kg. La escoria con un
tamaño de grano mayor que 8 mm, que comprende una fracción grosera y
una fracción de grano de tamaño sobredimensionado, se sometió a un
tratamiento húmedo y en concreto, se descargaron 1000 litros de agua
desde el descorificador húmedo, para lavar esta escoria y eliminar
por lavado en este caso porciones finas por debajo de 8 mm en el
orden de magnitud de 15 kg. Este lavado se puede realizar de una
manera más conveniente sobre una criba con un paso de criba de 8 mm
o menor. El agua de la escoria en combinación con estas porciones
finas y las porciones muy finas se condujo de nuevo de retorno al
descorificador húmedo. La escoria lavada de extrajo y se utilizó
para una aplicación, por ejemplo en la construcción de carreteras.
La fracción fina separada durante el cribado con una masa de
aproximadamente 100 kg se carga habitualmente de nuevo en la
parrilla de combustión, para conseguir una sinterización más amplia.
Pero también es posible conducir esta porción a otros procedimientos
a tratamiento. Se alimentaron 40 litros de agua de admisión o de
agua fresca para compensar la pérdida de agua en el descorificador
húmedo, que entra porque los residuos de la combustión arrastran
evidentemente líquido durante la descarga desde el descorificador
húmedo.
En la modificación del procedimiento según la
figura 2, después del tratamiento húmedo de la fracción principal
con un tamaño del grano mayor que 8 mm, se lleva a cabo un aclarado
posterior con agua fresca, que se añade con una cantidad de 80
litros a los 200 kg de la fracción principal. Para liberarla de
componentes adherentes, que proceden del tratamiento húmedo a través
del agua del descorificador húmedo. Se desviaron 40 litros de este
líquido de aclarar para la purificación de los gases de escape o
para la evacuación de otro modo, mientras que se alimentaron otros
40 litros al descorificador húmedo para la compensación de la
pérdida de agua. La escoria purificada de esta manera se puede
conducir para la utilización posterior.
La figura 3 muestra una variante del
procedimiento según la invención. En este procedimiento modificado
se alimentaron 1000 kg de basura con un contenido de ceniza de 220
kg a una parrilla de combustión. Durante la combustión se obtuvieron
800 kg de gases de escape y 320 kg de residuos de la combustión, que
llegaron a un descorificador húmedo. A partir de este descorificador
se extrajeron residuos de la combustión en el orden de magnitud de
336 kg. El aumento de peso se obtuvo a través de partículas finas,
que fueron alimentadas al descorificador húmedo a través del retorno
de agua de escoria. Se alimentaron 40 litros de agua al
descorificador húmedo como compensación para el agua descargada. Los
336 kg de escoria o residuos de la combustión llegaron a un tamiz
con un tamaño de separación de granos de 32 mm. La fracción de
granos de tamaño sobredimensionado con un tamaño de grano de > 32
mm se alimentó en primer lugar a una separación de metales. La
escora producida en este caso llegó a una trituradora para obtener
escoria en el orden de magnitud de 8 mm. Esta escoria obtenida de
esta manera se llevó a otro tamiz con un diámetro de separación de
granos de 8 mm. A partir de esta separación mecánica se extrajeron
100 kg de escoria o bien de residuos de la combustión con un
diámetro del grano de < 8 mm y se alimento de nuevo de una manera
preferida a la parrilla de la combustión. La porción más gruesa
remanente se condujo a una separación de metales. Las partes
metálicas obtenidas de esta manera y las partes metálicas de la
separación de metales que proceden de la etapa del procedimiento
descrita más arriba fueron reunidas y fueron alimentadas a un
tratamiento húmedo, para aclarar las partes de escoria adheridas. En
este caso, se obtuvieron 20 kg de metales de hierro y no ferrosos,
que se condujeron para una utilización. La escoria desprovista de
chatarra o bien la fracción grosera con un tamaño del grano entre 8
y 32 mm presentaba un peso de 215 kg. 60 kg de ellos fueron
alimentados a una trituradora y fueron desmenuzados a un tamaño del
grano > 2 mm.
Después del desmenuzamiento, se condujo la masa desmenuzada a la corriente principal de 155 kg y se sometió a un tratamiento húmedo sobre un tamiz con un tamaño de separación del grano de 2 mm. El agua de lavar se extrajo con una cantidad de 1000 litros desde el descorificador húmedo. Después de este tratamiento húmedo, están presentes 155 kg de escoria con un tamaño de grano entre 8 y 32 mm así como una porción más fina de 45 kg con un diámetro del grano entre 2 y 8 mm. Estas dos fracciones se condujeron para una utilización, mientras que las porciones finas, que presentaban un diámetro menor que 2 mm, se condujeron al descorificador húmedo.
Después del desmenuzamiento, se condujo la masa desmenuzada a la corriente principal de 155 kg y se sometió a un tratamiento húmedo sobre un tamiz con un tamaño de separación del grano de 2 mm. El agua de lavar se extrajo con una cantidad de 1000 litros desde el descorificador húmedo. Después de este tratamiento húmedo, están presentes 155 kg de escoria con un tamaño de grano entre 8 y 32 mm así como una porción más fina de 45 kg con un diámetro del grano entre 2 y 8 mm. Estas dos fracciones se condujeron para una utilización, mientras que las porciones finas, que presentaban un diámetro menor que 2 mm, se condujeron al descorificador húmedo.
El diagrama de flujo según la figura 4 muestra la
variante básica, que corresponde a la figura 1, en combinación con
la adición de un agente de precipitación para metales pesados
solubles. Este agente de precipitación se añade al descorificador
húmedo, para reducir el contenido de plomo del agua del
descorificador desde habitualmente 2 mg/l hasta 0,05 mg/l. De esta
manera, se reduce la carga de plomo disuelto a 1 mg, que está
presente con aproximadamente 201 litros de agua de escoria adherida
en 200 kg de escoria tratada en húmedo. 400 g de plomo llegaron
durante la combustión a los gases de escape. Durante el proceso de
separación mecánica con un tamaño de separación del grano de 8 mm,
los 400 g de plomo fueron divididos de tal manera que 200 g de plomo
permanecieron en la escoria de 200 kg, que fueron conducidos después
del tratamiento en húmedo para la utilización, mientras que 200 g de
plomo con la fracción fina menor que 8 mm llegaron de nuevo a la
parrilla de combustión.
Claims (24)
1. Procedimiento para el tratamiento de residuos
de la combustión de una instalación de combustión, especialmente de
una instalación de combustión de residuos, en el que el combustible
es quemado en una parrilla de combustión, y los residuos de la
combustión que se producen en este caso son llevados a través de la
regulación de la combustión correspondiente a una temperatura
elevada, en el que la escoria producida presenta, en su fracción
principal utilizable, una porción reducida de substancias nocivas
que se pueden eliminar por lavado, caracterizado porque la
regulación de la combustión se conduce de tal manera que ya en la
zona superior del lecho de combustible de la zona de combustión
principal se lleva a cabo un proceso de sinterización y/o de
fundición de los residuos de la combustión para formar escoria,
porque los residuos de la combustión producidos son extinguidos, en
general, en un descorificador húmedo y son transportados fuera de
éste, porque los residuos de la combustión húmedos que proceden
desde el descorificador húmedo son divididos en primer lugar, por
medio de un proceso de separación mecánica, en dos fracciones,
después de lo cual la fracción principal, que presenta esencialmente
una fracción gruesa y una fracción de grano sobredimensionado, es
lavada con agua extraída desde el descorificador húmedo y se separan
en este caso las partes más finas adherentes, y porque el agua de
lavar es alimentada con las partes más finas recibidas en el proceso
de lavado hacia el descorificador húmedo.
2. Procedimiento para el tratamiento de residuos
de la combustión de una instalación de combustión, especialmente de
una instalación de combustión de residuos, en el que el combustible
es quemado en una parrilla de combustión, y los residuos de la
combustión que se producen en este caso son llevados a través de la
regulación de la combustión correspondiente a una temperatura
elevada, en el que la escoria producida presenta, en su fracción
principal utilizable, una porción reducida de substancias nocivas
que se pueden eliminar por lavado, caracterizado porque la
regulación de la combustión se conduce de tal manera que ya en la
zona superior del lecho de combustible de la zona de combustión
principal se lleva a cabo un proceso de sinterización y/o de
fundición de los residuos de la combustión para formar escoria,
porque los residuos de la combustión producidos son extinguidos, en
general, en un descorificador húmedo y son transportados fuera de
éste, porque los residuos de la combustión húmedos que proceden
desde el descorificador húmedo son divididos en primer lugar, por
medio de un proceso de separación mecánica, en dos fracciones,
después de lo cual la fracción principal separada, que presenta una
fracción gruesa y una fracción de grano sobredimensionado, es
sometida a un proceso de desmenuzamiento y a continuación es lavada
con agua extraída desde el descorificador y porque el agua de lavar
es alimentada con las partículas más finas recibidas en el proceso
de lavado al descorificador húmedo.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la regulación de la combustión comprende
un enriquecimiento de oxígeno del aire primario de la combustión
entre 25% y 40% en volumen.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la regulación de
la combustión comprende un calentamiento previo del aire primario de
la combustión entre 100ºC y 400ºC.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la temperatura
del lecho de combustión se ajusta entre 1.000ºC y 1.400ºC.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la regulación de
la combustión se ajusta de tal forma que aparece una porción de
escoria totalmente sinterizada entre el 25% y el 75% de los residuos
totales de la combus-
tión.
tión.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la ceniza
volátil que se produce durante el proceso de la combustión es
alimentada de nuevo al proceso de la combustión.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la fracción muy
fina, que se produce durante el proceso de separación mecánica, y la
fracción fina son alimentadas al proceso de la combustión.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la fracción
principal prelavada con agua del descorificador húmedo es aclarada
con agua fresca.
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque al menos una parte del agua que procede
del aclarado posterior es conducida para la purificación de los
gases de escape.
11. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque al menos una parte del agua que procede
del aclarado posterior es conducida al descorificador húmedo.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque en la fracción
principal se lleva a cabo una separación de metal.
13. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la fracción principal es sometida a otro
proceso de separación mecánica.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque en la fracción
de grano de tamaño sobredimensionado y en la fracción grosera se
lleva a cabo una separación de metal de una manera separada una de
la otra.
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la fracción de
grano de tamaño sobredimensionado se somete a un proceso de
desmenuzamiento.
16. Procedimiento según la reivindicación 15,
caracterizado porque la fracción grosera, separada de la
fracción principal, se mezcla con los residuos de la combustión
desmenuzados, que proceden del desmenuzamiento del grano de tamaño
sobredimensionado, para formar una primera fracción mixta.
17. Procedimiento según la reivindicación 16,
caracterizado porque la primera fracción mixta es sometida a
un proceso de separación mecánica.
18. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 3 a 17, caracterizado porque una parte
de la fracción grosera es sometida a un proceso de
desmenuzamiento.
19. Procedimiento según la reivindicación 18,
caracterizado porque la fracción fina, que se obtiene durante
el desmenuzamiento de la fracción grosera, y la fracción muy fina se
mezclan con la fracción grosera para formar una segunda fracción
mixta.
20. Procedimiento según la reivindicación 19,
caracterizado porque la segunda fracción mixta se lava con
agua procedente del descorificador húmedo y se separa la fracción
muy fina.
21. Procedimiento según la reivindicación 20,
caracterizado porque la fracción muy fina se alimenta con el
agua de lavar hacia el descorificador húmedo.
22. Procedimiento según la reivindicación 12 ó
14, caracterizado porque los metales separados son sometidos
a un lavado con agua del descorificador.
23. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque se emplea un
proceso de cribado como proceso de separación mecánica.
24. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque se alimentan al
agua del descorificador húmedo agentes de precipitación para metales
pesados solubles.
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