ES2275123T3 - Procedimiento e instalacion para ultrapurificar humos o gases. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de ultrapurificación de humos y gases con recuperación total de los contaminantes resultantes, caracterizado porque - se somete una corriente de humos o gases que contienen de contaminantes a un lavado por aspersión con agua no contaminada en una cámara de producción de nieve (20), y durante su paso se somete el agua a un enfriamiento rápido, hasta una temperatura suficiente para transformarla en copos de nieve, que en su recorrido arrastran los contaminantes presentes en la corriente de humos o gases, - se descarga de dicha cámara de producción de nieve (20) los copos de nieve que hayan alcanzado la base de la misma, y - se alimenta hacia un gasificador (56) el agua contaminada resultante procedente de dichos copos de nieve.
Description
Procedimiento e instalación para ultrapurificar
humos o gases.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y una instalación de ultrapurificación de humos y
gases con una recuperación total de los contaminantes
resultantes.
Es bien conocido que la atmósfera contiene un
considerable nivel de humos y gases contaminantes originados en
vertederos de residuos orgánicos (biogas), gasificadores,
instalaciones generadoras de energía eléctrica, incineradoras,
etc., y contiene microcontaminantes que consisten principalmente en
partículas de diámetro inferior a 1 \mum (partículas finas), que,
según han demostrado estudios epidemiológicos, causan enfermedades
y la muerte.
El ejemplo más evidente y peligroso es el de las
incineradoras de residuos, que suelen consistir en una gran cámara
de combustión alimentada por aire a unos 900ºC seguida por una
cámara de postcombustión más pequeña que funciona a unos 1.200ºC, y
que principalmente, transforman los residuos originales en
partículas finas, CO_{2} y H_{2}O, etc.
La purificación siguiente de los humos con
filtros, asimismo conocida como purificación en seco, no resulta un
remedio efectivo, capaz de retirar, en particular, los
microcontaminantes, puesto que ya no es posible utilizar la
purificación en húmedo, que resultaría más efectiva, por estar
prohibido el vertido de aguas residuales al medio ambiente.
En consecuencia, aunque las incineradoras de
residuos ordinarias resuelven el problema general de la destrucción
térmica, no han resuelto de un modo satisfactorio el problema de la
eliminación de los microcontaminantes. En particular, los humos que
emanan de una incineradora contienen microcontaminantes que
provienen esencialmente de dos fuentes: metales y compuestos
organoclorados (dióxidos y furanos). Estos últimos son difíciles de
erradicar, puesto que sólo un pequeño porcentaje (en torno a un
20%) se adhiere a las partículas de polvo u otras sustancias
sólidas de extracción fácil presentes en los humos, mientras que el
resto permanece en estado de vapor (aerosoles) y resulta
particularmente peligroso porque al entrar en contacto con agua u
otros líquidos, ya no es posible eliminarlos, sino que al contrario
son transportados por los mismos.
En particular, los compuestos organoclorados
constituyen unos contaminantes muy peligrosos para el medio
ambiente, puesto que pueden desarrollar actividad teratogénica y
carcinogénica y asimismo dañar los sistemas inmunológico, endocrino
y reproductivo. Además, son bioacumulables, es decir, se van
acumulando en toda la cadena alimentaria, de modo que se van
volviendo cada vez más peligrosos con el paso del tiempo.
El documento
DE-A-4.022.087 describe un
procedimiento que consiste en hacer pasar gases residuales con
sustancias contaminantes orgánicas ligeras o pesadas como benzeno o
benzol por una tubería hacia un baño líquido que contiene una
sustancia espumosa que forma pequeñas burbujas que se vierten por
uno de sus extremos hacia un pozo y se enfrían hasta convertirse en
nieve al descender por una cámara refrigerada por una cámara de
evaporación de alta congelación. Mientras el contenido en agua se
congela, los disolventes contenidos en los gases se convierten en
líquido y queda un gas purificado. Los disolventes se depositan por
capas, según su peso, en una bandeja de PVC montada por separado en
el congelador, que se retiran mediante una válvula de solenoide y
el agua congelada queda lista para ser fundida y reutilizada, si es
el caso.
Los serios problemas que acarrean dichos
contaminantes, plantean la cuestión de retirar la mayor cantidad
posible de los mismos, por lo que el objetivo de la presente
invención es proponer un procedimiento y una instalación para
utilizar corriente abajo de cualquier instalación de purificación en
seco, que resuelva dicha cuestión.
Otro objetivo es retirar de los gases, antes de
su utilización, cualesquiera contaminantes que puedan provocar
corrosión, desgaste, bloqueos, incrustaciones, u otros efectos
altamente perjudiciales.
Dicho problema se resuelve según la presente
invención mediante un procedimiento de ultrapurificación de humos o
gases con la recuperación total de los contaminantes resultantes,
tal como se describe en la reivindicación 1.
La presente invención prevé asimismo una
instalación para realizar el procedimiento tal como se describe en
la reivindicación 32.
Una forma de realización preferida de la
presente invención se describe con detalle en relación con los
dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 muestra esquemáticamente una
instalación para realizar el procedimiento de la invención, y
la Figura 2 muestra un diagrama de bloques del
funcionamiento de la instalación conectada a unas instalaciones de
purificación y gasificación externas integradas con un sistema de
células de combustible.
Como se aprecia en las figuras, la instalación
de ultrapurificación de la presente invención está instalada
corriente abajo de cualquier purificador, por ejemplo, del tipo
tradicional, que utilice sistemas de purificación en seco,
posiblemente asociados a otros equipamientos, por ejemplo, una
depuradora (no representada), para reducir la temperatura del humo
hasta la temperatura ambiente (alrededor de
20-30ºC).
En líneas generales, comprende una cámara de
lavado 2 que consiste esencialmente en un contenedor en forma de
doble cono truncado, cuyo interior contiene, al nivel de la conexión
entre las dos bases mayores, una bandeja 4 con una ligera
concavidad hacia arriba, apoyada sobre una barra giratoria 6 con
respecto a su eje vertical a alta velocidad, preferiblemente no
inferior a 1.000 r.p.m.
La parte superior del contenedor que conforma la
cámara de lavado 2 se conecta a través de un conducto 8 con la
depuradora en la que se originan los humos o gases que van a ser
tratados, y a través de otro conducto corto 10, con el chorro de
agua de alimentación a una temperatura alrededor de 4ºC.
La parte inferior del contenedor de doble cono 2
presenta un estrechamiento 12 que produce un efecto Venturi, debajo
del cual se conecta a través de un conducto 14 con un purificador de
agua tradicional 16. La cámara de lavado asimismo se conecta a
través de otro conducto 18 con una cámara de producción de nieve 20
(cámara de producción de nieve), alimentada desde arriba con agua
no contaminada.
La cámara de producción de nieve consiste
básicamente en dos contenedores cilíndricos 22 verticales colocados
uno al lado del otro y conectados por su parte inferior mediante un
conducto horizontal 24 cuya parte inferior 26 es cónica y dispone
en su parte más baja de un conducto de descarga 28 hacia la cámara
de purificación del agua 16. Cada cilindro 22 está recubierto de
una capa aislante del calor 30 por su superficie exterior y dispone
en su parte superior, justo debajo del techo, de un disco de
aspersión 32 alimentado por un conducto 68 de entrada de agua no
contaminada. En una posición por debajo del disco de aspersión 32
está previsto un anillo perforado 34 alimentado por un conducto 66
de entrada de CO_{2} a una temperatura notablemente inferior a
0ºC.
Uno de los dos cilindros 22 recibe, por la parte
de arriba, a poca distancia de su extremo superior, el conducto 18
conectado a la cámara de lavado 2, mientras que el otro cilindro 22
recibe, por la parte de arriba, un conducto 36 conectado a un
filtro de carbón activado 38.
Este filtro 38 es un contenedor provisto no sólo
de abertura de conexión lateral al conducto 38 para la entrada del
chorro de humo o gas, sino asimismo de una abertura superior 40 para
la entrada de carbón activado, un conducto de descarga por abajo 42
hacia una cámara de secado 44 dispuesta debajo del mismo, y una
abertura lateral 46 para la descarga de los humos o gases
completamente purificados.
Desde la cámara de secado del carbón activado 44
sale un conducto 48 de descarga hacia el purificador de agua 16, la
cual se ha generado durante el procedimiento de secado con carbón
activado. Asimismo, se dispone de procedimientos de transporte
tradicionales, indicados esquemáticamente en los dibujos por una
línea de transporte 50, para transferir el carbón activado secado
en la cámara de secado 44 a la abertura superior 40 del filtro
38.
Debido a la naturaleza distinta de la
contaminación de las aguas procedentes de la cámara de lavado 2, de
la cámara de producción de nieve 20 y de la cámara de secado 44, es
previsible que el purificador 16 consista en diversos purificadores
distintos, cada uno adecuado para tratar las aguas contaminadas
mencionadas del modo más apropiado.
Como se ha establecido, en la instalación de la
presente invención, no sólo el conducto de descarga 14 de la cámara
de lavado 2, sino asimismo el conducto de descarga 28 de la cámara
de producción de nieve 20 y el conducto de descarga 48 de la cámara
de secado del carbón activado 44, están conectados al purificador
16, que consta, por ejemplo, de una cámara de evaporación que
proporciona vapor purificado por un conducto de salida 52 y agua
contaminada resultante por otro conducto 54.
El purificador de agua 16 está conectado por el
conducto 54 a un gasificador 56, que consiste, ventajosamente, en
la máquina descrita en la patente
EP-B1-0 292 987, titulada
"Procedimiento y máquina para la transformación de contaminantes
o materiales combustibles de desecho en energía limpia y productos
utilizables", capaz de disociar agua y recuperar hidrógeno.
Este gasificador comprende:
- -
- un disgregador de lanza térmica que realiza en ausencia de aire y a una temperatura superior a los 1.600ºC, la descomposición completa del material que debe ser convertido en gases combustibles a base de H_{2} y CO, gases no combustibles y gases inertes,
- -
- un separador por agua que enfría súbitamente todos los productos así descompuestos y separa los productos inertes con agua, generando así vapor y reduciendo la temperatura de los gases a no menos de 1.200ºC,
- -
- un filtro termorreactor que contiene una masa carbonosa depuradora calentada hasta una temperatura superior a 1.200ºC, estando dicho filtro-termorreactor conectado a dicho disgregador y a dicho separador para eliminar los contaminantes residuales de los gases y transformarlos, por lo menos en parte, en hidrógeno, monóxido de carbono y otros productos gaseosos útiles, y
- -
- un refrigerador para dichos productos gaseosos procedentes de dicho filtro termorreactor.
El conducto 52, al dejar el purificador 16,
entra en un intercambiador de calor 58 y continúa como el conducto
10, que alimenta la cámara de lavado 2 con agua a temperatura de
congelación.
El gasificador 56 está conectado por un conducto
60 a un sistema de células de combustible 62 para su alimentación
con H_{2} y por otro conducto 64 a un intercambiador de calor 58
para su alimentación con CO_{2} líquido, y desde allí, por el
conducto 66, a los anillos perforados 34 de los cilindros 22 de la
cámara de producción de nieve 20.
El sistema de células de combustible 62 está
conectado por el conducto 68 a los discos de aspersión 32 de los
cilindros 22 de la cámara de producción de nieve 20, para su
alimentación con agua no contaminada.
La instalación de la presente invención dispone
asimismo de una pluralidad de sistemas para el control, la
monitorización y el ajuste de todos los parámetros de
funcionamiento, en particular de las temperaturas del fluido y de
las velocidades de circulación del caudal. Dado que estos sistemas
pueden ser considerados como tradicionales y, por lo tanto, dentro
de las habilidades de los expertos en la materia, no van a ser
descritos con mayor detalle.
La instalación descrita anteriormente funciona
de la siguiente manera:
los humos y gases que van a tratarse y de los
que ya han sido eliminados los macrocontaminantes se introducen en
una cámara de lavado 2, junto con el chorro de agua a temperatura de
congelación originada en el intercambiador de calor 58 y alimentada
desde arriba por el conducto 10. En la cámara de lavado 2 el agua
golpea la bandeja 4, que, gracias a su capacidad de giro, la
expulsa a alta velocidad por efecto de la fuerza centrífuga contra
la pared lateral de la cámara de lavado, quedando el interior de
dicha pared desgastado por los humos y gases que contienen los
microcontaminantes.
El efecto del lanzamiento de dichos humos o
gases contra la pared de la cámara de lavado 2 por el caudal de
agua, que está en su densidad máxima, combinado con la reducción de
la sección transversal al pasar por la brecha circular que se abre
entre la bandeja giratoria 4 y dicha pared de la cámara de lavado 2,
incorpora una gran cantidad de contaminantes en el agua. Esta
incorporación de contaminantes resulta mayor si el ángulo formado
por la dirección de dicho chorro de agua centrifugado y la dirección
de la corriente de caudal de humo o gas es inferior a 90º.
El estrechamiento circular siguiente 16 que
atraviesa la mezcla de agua/humos o gases eleva la presión en el
sistema por efecto Venturi e intensifica esta incorporación.
El agua contaminada resultante es descargada de
la cámara de lavado 2 por el conducto 14 y transferida al
purificador 16, donde es tratada.
Los humos o gases así pretratados que contienen
contaminantes en una cantidad considerablemente inferior abandonan
la cámara de lavado 2 y pasan por el conducto 18 para entrar en la
cámara de producción de nieve 20. Allí, al encontrarse con el
caudal de CO_{2} procedente del intercambiador de calor 58 por el
conducto 66 en la parte alta de la cámara de producción de nieve
20, el agua no contaminada, obtenida por combustión de hidrógeno en
las células de combustible 62 según la ya mencionada patente
EP-B1-0.292.987, se transforma en
copos de nieve por la baja temperatura de dicho CO_{2}. Estos
copos, al descender por los dos contenedores cilíndricos 22 que
forman dicha cámara de producción de nieve se encuentran con la
corriente de humos o gases en concurrencia y a contracorriente a lo
largo de un trayecto laberíntico, recogen el agua que contiene los
contaminantes, incrementando así su volumen, y asimismo, los
contaminantes no contenidos en el agua.
Según la presente invención, el agua puede ser
transformada en copos de nieve de otras maneras, por ejemplo,
enfriando la cámara de producción de nieve 20 con una corriente de
CO_{2} dirigida al exterior de las paredes de los contenedores
cilíndricos 22, o mediante algún otro gas frío, como por ejemplo
nitrógeno o el oxígeno de apoyo que se ha utilizado para la
combustión en el gasificador 56.
Cabe destacar que el efecto capturador de los
copos de nieve y la reducida cinética de los contaminantes debidos
a la baja temperatura a la que tiene lugar su retirada, determinan
las condiciones óptimas para una elevada producción de capturas,
tanto del agua con contaminantes como de aquellos contaminantes no
disueltos en el agua. El efecto de los copos de nieve debe
considerarse similar al del carbón activado, con la capacidad
adicional de retirar tipos de contaminantes que el carbón activado
no consigue eliminar.
A la salida de la cámara de producción de nieve
20, el caudal de humos o gases está prácticamente libre de trazas
de agua, que se ha ido congelando por las bajas temperaturas, con el
consiguiente crecimiento de los copos de nieve. Este caudal de
humos o gases experimenta un calentamiento superior a los 0ºC a su
paso por el conducto 36, tanto por la longitud de este conducto
como por la posible presencia de unos medios de calentamiento
durante el recorrido. Al final del trayecto, la corriente de humo o
gas calentada entra en el filtro 38 que contiene carbón activado a
una temperatura superior a 0ºC, y cae hacia abajo desde arriba para
acabar de embeber el agua que todavía no hubiera sido absorbida en
la cámara de producción de nieve 20. Como resultado de ello, el
carbón activado se empapa y debe ser regenerado en la cámara de
secado 44, de la que regresa al ciclo por la línea de transporte
50.
En una forma de realización particularmente
ventajosa de la presente invención, la misma instalación que produce
los humos o gases que van a ser purificados, en concreto el
gasificador 56, proporciona el calor requerido para secar el carbón
activado.
El agua que sale de la cámara de secado 44 pasa
por el conducto 48 al purificador 16, en el que es sometida a un
procedimiento de purificación tradicional, de un modo parecido al
agua que sale de la cámara de lavado 2 y de la cámara de producción
de nieve 20.
Tras algunos ciclos de regeneración sucesivos,
al desaparecer el efecto del carbón activado, puede introducirse en
el gasificador 56 para su destrucción térmica.
Debido a la purificación de triple etapa
efectuada en la cámara de lavado 2, en la cámara de producción de
nieve 20 y en el filtro de carbón activado 44, el caudal de humo o
gas que sale de este filtro por la abertura 46 está totalmente
libre de cualquier traza de contaminantes.
Cabe destacar que la cámara de lavado 2, que
alcanza un grado de absorción óptimo de los contaminantes sobre la
base de los dos principios de la fuerza centrífuga y el efecto de la
presión de Venturi, consigue una notable reducción de los
contaminantes contenidos en humos y gases. Sin embargo, éstos aún
arrastrarán consigo a la salida de la cámara de lavado 2 una
pequeña cantidad de agua con un cierto contenido de
microcontaminantes. La cámara de producción de nieve 20 siguiente
dispone de la capacidad de adherir a los copos de nieve el agua
proveniente de la cámara de lavado 2 y, por lo tanto, los
microcontaminantes que ésta contiene, y alcanza de este modo un
grado de purificación mucho mayor. El filtro de carbón activado 38
siguiente elimina por completo las mínimas trazas de agua con
contenido de microcontaminantes que puedan haber escapado al efecto
de los copos de nieve, y se completa así el procedimiento de
purificación.
La instalación de ultrapurificación descrita se
emplea ventajosamente junto con un gasificador según la mencionada
patente EP-B1-0 292 987. Con este
propósito, la corriente purificada que sale del purificador 16 pasa
por el conducto 52 hacia el intercambiador de calor 58, mientras
que el agua contaminada resultante que sale del purificador 16 pasa
al gasificador 56, en el que se transforma en H_{2} y CO_{2}
líquido.
El CO_{2} líquido pasa por el conducto 64 al
intercambiador de calor 58, en el que experimenta una transferencia
de calor parcial con el vapor procedente del purificador 16, que
condensa y se transforma en agua a 4ºC. El CO_{2}, ahora
calentado pero todavía a una temperatura de 0ºC, pasa por el
conducto 66 hacia los anillos perforados 34 de la cámara de
producción de nieve 20, mientras que el agua a temperatura de
congelación obtenida por la condensación del vapor pasa por el
conducto 10 hacia la cámara de lavado 2.
El hidrógeno procedente del gasificador 56 pasa
por el conducto 60 hacia el sistema de células de combustible 62,
mediante el que se genera energía útil y agua descontaminada. Esta
última pasa por el conducto 68 hacia los discos de aspersión 32 de
la cámara de producción de nieve 20.
El resultado final del así integrado
procedimiento de la presente invención es, por tanto, la
purificación total de los humos o gases y la producción de energía
mediante el sistema de células de combustible 62, con considerables
ventajas medioambientales y económicas.
Asimismo cabe destacar que, en general, los
gases que se generan en la instalación de gas de la patente
EP-B1-0 292 987 contienen ácidos
(ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, etc.) que los diversos sistemas
de purificación tradicionales son incapaces de eliminar por
completo, incluso a pesar de que los costes invertidos en su
purificación son muy elevados.
Estos ácidos, disueltos en el agua residual del
procedimiento, descomponen con rapidez los catalizadores de base
metálica utilizados generalmente para convertir monóxido de carbono
(CO) y agua (H_{2}O) en dióxido de carbono (CO_{2}) e hidrógeno
(H_{2}). Estos ácidos asimismo contaminan el dióxido de carbono
obtenido e invalidan su utilización, lo que revierte en pérdidas
económicas importantes. Por último, estos ácidos adolecen de
efectos perniciosos en instalaciones de gas integradas a células de
combustible, en las que es esencial un elevado grado de pureza del
combustible gaseoso empleado para generar energía eléctrica (con un
alto rendimiento), calor y agua descontaminada.
En consecuencia, la aplicación de la presente
invención es muy ventajosa para la instalación de gas descrita en
EP-B1-0 292 987.
La instalación de gas de
EP-B1-0 292 987, cuando se emplea
por ejemplo para la destrucción térmica de plástico, presenta en su
utilización una capacidad mínima de 2 t/h y es capaz de
producir:
- -
- 14.700 m^{3}/h de gas para ser sometido a un tratamiento de ultrapurificación,
- -
- 9,5 MW en exceso, que se van a emplear en la evaporación del agua descargada de la instalación de purificación para su reciclado,
- -
- 12 MW de energía eléctrica para invertir en el funcionamiento de la cámara de lavado, etc.;
- -
- 7.300 kg/h de CO_{2} a -40ºC (además de H_{2} y/o O_{2} y/o N_{2}) para enfriar agua y gas y para obtener nieve,
- -
- 1.100 l/h de agua descontaminada, obtenida por la recuperación total de los contaminantes en el gasificador, por producción de nieve.
Aunque estas cantidades han sido obtenidas a
partir de la destrucción térmica de una cantidad muy pequeña de
material plástico, son muy superiores a las cantidades que requiere
el funcionamiento de la instalación de ultrapurificación de la
presente invención; se concluye que la integración de esta
instalación de ultrapurificación con un gasificador según se
describe en EP-B1-0 292 987
posibilita la utilización de los productos de desecho de la primera
no sólo para el suministro de aquella instalación, sino asimismo
para el suministro de otras instalaciones de ultrapurificación para
la retirada de contaminantes generados por otros tipos de
instalaciones (por ejemplo, incineradoras, cementeras, etc.).
Claims (57)
1. Procedimiento de ultrapurificación de humos y
gases con recuperación total de los contaminantes resultantes,
caracterizado porque
- -
- se somete una corriente de humos o gases que contienen de contaminantes a un lavado por aspersión con agua no contaminada en una cámara de producción de nieve (20), y durante su paso se somete el agua a un enfriamiento rápido, hasta una temperatura suficiente para transformarla en copos de nieve, que en su recorrido arrastran los contaminantes presentes en la corriente de humos o gases,
- -
- se descarga de dicha cámara de producción de nieve (20) los copos de nieve que hayan alcanzado la base de la misma, y
- -
- se alimenta hacia un gasificador (56) el agua contaminada resultante procedente de dichos copos de nieve.
2. Procedimiento según en la reivindicación 1,
caracterizado porque se alimenta una corriente ascendente de
humos o gases a dicha cámara de producción de nieve (20).
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se somete la corriente de humos o gases
a la acción de copos de nieve en la cámara de producción de nieve
(20) a lo largo de por lo menos una parte de su recorrido en
concurrencia y a lo largo de por lo menos una parte de su recorrido
a contracorriente.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se utiliza, para el lavado, agua no
contaminada proveniente de células de combustible (62) alimentadas
con hidrógeno producido por dicho gasificador (56).
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se enfría el agua de lavado hasta una
temperatura no superior a 0ºC.
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se enfría rápidamente el agua de lavado
por enfriamiento de la cámara de producción de nieve (20).
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque se enfría dicha cámara de producción de
nieve (20) con una corriente de líquido frío que circula por el
exterior a lo largo de las paredes de la cámara de producción de
nieve.
8. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se enfría rápidamente dicho agua no
contaminada con una corriente de gas frío inyectado en dicha cámara
de producción de nieve (20).
9. Procedimiento según las reivindicaciones 4 y
7, caracterizado porque se enfría dicha cámara de producción
de nieve (20) mediante el oxígeno empleado como base de combustión
en el gasificador (56).
10. Procedimiento según las reivindicaciones 7
y/u 8, caracterizado porque se enfría rápidamente el agua de
lavado con una corriente de dióxido de carbono.
11. Procedimiento según las reivindicaciones 7
y/u 8, caracterizado porque se enfría rápidamente el agua de
lavado con una corriente de nitrógeno.
12. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la corriente de humos o gases, ya
sometida a la acción de los copos de nieve, pasa por carbón
activado seco.
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque se seca el carbón activado con calor
obtenido de la instalación de destrucción térmica (56).
14. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque se seca el carbón activado con calor
generado por la instalación que produce la corriente de humos o
gases que van a ser purificados.
15. Procedimiento según las reivindicaciones 13
y/o 14, caracterizado porque se alimenta hacia un gasificador
(56) el agua contaminada resultante obtenida del secado del carbón
activado.
16. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque se alimenta el carbón activado que ya
ha perdido su efecto hacia una instalación de destrucción térmica
(56).
17. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque antes de someter la corriente de gases
o humos a la acción de los copos de nieve, es sometida a un lavado,
tras el cual el agua contaminada resultante es alimentada al
gasificador (56).
18. Procedimiento según la reivindicación 17,
caracterizado porque se lava de la corriente de humos o gases
mediante la inyección de un chorro de agua a alta velocidad contra
dicha corriente.
19. Procedimiento según la reivindicación 18,
caracterizado porque se lava la corriente de humos o gases
mediante la inyección de un chorro de agua que forma un ángulo de
incidencia inferior a 90º con respecto a la dirección de dicho
chorro de humos o gases.
20. Procedimiento según la reivindicación 18,
caracterizado porque se imprime alta velocidad al chorro de
agua haciéndolo caer desde arriba sobre una bandeja (4) que gira
alrededor de un eje vertical.
21. Procedimiento según la reivindicación 17,
caracterizado porque se lava la corriente de humos o gases
con agua a una temperatura de aproximadamente 4ºC.
22. Procedimiento según la reivindicación 21,
caracterizado porque se obtiene el agua para el lavado a una
temperatura de aproximadamente 4ºC por enfriamiento con un gas
frío.
23. Procedimiento según la reivindicación 21,
caracterizado porque se obtiene el agua para el lavado a una
temperatura de aproximadamente 4ºC por enfriamiento con gas
procedente del gasificador (56).
24. Procedimiento según la reivindicación 22,
caracterizado porque se enfría el agua para el lavado con
dióxido de carbono.
25. Procedimiento según la reivindicación 22,
caracterizado porque se enfría el agua para el lavado con
nitrógeno.
26. Procedimiento según la reivindicación 22,
caracterizado porque se enfría el agua para el lavado con
oxígeno.
27. Procedimiento según la reivindicación 17,
caracterizado porque se lava la corriente de humos o gases
en una cámara de lavado (2) que dispone por lo menos de una pared
desgastada por dicha corriente.
28. Procedimiento según las reivindicaciones 1,
15 y 17, caracterizado porque se alimentan las aguas de
descarga contaminadas hacia una instalación purificadora (16) antes
de alimentarlas al gasificador (56).
29. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se utiliza un gasificador (56), que
comprende:
- -
- un disgregador de lanza térmica que realiza en ausencia de aire y a una temperatura superior a los 1.600ºC, la descomposición completa del material a ser convertido en gases combustibles a base de H_{2} y CO, gases no combustibles y gases inertes,
- -
- un separador por agua que enfría súbitamente todos los productos así descompuestos y separa los productos inertes con agua, generando así vapor y reduciendo la temperatura de los gases a no menos de 1.200ºC,
- -
- un filtro termorreactor que contiene una masa carbonosa depuradora calentada a una temperatura superior a 1.200ºC, estando dicho filtro-termorreactor conectado a dicho disgregador y a dicho separador para eliminar los contaminantes residuales de los gases y transformarlos, por lo menos en parte, en hidrógeno, monóxido de carbono y otros productos gaseosos útiles, y
- -
- un refrigerador para dichos productos gaseosos procedentes de dicho filtro termorreactor.
30. Procedimiento según las reivindicaciones 28
y 29, caracterizado porque se condensa la corriente generada
por la instalación purificadora (16) mediante CO_{2} líquido
producido por el gasificador (56) para obtener de este modo el agua
con la que se abastece la cámara de lavado (2).
31. Procedimiento según la reivindicación 29,
caracterizado porque se utiliza hidrógeno producido por el
gasificador (56) para alimentar las células de combustible (61), a
partir de las cuales se obtiene el agua descontaminada que alimenta
la cámara de producción de nieve (20).
32. Instalación para la realización del
procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 31,
caracterizada porque comprende:
- -
- una cámara de producción de nieve (20) alimentada con la corriente de humos o gases que van a purificarse y alimentada asimismo con agua no contaminada,
- -
- unos medios de refrigeración (34) asociados a dicha cámara de producción de nieve (20) para transformar dicho agua en copos de nieve,
- -
- por lo menos un conducto de salida (36) de dicha cámara de producción de nieve (20) para la corriente de humos o gases purificados, y
- -
- unos medios (28) para conectar la base (26) de dicha cámara de producción de nieve (20) a un gasificador (56) para el agua contaminada resultante procedente de dichos copos de nieve.
33. Instalación según la reivindicación 32,
caracterizada porque la corriente de humos o gases en el
interior de dicha cámara de producción de nieve (20) es
ascendente.
34. Instalación según la reivindicación 32,
caracterizada porque la forma de la cámara de producción de
nieve (20) es tal que proporciona por lo menos una parte por la
cual la corriente de humos o gases toma un camino descendente y por
lo menos una parte por la cual toma un camino ascendente.
35. Instalación según la reivindicación 32,
caracterizada porque la base de dicha cámara de producción de
nieve (20) es de forma cónica.
36. Instalación según la reivindicación 34,
caracterizada porque la cámara de producción de nieve (20)
comprende por lo menos dos contenedores (22) de extensión
sustancialmente vertical, conectados entre sí para definir un
trayecto laberíntico para la corriente de humos o gases.
37. Instalación según la reivindicación 32,
caracterizada porque las paredes de la cámara de producción
de nieve (20) están aisladas térmicamente.
38. Instalación según la reivindicación 32,
caracterizada porque la cámara de producción de nieve (20)
está provista en su parte superior de unos medios (32) para el
suministro por aspersión de dicho agua no contaminada.
39. Instalación según la reivindicación 32,
caracterizada porque la cámara de producción de nieve (20)
está provista en su parte superior de una pluralidad de boquillas
(34) para el suministro de una corriente de gas frío.
40. Instalación según la reivindicación 32,
caracterizada porque la cámara de producción de nieve (20)
está provista en su parte superior de por lo menos un anillo
perforado (34) alimentado con gas frío.
41. Instalación según la reivindicación 32,
caracterizada porque las paredes de la cámara de producción
de nieve (20) están provistas por lo menos de un espacio intermedio
para la circulación de una corriente de gas frío.
42. Instalación según la reivindicación 32,
caracterizada porque la salida para la corriente de humos o
gases de la cámara de producción de nieve (20) está conectada a
través de un conducto (36) con un filtro de carbón activado
(38).
43. Instalación según la reivindicación 42,
caracterizada porque las características de dicho conducto
(36) han sido elegidas de modo que sea posible calentar la
corriente de humos o gases a su paso a través del mismo.
44. Instalación según la reivindicación 42,
caracterizada porque dicho conducto (36) está provisto de
unos medios de calentamiento.
45. Instalación según la reivindicación 42,
caracterizada porque una cámara de secado (44) para la
regeneración de dicho carbón activado está asociada al filtro de
carbón activado (36), junto con una línea para el transporte (50)
de dicho carbón regenerado en dicho filtro (38).
46. Instalación según la reivindicación 45,
caracterizada porque dicha cámara de secado (44) está
provista de unos medios (48) para su conexión a dicho gasificador
(56).
47. Instalación según la reivindicación 45,
caracterizada porque dicha cámara de secado (44) está
conectada a una instalación de destrucción térmica (56) para
proporcionar el calor necesario para el funcionamiento de la cámara
de secado.
48. Instalación según la reivindicación 32,
caracterizada porque comprende incluir una cámara de lavado
(2) prevista corriente arriba de dicha cámara de producción de
nieve (20) para el tratamiento preliminar de la corriente de humos
o gases que van a purificarse.
49. Instalación según la reivindicación 48,
caracterizada porque dicha cámara de lavado (2) comprende un
contenedor circular provisto en su interior de una bandeja giratoria
(4), cuyo borde define con la pared de dicho contenedor un paso
anular para la mezcla de dichos humos o gases alimentados al
contenedor, con el agua de lavado que cae desde la parte superior
de dicho contenedor sobre dicha bandeja giratoria (4).
50. Instalación según la reivindicación 49,
caracterizada porque la bandeja giratoria (4) presenta un
ligera concavidad hacia arriba.
51. Instalación según la reivindicación 49,
caracterizada porque dicho contenedor presenta la forma de un
doble cono, con la parte central de mayor diámetro dispuesta a la
altura de dicha bandeja giratoria (4).
52. Instalación según la reivindicación 32,
caracterizada porque dicha cámara de lavado (2) está
conectada a dicho gasificador (56) a través de un conducto
(14).
53. Instalación según una o varias de las
reivindicaciones 35, 46 y 52, caracterizada porque comprende
un purificador (16) alimentado con las aguas de descarga y
conectado a dicho gasificador (56).
54. Instalación según la reivindicación 53,
caracterizada porque dicho purificador (16) comprende un
evaporador con una salida para el vapor y otra salida para el agua
contaminada resultante, la cual alimenta dicho gasificador
(56).
55. Instalación según la reivindicación 53,
caracterizada porque comprende un intercambiador de calor
(58), cuyo circuito de refrigeración es alimentado con CO_{2}
procedente de dicho gasificador (56) y está conectado a dicha
cámara de producción de nieve (20), estando el circuito refrigerado
alimentado con vapor originado en dicha instalación purificadora
(16) y conectado a dicha cámara de lavado (2).
56. Instalación según la reivindicación 32,
caracterizada porque comprende un sistema de células de
combustible (62) que es alimentado con hidrógeno procedente de
dicho gasificador (56) y que alimenta dicha cámara de producción de
nieve (20) con agua no contaminada.
57. Instalación según la reivindicación 45,
caracterizada porque el gasificador (56) está conectado a la
cámara de secado (44) para proporcionar el calor necesario para el
funcionamiento de esta última.
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