ES2289281T3 - Procedimiento para el tratamiento de corrientes de desechos. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para el tratamiento de una corriente de desechos, procedimiento que incluye los pasos de: proporcionar una corriente de desechos (11) que incluye sólidos de desecho suspendidos en agua; alimentar la corriente de desechos por la parte superior de una columna de corriente descendente hidráulica (73); conducir la corriente de desechos hasta el fondo de la columna de corriente descendente hidráulica; conducir la corriente de desechos a una primera zona de reacción (78); introducir óxidos con contenido en nitrógeno en la primera zona de reacción, de modo que la corriente de desechos entre en contacto con los óxidos con contenido en nitrógeno; conducir la corriente de desechos hacia arriba a través de una columna de corriente ascendente hidráulica (83) al interior de una segunda zona de reacción, donde la segunda zona de reacción está configurada para proporcionar un tiempo suficiente para que tenga lugar una reacción entre los óxidos con contenido en nitrógeno y los sólidos de desecho; introducir oxígeno gaseoso en el interior de la corriente de desechos una vez que los óxidos con contenido en nitrógeno se hayan consumido en la segunda zona de reacción, proporcionando, por lo tanto, un segundo reactante que reacciona con los sólidos de desecho suspendidos en la corriente; conducir la corriente hasta la parte superior de la columna de corriente ascendente hidráulica (83), en el que el paso de introducir óxidos con contenido en nitrógeno da como resultado la formación de amoniaco, y en el que dicho amoniaco se recupera de la corriente una vez que la corriente es conducida hasta la parte superior de la columna de corriente ascendente hidráulica (83).
Description
Procedimiento para el tratamiento de corrientes
de desechos.
Esta invención se refiere a un procedimiento por
el cual un producto de desechos fangosos se puede convertir en
materiales útiles mediante el empleo de una vasija de presión por
gravedad nueva.
Las vasijas de presión por gravedad se han
empleado en el tratamiento de corrientes de desechos.
Específicamente, este tratamiento ha incluido la pirólisis, la
oxidación húmeda subcrítica, la oxidación húmeda supercrítica, y la
hidrólisis ácida de corrientes de desechos. Cuando se emplea la
oxidación húmeda, el tratamiento puede incluir la oxidación
completa de los materiales de la corriente de desechos o la
oxidación controlada o restringida de estos materiales de desecho.
En cualquier procedimiento de oxidación húmeda, se ha empleado
oxígeno gaseoso (O_{2}) como reactante.
La utilización de O_{2} como reactante dentro
de una vasija de presión por gravedad puede, sin embargo, ser
desventajosa. Para empezar, el O_{2} no es un producto o un
subproducto del tratamiento de desechos fácilmente disponible y,
por lo tanto, el O_{2} debe ser obtenido, esto es, se debe
adquirir, lo que puede ser costoso. La utilización de O_{2} como
reactante es problemática, asimismo, ya que presenta riesgos de
seguridad. Por ejemplo, cuando el O_{2} se introduce en la vasija
de presión por gravedad por la parte superior del reactor o cerca
de ella, el O_{2} se debe introducir a una presión superior a la
presión en el punto de inyección en el fondo del reactor. Dentro de
algunas vasijas, esta presión puede ser tan elevada como
13,8-27,6 MPa (2000-4000 psi).
Además, cuando el O_{2} se añade por la parte superior del
reactor, el O_{2} se calentará hasta temperaturas tan elevadas
como 329ºC (750ºF), según avanza el O_{2} hacia el fondo del
reactor. A estas temperaturas y presiones, el O_{2} es
extremadamente reactante y, por lo tanto, además de presentar
problemas de seguridad, puede destruir de hecho los conductos del
reactor que suministran el O_{2} al fondo del reactor.
Se han propuesto intentos de resolver los
problemas asociados con el uso de O_{2} como reactante. En un
ejemplo, el estado de la técnica previo enseña la construcción de
una estación de bombeo sumergida dentro de los estratos mediante la
cual el O_{2} se podría bombear hacia el interior del reactor a la
presión del punto de entrada. Este procedimiento, por supuesto, es
costoso y susceptible de fallos mecánicos.
Otros intentos han incluido propuestas para
introducir oxígeno en la corriente de desechos según avanza la
corriente de desechos hacia el fondo del reactor. Sin embargo, este
procedimiento demostró ser problemático, ya que la reacción de
oxidación comenzaba cuando el fluido fluía hacia el fondo del
reactor y, por lo tanto, se dificultaba la capacidad de alcanzar
una temperatura de reacción pico. Como resultado, ocurría una
degradación insuficiente de los productos de desecho.
En aún otras aplicaciones de oxidación húmeda,
se utiliza peróxido de hidrógeno como una forma líquida de oxígeno.
El peróxido de hidrógeno es varias veces más caro que el oxígeno
gaseoso bajo presión, y el precalentamiento del peróxido de
hidrógeno provoca su descomposición, lo que hace que el control de
la inyección neta en el interior de la vasija de presión por
gravedad sea problemático. La utilización de peróxido de hidrógeno
como oxidante en la oxidación húmeda está limitada, por lo tanto, a
unidades de pequeña capacidad que emplean una bomba y un tanque de
reacción sin involucrar ningún precalentamiento significativo del
oxígeno alimentado.
A pesar de que se han confrontado numerosos
problemas en la oxidación húmeda de corrientes de desechos dentro
de vasijas de presión por gravedad, los procedimientos de
tratamiento por oxidación húmeda tienen un potencial significativo
para el tratamiento eficiente y ambientalmente sensato de corrientes
de desechos. De acuerdo con esto, permanece una necesidad de
mejorar estos procedimientos, especialmente aquellos
procedimientos.
En general, la presente invención proporciona un
procedimiento para el tratamiento de una corriente de desechos,
procedimiento que incluye los pasos de proporcionar una corriente de
desechos que incluye sólidos de desecho suspendidos en agua,
alimentar la corriente de desechos por la parte superior de una
columna de corriente descendente hidráulica, conducir la corriente
de desechos hasta el fondo de la columna de corriente descendente
hidráulica, conducir la corriente de desechos a una primera zona de
reacción, introducir óxidos con contenido en nitrógeno en la
primera zona de reacción de modo que la corriente de desechos entre
en contacto con los óxidos con contenido en nitrógeno, conducir la
corriente de desechos hacia arriba a través de una columna de
corriente ascendente hidráulica al interior de una segunda zona de
reacción, donde la segunda zona de reacción esté configurada para
proporcionar un tiempo suficiente para que tenga lugar una reacción
entre los óxidos con contenido en nitrógeno y los sólidos de
desecho, introducir oxígeno gaseoso en el interior de la corriente
de desechos una vez que los óxidos con contenido en nitrógeno se
hayan consumido en la segunda zona de reacción, proporcionando, por
lo tanto, un segundo reactante que reacciona con los sólidos de
desecho suspendidos en la corriente, conducir la corriente hasta la
parte superior de la columna de corriente ascendente hidráulica, en
el que el paso de introducir óxidos con contenido en nitrógeno da
como resultado la formación de amoniaco, y en el que dicho amoniaco
se recupera de la corriente una vez que la corriente es conducida
hasta la parte superior de la columna de corriente ascendente
hidráulica (83).
La presente invención supera de modo ventajoso
los problemas asociados con el estado de la técnica anterior
mediante el empleo de óxidos de nitrógeno como un oxidante adicional
o alternativo en la oxidación húmeda de corrientes de desechos. Los
óxidos de nitrógeno se pueden añadir al reactor en estado acuoso, y
al hacerlo así se requieren tan sólo presiones mínimas para
introducir el oxidante en el reactor. Asimismo, mediante el empleo
de óxidos de nitrógeno se proporciona amoniaco como subproducto de
la reacción de oxidación húmeda. Este amoniaco se puede capturar
ventajosamente y emplearse como un producto útil, tal como en la
producción de urea. Alternativamente, el amoniaco se puede
convertir en óxidos de nitrógeno y reciclarse como reactante en el
procedimiento de oxidación húmeda. Adicionalmente, la utilización de
óxidos con contenido en nitrógeno como oxidante ha conducido al
descubrimiento inesperado de que los procedimientos de oxidación
húmeda subcríticos se pueden realizar más eficientemente, ya que
las limitaciones de transferencia de masa asociadas con el O_{2}
se pueden minimizar o eliminar.
La figura 1 es un diagrama esquemático del
procedimiento y del sistema globales de la presente invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal
vertical fragmentada de una vasija de presión por gravedad situada
dentro de los estratos.
La figura 3 es una vista en sección transversal
vertical de la porción inferior de una vasija de presión por
gravedad.
Las figuras 4A y 4B son vistas en sección
tomadas sustancialmente a lo largo de las líneas
4A-4A y 4B-4B de la figura 2,
respectivamente.
La figura 5 es una vista en sección transversal
vertical fragmentada de la cubierta tubular dentro de la vasija de
presión por gravedad.
La figura 6 es una vista en sección transversal
tomada substancialmente a lo largo de la línea 6-6
de la figura 4.
El procedimiento y el aparato globales de esta
invención se pueden describir en referencia a la figura 1. Aquellos
expertos en la técnica apreciarán que se pueden emplear dispositivos
de bombeo y conductos apropiados para desplazar material entre las
diversas etapas del sistema, y que este procedimiento y sistema se
puede mantener en funcionamiento continuo.
El material preferido para su tratamiento
mediante el procedimiento y el aparato de esta invención es el
subproducto de desechos fangosos que se produce en las plantas de
tratamiento de aguas residuales municipales. Estos fangos varían en
composición en base a la situación de la planta de tratamiento de
aguas residuales y a la época del año. En general, sin embargo, los
fangos incluyen, aproximadamente, entre el 1 y el 4,5 de porcentaje
en peso de sólidos en suspensión, aunque se pueden encontrar
variaciones mayores en algunos municipios. Los sólidos en
suspensión pueden incluir, por ejemplo, biomasa, minerales en
suspensión, detergentes, cenizas, óxidos metálicos, partículas del
suelo, materiales inertes, granos de arena, polímeros, desechos
alimentarios, fosfatos, nitrógeno y similares. La corriente de
desechos, por ejemplo, el fango, puede ser referida como una
corriente de desechos bruta.
Con referencia a la figura 1, una corriente de
desechos bruta 11 se diluye, preferiblemente, dentro de un tanque
de equilibrio y mezclado 12. Dentro del tanque 12, la corriente de
desechos bruta se diluye, preferiblemente, a menos de un 10% en
sólidos, aproximadamente, más preferiblemente entre,
aproximadamente, un 0,5% y, aproximadamente, un 5% en sólidos, e
incluso más preferiblemente entre, aproximadamente, un 1% y,
aproximadamente, un 2% en peso de sólidos en suspensión, esto es,
materiales de desecho en el agua. Esta corriente diluida se envía,
a continuación, a un aparato 15 de oxidación húmeda, en donde se
añaden como reactantes oxígeno y óxidos de nitrógeno para tratar la
corriente de desechos bruta. Como parte de este tratamiento, el
oxígeno y los óxidos de nitrógeno se destinan a proporcionar
suficiente oxígeno para convertir la materia orgánica dentro de la
corriente de desechos en dióxido de carbono, agua y unos pocos
ácidos orgánicos simples. Asimismo, el oxígeno y los óxidos de
nitrógeno están destinados a oxidar completamente los metales
atrapados y a convertir los óxidos de nitrógeno en iones de amonio.
Los óxidos de nitrógeno pueden ser referidos simplemente como NOx,
ya que se puede emplear como reactantes diversos óxidos de
nitrógeno.
Los productos de la oxidación húmeda, los cuales
están incluidos en la corriente tratada tras ser retirada del
aparato 15 de oxidación húmeda, se separan preferiblemente para su
recuperación. En una realización, esto se puede llevar a cabo
mediante la introducción de la corriente tratada dentro de un tanque
atmosférico 17, en el cual la corriente tratada se despresuriza en
su mayor parte. Una porción de esta corriente tratada se puede
emplear opcionalmente para diluir la corriente de desechos bruta 11
mediante su adición al tanque de equilibrio y mezclado 12 a través
del conducto 18.
El dióxido de carbono liberado como resultado de
la despresurización de la corriente líquida tratada en el tanque 17
se puede capturar y tratar adicionalmente como se desee. El resto de
la corriente tratada se puede procesar de nuevo haciendo pasar la
corriente tratada, por ejemplo, a través de un decantador 21, en el
cual los sólidos precipitados se pueden retirar. El dióxido de
carbono adicional se puede retirar del decantador 21 y ser tratado
a continuación como se desee.
El tratamiento adicional de la corriente puede
incluir la retirada de fosfatos y amoniaco en el tanque 24. El pH
de la corriente tratada dentro del tanque 24 es aumentado
preferiblemente por encima de, por ejemplo, 8,5 aproximadamente, y
preferiblemente por encima de 8,9, lo que causa, por lo tanto, la
precipitación de las sales fosfatadas en forma sólida y la
liberación de amoniaco gaseoso. Las sales fosfatadas precipitadas
se pueden retirar mediante el conducto 26 y ser procesadas
adicionalmente como se desee. El amoniaco gaseoso se puede
recuperar, igualmente, y procesar adicionalmente como se desee. En
una realización, el amoniaco se puede capturar y comprimir en el
compresor 67 y hacerlo reaccionar con dióxido de carbono para formar
urea en el interior del tanque de producción 69. Preferiblemente,
el dióxido de carbono se suministra a partir del dióxido de carbono
que se capturó en el tanque atmosférico 17 y en el decantador
21.
El resto de la corriente tratada que abandona el
tanque 24, de la cual se han retirado sustancialmente el amoniaco y
los fosfatos, se puede neutralizar a un pH inferior (por ejemplo,
mediante la adición de ácido carbónico que se puede producir a
partir del dióxido de carbono capturado por el tanque atmosférico 17
y el decantador 21). La corriente neutralizada, que está
substancialmente libre de precipitados sólidos formados durante la
neutralización e incluye aproximadamente, entre 300 ppm y 1000 ppm,
aproximadamente, de sólidos disueltos biodegradables, puede ser
dirigida entonces hacia una instalación de tratamiento de aguas
residuales.
En una realización preferida, el dióxido de
carbono capturado por el tanque atmosférico 17 y el decantador 21
se trata adicionalmente. En un primer paso de este tratamiento, la
corriente de dióxido de carbono se presuriza y se enfría (por
ejemplo a 15ºC, aproximadamente, y a 1700 MPa, aproximadamente) en
un condensador 37 para licuar el dióxido de carbono.
El resto de la corriente puede contener
nitrógeno y oxígeno gaseoso residuales, los cuales se pueden recoger
como un gas o simplemente liberarse a la atmósfera. Los compuestos
orgánicos volátiles recogidos en el tanque 17 o en el decantador
21, tratados en el condensador 37, se precipitan típicamente como un
semisólido. Este semisólido se puede acumular y extraer en un
procedimiento de descarga en lotes. Estos semisólidos extraídos
pueden, a continuación, quemarse en una cámara de combustión (no
mostrada), lo que ocurre típicamente a temperaturas superiores a
1649ºC (3000ºF) mediante la utilización de aire enriquecido con
oxígeno para mejorar la producción de NOx. Los gases liberados
desde la cámara de combustión, esto es, los gases de escape, se
tratan preferiblemente de modo que los ácidos residuales, tales
como los ácidos con contenido en nitrógeno, se puedan condensar y
retirar del escape. Los ácidos con contenido en nitrógeno (por
ejemplo, NOx), recuperados de la corriente de escape, se pueden
emplear entonces como un reactante dentro del aparato 15 de
oxidación húmeda.
El aparato 15 de oxidación húmeda es una vasija
de presión por gravedad, que se describe mejor con referencia a las
figuras 2 y 3. Una cubierta tubular 62, que puede ser referida,
asimismo, como una cubierta de columna larga o cubierta de
contención, se sitúa en los estratos S en un orificio taladrado
dentro de la tierra. La cubierta 50 se puede separar de los
estratos S mediante una lechada para controlar la interdifusión de
fluidos que pueden estar presentes dentro de los estratos S, con el
fin de reducir las pérdidas caloríficas del aparato, y para
proteger la cubierta 50 de los efectos corrosivos adversos de los
estratos S. Opcionalmente, se puede emplear una cubierta 51
superficial, que consiste en un miembro tubular adicional, que rodea
la cubierta 50 de los estratos con el propósito de proteger los
acuíferos durante la perforación del orificio taladrado de la
cámara de columna larga.
Concéntrica con la cubierta 50 y separada de
ésta se encuentra una pared 53 de la vasija exterior que tiene un
extremo inferior 53 cerrado. El espacio entre la cubierta 50 y la
pared 52 de la vasija exterior constituye una corona 54 aislante
que actúa como barrera mutua para proteger los estratos S frente al
aparato y para proteger al aparato frente a los estratos. Este
aislamiento se puede mejorar vaciando la corona 54 hasta una
presión más baja, tal como, aproximadamente, una milésima de
atmósfera. Bajo estas condiciones, la integridad de las cubiertas
50 y de la pared 52 de la vasija exterior será verificada y las
pérdidas caloríficas del aparato a los estratos se reducirán
enormemente, así como los efectos corrosivos sobre la superficie
tanto de la cubierta 50 como de la pared 52 de la vasija
exterior.
Concéntricos con la pared 52 de la vasija
exterior y separados de ésta se encuentran los tubos de
contracorriente 70, 71 y 72, como se muestra en la figura 3, los
cuales actúan como un intercambiador de calor. El espacio entre la
pared 52 de la vasija exterior y el tubo de contracorriente 70
constituye una corona 73 de la vasija exterior, que es,
esencialmente, un pasaje vertical o una columna de corriente
descendente hidráulica, que incluye una entrada 55, como se muestra
en la figura 2, que recibe la corriente y suministra la corriente
al fondo 74 de la vasija 52. El tubo de contracorriente 70 está
fabricado, preferiblemente, de un material que conduzca el calor
entre la corona 73 de flujo exterior y la corona 83 interior, como
se muestra en la figura 3.
Concéntrico con el tubo de contracorriente 70 y
separado de éste se encuentra el tubo 57 de pared interior. El
espacio entre el tubo 57 de pared interior y el tubo de
contracorriente 70 constituye la corona 83 de la vasija interior,
que define un segundo pasaje vertical o columna hidráulica
ascendente que incluye una salida 56, como se muestra la figura
2.
Como se muestra en las figuras 4A, 4B y 5,
encerradas dentro del tubo 57 de pared interna se encuentran varias
tuberías de alimentación que se pueden emplear para suministrar
reactantes o energía a diversas áreas en el interior de la vasija,
o para proporcionar conductos para tomar muestras o suministrar
diversos dispositivos que pueden ser necesarios para supervisar las
condiciones dentro de la vasija. En una realización preferida, las
tuberías de alimentación incluyen una tubería 90 de alimentación de
oxígeno, una tubería 91 de alimentación de vapor, una tubería 87 de
alimentación de NOx, una tubería 88 de alimentación de ácidos que se
puede emplear, asimismo, para suministrar un catalizador, una
tubería 89 de alimentación de bases que se puede utilizar,
asimismo, como una tubería de toma de muestras, y una cubierta 86 de
un termopar. Preferiblemente, la tubería 91 de alimentación de
vapor está suspendida dentro de la nervadura 93 del tubo 57, lo que
permite que la tubería 91 de alimentación de vapor se expanda o se
contraiga térmicamente. El espacio entre la tubería 91 de
alimentación de vapor y el alojamiento 94 de la tubería de
alimentación constituye una corona 95 de alimentación de vapor en
la figura 5, la cual se puede cargar con gas, por ejemplo nitrógeno
o aire, para evitar la entrada en la corona 95 de desechos o de
aguas residuales. El resto del área dentro del tubo 57 interior no
ocupada por las diversas tuberías de alimentación se puede rellenar
con un aislante o lechada 96, como se muestra la figura 6.
Con relación a la tubería 91 de alimentación de
vapor, se debería entender que, ventajosamente, sólo se requiere
vapor durante el encendido de la vasija. En otras palabras, una vez
que la vasija está en funcionamiento, el calor generado por el
funcionamiento de la misma puede mantener su funcionamiento continuo
sin necesidad de añadir energía de fuentes tales como vapor. En
otra realización, la tubería 91 de alimentación de vapor termina en
la nervadura 93 dentro del tubo 57 de pared interior de servicio,
como se muestra en la figura 5. La profundidad a la cual se sitúa
la nervadura 93 se puede seleccionar en base a un número de
parámetros, que incluyen la presión requerida para suministrar
vapor al interior de la vasija. Por ejemplo, si el vapor se inyecta
a una profundidad de 762 m (2500 pies), aproximadamente, se puede
requerir, aproximadamente, 7,6 MPa (1100 psi) de presión para
suministrar el vapor. O, cuando la corriente se inyecta a una
profundidad de, aproximadamente, 1067 m (3500 pies), se puede
necesitar aproximadamente 10,3 MPa (1500 psi) de presión para
suministrar el vapor. En otra realización, que no se muestra, el
vapor se puede introducir, asimismo, en el interior de la corona 73
de la vasija exterior. Este suministro superior se prefiere en tanto
en cuanto el vapor puede ser introducido a menos profundidad y, por
lo tanto, a menos presión, con la consideración primaria de ser
capaz de alcanzar una temperatura de, aproximadamente, 177ºC (350ºF)
en el fondo del reactor, esto es, en la cámara 58 de reacción, en
el momento en el que el procedimiento de oxidación húmeda se active
por primera vez.
Con referencia de nuevo a la figura 3, la
tubería 90 de alimentación de oxígeno está unida al difusor 80 de
oxígeno y se comunica con el mismo. El difusor 80 de oxígeno
incluye, preferiblemente, un material cerámico poroso a través del
cual se puede difundir el oxígeno gaseoso. En una realización, el
difusor de oxígeno incluye un aparato para efectuar un patrón de
flujo de fluido seleccionado, que se divulga en la patente
norteamericana nº 4.874.560. La tubería de alimentación de NOx se
une a la salida 76 de NOx y se comunica con la misma. La tubería 88
de alimentación y la tubería 89 están unidas a la cámara 78 de
reacción y se comunican con la misma para los propósitos descritos
anteriormente, lo que incluye la inyección de un catalizador, la
toma de muestras o el ajuste de pH por la abertura 77.
El tubo 57 de servicio interior incluye un
venturi inferior 79 y un venturi superior 82. Estos venturi están
situados a lo largo del mismo eje vertical con respecto a la
longitud del tubo 57. Ambos venturi 79 y 82 incluyen,
preferiblemente, dos troncos de cono orientados de modo opuesto,
conectados por sus bases, que circunscriben el tubo 57 de pared
interior. Como resultado de estos venturi, las coronas internas 78 y
58, respectivamente, están reducidas en las uniones 79 y 82 de las
dos bases. Los venturi 79 y 82 alteran el caudal del fluido según
éste viaja hacia arriba a través de la corona 73 y, por lo tanto,
sirven para mezclar el fluido. Asimismo, los venturi 79 y 82 sirven
para definir diversas áreas de reacción dentro de la vasija 50 de
presión por gravedad. Específicamente, el área por debajo del
venturi inferior 79 cercana al fondo 74 de la vasija 52 define una
primera zona de reacción 78. El área entre el venturi inferior 79 y
el venturi superior 82 define una segunda zona de reacción 58. El
área por encima del venturi superior 82 define una tercera zona de
reacción dentro de la corona 83 interior. Deliberadamente, se
permite que las reacciones deseadas alcancen un punto final sin
extinción. Como resultado, la reacción continuará a través de la
corona 85 ascendente hasta la superficie del suelo.
Como se muestra en la figura 3, los tubos de
contracorriente 70, 71 y 72 incluyen, preferiblemente, una sección
superior 70, una sección inferior 71, y un ensanchamiento deflector
72 entre la sección superior 70 y la sección inferior 71. La
sección superior 70 presenta un diámetro más estrecho que la sección
inferior 71. Como resultado de esta configuración, la corona 85
interior tiene un área global menor por encima del deflector 72, y
la corona 73 exterior presenta un área global mayor por encima del
deflector 72. Del mismo modo, las coronas interiores 83, 58 y 78
presentan un área global mayor por debajo del deflector 71, y la
corona 73 exterior presenta un área global menor por debajo del
deflector 71.
Durante el funcionamiento normal de la vasija de
presión por gravedad 52, la corriente de desechos penetra en la
vasija 52 por la entrada 55, en la cual los desechos suspendidos en
el agua son forzados a descender a una zona de presión superior
dentro de la corona 73 vertical exterior. Esta presión resulta del
peso acumulado de la corriente, así como de las presiones
residuales de las bombas de manejo de fluidos que pueden ser
utilizadas (no mostradas). Esta corriente será calentada por la
corriente de fluido que viaja hacia arriba a través de la corona 85
mediante el calor recuperado a través del tubo 70 de intercambio de
calor contracorriente. Mediante el precalentamiento de la corriente
de desechos, la viscosidad de la corriente disminuirá y, por lo
tanto, se facilitará el paso de la corriente más allá del deflector
72 dentro del área de la corona 73, en donde el área global está
restringida.
Cuando la corriente alcanza la primera zona de
reacción 78, que se encuentra próxima al fondo 74 del tubo 71 de
servicio, la corriente se pone en contacto con el NOx acuoso que se
introduce a través del puerto 76 de alimentación y que se puede
suplementar mediante la alimentación introducida en la primera zona
de reacción 78 a través del puerto 77 de alimentación.
Preferiblemente, el pH de la corriente se ajusta a un pH de entre
7,5, aproximadamente, y 8,0, aproximadamente, como se pueda desear
para adecuarse a una reacción química particular. Esto puede no ser
requerido, ya que el pH de la corriente de desechos de entrada puede
ajustarse, igualmente, dentro del tanque de equilibrio y mezclado
12 con anterioridad a la entrada al interior de la vasija 52.
El contacto entre la corriente de desechos y el
NOx acuoso tiene como finalidad iniciar la oxidación húmeda de los
desechos en la corriente de desechos dentro de la primera zona de
reacción 78. La corriente, que puede contener ahora NOx reaccionado
y desechos, continúa ascendiendo por la corona 78 interior en donde
entra en contacto con el venturi inferior 79, que induce el
mezclado. Pasado el venturi inferior 79, la corriente entra en la
segunda zona de reacción 58. La longitud de este área de reacción se
configura, preferiblemente, de modo que la reacción entre el
oxígeno suministrado por el NOx y los desechos en la corriente se
completa sustancialmente. En las realizaciones preferidas, en las
cuales el venturi inferior 79 proporciona simplemente un mezclado
pasivo de la corriente de desechos, la longitud de la segunda zona
de reacción 79 se configura, preferiblemente, para proporcionar un
tiempo de reacción de entre 3 y 6 minutos, aproximadamente.
La corriente se pone entonces en contacto con el
oxígeno que se libera en el interior de la segunda zona de reacción
58 a través del difusor 80. Preferiblemente, el oxígeno se introduce
en el interior de la segunda zona de reacción 58 en una posición
cercana al venturi superior 82, de tal manera que el oxígeno entre
en contacto con la corriente inmediatamente antes de que la
corriente contacte con el venturi superior 82. El venturi superior
82 induce el mezclado de la corriente según entra ésta en la tercera
zona de reacción 83. La tercera zona de reacción 83 se configura de
modo que permite un tiempo de reacción adecuado para completar la
oxidación de cualquier detrito orgánico que pueda estar incluido en
la corriente de desechos. Como aquellos expertos en la técnica
podrán apreciar, este tiempo de reacción debería tener en cuenta,
preferiblemente, la transferencia de masa requerida para disolver
el oxígeno que se encuentra suspendido en la corriente. Una vez
disuelto, la reacción entre el oxígeno y los detritus orgánicos
dentro de la corriente de desechos se presume que es casi
instantánea.
Según la corriente entra en la tercera zona de
reacción 83, se presume que los óxidos de nitrógeno y otros
compuestos con contenido en nitrógeno dentro de la corriente de
desechos reaccionan con el hidrógeno de los detritus orgánicos para
formar iones de amonio y dióxido de carbono. El oxígeno puede
reaccionar con los detritus orgánicos o servir para oxidar metales
hasta su estado de oxidación más alto, lo que para la mayoría de los
metales dará como resultado un precipitado de óxido metálico. Una
vez que la corriente atraviesa la tercera zona de reacción 83, la
corriente entrará en contacto con el deflector 72, donde el área
dentro de la corona 85 del reactor interior se reducirá. La
longitud de la corona 85 del reactor interior por encima del
deflector 72 se selecciona, preferiblemente, seleccionando la
longitud global de la vasija 52, con el fin de disipar la presión
dentro del reactor que se genera por las fuerzas convectivas
resultantes de las diferencias entre la densidad global de los
fluidos ascendentes y descendentes.
Como se apuntó anteriormente, los procedimientos
de la presente invención son particularmente ventajosos en
funcionamiento bajo condiciones de oxidación húmeda subcrítica. Para
el propósito de esta memoria descriptiva, los procedimientos de
oxidación húmeda subcrítica incluyen aquellos procedimientos que se
llevan a cabo a temperaturas de entre 288ºC (550ºF),
aproximadamente, y 374ºC (705ºF), aproximadamente, y a presiones de
entre 5,5 y 20,7 MPa, aproximadamente, (800 a 3000 psi,
aproximadamente). Aunque las realizaciones preferidas de esta
invención están dirigidas a procedimientos de oxidación húmeda
subcríticos, la práctica de esta invención es útil, asimismo, en
procedimientos de oxidación húmeda supercríticos, los cuales se
llevan a cabo, típicamente, a temperaturas y presiones superiores a
aquellas condiciones experimentadas en los procedimientos de
oxidación subcrítica.
Claims (20)
1. Un procedimiento para el tratamiento de una
corriente de desechos, procedimiento que incluye los pasos de:
- proporcionar una corriente de desechos (11) que incluye sólidos de desecho suspendidos en agua;
- alimentar la corriente de desechos por la parte superior de una columna de corriente descendente hidráulica (73);
- conducir la corriente de desechos hasta el fondo de la columna de corriente descendente hidráulica;
- conducir la corriente de desechos a una primera zona de reacción (78);
- introducir óxidos con contenido en nitrógeno en la primera zona de reacción, de modo que la corriente de desechos entre en contacto con los óxidos con contenido en nitrógeno;
- conducir la corriente de desechos hacia arriba a través de una columna de corriente ascendente hidráulica (83) al interior de una segunda zona de reacción, donde la segunda zona de reacción está configurada para proporcionar un tiempo suficiente para que tenga lugar una reacción entre los óxidos con contenido en nitrógeno y los sólidos de desecho;
- introducir oxígeno gaseoso en el interior de la corriente de desechos una vez que los óxidos con contenido en nitrógeno se hayan consumido en la segunda zona de reacción, proporcionando, por lo tanto, un segundo reactante que reacciona con los sólidos de desecho suspendidos en la corriente;
- conducir la corriente hasta la parte superior de la columna de corriente ascendente hidráulica (83),
en el que el paso de introducir
óxidos con contenido en nitrógeno da como resultado la formación de
amoniaco, y en el que dicho amoniaco se recupera de la corriente
una vez que la corriente es conducida hasta la parte superior de la
columna de corriente ascendente hidráulica
(83).
2. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el calor resultante de las reacciones
entre los sólidos de desecho y los óxidos con contenido en
nitrógeno o el oxígeno se transfiere de la columna de corriente
ascendente hidráulica (83) a la columna de corriente descendente
hidráulica (73).
3. El procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 1 o 2, en el que la columna de corriente
descendente hidráulica tiene un área mayor en la parte superior de
la columna que en la parte inferior de la columna.
4. El procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que la presión que
experimenta la corriente de desechos en el fondo de la columna de
corriente ascendente hidráulica es de, aproximadamente, 800 psi a
3000 psi (5,5-20,7 MPa), opcionalmente de 1800 psi
a, aproximadamente, 2700 psi (12,4-18,6 MPa).
5. El procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones 1, 2, 3 y 4, en el que la temperatura de la
corriente de desechos en el fondo de la columna de corriente
ascendente hidráulica es de, aproximadamente, 550ºF a,
aproximadamente, 680ºF (288-360ºC).
6. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el área de la columna de
corriente ascendente hidráulica dentro de la primera zona de
reacción (58) se maximiza con el fin de facilitar la reacción entre
los óxidos con contenido en nitrógeno y los sólidos de desecho en la
corriente.
7. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el amoniaco se hace
reaccionar con dióxido de carbono para formar urea.
8. El procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que el paso de introducir
óxidos con contenido en nitrógeno da como resultado la formación de
dióxido de carbono, y en el que dicho dióxido de carbono se recupera
de la corriente después de que la corriente sea conducida a la
parte superior de la columna de corriente ascendente hidráulica.
9. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 8, en el que el dióxido de carbono se hace reaccionar
con el amoniaco para formar urea.
10. El procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que se introduce vapor en
la columna de corriente ascendente hidráulica por encima de la
segunda zona de reacción, y en el que el vapor se introduce a una
presión inferior a la presión que se experimenta en el fondo de la
columna de corriente descendente hidráulica.
\newpage
11. El procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, el cual se lleva a cabo en una
vasija de presión por gravedad.
12. El procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que el área de la sección
transversal de la columna de corriente descendente hidráulica (73)
es mayor en la parte superior de la columna que en la parte
inferior de la columna (73) y en el que el área de la sección
transversal de la columna de corriente ascendente hidráulica (83)
es menor en la parte superior de la columna que en el fondo de la
columna (83).
13. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 12, realizándose el procedimiento en una vasija de
presión por gravedad, que comprende:
- una cubierta tubular (50) situada en un orificio taladrado dentro de la tierra;
- una pared (52) de la vasija exterior, concéntrica con la cubierta (50) y separada de ésta, que tiene un extremo inferior cerrado (53);
- miembros tubulares de contracorriente (70, 71, 72), concéntricos con la pared (52) de la vasija exterior y separados de ésta, que actúan en funcionamiento como un intercambiador de calor, constituyendo el espacio entre la pared (52) de la vasija exterior y el miembro tubular de contracorriente (70) la columna de corriente descendente hidráulica (73);
- un miembro tubular (57) de pared interna, concéntrico con el miembro tubular de contracorriente (70) y separado de éste, constituyendo el espacio entre el miembro tubular (57) de pared interna y el miembro tubular de contracorriente (70) la columna de corriente ascendente hidráulica (83),
y en el que el miembro tubular de
contracorriente (72) es un ensanchamiento deflector situado entre
una sección tubular superior (70) y una sección tubular inferior
(71) tales que la sección superior (70) tiene un diámetro más
estrecho que la sección inferior (71), y la columna de corriente
ascendente hidráulica (83) tiene un área global menor por encima
del ensanchamiento deflector (72) que por debajo del ensanchamiento
deflector (72), y la columna de corriente descendente hidráulica
(73) tiene un área global mayor por encima del ensanchamiento
deflector (72) que por debajo del ensanchamiento deflector
(72).
14. El procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el procedimiento se
realiza en una vasija de presión por gravedad, que comprende:
- una cubierta tubular (50) situada en un orificio taladrado dentro de la tierra;
- una pared (52) de la vasija exterior, concéntrica con la cubierta (50) y separada de ésta, que tiene un extremo inferior cerrado (53);
- miembros tubulares de contracorriente (70, 71, 72), concéntricos con la pared (52) de la vasija exterior y separados de ésta, que actúan en funcionamiento como un intercambiador de calor, constituyendo el espacio entre la pared (52) de la vasija exterior y el miembro tubular de contracorriente (70) la columna de corriente descendente hidráulica (73);
- un miembro tubular (57) de pared interna, concéntrico con el miembro tubular de contracorriente (70) y separado de éste, constituyendo el espacio entre el miembro tubular (57) de pared interna y el miembro tubular de contracorriente (70) la columna de corriente ascendente hidráulica (83),
en el que el miembro tubular (57)
de pared interior incluye un venturi inferior (79) y un venturi
superior (82), situado a lo largo del mismo eje vertical, los
venturi (79) y (82) alteran el caudal de fluido según éste viaja
hacia arriba por la columna de corriente ascendente hidráulica (83),
el área por debajo del venturi inferior (79), próxima al extremo
cerrado inferior (53), define la primera zona de reacción (78), y el
venturi inferior (79) y el venturi superior (82) definen entre
ellos la segunda zona de reacción (58), definiendo el venturi
superior (82) una tercera zona de
reacción.
15. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 14, en el que dicha segunda zona de reacción se
configura para proporcionar un tiempo de reacción de
aproximadamente 3 a 6 minutos.
16. El procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que los óxidos con
contenido en nitrógeno se introducen en solución acuosa.
17. El procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que el pH de la primera
zona de reacción (78) se ajusta a un valor de, aproximadamente, 7,5
a, aproximadamente, 8,0.
18. El procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que la recuperación del
amoniaco comprende aumentar el pH por encima de 8,5,
aproximadamente, mediante lo cual las sales fosfatadas precipitan y
se libera amoniaco gaseoso.
19. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 18, en el que el pH se aumenta por encima de
8,9.
20. El procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 18 o 19, en el que el pH se aumenta en un tanque
(24), tanque (24) que se localiza aguas abajo de un tanque
atmosférico (17) en el que la corriente de desechos tratada se
despresuriza.
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| US7024796B2 (en) | 2004-07-19 | 2006-04-11 | Earthrenew, Inc. | Process and apparatus for manufacture of fertilizer products from manure and sewage |
| US7024800B2 (en) | 2004-07-19 | 2006-04-11 | Earthrenew, Inc. | Process and system for drying and heat treating materials |
| US7694523B2 (en) * | 2004-07-19 | 2010-04-13 | Earthrenew, Inc. | Control system for gas turbine in material treatment unit |
| US20060101881A1 (en) * | 2004-07-19 | 2006-05-18 | Christianne Carin | Process and apparatus for manufacture of fertilizer products from manure and sewage |
| US20060029534A1 (en) * | 2004-08-04 | 2006-02-09 | General Electric Company | Process for treating ammonia-containing exhaust gases |
| US7211194B2 (en) * | 2004-10-27 | 2007-05-01 | Eau-Viron, Inc. | Gravity pressure vessel and related apparatus and methods |
| US8105413B2 (en) | 2005-02-23 | 2012-01-31 | Vitag Corporation | Manufacturing of bioorganic-augmented high nitrogen-containing inorganic fertilizer |
| ITMI20050307A1 (it) * | 2005-02-28 | 2006-09-01 | 3V Matex S P A | Procedimento per la trasformazione e la valorizzazione di fanghi industriali |
| US8192519B2 (en) * | 2005-03-09 | 2012-06-05 | Vitag Corporation | Beneficiated, heat-dried biosolid pellets |
| EP1945596B8 (en) | 2005-09-15 | 2015-11-04 | Anuvia Plant Nutrients Holdings LLC | Organic containing sludge to fertilizer alkaline conversion process |
| US7610692B2 (en) | 2006-01-18 | 2009-11-03 | Earthrenew, Inc. | Systems for prevention of HAP emissions and for efficient drying/dehydration processes |
| US9695092B2 (en) | 2006-02-23 | 2017-07-04 | Anuvia Plant Nutrients Corporation | Process for treating sludge and manufacturing bioorganically-augmented high nitrogen-containing inorganic fertilizer |
| US20100121128A1 (en) * | 2006-04-19 | 2010-05-13 | Hance Robert L | Method and apparatus for thermochemical conversion of materials |
| BRPI0807734B1 (pt) * | 2007-02-16 | 2021-07-06 | Anuvia Plant Nutrients Holdings Llc | Processo para tratar lama e fabricar fertilizante inorgânico contendo nitrogênio altamente enriquecido bioorganicamente |
| WO2009058204A1 (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-07 | Eau-Viron Incorporated | Methods and apparatus for hydrolyzing cellulosic material |
| US8361186B1 (en) | 2009-06-08 | 2013-01-29 | Full Circle Biochar, Inc. | Biochar |
| CN102781880B (zh) | 2009-12-30 | 2015-10-14 | 艾纽维亚植物营养物有限公司 | 生物有机增强的高价值肥料 |
| WO2012135317A2 (en) | 2011-03-28 | 2012-10-04 | Vitag Holdings Llc | High value organic-enhanced inorganic fertilizers |
| EP2834322A4 (en) | 2012-04-05 | 2016-02-17 | Full Circle Biochar Inc | BIOCHARBON COMPOSITIONS AND METHODS OF USE |
| WO2016197119A1 (en) | 2015-06-05 | 2016-12-08 | Anuvia Plant Nutrients Holdigns Llc | High value organic containing fertilizers and methods of manufacture |
| KR20190052700A (ko) * | 2016-09-19 | 2019-05-16 | 린데 악티엔게젤샤프트 | 폐수 처리 방법 |
| US10870609B2 (en) | 2018-08-16 | 2020-12-22 | Anuvia Plant Nutrients Corporation | Reactive inorganic coatings for agricultural fertilizers |
| MA50736B2 (fr) | 2018-11-14 | 2021-12-31 | Anuvia Plant Nutrients Holdings Llc | Administration de molécules bioactives dans des enrobages ou des couches de surface d'engrais inorganiques organiquement améliorés |
| CN111377527A (zh) * | 2018-12-31 | 2020-07-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高含盐有机废水的处理方法 |
| CN110388638B (zh) * | 2019-08-01 | 2020-11-03 | 河南晋开化工投资控股集团有限责任公司 | 一种二氧化碳气提法尿素生产中的蒸汽热能循环利用工艺 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3449247A (en) | 1965-10-23 | 1969-06-10 | William J Bauer | Process for wet oxidation of combustible waste materials |
| US3464885A (en) | 1966-04-05 | 1969-09-02 | Halliburton Co | Methods for effecting continuous subterranean reactions |
| US3606999A (en) | 1967-08-04 | 1971-09-21 | Harold L Lawless | Method of and apparatus for carrying out a chemical or physical process |
| US3853759A (en) | 1968-06-06 | 1974-12-10 | J Titmas | Dynamic hydraulic column activation method |
| US4272383A (en) | 1978-03-17 | 1981-06-09 | Mcgrew Jay Lininger | Method and apparatus for effecting subsurface, controlled, accelerated chemical reactions |
| US4564458A (en) | 1983-11-10 | 1986-01-14 | Burleson James C | Method and apparatus for disposal of a broad spectrum of waste featuring oxidation of waste |
| US4699720A (en) * | 1985-03-12 | 1987-10-13 | Osaka Gas Company Limited | Process for treating waste water by wet oxidations |
| US4594164A (en) | 1985-05-23 | 1986-06-10 | Titmas James A | Method and apparatus for conducting chemical reactions at supercritical conditions |
| US4803054A (en) | 1987-03-13 | 1989-02-07 | Vertech Treatment Systems, Inc. | Asymmetric heat-exchange reaction apparatus for effecting chemical reactions |
| US4792408A (en) | 1987-04-13 | 1988-12-20 | James A. Titmas Associates Incorporated | Method and apparatus for enhancing chemical reactions at supercritical conditions |
| IT1232670B (it) * | 1989-09-15 | 1992-03-02 | Snam Progetti | Procedimento per la purificazione delle acque reflue prodotte dagli impianti di produzione dell'urea. |
| US5232604A (en) * | 1990-01-31 | 1993-08-03 | Modar, Inc. | Process for the oxidation of materials in water at supercritical temperatures utilizing reaction rate enhancers |
| US5160581A (en) | 1990-06-01 | 1992-11-03 | Titmas And Associates Incorporated | Method for oxygen bleaching paper pulp |
| US5190665A (en) | 1991-08-12 | 1993-03-02 | Titmas James A | Process and apparatus for removing carbon dioxide and stripping another component from a liquid stream |
| EP0568736A1 (en) * | 1992-05-06 | 1993-11-10 | WASTE TREATMENT PATENTS & RESEARCH N.V. | Method for co-processing organic wastes and spent nitric acid wash water |
| US5358646A (en) * | 1993-01-11 | 1994-10-25 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method and apparatus for multiple-stage and recycle wet oxidation |
| FR2732335B1 (fr) * | 1995-03-31 | 1997-06-27 | Omnium Traitement Valorisa | Procede de stabilisation de boues |
| US5711817A (en) | 1996-05-01 | 1998-01-27 | Eau-Viron Incorporated | Method for the continuous conversion of cellulosic material to sugar |
| US5814292A (en) * | 1996-12-19 | 1998-09-29 | Energy Research Group | Comprehensive energy producing methods for aqueous phase oxidation |
-
2002
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