ES2324075B1 - Procedimiento y aparato para el tratamiento de residuos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento y aparato para el tratamiento de
residuos.
Procedimiento para el tratamiento de residuos,
particularmente apto para residuos sólidos urbanos que comprende la
operación continua de tratar los residuos en un recinto cerrado,
removiéndolos y/o mezclándolos y sometiéndolos de forma
ininterrumpida durante su permanencia en el recinto cerrado a una
presión superior a 2 bar y a una temperatura comprendida entre 100ºC
y 200ºC, y las operaciones discontinuas de someter a compresión, de
una en una, sucesivas unidades de carga de residuos a tratar e
introducirlas, también de una en una, en el interior del recinto
cerrado de tratamiento; y extraer del recinto cerrado de
tratamiento y descomprimir, asimismo de una en una, sucesivas
unidades de descarga de residuos ya tratados, compensándose las
pequeñas pérdidas de presión y temperatura en el interior del
recinto cerrado, cuyos valores se mantienen esencialmente
constantes.
Description
Procedimiento y aparato para el tratamiento de
residuos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un aparato para el tratamiento de residuos,
particularmente apto para el tratamiento de residuos sólidos urbanos
y residuos industriales asimilables, en el que los residuos tratados
se introducen en un tanque de presión en cuyo interior son
sometidos a unas condiciones de presión y temperatura durante un
periodo de tiempo determinado, suficiente para su esterilización y
transformación en subproductos aprovechables.
De entre los distintos procedimientos conocidos
para el tratamiento de residuos sólidos urbanos o basuras
domésticas, así como de residuos industriales asimilables, resulta
especialmente interesante aquel en el que los residuos son
esterilizados y parcialmente desecados, transformándose la fracción
orgánica de los residuos en un subproducto homogeneizado que
facilita su posterior separación y aprovechamiento mediante
circuitos de reciclaje y/o valorización energética.
En este tipo de procedimientos, también
denominados de higienización de residuos, los residuos se exponen
durante un periodo de tiempo predeterminado a un baño de vapor de
agua, a elevada temperatura, a la vez que son agitados mecánicamente
con el objetivo, entre otros, de extraer los líquidos que los
residuos contienen.
Los aparatos especialmente adaptados para llevar
a cabo este procedimiento de higienización comprenden por lo general
un recipiente rotatorio de grandes dimensiones, convencionalmente
de forma cilíndrica, capaz de girar alrededor de su eje
longitudinal. Estos recipientes están provistos de una abertura,
dotada de una compuerta que permite cerrar el recipiente
herméticamente, a través de la cual se introducen en él los
residuos a tratar y se extraen del mismo los residuos una vez
tratados.
El procedimiento que se sigue para la
higienización de los residuos consiste primero en introducir una
gran cantidad de residuos en el recipiente, cerrar herméticamente el
recipiente y aumentar a continuación la presión y la temperatura en
su interior a la vez que los residuos son agitados al girar el
recipiente alrededor de su eje longitudinal. Cuando la presión y la
temperatura en el interior del recipiente alcanzan los valores
deseados, se mantienen las condiciones de presión y temperatura en
el interior del recipiente constantes durante un tiempo
predeterminado, que varía en función de la composición de los
residuos, produciéndose la higienización de los residuos
propiamente dicha. Posteriormente, se disminuye la presión en el
interior del recipiente de forma controlada y se procede a extraer
los residuos de su interior.
Como parte representativa del estado de la
técnica, se citan los documentos US 5427650, WO 03025101 y US
5427650 en los que se describen procedimientos de higienización que
siguen los pasos anteriormente descritos así como aparatos
especialmente aptos para llevar a cabo dichos procedimientos.
Uno de los mayores inconvenientes de los
procedimientos de higienización descritos en los documentos citados
está relacionado con el alto consumo energético necesario, en cada
ciclo operativo, para elevar la presión y temperatura en el
interior del recipiente después de la introducción de los residuos
en él, generalmente introducidos a presión atmosférica y a
temperatura ambiente, hasta los valores necesarios para su
higienización, y la consiguiente pérdida de energía que se produce
posteriormente cuando, una vez sometidos los residuos durante un
tiempo predeterminado a las condiciones de trabajo, se despresuriza
el recipiente para abrir de forma segura la compuerta del mismo y
extraer de su interior los residuos tratados. Naturalmente, la
abertura del recipiente también comporta una bajada considerable de
la temperatura en el interior del recipiente. En un siguiente ciclo
operativo, después de introducir una nueva cantidad de residuos en
el interior del recipiente debe aportarse de nuevo energía
suficiente para elevar la presión y la temperatura en el interior
del recipiente hasta los valores adecuados para la higienización de
los residuos.
El hecho de tener que aumentar en cada ciclo
operativo la presión y la temperatura en el interior del recipiente
hasta los valores adecuados para el tratamiento de los residuos,
además del gasto energético que supone para la producción del vapor
de agua necesario, alarga sensiblemente la duración de cada ciclo
operativo.
Cabe decir en este punto que la gran cantidad de
residuos generados en los grandes núcleos de población obliga a
aumentar las dimensiones de los recipientes destinados al
tratamiento de los residuos, ya que las instalaciones de tratamiento
deben tener una capacidad suficiente para tratar al mismo tiempo un
volumen elevado de residuos. Sin embargo, a mayores dimensiones de
los recipientes mayor es el consumo energético necesario y el
tiempo requerido para alcanzar las condiciones idóneas de presión y
temperatura en el interior del recipiente, para la higienización de
los residuos, cada vez que se inicia un ciclo operativo.
Un primer objetivo de la invención es dar a
conocer un procedimiento y un aparato que mejoren el rendimiento de
los procedimientos y aparatos conocidos, reduciéndose el consumo
energético y el tiempo necesario por unidad de volumen de residuos
tratados.
Por otro lado, y en relación a los aparatos
conocidos, la utilización como tanques de presión de recipientes
rotatorios implica el uso de materiales adecuados para resistir las
tensiones o solicitaciones mecánicas a que están sometidos estos
recipientes por el hecho de ser giratorios, y a la vez para resistir
las elevadas presiones y temperaturas existentes en el interior de
los recipientes. Además, las paredes interiores de los recipientes,
que están en contacto directo con los residuos, deben resistir las
agresiones mecánicas a que están sometidas debido a que los
residuos sólidos, al ser agitados, impactan y rozan continuamente
contra las paredes interiores de los recipientes.
Además de los inconvenientes anteriormente
citados, relativos a los esfuerzos mecánicos y al desgaste interior
a que están sometidos estos recipientes giratorios, los recipientes
descritos en los documentos citados presentan otros inconvenientes
relacionados con la complejidad de las comunicaciones entre el
interior y el exterior del recipiente, especialmente por lo que
refiere a los pasajes para la entrada de vapor de agua y para la
salida de los líquidos, si no se desea alterar las condiciones de
presión y temperatura en el interior del recipiente y obstaculizar
el movimiento giratorio al que éste está sometido.
Es pues otro objetivo de la invención dar a
conocer un aparato para el tratamiento de residuos que sea más
simple y/o que reduzca los costes de fabricación en comparación con
los aparatos conocidos.
Es también un objetivo del aparato según la
invención mejorar la extracción de los líquidos liberados por los
residuos en el interior de los recipientes, mejorándose
consecuentemente el nivel de secado y la calidad de los residuos
obtenidos, en el sentido de que se reduce su contenido de agua en
comparación con el de los residuos que se obtienen de llevar a cabo
el procedimiento de higienización en un aparato convencional.
El procedimiento para el tratamiento de residuos
objeto de la invención es particularmente apto para el tratamiento
de residuos sólidos urbanos y residuos industriales asimilables, y
se caracteriza porque comprende la operación continua de tratar los
residuos en un recinto cerrado, removiéndolos y/o mezclándolos y
sometiéndolos de forma ininterrumpida durante su permanencia en el
recinto cerrado a una presión superior a 2 bar y a una temperatura
comprendida entre 100ºC y 200ºC, y las operaciones discontinuas de
someter a compresión, de una en una, sucesivas unidades de carga de
residuos a tratar e introducirlas, también de una en una, en el
interior del recinto cerrado de tratamiento; y extraer del recinto
cerrado de tratamiento y descomprimir, asimismo de una en una,
sucesivas unidades de descarga de residuos ya tratados, realizándose
las correspondientes operaciones de compresión y descompresión en
respectivas cámaras de carga o compresión, y de descarga o
descompresión, en las que se aumenta la presión a que son sometidos
los residuos desde la presión ambiental hasta la del interior del
recinto cerrado y viceversa, respectivamente, compensándose las
pequeñas pérdidas de presión y temperatura en el interior del
recinto cerrado, cuyos valores se mantienen esencialmente
constantes, después de las operaciones de introducción y extracción
de los residuos.
Ventajosamente, y a diferencia de los
procedimientos conocidos, el recinto cerrado no se despresuriza
cada vez que se extraen residuos de su interior ni tampoco es
necesario aumentar la presión en su interior, desde la presión
atmosférica hasta alcanzar una presión superior a 2 bar, cada vez
que se introducen nuevos residuos a tratar.
Preferentemente, en el recinto cerrado se
acumulan los residuos de múltiples unidades de carga sucesivamente
en él introducidas.
Según otra característica de la invención, el
recinto cerrado de tratamiento es un tanque de presión, en cuyo
interior los residuos se hacen pasar por un tambor giratorio,
coaxial con el tanque de presión, de paredes perforadas.
Conforme a otra característica del procedimiento
según la invención, se establece una comunicación entre las citadas
cámaras de carga o de compresión y de descarga o descompresión
adaptada para igualar las presiones en ambas cámaras al menos
durante las operaciones de compresión y de descompresión.
De acuerdo con otra característica de la
invención, con anterioridad a la operación de introducción de una
unidad de carga de residuos en la cámara de carga o de compresión,
los residuos de dicha unidad de carga se compactan suficientemente
para deformar o romper elementos que superen unas dimensiones
predeterminadas o para detectar la inclusión de elementos
irrompibles que superen dichas dimensiones predeterminadas,
evitándose el escurrimiento innecesario de líquidos contenidos en
los residuos, para autorizar la introducción de la unidad de carga
en la cámara de carga o compresión, y posteriormente en el recinto
cerrado, o rechazarla temporalmente.
Según otro aspecto de la invención, se da a
conocer un aparato para el tratamiento de residuos, particularmente
de residuos sólidos urbanos y residuos industriales asimilables,
provisto de un tanque de presión fijo en cuyos extremos
longitudinales están dispuestas sendas aberturas de entrada de los
residuos a tratar y de salida de los residuos tratados, estando
dispuestos en el interior del tanque de presión unos medios para
transportar los residuos introducidos desde la abertura de entrada
hasta la abertura de salida del tanque de presión y remover y/o
agitar dichos residuos.
En esencia, el aparato objeto de la invención se
caracteriza porque comprende una cámara de carga o compresión,
adaptada para alojar una unidad de carga de residuos a tratar,
provista de sendas bocas de entrada y de salida de los residuos de
las que la boca de salida da acceso, a través de la abertura de
entrada del tanque de presión, al interior del citado tanque de
presión, estando ambas bocas de entrada y de salida dotadas de
respectivas compuertas de cierre; una cámara de descarga o
descompresión, adaptada para alojar una unidad de descarga de
residuos tratados, provista de sendas bocas de entrada y de salida
de los residuos ya tratados, de las que la boca de entrada está
yuxtapuesta a la abertura de salida del tanque de presión, estando
dotadas ambas bocas de entrada y de salida de respectivas
compuertas de cierre; y unos medios para aumentar y disminuir la
presión en el interior de las cámaras de carga o compresión y de
descarga o descompresión desde la presión atmosférica hasta alcanzar
el valor de la presión en el interior del tanque de presión y
viceversa, respectivamente.
Según otra característica de la invención, los
medios para transportar, remover y/o agitar los residuos en el
interior del tanque de presión comprenden un tambor giratorio,
coaxial respecto del tanque de presión, de paredes perforadas y
provisto de elementos que se proyectan desde la superficie interior
de la pared lateral del citado tambor giratorio, destinados a
remover y a desplazar en la dirección longitudinal, respectivamente,
los residuos en él introducidos con el giro del tambor giratorio
alrededor de su eje longitudinal.
De acuerdo con otra característica de la
invención, las paredes del tambor giratorio están perforadas tan
sólo a lo largo de una porción longitudinal extrema de dicho tambor
giratorio, correspondiente al extremo de recepción de los
residuos.
Conforme a otra característica de la invención,
la boca de salida de la cámara de carga o de compresión está
dispuesta en el interior del tanque de presión de modo que, al ser
extraídos los residuos contenidos en dicha cámara de carga o
compresión, éstos son depositados, por gravedad, en los medios para
transportar, remover y/o agitar los residuos.
Según otra característica de la invención, la
cámara de carga o compresión de los residuos es esencialmente
cilíndrica, está dispuesta horizontal y está provista de unos
medios de empuje de los residuos contenidos en dirección a la boca
de salida.
De acuerdo con otra característica de la
invención, los medios de empuje comprenden un cilindro hidráulico
desplazable longitudinalmente por el interior de la cámara de carga
o compresión.
Conforme a otra característica de la invención,
la abertura de salida del tanque de presión está dispuesta en la
cara inferior del mismo y la boca de entrada de la cámara de
descarga o descompresión está dispuesta yuxtapuesta por debajo de
la citada abertura de salida, de modo que los residuos extraídos del
tanque de presión son introducidos, por gravedad, en dicha cámara de
descarga o descompresión.
Según otra característica de la invención, el
aparato está provisto de unos medios de comunicación entre las
cámaras de carga o compresión y de descarga o descompresión, a
través de los cuales pueden igualarse las presiones interiores de
ambas cámaras.
Según una realización particularmente
interesante, el tanque de presión está dispuesto inclinado respecto
de la horizontal y de modo que el extremo provisto de la abertura de
salida está elevado respecto del extremo provisto de la abertura de
entrada.
En los dibujos adjuntos se ilustra, a título de
ejemplo no limitativo, un modo de realización preferido del aparato
para el tratamiento de residuos objeto de la invención. En dichos
dibujos:
la Fig.1 es una vista de una sección
longitudinal del aparato para el tratamiento de residuos; y
las Figs. 2, 3 y 4 son vistas esquemáticas del
aparato de la Fig. 1 en sucesivas etapas del procedimiento para el
tratamiento de residuos objeto de la invención.
El aparato 20 representado en las Figs. 1 a 4
está destinado al tratamiento de residuos, y más particularmente al
tratamiento de residuos sólidos urbanos 22a, 22b y 22c y residuos
industriales asimilables tales como cartones, residuos de oficinas y
derivados de procesos industriales como residuos de mataderos, de
plantaciones de vegetales, plantas de compostage, etc...
En la Fig. 1 se aprecia que dicho aparato 20
está provisto de un tanque de presión 1 fijo en cuyos extremos
longitudinales 4a y 4b están dispuestas sendas aberturas de entrada
30 de los residuos a tratar y de salida 29 de los residuos tratados
22c y en cuyo interior los residuos 22b son sometidos durante un
periodo de tiempo predeterminado a unas determinadas condiciones de
presión y temperatura en función de su composición. En el interior
del tanque de presión 1 están dispuestos unos medios para
transportar 21, remover y/o agitar los residuos introducidos desde
la abertura de entrada 30 hasta la abertura de salida 29. El aparato
20 también comprende una cámara de carga o compresión 13, una cámara
de descarga o descompresión 16 y unos medios 23 y 24 para aumentar
la presión en el interior de las citadas cámaras desde la presión
atmosférica hasta alcanzar el valor de la presión en el interior
del tanque de presión 1 y viceversa.
Conviene mencionar que el aparato 20 opera en
proceso continuo, lo que significa que los residuos 22a a tratar se
introducen en el interior del tanque de presión 1 por la abertura
de entrada 30 de forma discontinua, en sucesivas unidades de carga,
sin interrumpir el tratamiento de los residuos 22b que se lleva a
cabo en el interior del tanque de presión 1, y que se extraen del
interior del tanque de presión 1 los residuos 22c tratados por la
abertura de salida 29 de forma discontinua, en sucesivas unidades
de descarga, también sin interrumpir el tratamiento de los residuos
22b que continúan en el interior del tanque de presión 1. Dicho de
otro modo, las operaciones de introducir y extraer los residuos 22a
y 22c del interior del tanque de presión 1 son simultáneas a la
operación de tratamiento de los residuos 22b que se lleva a cabo de
forma continua e ininterrumpida mientras haya residuos en el
interior del tanque de presión 1.
Por lo que respecta al tanque de presión 1, éste
tiene preferentemente capacidad para alojar el contenido de residuos
de múltiples unidades de carga sucesivamente introducidas en dicho
tanque de presión 1, que se acumulan en su interior y son removidos
y/o mezclados de forma ininterrumpida, sometidos a una presión
superior a 2 bar y a una temperatura comprendida entre 100ºC y 200ºC
durante toda su estancia en el interior del tanque de presión 1. A
tal efecto, el tanque de presión 1 está provisto de una serie de
conductos de entrada 9 de gas, y preferentemente de vapor de agua, a
través de los cuales éste es inyectado en el interior del tanque de
presión 1 para mantener las condiciones de presión y temperatura
idóneas para la correcta higienización de los residuos 22b.
Debido a que en el interior del tanque de
presión 1 existe una presión superior a la presión exterior o a la
presión atmosférica a la que están sometidos los residuos 22a a
tratar, el aparato 20 comprende una cámara de carga o compresión 13
para compensar este diferencial de presiones y poder así introducir
los residuos en interiores interior del tanque de presión 1 sin
alterar significativamente las condiciones de presión en el interior
del tanque de presión 1.
La cámara de carga o compresión 13,
esencialmente cilíndrica y dispuesta horizontal, está adaptada para
alojar una unidad de carga de residuos 22a a tratar, provista de
sendas bocas de entrada 14a y de salida 12a de los residuos. La boca
de salida 12a da acceso, a través de la abertura de entrada 30 del
tanque de presión 1, al interior del citado tanque, estando ambas
bocas de entrada 14a y de salida 12a dotadas de respectivas
compuertas de cierre 14 y 12.
Para introducir una unidad de carga de residuos
22a a tratar en el interior del tanque de presión 1 se procede del
siguiente modo. Con la compuerta de cierre 12 de la cámara de carga
o compresión 13 cerrada, se introduce por su boca de entrada 14a una
unidad de carga de residuos 22a (situación representada en la Fig.
1). Seguidamente, se cierra la compuerta de cierre 14 y se aumenta
la presión P1 de la cámara de carga o compresión 13 mediante unos
medios 23, que inyectan vapor de agua en su interior, hasta
alcanzar el valor de la presión P2 en el interior del tanque de
presión 1. Una vez equiparadas las presiones P1 y P2 (situación
representada en la Fig. 3) se abre la compuerta de cierre 12 de la
cámara de carga o compresión 13 y la unidad de carga de residuos
22a es empujada mediante unos medios de empuje 15, formados por un
cilindro hidráulico desplazable longitudinalmente por el interior
de la cámara de carga o compresión 13, al interior del tanque de
presión 1.
Se observa en las Figs. 1 a 3 que la boca de
salida 12a de la cámara de carga o compresión 13 está dispuesta en
el interior del tanque de presión 1 de modo que, al ser extraídos
los residuos 22a contenidos en dicha cámara de carga o compresión
13, éstos son depositados, por gravedad, en los medios para
transportar 21, remover y/o agitar los residuos 22b.
Una vez los residuos 22b se encuentran en el
interior del tanque de presión 1 (situación representada en la Fig.
4), se cierra de nuevo la compuerta de cierre 12 de la cámara de
carga o compresión 13 y se despresuriza dicha cámara de carga o
compresión 13 hasta alcanzar un presión adecuada para la apertura de
su compuerta de entrada 14 y se inicia un nuevo ciclo de entrada
residuos con la introducción de una nueva unidad de carga de
residuos 22a en la cámara de entrada o compresión 13.
Cabe mencionar que entre los residuos sólidos
urbanos a tratar suelen encontrarse elementos variados que pueden
tener dimensiones superiores a las aptas para permitir su entrada
bien en la cámara de carga o compresión 13 o bien en el tanque de
presión 1, que pueden alterar el comportamiento de las compuertas de
cierre 12 y 14, dificultar su posterior extracción del tanque de
presión 1 (por ejemplo en el caso de cuerpos alargados y metálicos
que no se descomponen en el interior del tanque de presión 1) o
incluso producir daños en el mismo. Al objeto de evitar estos
inconvenientes, con anterioridad a la operación de introducir una
unidad de carga de residuos 22a en la cámara de carga o compresión
13, los residuos de dicha unidad de carga se compactan
suficientemente para deformar o romper elementos que superen unas
dimensiones predeterminadas o para detectar la inclusión de
elementos irrompibles que superen dichas dimensiones
predeterminadas. En éste último caso, se rechaza temporalmente la
unidad de carga 22a y se separa para ser examinada, extrayéndose
manual o automáticamente los elementos irrompibles, y ser
posteriormente introducida en la cámara de entrada o compresión 13.
En cualquier caso, no es deseable que en la operación de
compactación se escurran líquidos contenidos en los residuos.
En el ejemplo de la Fig. 1, los medios para
transportar 21, remover y/o agitar los residuos 22b introducidos
desde la abertura de entrada 30 hasta la abertura de salida 29,
comprenden un tambor giratorio 25, coaxial respecto del tanque de
presión 1, de paredes 27 perforadas y provisto de elementos 26 que
se proyectan desde la superficie interior de la pared lateral del
citado tambor giratorio 25. Estos elementos 26 proyectados están
destinados a remover y a desplazar en la dirección longitudinal,
respectivamente, los residuos 22b introducidos en dicho tambor
giratorio con el giro alrededor de su eje longitudinal.
Tal y como se ha representado en la Fig. 1, la
pared perforada 27 del tambor giratorio 25 abarca tan sólo una
porción longitudinal extrema de dicho tambor giratorio 25,
correspondiente al extremo de recepción de los residuos 22a a
tratar. Y es que a diferencia de los aparatos convencionales para
el tratamiento de residuos, los residuos 22a contenidos en una
unidad de carga introducidos en el tanque de presión 1 son sometidos
instantáneamente a las condiciones de temperatura existentes en el
interior del tanque de presión 1 provocando, entre otros efectos,
que los líquidos contenidos en los residuos sean liberados al
inicio de su recorrido a lo largo del tambor giratorio 25, es decir
en la zona próxima al extremo de entrada del tanque de presión
1.
Se aprecia también en la Fig. 1 que el tanque de
presión 1 está dispuesto inclinado respecto de la horizontal
aunque, contrariamente a los aparatos conocidos, es el extremo
provisto de la abertura de salida 29 el que está elevado respecto
del extremo provisto de la abertura de entrada 30. De este modo, los
condensados de vapor y los líquidos contenidos en los residuos 22b
que se precipitan en el tanque de presión 1 se extraen del mismo a
través de una conexión 2 situada en su parte inferior, en este caso
el extremo de entrada, aprovechando la sobrepresión interior y la
inclinación del tanque de presión 1. A tal efecto, el aparato 20
para el tratamiento de residuos comprende un medidor de nivel de
líquido encargado de transmitir a un sistema central de control una
señal de activación que regula la extracción de líquidos a través de
la conexión 2 cuando el nivel de líquido acumulado en el interior
del tanque supera un valor predeterminado.
Con el objetivo de evitar la obturación de los
orificios de la pared perforada 27, el aparato 20 está provisto de
una serie de aspersores 5 adaptados para inyectar de forma
controlada vapor de agua a presión contra la pared exterior del
tambor giratorio 25, y en concreto dirigido contra la porción
dotada de orificios para dejar libre el paso de agua a su
través.
El tiempo de permanencia de los residuos 22b en
el interior del tanque de presión 1 viene determinado por la
longitud del tambor giratorio 25 y de la velocidad de giro de éste.
Estos parámetros se ajustan de modo que el tiempo de permanencia de
los residuos, generalmente comprendido entre 15 y 20 minutos, en el
interior del tanque de presión 1 y sometidos a las condiciones
constantes de presión y temperatura en su interior, sea el
necesario para la su correcta higienización.
Una vez los residuos 22b han recorrido
longitudinalmente el tambor giratorio 25, y por lo tanto han
permanecido en su interior el tiempo requerido para su correcto
tratamiento, éstos deben ser extraídos del tanque de presión 1. Para
ello, y de modo análogo a la cámara de carga o compresión 13, el
aparato 20 comprende una cámara de descarga o descompresión 16
adaptada para alojar una unidad de descarga de residuos 22c
tratados, provista de sendas bocas de entrada 17a y de salida 18a de
los residuos ya tratados, estando en este caso la boca de entrada
17a yuxtapuesta a la abertura de salida 29 del tanque de presión,
las cuales están provistas de respectivas compuertas de cierre 17 y
18.
En colaboración con las bocas de entrada 17a y
de salida 18a, el aparato 20 comprende unos medios 24 para
disminuir la presión en el interior de la cámara de descarga o
descompresión 16 hasta la presión atmosférica y así permitir que los
residuos 22c tratados sean expulsados al exterior sin provocar
despresurizaciones ni pérdidas de temperatura considerables en el
interior del tanque de presión 1.
Debido a que la abertura de salida 29 del tanque
de presión 1 está dispuesta en la cara inferior del mismo y a que
la boca de entrada 17a de la cámara de descarga o descompresión 16
está dispuesta yuxtapuesta por debajo de la citada abertura de
salida 29, los residuos 22c extraídos del tanque de presión 1 son
introducidos en dicha cámara de descarga o descompresión 16 por
gravedad. En la Fig. 1, se ha representado la compuerta de cierre
17 de la cámara de descarga o descompresión 16 abierta, estando la
correspondiente compuerta de cierre 18 cerrada, de modo que los
residuos 22c vertidos por el tambor giratorio 25 se depositan en la
citada cámara de descarga o descompresión 16.
Para extraer una unidad de carga de residuos 22c
tratados del interior del tanque de presión 1 se procede del
siguiente modo. Una vez depositados los residuos 22c en la cámara de
descarga o descompresión 16, la compuerta de cierre 17 de dicha
cámara de descarga o descompresión 16 se cierra (situación
representada en la Fig. 2) y se procede a despresurizar la cámara
de descarga o descompresión 16 hasta que la presión P3 en su
interior se aproxima o se iguala con la presión del exterior del
aparato. Seguidamente, se abre la compuerta de cierre 18
expulsándose al exterior los residuos 22c (situación representada en
la Fig. 3) que caen por gravedad, volviéndose a cerrar
posteriormente la compuerta de cierre 18 (situación representad en
la Fig. 4) para empezar un nuevo ciclo de descarga de los residuos
22c tratados que se inicia aumentando la presión P3 en el interior
de la cámara de descarga o descompresión 16 hasta que ésta alcanza
el valor de la presión P2 en el interior del tanque de presión
1.
Como se muestra en las Figs. 2, 3 y 4, el
aparato 20 para el tratamiento de residuos puede estar provisto de
unos medios de comunicación 28 entre las cámaras de carga o
compresión 13 y de descarga o descompresión 16, a través de los
cuales pueden igualarse las presiones interiores de ambas
cámaras.
Así, en la Fig. 2, la unidad de carga de
residuos 22a a tratar se encuentra en la cámara de carga o
compresión 13 a una presión P1 inferior a la presión P2 del
interior del tanque de presión, por lo que es necesario aumentar la
presión P1 hasta alcanzar el valor de la presión P2 para introducir
los residuos en el tanque de presión 1 sin alterar
significativamente las condiciones de presión en interior de dicho
tanque de presión 1. Al mismo tiempo, los residuos 22c ya tratados
acaban de salir del interior del tanque de presión 1, por lo que el
valor de la presión P3, igual al de la presión P2 en el interior
del tanque de presión 1, es superior a la presión exterior o
atmosférica necesaria para poder expulsar dichos residuos 22c al
exterior de forma controlada y segura. A través de los medios de
comunicación 28, las presiones P1 en la cámara de carga o
compresión 13 y P3 en la cámara de descarga o descompresión 16 se
igualan, es decir, la presión sobrante de la despresurización de
los residuos 22c contribuye al aumento de presión de la unidad de
carga de residuos 22a.
De un modo similar, en la situación representada
en la Fig. 4, la presión P1 en la cámara de carga o compresión 13,
previamente en comunicación con el interior del tanque de presión 1,
es igual a la presión P2 en el interior de dicho tanque de presión
1, que es superior a la presión exterior o atmosférica a la que se
hallan las unidades de carga de residuos 22a a tratar. Así, antes
de admitir una nueva unidad de carga de residuos 22a en la cámara
de carga o compresión 13 ésta deberá despresurizarse. Al mismo
tiempo, la cámara de descarga o descompresión 16 acaba de expulsar
los residuos 22c por lo que se encuentra a una presión P3 cercana a
la presión exterior o atmosférica. Para poder recibir de nuevo los
residuos 22c provenientes del interior del tanque de presión 1 sin
alterar las condiciones de presión en interior del citado tanque de
presión 1, será necesario que la presión P3 en el interior de la
cámara de descarga o descompresión 16 aumente hasta alcanzar el
valor de la presión P2 en el interior del tanque de presión. A
través de los medios de comunicación 28, la presión sobrante de la
despresurización de la cámara de carga o compresión 13 contribuirá
a la presurización de la cámara de descarga o descompresión 16
necesaria para admitir en su interior los residuos 22c.
Durante todo el procedimiento de tratamiento de
los residuos, las condiciones de presión y temperatura en el
interior del tanque de presión 1 se mantienen esencialmente
constantes, siendo tan sólo necesario compensar las pequeñas
pérdidas de presión y temperatura a consecuencia de las operaciones
de introducción y extracción de los residuos de su interior, pero
en ningún caso siendo necesario elevar la presión y la temperatura
desde las condiciones ambientales del exterior del aparato cada vez
que se introducen nuevos residuos en el tanque de presión 1.
Claims (14)
1. Procedimiento para el tratamiento de
residuos, particularmente apto para residuos sólidos urbanos (22a;
22b y 22c) y residuos industriales asimilables, caracterizado
porque comprende la operación continua de
- tratar los residuos (22b) en un recinto
cerrado, removiéndolos y/o mezclándolos y sometiéndolos de forma
ininterrumpida durante su permanencia en el recinto cerrado a una
presión superior a 2 bar y a una temperatura comprendida entre
100ºC y 200ºC,
y las operaciones discontinuas
de
- someter a compresión, de una en una, sucesivas
unidades de carga de residuos a tratar e introducirlas, también de
una en una, en el interior del recinto cerrado de tratamiento; y
- extraer del recinto cerrado de tratamiento y
descomprimir, asimismo de una en una, sucesivas unidades de
descarga de residuos ya tratados, realizándose las correspondientes
operaciones de compresión y descompresión en respectivas cámaras de
carga o compresión (13), y de descarga o descompresión (16), en las
que se aumenta la presión a que son sometidos los residuos desde la
presión ambiental hasta la del interior del recinto cerrado y
viceversa, respectivamente, compensándose las pequeñas pérdidas de
presión y temperatura en el interior del recinto cerrado, cuyos
valores se mantienen esencialmente constantes, después de las
operaciones de introducción y extracción de los residuos.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque en el recinto cerrado se acumulan los
residuos de múltiples unidades de carga sucesivamente en él
introducidas.
3. Procedimiento según las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el recinto cerrado de
tratamiento es un tanque de presión (1), en cuyo interior los
residuos (22b) se hacen pasar por un tambor giratorio (25), coaxial
con el tanque de presión, de paredes perforadas (27).
4. Procedimiento según las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque se establece una
comunicación entre las citadas cámaras de carga o de compresión (13)
y de descarga o descompresión (16) adaptada para igualar las
presiones en ambas cámaras al menos durante las operaciones de
compresión y de descompresión.
5. Procedimiento según las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque, con anterioridad a la
operación de introducción de una unidad de carga de residuos (22a)
en la cámara de carga o de compresión (13), los residuos de dicha
unidad de carga se compactan suficientemente para deformar o romper
elementos que superen unas dimensiones predeterminadas o para
detectar la inclusión de elementos irrompibles que superen dichas
dimensiones predeterminadas, evitándose el escurrimiento innecesario
de líquidos contenidos en los residuos, para autorizar la
introducción de la unidad de carga en la cámara de carga o
compresión, y posteriormente en el recipiente cerrado, o rechazarla
temporalmente.
6. Aparato (20) para el tratamiento de residuos,
particularmente de residuos sólidos urbanos (22a; 22b y 22c) y
residuos industriales asimilables, provisto de un tanque de presión
(1) fijo en cuyos extremos longitudinales (4a, 4b) están dispuestas
sendas aberturas de entrada (30) de los residuos a tratar y de
salida (29) de los residuos tratados, estando dispuestos en el
interior del tanque de presión unos medios para transportar (21) los
residuos introducidos desde la abertura de entrada hasta la
abertura de salida del tanque de presión y remover y/o agitar dichos
residuos, caracterizado porque comprende
- una cámara de carga o compresión (13) adaptada
para alojar una unidad de carga de residuos (22a) a tratar,
provista de sendas bocas de entrada (14a) y de salida (12a) de los
residuos de las que la boca de salida da acceso, a través de la
abertura de entrada (30) del tanque de presión, al interior del
citado tanque de presión, estando ambas bocas de entrada y de
salida dotadas de respectivas compuertas de cierre (12;14);
- una cámara de descarga o descompresión (16)
adaptada para alojar una unidad de descarga de residuos (22c)
tratados, provista de sendas bocas de entrada (17a) y de salida
(18a) de los residuos ya tratados, de las que la boca de entrada
está yuxtapuesta a la abertura de salida (29) del tanque de presión,
estando dotadas ambas bocas de entrada y de salida de respectivas
compuertas de cierre (17; 18); y
- unos medios (23, 24) para aumentar y disminuir
la presión en el interior de las cámaras de carga o compresión (13)
y de descarga o descompresión (16) desde la presión atmosférica
hasta alcanzar el valor de la presión en el interior del tanque de
presión y viceversa, respectivamente.
7. Aparato (20) según la reivindicación 6,
caracterizado porque los medios para transportar (21),
remover y/o agitar los residuos (22b) en el interior del tanque de
presión (1) comprenden un tambor giratorio (25), coaxial respecto
del tanque de presión, de paredes perforadas (27) y provisto de
elementos (26) que se proyectan desde la superficie interior de la
pared lateral del citado tambor giratorio, destinados a remover y a
desplazar en la dirección longitudinal, respectivamente, los
residuos en él introducidos con el giro del tambor giratorio
alrededor de su eje longitudinal.
8. Aparato (20) según la reivindicación
anterior, caracterizado porque las paredes del tambor
giratorio (25) están perforadas tan sólo a lo largo de una porción
longitudinal extrema de dicho tambor giratorio, correspondiente al
extremo de recepción de los residuos.
9. Aparato según las reivindicaciones 6 a 8,
caracterizado porque la boca de salida (12a) de la cámara de
carga o de compresión (13) está dispuesta en el interior del tanque
de presión (1) de modo que, al ser extraídos los residuos (22a)
contenidos en dicha cámara de carga o compresión, éstos son
depositados, por gravedad, en los medios para transportar (21),
remover y/o agitar los residuos.
10. Aparato (20) según la reivindicación
anterior, caracterizado porque la cámara de carga o
compresión (13) de los residuos (22a) es esencialmente cilíndrica y
está dispuesta horizontal, y porque está provista de unos medios de
empuje (15) de los residuos contenidos en dirección a la boca de
salida (12a).
11. Aparato (20) según la reivindicación
anterior, caracterizado porque los medios de empuje (15)
comprenden un cilindro hidráulico desplazable longitudinalmente por
el interior de la cámara de carga o compresión (13).
12. Aparato (20) según las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque la abertura de salida (29)
del tanque de presión (1) está dispuesta en la cara inferior del
mismo y porque la boca de entrada (17a) de la cámara de descarga o
descompresión (16) está dispuesta yuxtapuesta por debajo de la
citada abertura de salida, de modo que los residuos (22c) extraídos
del tanque de presión son introducidos, por gravedad, en dicha
cámara de descarga o descompresión.
13. Aparato (20) según las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque está provisto de unos medios
de comunicación (28) entre las cámaras de carga o compresión (13) y
de descarga o descompresión (16), a través de los cuales pueden
igualarse las presiones interiores de ambas cámaras.
14. Aparato (20) según las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el tanque de presión (1)
está dispuesto inclinado respecto de la horizontal y de modo que el
extremo provisto de la abertura de salida (29) está elevado respecto
del extremo provisto de la abertura de entrada (30).
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