ES2605597B2 - Aparato y procedimiento para la generación de una corriente de agua supercrítica de uso energético. - Google Patents

Aparato y procedimiento para la generación de una corriente de agua supercrítica de uso energético. Download PDF

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Abstract

Aparato para la generación de una corriente de agua supercrítica de uso energético.#La invención se encuadra en el sector técnico de generación de energía a partir de procesos de tratamiento de residuos acuosos industriales con elevada concentración de materia orgánica. Permite generar un fluido de uso energético en turbinas, a la vez que se refrigera un reactor OASC en el que se trate un residuo con elevada concentración.#En la invención, el reactor y la carcasa forman un dispositivo similar a un intercambiador de tubos concéntricos, en el que el fluido calefactor es independiente del fluido refrigerante. El tubo interno es el propio reactor OASC, donde ocurre la oxidación de los residuos y se genera calor debido a las reacciones fuertemente exotérmicas, actuando como fluido calefactor, mientras que por el espacio anular entre el tubo interior y el exterior circula agua desionizada a alta presión actuando como fluido refrigerante.

Description

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DESCRIPCION
Aparato y procedimiento para la generation de una corriente de agua supercrltica de uso energetico.
Sector de la Tecnica
La presente invention se encuadra en el sector tecnico de generacion de energla a partir de procesos de tratamiento de residuos acuosos industriales con elevada concentration de materia organica, mas concretamente en el relativo a tratamiento por oxidation supercrltica y la generacion de agua supercrltica para su uso energetico, tanto en turbinas para generar electricidad como en sistemas de intercambio de calor.
Antecedentes de la invencion
El proceso de oxidacion en agua supercrltica (OASC) es capaz de llevar a cabo en pocos segundos la oxidacion completa de la materia organica presente en un residuo acuoso. Este proceso se lleva a cabo en condiciones de presion y temperatura superiores al punto crltico del agua pura (221 bar y 374°C), consiguiendo as! que los compuestos organicos y el oxlgeno sean completamente solubles en agua y se forme una fase homogenea de reaction donde se alcanzan elevadas velocidades de oxidacion y se generan productos inocuos, principalmente CO2 y H2O, sin la formation de NOx, SOx o CO.
Las reacciones de oxidacion que tienen lugar durante el proceso OASC son fuertemente exotermicas, por lo que si el residuo tiene alta concentracion de materia organica el proceso libera suficiente cantidad de calor como para incrementar la temperatura del medio de reaccion, mejorando la velocidad y eficacia del proceso cuando se alcanzan temperaturas de 500-580°C en el reactor. Ademas, de esta forma el efluente del proceso tiene energla suficiente para permitir el precalentamiento de las corrientes de alimentation al reactor, haciendo posible un proceso que opere de forma autotermica y ademas puede ser excedente en energla, lo que hace viable su aprovechamiento energetico en otras unidades ajenas al proceso OASC. No obstante, si la concentracion del residuo que se alimenta al proceso es muy elevada (>10% en peso), la temperatura en el reactor puede aumentar en exceso, no siendo adecuado que se superen los 600°C que marcan los llmites de seguridad que garantizan la integridad estructural de los materiales normalmente utilizados en reactores OASC (Hastelloy 276, lnconel 625, etc).
El control de la liberation de energla a lo largo del reactor como consecuencia del avance de las reacciones de oxidacion es un factor importante en el proceso OASC, por lo que algunas patentes han propuesto aparatos y metodos para poder controlar la temperatura a lo largo del reactor y disminuir o aumentar la cantidad de calor liberada por reaccion.
La publication US2003/189012 A1 propone la adicion de oxlgeno en diversos puntos del reactor, de modo que se consigue una mejor distribution del oxidante y una mejor distribution de temperaturas a lo largo del reactor, comenzando a menos de 250°C a la entrada del mismo y aumentando progresivamente a medida que la reaccion exotermica tiene lugar con las sucesivas adiciones de oxlgeno, hasta llegar a temperaturas no superiores a 530°C.
En la patente europea EP1834928 B1, se recoge que es posible llevar a cabo la oxidacion de residuos industriales de alta concentracion (incluso residuos insolubles en
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agua) para los cuales la tecnologla de oxidacion hidrotermica convencional no es aplicable. Para ello, ademas de la llnea de alimentacion de los sistemas convencionales, se anade una llnea de alimentacion adicional mediante la cual se bombea a alta presion el residuo concentrado (incluso exento de agua). En este sistema es muy facil controlar la carga organica alimentada al reactor, de modo que en caso de exceso de temperatura en el sistema, la reduction del caudal (o detention si es preciso) de la corriente de alimentacion concentrada reducirla rapidamente la concentration del residuo en el reactor y reducirla la cantidad de calor generada por reaction, permitiendo el rapido restablecimiento de condiciones seguras, sin ser necesaria la parada total de la planta. Esta invention no dispone de sistema de refrigeration alguno, pero permite el tratamiento de residuos de alta concentracion mediante su mezcla con una corriente de menor concentracion, consiguiendo as! el ajuste de la concentracion optima para el proceso.
Varias patentes han propuesto configuraciones de unidades de reaccion OASC en las que se aprovecha el calor que se genera en el reactor, haciendo que intercambie parte de su calor con la corriente de alimentacion del mismo, consiguiendo as! precalentar la corriente de entrada y favorecer la autosuficiencia energetica del proceso.
La patente KR249496BB1 describe un proceso que combina la oxidacion supercrltica con la oxidacion catalltica. La alimentacion se precalienta por transferencia de calor con la zona inferior del reactor de tal manera que en esta zona al disminuir la temperatura se produce una redisolucion de las sales inorganicas. En el reactor se introduce tanto la alimentacion como el oxidante en condiciones supercrlticas y reaccionan segun van descendiendo por gravedad.
La publication WO2006052207A1 se basa en anadir inicialmente una parte del oxlgeno para despues anadir agua o una corriente de alimentacion con menor temperatura, de forma que disminuya la temperatura en el reactor. A continuation se anade mas oxlgeno para que continue la reaccion pero controlando la temperatura con nuevas inyecciones de agua frla para no danar el reactor, evitando ademas que se produzcan reacciones no deseadas.
La publicacion WO0230836A1 describe un sistema con dos tubos concentricos y consiste en un metodo para oxidar residuos en agua supercrltica. La mezcla de agua y oxidante se introduce en la zona anular del reactor donde se calienta. A continuacion, esta mezcla alcanza el tubo interior, donde simultaneamente se introduce el residuo acuoso para conseguir que ambas corrientes se homogenicen a lo largo del primer tramo del reactor, gracias a un agitador horizontal. Se producen entonces las reacciones de oxidacion y en un segundo tramo del tubo interno se produce el enfriamiento de la mezcla reaccionante.
En la patente norteamericana 6,030,587 se propone una configuration para un reactor que opera en regimen discontinuo o por lotes. Se introduce el residuo y el oxidante en el interior del reactor, se cierra el sistema y se lleva a cabo su calentamiento. A medida que la temperatura aumenta, la reaccion va teniendo lugar. Si la temperatura aumenta demasiado, el sistema cuenta con un encamisado exterior para eliminar el exceso de calor en las paredes del mismo.
En la patente ES2108627A1 el reactor cuenta con una carcasa que es refrigerada interiormente por la alimentacion previa a su mezcla con el oxidante. De esta forma, la alimentacion del interior del reactor llega a un intercambiador de calor interno ubicado dentro del propio reactor aumentando su temperatura, para a continuacion alcanzar la
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camara de reaccion donde se encuentra con el oxidante que entra directamente desde una llnea exterior y que permite el comienzo de la reaccion. De esta manera, al encontrarse la camara de reaccion a la misma presion que el exterior, los espesores requeridos son menores, disminuyendo los costes del reactor. Asimismo, solo la camara de reaccion se encuentra sometida al ambiente oxidante. La salida de la camara de reaccion es la que alimenta el intercambiador que calienta la alimentacion inicial.
Ninguna de las invenciones anteriormente descritas permiten obtener de manera continua un fluido con la suficiente temperatura ni con la calidad necesaria para ser susceptible de ser aprovechado energeticamente en turbinas de generation de electricidad. El efluente del proceso OASC no es agua pura, pudiendo contener productos de oxidation incompleta, acidos, sales y oxidos, algunos de ellos en fase solida, por lo que a pesar de encontrarse a alta presion y temperatura no es viable su utilization directa en turbinas para la production de energla, ya que erosionarla los alabes de la turbina en poco tiempo. En la actualidad no existen turbinas comerciales que puedan trabajar con el efluente del proceso OASC como fluido de trabajo. Por tanto, desde el punto de vista energetico, el efluente del proceso OASC solamente podrla utilizarse directamente para la generacion de vapor de media presion o de agua sanitaria, siempre a traves de un circuito terciario de intercambio de calor. Ademas, si el calor del efluente del proceso se usa parcialmente para precalentar la alimentacion, se reduce radicalmente la posibilidad de recuperacion energetica posterior.
Por otro lado, en todas las patentes anteriormente descritas en las que existe una carcasa de refrigeration, el fluido refrigerante es la propia alimentacion del proceso OASC, por lo que circula con el mismo caudal que el efluente del proceso, de modo que la capacidad de refrigeracion esta limitada por dicho caudal, no siendo posible reducir suficientemente la temperatura del reactor si la concentration del residuo es muy elevada y se genera un exceso de calor en el reactor. Ademas, en las invenciones anteriores cualquier modification del caudal de la corriente de refrigeracion afectarla al caudal de entrada en el reactor, estando muy restringido el rango de caudales con los que se puede operar y siendo complicado un control termico optimo y versatil del proceso. Por tanto, las anteriores invenciones no permiten el tratamiento de alimentaciones al reactor de residuos con concentraciones muy elevadas (en ningun caso superiores al 10% en peso) y no permiten variar el caudal de refrigeracion sin afectar al caudal de alimentacion del proceso OASC.
En la presente invention, el caudal de alimentacion del proceso OASC no se ve afectado por el caudal impuesto para refrigeracion. De este modo, el caudal de refrigeracion puede llegar a ser muy superior al caudal de alimentacion al reactor, de forma que puede obtenerse un elevado caudal de fluido de uso energetico y la cantidad de calor retirado del reactor no esta limitado. Del modo contrario, en el caso de que la temperatura del reactor disminuya excesivamente (por ejemplo por reducirse la concentracion de la alimentacion), es posible disminuir o incluso detener el caudal de refrigeracion, permitiendo un rapido restablecimiento de la operacion del reactor a la temperatura deseada. Ademas, la mayor parte calor generado en el proceso sera transmitido a una corriente de agua desionizada independiente de la corriente de alimentacion al proceso, y con una pureza y una temperatura (>450°C) que la hacen idonea para su utilizacion en turbinas para la generacion de energla electrica. Dicha corriente de agua refrigerante sera alimentada a temperatura ambiente, pero a presion superior a la presion crltica del agua (220 bar), de modo que durante su calentamiento su temperatura aumente hasta temperaturas mayores de 500°C. De esta forma, el agua de refrigeracion solamente
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cambia de estado ilquido a estado supercrltico, sin que ocurra en ningun momento cambio a estado gaseoso, y atraviesa ei rango de temperaturas anterior y posterior a ia temperatura crltica (374°C) donde su capacidad caiorlfica tiene vaiores muy eievados, ofreciendo prestaciones optimas como fiuido refrigerante, pues permite ia retirada de grandes cantidades de caior sin modificar excesivamente su temperatura. Dicha agua desionizada, una vez que aicanza su maxima temperatura en ei dispositivo, ai encontrarse en condiciones supercrlticas, puede ser descargada directamente en turbinas simiiares a ias utiiizadas en ias centraies supercrlticas (SC) y uitra supercrlticas (USC). A diferencia de ias turbinas donde ei vapor de agua activa una turbina y tienen una eficacia dei 32%, cuando se usa agua a temperaturas y presiones por encima de su punto crltico dei agua, ai no existir diferencia entre agua gaseosa y agua ilquida, ia eficacia es mayor (por encima dei 45%).
Descripcion de la invencion
La invencion se basa en un sistema de tratamiento de residuos mediante oxidacion en agua supercrltica en ei que ia unidad de reaccion consiste en reactor tubuiar continuo provisto de una carcasa externa a io iargo de todo ei reactor. Ei reactor y ia carcasa forman conjuntamente un dispositivo simiiar a un intercambiador de tubos concentricos, en ei que ei tubo interno es ei propio reactor OASC, donde ocurre ia oxidacion de ios residuos con su consiguiente generation de caior debido a ias reacciones fuertemente exotermicas, actuando por tanto como fiuido caiefactor, mientras que por ei espacio anuiar entre ei tubo interior y ei exterior circuia agua desionizada que actuara como fiuido refrigerante. De esta forma, gracias a ia circuiacion de un fiuido refrigerante por ei exterior, en ei reactor es posibie iievar a cabo ia oxidacion de residuos muy concentrados. cuyo tratamiento en reactores OASC convencionaies darlan iugar a temperaturas superiores a 900°C que serlan inviabies por ser peiigrosas para ia integridad de ios materiaies de construccion, mientras que en ia invencion propuesta, a pesar de que se iibera gran cantidad de energla en ei reactor, en sus paredes no se superan temperaturas de 580°C, mientras que ei circuito de refrigeration ia temperatura dei agua desionizada puede eievarse a temperaturas mayores de 450°C. Para optimizar ei intercambio de caior en ei sistema, ei fiuido caiefactor y ei fiuido refrigerante circuiaran en contracorriente. Puesto que ambos fiuidos son independientes. es posibie modificar sus caudaies en ampiio rango para mejorar ei controi, ia estabiiidad y ia eficacia energetica dei proceso. Con ei objeto de evitar ias perdidas de caior ai exterior, ia carcasa externa dei sistema esta caiorifugada en su superficie externa.
Para aicanzar condiciones de operation adecuadas, estabies y seguras en ei sistema, se puede reaiizar un arranque progresivo, de forma que se comience aiimentando ei reactor tubuiar con corrientes de residuo acuoso a concentration baja (en torno ai 2% de materia organica) y ei oxlgeno correspondiente para formar una mezcia con temperatura de 400°C y presion de 240 bar, en ias proporciones adecuadas para que se pueda iievar a cabo ia oxidacion compieta de ia materia organica. Posteriormente, se incrementa progresivamente ia concentracion dei residuo acuoso, y cuando se aicancen 550°C en ei reactor, se acciona ia circuiacion dei agua desionizada por ei interior de ia carcasa de refrigeracion y se aumenta su caudai progresivamente hasta que disminuya ia temperatura dei efiuente de oxidacion en 50°C. En ese momento, puede voiverse a aumentar ia concentracion dei residuo y ei caudai de refrigerante, hasta que ia temperatura de saiida dei agua desionizada de refrigeracion aicance ia temperatura adecuada (>450°C).
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La corriente de agua desionizada a alta temperatura esta destinada a su aprovechamiento de forma directa en una turbina de generation de energla electrica. El efluente de salida del reactor aun tendra temperatura entre 300 y 400°C, por lo que sera utilizado en un economizador para iniciar el precalentamiento de la alimentation de residuo. En el caso en el que el uso del economizador no sea suficiente para mantener el proceso de forma autosuficiente desde el punto de vista energetico, es decir, si el calor cedido por el efluente del reactor en el economizador no es suficiente para incrementar la temperatura de la alimentacion hasta 380-400°C, el sistema dispondra de un sistema externo de pre-calentamiento adicional para elevar la temperatura de la alimentacion hasta el valor deseado de entrada al reactor. Para mejorar la sostenibilidad del proceso, este sistema externo de pre-calentamiento consistira en un concentrador de energla solar. No obstante, podrlan usarse otros dispositivos como resistencias electricas, calderas, etc. En la figura 1 se muestra un esquema simplificado de la invention.
Breve description de los dibujos
Figura 1.-Representa un esquema de un sistema de oxidation supercrltica de residuos acuosos de alta concentration, con una carcasa externa para la generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun la presente invencion. A continuation se enumeran cada uno de los elementos que conforman el sistema:
1. Carcasa de refrigeration del reactor
2. Agua desionizada
3. Bomba de alta presion para agua desionizada
4. Reguladora de presion del circuito de refrigeracion
5. Residuo (Corriente acuosa)
6. Bomba alta presion para residuo
7. Oxlgeno
8. Bomba de alta presion para oxigeno
9. Economizador (intercambiador de calor)
10. Sistema externo de pre-calentamiento
11. Mezclador
12. Reactor tubular
13. Aislamiento termico
14. Efluente oxidado
15. Agua desionizada supercrltica
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16. Turbina
17. Dispositivo despresurizador y enfriador
18. Separador gas-Kquido
19. Corriente gaseosa
20. Residuo depurado
Descripcion de un ejemplo de realizacion de la invencion
Seguidamente se realiza una descripcion del modo de funcionamiento de la invencion, haciendo referencia a la numeration adoptada en la figura 1.
Inicialmente, se hace circular a traves de la carcasa (1) agua desionizada (2) mediante la bomba de agua desionizada (3). Progresivamente se cierra la valvula reguladora de presion (4) hasta que se alcance una presion mayor de 220 bar, para mantener el agua por encima de su presion critica. En ese momento, se detiene el funcionamiento de la bomba de agua desionizada (3), manteniendo todo el espacio anular a presion supercritica. A continuation se comienza la impulsion a alta presion de la alimentation liquida (residuo acuoso al 2% de materia organica) (5) mediante la bomba de alimentacion (6) y de la corriente gaseosa de oxidante (7) mediante la bomba de oxidante (8), en ambos casos a presion de 240 bar. La corriente (5) se precalienta en primer lugar mediante un economizador (9) y posteriormente con un sistema externo de precalentamiento (concentrador solar) (10) hasta alcanzar una temperatura de 400°C. Las corrientes (5 y 7) deben alimentarse en la proporcion adecuada para que, al ponerse en contacto en el mezclador (11), exista suficiente cantidad de oxidante para oxidar toda la materia organica que se alimenta al reactor tubular (12). Al entrar en contacto la materia organica y el oxidante formando un medio homogeneo en condiciones supercriticas, las reacciones exotermicas de oxidation comenzaran a tener lugar a gran velocidad, generando calor e incrementando la temperatura a lo largo del reactor (12), hasta temperaturas de 550°C a la salida del mismo. En este momento, se activa la bomba de agua desionizada (3) a pequenos caudales, de forma que comience a retirar una cantidad moderada de calor del reactor, haciendo disminuir su temperatura en 50°C, es decir, hasta 500°C a su salida. Seguidamente, se puede ir incrementando la concentration del residuo alimentado (5), de forma que a medida que su oxidacion eleva en 50°C la temperatura del efluente del reactor, se incrementa el caudal de la bomba de agua desionizada (3) para que vuelva a hacer disminuir dicha temperatura hasta 500°C a la salida del reactor. Se ajusta el caudal y la concentracion de la corriente de residuo (5) hasta que la temperatura de la corriente generada de agua desionizada supercritica (15) se mantenga a temperaturas >450°C, normalmente en el rango de 500-550°C, enviandose a la turbina (16) para la production de energia.
Para aprovechar la energia residual contenida en el efluente de salida del reactor (14), dicha corriente alimenta a un intercambiador de calor de tubos concentricos usado como economizador (9), que permite precalentar la corriente acuosa (5) que alimenta la planta. En estos intercambiadores, por el tubo interior circula el efluente del reactor caliente (14) y por el espacio anular entre el tubo interior y el exterior circulan en contracorriente el fluido a calentar (5).
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Una vez aprovechado el calor del efluente del proceso, el enfriador (17) reduce la temperatura de la corriente hasta temperatura ambiente. Tras abandonar el enfriador (17), el efluente es despresurizado hasta presion ambiente para luego ser introducido en el separador gas-llquido (18), separando la corriente gaseosa a baja presion y temperatura (19) y una corriente llquida depurada a baja presion y temperatura (20).
La planta dispone de sensores de temperatura, presion, caudal de llquido y de oxlgeno y distintos sensores de nivel para los tanques de agua y residuo. Finalmente, mediante los elementos de control necesarios y un automata, todas las senales estan registradas y monitorizadas a un PC, permitiendo el control adecuado de la operation a traves de la interfaz del proceso. De esta forma, se establecen las condiciones de operacion necesarias para tratar la maxima concentration de residuo (entre el 10 y el 40% en peso) con el maximo rendimiento de oxidation (>99,99%) y el caudal y la temperatura final del agua desionizada generada (15) sean maximos y permitan el grado de refrigeration necesario para operar en condiciones de seguridad, sin sobrepasar en ningun caso una temperatura de 580°C en el interior del reactor tubular (12).
El aparato tambien permite su uso para favorecer y acelerar la etapa de arranque del proceso OASC. Es decir, la existencia de una carcasa que envuelve al reactor puede ser utilizada para calentar el reactor durante el inicio de la operacion (arranque) de una planta OASC. En dicha etapa, la circulation de agua caliente por la carcasa externa ayudarla a alcanzar con mayor velocidad la temperatura de operacion necesaria para que las reacciones de oxidacion inicien el proceso. En este caso, inicialmente, se hace circular a traves de la carcasa (1) agua desionizada a temperatura de 450°C (2) mediante la bomba de agua desionizada (3). Progresivamente se cierra la valvula reguladora de presion (4) hasta que se alcance una presion de 220 bar, para mantener el agua circulando a alta temperatura y por encima de su presion crltica. A continuation se comienza la impulsion a alta presion de la alimentation llquida (residuo acuoso) (5) mediante la bomba de alimentation (6) y de la corriente gaseosa de oxidante (7) mediante la bomba de oxidante (8). Ambas corrientes aumentaran su temperatura a mayor velocidad y reaccionaran mas al encontrarse inicialmente con un reactor calorifugado por la corriente externa de agua desionizada caliente. Una vez que el proceso OASC arranque, se va disminuyendo progresivamente la temperatura del agua desionizada que se alimenta por la carcasa, hasta hacer circular agua desionizada frla, de modo que progresivamente vaya retirando cada vez mas calor del reactor y sea posible alcanzar condiciones estables con los perfiles de temperatura deseados, tanto para en el interior del reactor como para el agua desionizada de la carcasa.

Claims (17)

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    REIVINDICACIONES
    1. Aparato para generation de una corriente de agua desionizada supercrltica para su uso energetico, que comprende:
    a) Un sistema de refrigeration del reactor tubular compuesto por una carcasa de refrigeration externa del reactor (1), una corriente de agua desionizada (2), una bomba de alta presion (3) para impulsar el agua desionizada (2) a traves de la carcasa (1) y una valvula reguladora de presion (4).
    b) Una llnea de alimentation de residuo, que consta de una corriente de residuo acuoso (5) y una bomba de alta presion (6) para dicho residuo.
    c) Una llnea de alimentacion de oxidante, que consta de una corriente de oxlgeno (7) y una bomba de alta presion (8) para oxlgeno.
    d) Un economizador (9) para pre-calentar la alimentacion llquida mediante la cesion de energla del efluente (14) del reactor tubular (12).
    e) Un mezclador (11) de la corriente de alimentacion llquida (5) con la corriente de oxidante (7).
    f) Reactor tubular (12), rodeado externamente y de forma concentrica, de la carcasa de refrigeracion (1), estando todo el sistema reactor con carcasa se encuentra rodeado de aislante termico (13) para minimizar las perdidas de energla con el exterior.
    g) Sistema de generacion de energla electrica, que consta de una corriente de agua desionizada supercrltica (15) y una turbina (16).
    h) Un sistema de acondicionamiento del efluente final para su vertido, dotado de enfriador y dispositivo despresurizador (17) y separador de fases gaseosa y llquida (18), y dos llneas de salida que contendran la corriente gaseosa a baja presion y temperatura (19) y el residuo depurado a baja presion y temperatura (20).
  2. 2. Aparato para la generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica para su uso energetico, segun reivindicacion 1, caracterizado porque el calentamiento de dicha corriente se lleva a cabo en una carcasa externa que envuelve de forma concentrica a un reactor tubular de oxidation en agua supercrltica, en el que se lleva a cabo el tratamiento de un residuo acuoso organico.
  3. 3. Aparato para la generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun reivindicacion 2, caracterizado porque dicha corriente presenta elevado caudal y alcanza temperaturas mayores de 500°C, utilizando el calor generado en el reactor tubular de oxidacion en agua supercrltica, en el que se lleva a cabo el tratamiento de un residuo organico de alta concentration.
  4. 4. Aparato para la generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun reivindicacion 2, utilizando el calor generado en un reactor tubular de oxidacion en agua supercrltica, permitiendo el tratamiento de un residuo organico a concentracion muy superior a la que podrla ser tratado en los sistemas OASC convencionales sin refrigeracion del reactor.
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  5. 5. Aparato para la generation de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun reivindicacion 2, caracterizado porque la corriente de refrigeration que circula por la carcasa no es la propia alimentation del proceso que genera el calor (proceso OASC), lo que permite optimizar las condiciones de presion, temperatura y caudal de cara a la estabilidad del proceso y la generacion de energla.
  6. 6. Aparato para la generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun reivindicacion 2, caracterizado porque la corriente de refrigeracion que circula por la carcasa no es la propia alimentacion del proceso que genera el calor, permitiendo el tratamiento de un residuo organico de concentration muy superior a la que podrla ser tratado en los sistemas OASC en los que la refrigeracion del reactor se realiza con la propia corriente de alimentacion del proceso.
  7. 7. Aparato para la generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun reivindicacion 2, que se caracteriza porque la corriente de refrigeracion es completamente independiente de la corriente de residuo, de forma que la temperatura de entrada de la alimentacion al reactor, su temperatura de salida y su caudal pueden variarse en el rango que sea necesario para mantener el proceso en condiciones seguras y optimas de cara a la depuration del residuo y/o a la generacion de energla.
  8. 8. Aparato para la generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun reivindicacion 1, caracterizado porque haciendo circular por la carcasa agua caliente a 400°C, se puede hacer que el reactor se encuentre a alta temperatura cuando se inicie la circulation del residuo y el oxidante, favoreciendo y acelerando la etapa de arranque del proceso OASC.
  9. 9. Aparato para la generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun reivindicacion 1, caracterizado porque el economizador es un intercambiador de calor de tubos concentricos, en el que por el tubo interior circula el efluente caliente, y por el espacio anular entre el tubo interior y el exterior circula en contracorriente el fluido a calentar.
  10. 10. Aparato para la generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun reivindicacion 1 y 9, caracterizado porque ademas de generar energla en la turbina, el proceso OASC puede trabajar de forma autosuficiente gracias al economizador que aprovecha la energla del efluente oxidado (con temperaturas de hasta 500°C) para precalentar la alimentacion de residuo hasta la temperatura necesaria para su tratamiento (380-400°C).
  11. 11. Aparato para la generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun reivindicacion 10, en el caso de que sea necesario un aporte extra de energla, se utiliza un sistema calefactor basado en un concentrador solar, de forma que el proceso sea sostenible, funcione con energla renovable y no requiera del uso de fuel o resistencias electricas.
  12. 12. Procedimiento para la generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica para su uso energetico en una turbina, caracterizado porque consta de las siguientes etapas:
    a) Poner en circulacion por la carcasa de refrigeracion (1) agua desionizada (2) a temperatura ambiente hasta alcanzar una presion mayor de 220 bar.
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    b) Alimentar al reactor tubular (12) las corrientes de residuo acuoso (5) (al 2 % de materia organica) y oxlgeno (7) para formar una mezcla con temperatura de 400 °C y presion de 240 bar, en las proporciones adecuadas para que se pueda llevar a cabo la oxidacion completa de la materia organica.
    c) Incrementar progresivamente la concentration del residuo acuoso (5) hasta que la temperatura en algun punto del reactor tubular (12) sea de 550°C.
    d) Accionar la circulation del agua desionizada (2) por el interior de la carcasa de refrigeration (1) y aumentar su caudal progresivamente hasta que disminuya la temperatura del efluente de oxidacion en 50°C.
    e) Repetir las etapas e y d hasta que la temperatura de salida del agua desionizada de refrigeracion (15) alcance la temperatura adecuada (>450°C) con un caudal suficiente para la production de energla en la turbina.
  13. 13. Procedimiento para generation de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun reivindicacion 12, caracterizado por la existencia de una llnea de refrigeracion (2, 3, 4) y una llnea de alimentation de residuo (5, 6, 9, 10) independientes permite total versatilidad en los caudales, presiones y temperaturas en cada uno de ellos para optimizar condiciones estables de operation que maximicen la depuration del residuo y la generacion de energla.
  14. 14. Procedimiento para generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun reivindicacion 12, caracterizado porque haciendo circular agua caliente a 400°C por la carcasa durante el inicio de operacion de una planta OASC se consigue que el reactor se encuentre a alta temperatura cuando se inicie la circulacion del residuo y el oxidante, favoreciendo y acelerando la etapa de arranque del proceso OASC.
  15. 15. Procedimiento para generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun reivindicacion 12, caracterizado porque el economizador (9) permite precalentar la corriente de alimentacion de residuo (5) gracias a la energla que porta el efluente oxidado (14).
  16. 16. Procedimiento para generacion de una corriente de agua desionizada supercrltica, segun reivindicacion 15, caracterizado porque cuando sea necesario un aporte extra de energla, se puede utilizar un sistema calefactor externo (10) basado en un concentrador solar, de forma que el proceso funcione con energla renovable.
  17. 17. Uso del aparato y procedimiento para la generacion de una corriente de agua desionizada, segun reivindicaciones anteriores, para el tratamiento por oxidacion supercrltica y la generacion de agua supercrltica para su uso energetico, tanto en turbinas para generar electricidad como en sistemas de intercambio de calor.
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