ES2619942T3 - Procedimiento e instalación de depuración de humos que contienen unos contaminantes ácidos. - Google Patents

Procedimiento e instalación de depuración de humos que contienen unos contaminantes ácidos. Download PDF

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Abstract

Procedimiento de depuración de humos (1) que contiene unos contaminantes ácidos que comprende el ácido clorhídrico y/o el dióxido de azufre, en el que se alimentan los humos que se van a depurar (1) a una temperatura comprendida entre 110 ºC y 230 ºC, preferentemente entre 130 ºC y 180 ºC con un separador gassólidos (101), en el que se alimenta igualmente un reactivo de neutralización (2), especialmente de cal, magnesia, carbonato de sodio o bicarbonato de sodio, se extrae una fracción (10), comprendida entre el 40 y el 95%, de los residuos sólidos (9) procedentes del separador gas-sólidos (101), se envasa esta fracción (10) de residuos sólidos y se reenvía al menos una parte de los sólidos envasados de este modo (8) hacia el separador gas-sólidos (101), caracterizado porque el envasado de la fracción de residuos sólidos comprende las etapas siguientes: - se introducen los sólidos que se van a envasar (10) en un reactor (202) que comprende un tornillo sin fin (204), - se admite, a un flujo comprendido entre 1 y 60 kg/h, un gas de envasado (7) en el seno del reactor y se hace circular este gas de envasado en el reactor a contracorriente de los sólidos que se van a envasar (10), - se mantienen los sólidos a una temperatura comprendida entre 50 y 200 ºC, preferentemente entre 80 y 150 ºC, en el interior del reactor (202), - se regula el flujo de sólidos y las dimensiones del tornillo sin fin, a fin de que el tiempo de paso de los sólidos en contacto con el gas de envasado esté comprendido entre 30 segundos y 8 minutos, preferentemente entre 1 y 5 minutos, y - se extraen los sólidos envasados de este modo (8), de forma que se reenvíen hacia el separador (101).

Description

DESCRIPCION
Procedimiento e instalacion de depuracion de humos que contienen unos contaminantes acidos.
5 [0001] La presente invencion se refiere a un procedimiento y una instalacion de depuracion de humos que
contienen unos contaminantes acidos.
[0002] Numerosas actividades industriales generan unos oxidos de azufre as! como otros gases contaminantes acidos que es necesario tratar.
10
[0003] Se pueden citar los incineradores, los hornos de cemento o las refinerlas de petroleo. Para tratar estos gases acidos, en el rango de los cuales se encuentra principalmente el dioxido de azufre SO2 y el acido clorhldrico HCI, varios procedimientos son conocidos y de utilizacion comercial habitual.
15 [0004] En primer lugar, se encuentran los procedimientos humedos en los que los gases que se van a
depurar se ponen en contacto con un llquido de limpieza que, por absorcion, capta los contaminantes acidos y los neutraliza. Varias tecnologlas estan disponibles desde los lavadores que utilizan una pulverizacion de lluvia hasta los lavadores de revestimiento, pasando por los lavadores de bandejas.
20 [0005] Si estos procedimientos son extremadamente eficaces y producen comparativamente pocos residuos
solidos, son mas bien costosos en terminos de inversion.
[0006] Se encuentran a continuacion los procedimientos secos en los que un reactivo de neutralizacion,
usualmente la cal o el bicarbonato de sodio, se inyecta en el gas que se va a depurar y en los que el producto de la 25 reaccion as! como el exceso de reactivos se recoge en un filtro de mangas o en un electrofiltro. Estos procedimientos, menos fuertes en inversion, experimentan unos costes de explotacion casi mas elevados que los de los procedimientos humedos ya que un exceso de reactivos es necesario para una depuracion minuciosa, lo que se traduce mas por costes para este reactivo y, sobre todo, para el tratamiento y la descarga de los residuos solidos.
30 [0007] Se ha buscado mejorar esta situacion con los procedimientos semi-secos en los que el reactivo se
pone en contacto con los gases que se van a depurar no en forma solida, sino en forma de un llquido o de un pure, usualmente lechada de cal. En contacto con unos gases calientes el agua se evapora, dejando al final un residuo solido de una composicion similar al de los procedimientos secos, que se recoge en un filtro o un electrofiltro. Esta situacion representa un progreso con respecto a los sistemas secos ya que la existencia temporal de una fase 35 humeda permite reducir el exceso necesario de reactivo. La cantidad consumida de reactivos es menor, as! como la cantidad de residuos producidos. Este progreso implica no obstante una complejidad mayor puesto que un reactor de atomizacion / evaporacion es indispensable.
[0008] Se ha buscado igualmente disminuir la cantidad de reactivos y de residuos producidos en los sistemas
40 secos humidificando previamente el reactivo, por ejemplo, pulverizando agua sobre la cal en un tornillo o un tambor antes de ponerlo en contacto con los gases calientes. Se realiza por tanto con menor coste un tipo de procedimiento semiseco que aprovecha la humidificacion en superficie del reactivo. Por ciertos aspectos se ha realizado una activacion del reactivo.
45 [0009] Se puede buscar igualmente reactivar el reactivo por adicion de agua, o por exposicion al vapor, como
se describe en FR-A-2 883 772 que describe el conjunto de las caracterlsticas del preambulo de la reivindicacion 1 anexa. No obstante, la aplicacion de un contactor, tal como un lecho fluidificado, plantea unos problemas y es bastante costosa en terminos de inversion. En otro dominio, si los residuos estan demasiado cargados de humedad, lo que puede ser el caso cuando los humos son en si mismos muy ricos en vapor de agua, estos residuos estan 50 sujetos al apelmazamiento. Son entonces diflciles de transportar y pueden causar bloqueos o atascos.
[0010] Dicho esto, la invencion tiene como objetivo aplicar un procedimiento de depuracion de humo que contiene unos contaminantes acidos, del tipo del descrito en FR-A-2 883 772 en el que el envasado de los solidos se garantiza de manera a la vez eficaz, simple y economica.
55
[0011] A tal efecto, tiene como objeto un procedimiento de depuracion de humos segun la reivindicacion 1 anexa.
[0012] Unas caracterlsticas ventajosas de la invencion son el objeto de las reivindicaciones de 2 a 6.
[0013] La invencion tiene igualmente como objeto una instalacion de depuracion de humos segun la
reivindicacion 7.
5 [0014] Unas caracterlsticas ventajosas de la invencion son el objeto de las reivindicaciones 8 y 9.
[0015] La invencion se va a describir a continuacion, en referencia a los dibujos anexos, dados unicamente a modo de ejemplo no limitativo, en los que:
10 - la figura 1 es una vista esquematica de una instalacion de depuracion de humos conforme a la invencion; y
- la figura 2 es una vista lateral que ilustra de forma mas precisa un dispositivo de envasado de solidos que pertenecen a esta instalacion de depuracion de humos.
[0016] La instalacion de depuracion de humos conforme a la invencion comprende un dispositivo de 15 depuracion gas-solidos 101, de una tecnologla conocida en si. Este dispositivo que es, por ejemplo, de tipo filtro de
mangas, recibe unos humos que se van a depurar 1 a una temperatura comprendida entre 110 y 230 °C y, preferentemente, entre 130 y 180 °C. Recibe ademas un aporte de reactivo fresco 2 que puede ser cal, una cal de gran superficie especlfica o una cal magnesiana, as! como un solido recirculado 8 que proviene de un reactor de envasado 202.
20
[0017] Una parte 10 de los residuos 9 procedentes del separador 101 alimentada con un flujo controlado, por ejemplo, por un sistema de tornillos/camaras no representado, se dirige hacia el reactor 202. Esta parte 10 de solidos que se van a envasar que representa entre el 40 y el 95% de la totalidad del flujo 9 evacuado mas abajo del separador 101 se admite en la entrada del reactor de envasado 202, ilustrado mas particularmente en la figura 2.
25
[0018] En referencia a esta figura 2, este reactor de envasado comprende, en primer lugar, una entrada E de introduccion de los solidos que desemboca en una zona de transporte 2021 casi horizontal en la que se preve un tornillo sin fin 204 o analogo. Esta ultima se acopla a un motor 206, en si conocido, del cual se puede hacer variar la velocidad, por ejemplo, con la ayuda de un variador.
30
[0019] De forma ventajosa, el tornillo sin fin esta provisto ademas de medio de mezcla de los solidos, realizados, por ejemplo, en forma de aspas 208 o analogos. En su parte inferior, la zona de transporte 2021 desemboca en una camara 2022 que se extiende de manera globalmente vertical.
35 [0020] Esta camara 2022 esta provista de medios de admision de un gas de envasado que son, por ejemplo,
unas boquillas 210 o incluso simples tubos cortados. Mas abajo de la camara, es decir, por debajo de esta, esta previsto un dispositivo de evacuacion 212 que es, por ejemplo, una camara rotativa o incluso una camara de doble valvula, de tipo conocido en si. Este dispositivo de evacuacion 212 desemboca en una salida S del reactor 202, a partir de la cual los solidos envasados se pueden reenviar hacia la entrada del separador 101.
40
[0021] Por ultimo, el conjunto del reactor 202 se alsla y traza gracias a una envoltura externa 214 que permite controlar la temperatura de los solidos presentes en el reactor.
[0022] En servicio, los solidos que se van a envasar 10 son admitidos en la zona de transporte 2021, despues 45 circulan bajo el efecto del tornillo sin fin 204, segun las flechas F1. Al mismo tiempo, se admite un gas de envasado 7
en la camara 2022, que circula a continuacion en la zona de transporte 2021, a contracorriente de los solidos 10, a saber, segun las flechas F2. Este gas de envasado puede ser, aire seco o una mezcla de aire y de vapor de agua en todas las proporciones apropiadas.
50 [0023] Se regulan los diferentes parametros constructivos y operatorios, a saber, especialmente las
dimensiones del tornillo sin fin as! como el flujo de solidos, a fin de que el tiempo de paso de estos solidos 10 este comprendido entre 30 segundos y 8 minutos, preferentemente entre 1 minuto y 5 minutos. Este tiempo de paso se puede definir como la duracion media durante la cual una fraccion de solido considerada esta en contacto con el gas de envasado durante su trayecto en el reactor 202.
55
[0024] Es ventajoso que el diametro del tornillo sin fin 204 este adaptado para permitir, por una parte, un
tiempo de contacto suficiente entre los solidos y el gas y, por otra parte, una mezcla eficaz de estos solidos. A este respecto, se observara que la presencia eventual de las aspas 208 es ventajosa en vista de esta mezcla. Es igualmente ventajoso que el volumen interior de la zona de transporte 2021 no este completamente lleno de solidos.
[0025] En estas condiciones, la altura h de estos solidos representa ventajosamente entre el 20 y el 70% de la altura total H de la zona de transporte, preferentemente entre el 35 y el 55%. A modo de ejemplo no limitativo, para un flujo de solidos de 4.000 kg/h que se va a tratar, se adapta bien un tornillo de una longitud de 2 a 3 metros y
5 de un diametro de 400 a 700 mm, para el cual los solidos ocupan del 35 al 55% del diametro.
[0026] El flujo de gas de envasado 7 se selecciona en el intervalo de 1 a 60 kg/h y, preferentemente, entre 2 y 10 kg/h. Gracias a la presencia de la envoltura externa 214, se controla la temperatura de los solidos presentes en el reactor con un valor ventajosamente comprendido entre 50 y 200 °C, preferentemente, entre 80 y 150 °C.
10
[0027] Asl, los solidos admitidos en el reactor 202 estan envasados, gracias al paso a contracorriente del gas de envasado 7. Despues de su paso en el reactor, el gas efluente 12 se evacua hacia el exterior o bien incluso se reenvla de forma directa o indirecta hacia el separador 101. Cabe destacar igualmente que, en funcion de los solidos que se van a tratar, es posible modificar de manera apropiada la naturaleza de este gas de envasado.
15
[0028] Asl, se conoce por la tecnica anterior que la humidificacion aumenta la actividad aparente del solido, como reactivo. Se conoce igualmente que los iones cloruro y el cloruro de calcio aumentan la actividad aparente de la cal, en particular para el dioxido de azufre. Las reacciones de equilibrado como CaCl2 + Ca(OH)2 □ 2 Ca OH Cl se ven favorecidas por la presencia de agua. A la inversa, en ciertas circunstancias los solidos recirculados pueden
20 sufrir un apelmazamiento y se deben secar parcialmente por consiguiente para evitar problemas de atasco o para poder garantizar un flujo regular de solidos recirculados. La presente invention propone asl un reactor que permite ajustar la humedad de los reactivos recirculados de forma que se optimice la reactividad de estos solidos a la vez que se garantizan unas caracterlsticas de transporte satisfactorias.
25 [0029] Como se desprende de lo anterior, la invencion garantiza una ventaja economica sustancial con
respecto a la solution anterior descrita en FR-A-2 883 772 que apela a un reactor de activation separado. En efecto, la invencion integra este reactor en el seno del volumen de transporte de los solidos que se van a tratar. Por consiguiente, las inversiones correspondientes son especialmente reducidas, asl como los costes operatorios.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de depuracion de humos (1) que contiene unos contaminantes acidos que comprende el acido clorhndrico y/o el dioxido de azufre, en el que se alimentan los humos que se van a depurar (1) a una
    5 temperatura comprendida entre 110 °C y 230 °C, preferentemente entre 130 °C y 180 °C con un separador gas- solidos (101), en el que se alimenta igualmente un reactivo de neutralizacion (2), especialmente de cal, magnesia, carbonato de sodio o bicarbonato de sodio, se extrae una fraccion (10), comprendida entre el 40 y el 95%, de los residuos solidos (9) procedentes del separador gas-solidos (101), se envasa esta fraccion (10) de residuos solidos y se reenvia al menos una parte de los solidos envasados de este modo (8) hacia el separador gas-solidos (101), 10 caracterizado porque el envasado de la fraccion de residuos solidos comprende las etapas siguientes:
    se introducen los solidos que se van a envasar (10) en un reactor (202) que comprende un tornillo sin fin (204),
    se admite, a un flujo comprendido entre 1 y 60 kg/h, un gas de envasado (7) en el seno del reactor y se hace circular este gas de envasado en el reactor a contracorriente de los solidos que se van a envasar (10), se mantienen los solidos a una temperatura comprendida entre 50 y 200 °C, preferentemente entre 80 y 150 °C, en el interior del reactor (202),
    se regula el flujo de solidos y las dimensiones del tornillo sin fin, a fin de que el tiempo de paso de los solidos en contacto con el gas de envasado este comprendido entre 30 segundos y 8 minutos, preferentemente entre 1 y 5 minutos, y
    se extraen los solidos envasados de este modo (8), de forma que se reenvien hacia el separador (101).
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque se introducen los solidos que se van a envasar (10) en una entrada (E) prevista en un primer extremo del reactor mientras que se admite el gas de
    25 envasado (7) en una camara de admision (2022) prevista cerca del extremo opuesto del reactor.
  3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 2, caracterizado porque se inyecta el gas de envasado (7) en la camara de admision por medio de boquillas (210).
    30 4. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el gas de
    envasado (7) es aire seco o bien una mezcla de aire y de vapor de agua.
  4. 5. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones de 2 a 4, caracterizado porque se extraen los solidos envasados (8) fuera de la camara de admision por medio de un dispositivo de evacuacion (212),
    35 especialmente de una camara rotativa, de una esclusa o de una camara de doble valvula.
  5. 6. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se mantiene la altura (h) de solidos a un nivel comprendido entre el 20 y el 70%, preferentemente entre el 40 y el 55%, de la altura (H) del tornillo sin fin.
    40
  6. 7. Instalacion de depuracion de humos para la aplicacion del procedimiento conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:
    - unos medios de alimentacion de los humos que se van a depurar (1);
    45 - un separador de gas-solido (101), en el que desembocan los medios de alimentacion de humos que se van
    a depurar;
    - unos medios (2) de admision de un reactivo de neutralizacion que desembocan en el separador (101);
    - asi como un dispositivo de envasado de los residuos solidos procedentes de este separador,
    50 caracterizada porque este dispositivo de envasado comprende un reactor (202), un tornillo sin fin (204) alojado en este reactor, una entrada (E) de los solidos que se van a envasar, unos medios (210) de admision de un gas de envasado a contracorriente de la circulacion de los solidos y una salida (S) de evacuacion de los solidos envasados.
  7. 8. Instalacion segun la reivindicacion 7, caracterizada porque el dispositivo de envasado comprende 55 una zona de transporte (2021) casi horizontal, en la que se recibe el tornillo sin fin (204) asi como una camara (2022)
    de admision del gas de envasado, casi vertical.
  8. 9. Instalacion segun la reivindicacion 7 u 8, caracterizada porque se preven unos medios (208) de mezcla de solidos (10), en particular de aspas (208) que equipan el tornillo sin fin (204).
    15
    20
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