ES2693026T3 - Método de separación de partículas - Google Patents

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Abstract

Método de separación de una corriente de partículas que se origina a partir de cenizas de incineración de desechos, al menos una primera fracción con partículas de un primer grupo de dimensiones, y una segunda fracción con partículas de un segundo grupo de dimensiones, en el que la primera fracción pertenece a partículas que tienen las dimensiones más pequeñas, y la segunda fracción pertenece a partículas que tienen dimensiones relativamente más grandes, en cuyo método se utiliza un aparato (1) de separación para clasificar los metales de dichas cenizas en la primera y la segunda fracción, y en el que el aparato (1) de separación comprende un dispositivo (2) de entrada para la corriente (4) de partículas, un tambor (5) giratorio que tiene en su circunferencia (13) placas (6, 6'), teniendo cada placa una superficie (6, 6') de golpeo que se extiende radialmente para las partículas, al menos una primer área (11, 11') de recepción proximal al tambor (5) para recibir en su interior partículas de la primera fracción, y al menos una segunda área (12, 12') de recepción alejada del tambor (5) para recibir en su interior partículas de la segunda fracción, teniendo el aparato además una carcasa (6) para proteger las partículas (3) de las condiciones climáticas externas, permitiendo que las partículas (3) de la corriente (4) de partículas que se procesan mediante dicho aparato (1) tengan dimensiones en el intervalo 0 -15 mm.

Description

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DESCRIPCION
Metodo de separacion de partfculas
La invencion se relaciona con un metodo para separar de una corriente de partfculas al menos una primera fraccion con partfculas de un primer grupo de dimensiones, y una segunda fraccion con partfculas de un segundo grupo de dimensiones, con un aparato de separacion que comprende una dispositivo de entrada para la corriente de partfculas, un tambor giratorio que tiene en sus placas circunferenciales, teniendo cada placa una superficie de golpeo que se extiende radialmente para las partfculas, al menos una primera area de recepcion proximal al tambor para recibir partfculas de la primera fraccion, y al menos una segunda area de recepcion alejada del tambor para recibir en su interior partfculas de la segunda fraccion.
Un aparato de este tipo se conoce a partir del documento DE-U-94 19 448. El aparato conocido es adecuado para la separacion de partes extranas tales como papel, plastico o vidrio de compost.
El aparato conocido puede disenarse de manera muy directa en vista de la circunstancia de que las partes que se van a separar del compost pueden distinguirse muy facilmente de este. Sin embargo, si la corriente de partfculas consiste en partfculas de dimensiones bastante pequenas y las partfculas son de composicion comparable, entonces el aparato de separacion conocido no esta equipado para separar de la corriente de partfculas una primera fraccion y una segunda fraccion, en el que las fracciones difieren entre sf solo modestamente en terminos de los parametros que caracterizan las partfculas de dichas fracciones. Esto se explica con referencia a las cenizas de fondo de las plantas de incineracion de residuos. La edicion de noviembre-diciembre de 2007 de Waste Management World, paginas 4649, detalla que las cenizas de fondo de tales plantas de incineracion de desechos son, con mucho, la fraccion mas grande de residuos despues del proceso de incineracion. Debido a las condiciones de la incineracion, varios materiales que incluyen los metales, estan comprendidos en la ceniza del fondo. Sin embargo, las temperaturas durante el proceso de incineracion de desechos generalmente no son tan altas como para que estos materiales produzcan partfculas agregadas de metales con escoria. En cambio, aproximadamente el 80% de los metales en las cenizas son gratuitos y adecuados para su reutilizacion. Se dice que con un incinerador de un tipo particular, aproximadamente el 50% de las cenizas del fondo del curso consisten en partfculas de mas de 2 mm. A la inversa, otro 50% de los materiales es inferior a 2 mm. En particular, la separacion de partfculas que pueden clasificarse como parte de una primera fraccion que tiene dimensiones menores que 2 mm de las partfculas que se clasifican en una fraccion que tiene dimensiones mayores que 2 mm es un buen ejemplo de los problemas que se encuentran cuando se contempla su separacion en un aparato de separacion de acuerdo con el preambulo. Dado que los problemas y los objetivos que estan relacionados con la separacion de dichas fracciones primera y segunda de una corriente de partfculas que se originan de la ceniza de fondo son muy ilustrativos para la invencion, la siguiente discusion utiliza principalmente el ejemplo de procesamiento de la ceniza de fondo. Sin embargo, se senala expresamente que el aparato de separacion no se puede utilizar exclusivamente para procesar cenizas de fondo, pero se puede aplicar para procesar cualquier tipo de partfculas que tengan pequenas dimensiones.
En promedio, en la composicion de los agregados de ceniza de fondo de piedra, vidrio y ceramica representan aproximadamente el 80% de su contenido y del 7 al 18% representan metales ferrosos y no ferrosos, mientras que el resto generalmente consiste en material organico.
El principal metal no ferroso es el aluminio, que se envfa previamente a traves de todo el intervalo de tamano de partfcula de la ceniza. Otros metales no ferrosos son cobre, laton, zinc, plomo, acero inoxidable y metales preciosos que representan grandes partes de la fraccion de 2-6 mm o mas, hasta l5 mm. Dichos metales que se originan a partir de componentes electronicos se encuentran en gran parte en la fraccion de 0-2 mm.
El documento WO2004/082839 A1 divulga un metodo de la tecnica anterior para separar partfculas de una corriente de partfculas que se origina a partir de cenizas de incineracion de residuos.
Es un objeto de la invencion proporcionar un metodo de separacion en una corriente de partfculas que tiene partfculas en los intervalos que se acaban de mencionar.
Se proporciona un aparato de separacion y un metodo de su funcionamiento, que es aplicable a partfculas que estan humedas. Cuando el aparato de separacion debe aplicarse con respecto a la ceniza de fondo, un problema adicional es que dicha ceniza de fondo esta relativamente humeda; puede comprender 15-20% en peso de agua. Ademas, se proporciona un aparato de separacion que hace posible recuperar metales ferrosos y no ferrosos de una corriente de partfculas con partfculas que tienen dimensiones en el intervalo de 0-15 mm. Se proporciona ademas un aparato de separacion en el que una primera fraccion y una segunda fraccion de partfculas se pueden separar de una corriente de partfculas, en el que la primera fraccion tiene partfculas con un tamano en el intervalo de 0-2 mm y la segunda fraccion tiene partfculas con dimensiones en el intervalo de 2-15 mm. El objetivo de la invencion y las ventajas que se haran evidentes a partir de la siguiente descripcion, se pueden lograr al menos en parte con un metodo de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones adjuntas.
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Una primera caractenstica del aparato de separacion usado en el metodo de acuerdo con la invencion es que el aparato tiene una carcasa para proteger las partfculas del clima exterior, permitiendo que las partfculas de la corriente de partfculas que van a ser procesadas por dicho aparato tengan dimensiones en el intervalo de 0-15 mm. En contraste con el aparato de separacion que se conoce a partir del documento DE-U-94 19 448, no es posible aplicar el aparato de separacion sin una carcasa en vista de las partfculas que tienen dimensiones tan pequenas que el procesamiento de las mismas no sena factible en condiciones de viento. La aplicacion de una carcasa como parte del aparato es, por lo tanto, esencial para permitir que las partfculas que se procesan en el aparato de separacion tengan dimensiones en el intervalo de 0-15 mm.
Un aspecto adicional del aparato de separacion utilizado en el metodo de la invencion es que el dispositivo de entrada es una placa vibratoria que tiene un borde colocado por encima del tambor, borde que se incorpora como una salida para la corriente de partfculas. La aplicacion de una placa vibratoria es muy adecuada para suministrar la corriente de partfculas de manera controlada al tambor, de manera que la corriente de partfculas saldra de la placa vibrante en un flujo continuo y con un espesor limitado del flujo, de modo que cuida que el flujo tenga propiedades similares a las de un flujo de monocapa de material. El experto en la tecnica conoce el concepto de flujo en monocapa y no requiere una explicacion mas detallada.
El objetivo recien mencionado de aproximarse a los parametros de un flujo de monocapa de material hace que sea aconsejable que el dispositivo de entrada funcione en uso a una frecuencia de vibracion de mas de 10 Hz y con una amplitud de menos de 5 mm.
Una caractenstica que apoya ademas el objetivo mencionado anteriormente es incorporar el dispositivo de entrada como una placa vibratoria con un borde y una placa inclinada inmediatamente adyacente a dicho borde que se inclina hacia abajo como se ve desde el borde. Basta con que la inclinacion hacia abajo de la placa inclinada adyacente al borde de la placa vibratoria este en el intervalo de 70 a 90 grados con respecto al horizonte.
En un aspecto adicional del aparato de separacion utilizado en el metodo de la invencion, el borde de la placa de vibracion esta posicionado verticalmente o casi verticalmente sobre un eje de rotacion de dicho tambor para provocar que en uso las partfculas de la corriente de partfculas caen hacia el tambor en una direccion que apunta hacia dicho eje de rotacion o su vecindad inmediata, y para disponer que las placas del tambor impacten en dichas partfculas que caen en un momento en que dichas placas estan en una posicion vertical o casi vertical orientadas hacia arriba que se extiende desde el tambor. De esta manera, el funcionamiento de las placas del tambor que actuan sobre las partfculas que caen de la corriente de partfculas hace que las partfculas cambien gradualmente la direccion del flujo vertical a un desplazamiento esencialmente horizontal, que esta en la rafz de la separacion de la corriente de partfculas en la primera fraccion y la segunda fraccion. Sorprendentemente, se ha demostrado que la primera fraccion perteneciente a partfculas que tienen dimensiones mas pequenas, preferiblemente en el intervalo de 0-2 mm, no se desplaza tan lejos del tambor como las partfculas de la segunda fraccion perteneciente a partfculas que tienen dimensiones relativamente mas grandes, preferiblemente en el intervalo de 2-15 mm. El aparato de separacion usado en el metodo de la invencion es por lo tanto, muy adecuado para uso como un medio de clasificacion para las partfculas de la corriente de partfculas, y cuando la corriente de partfculas se origina a partir de cenizas de incineracion de desechos, el aparato de separacion se puede usar beneficiosamente para clasificar metales de dichas cenizas en la primera fraccion y la segunda fraccion, teniendo cada fraccion las partfculas con las dimensiones anteriormente mencionadas. Se prefiere entonces que la segunda fraccion sea procesada adicionalmente en un metodo de separacion en seco, para separar los metales de esta fraccion aun mas en metales ferrosos y no ferrosos. Esto se debe a la circunstancia de que durante el procesamiento de la corriente de partfculas en el aparato de separacion de la invencion se ha demostrado que la segunda fraccion ya ha perdido gran parte de su contenido de agua.
Se ha demostrado ademas que es beneficioso que las placas esten provistas con un respaldo que se inclina desde las extremidades libres de dichas placas hacia la circunferencia del tambor para contrarrestar la turbulencia detras de dichas placas.
El funcionamiento efectivo del aparato de separacion utilizado en el metodo de la invencion se asegura haciendo que el tambor gire durante su funcionamiento a una velocidad que provoque que las placas del tambor impacten sobre las partfculas con una velocidad horizontal en el intervalo de 10 -30 m/s.
Ademas, es beneficioso proporcionar el aparato de separacion utilizado en el metodo de la invencion con medios para proporcionar un flujo de gas que tenga una direccion de flujo que se apunte desde la segunda area de recepcion para las partfculas al tambor. Esto tiene al menos los siguientes tres efectos:
1. Se puede obtener una mejor separacion entre la primera fraccion y la segunda fraccion en comparacion con la situacion en la que el flujo de gas esta ausente.
2. El aparato de separacion puede ser construido con dimensiones mas pequenas.
3. Es posible limitar la humedad del aire, promoviendo asf que las partfculas mas grandes puedan perder su contenido de humedad mas facilmente.
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Una caractenstica adicional deseable del aparato de separacion utilizado en el metodo de acuerdo con la invencion es que dicha al menos segunda area de recepcion alejada del tambor esta provista con un transportador para descargar las partfculas de la segunda fraccion recibida en dicha segunda area, en la que en la salida del transportador se proporciona un soplador que suministra un flujo de aire dirigido hacia abajo para eliminar las partfculas de la primera fraccion que se adhieren a las partfculas de la segunda fraccion.
La invencion en lo sucesivo se explicara adicionalmente con referencia a una realizacion esquematica del aparato de separacion utilizado en el metodo de la invencion y con referencia al dibujo.
En el dibujo:
- la Fig. 1 muestra esquematicamente el aparato de separacion;
- La Fig. 2 y la Fig. 3 muestran el tambor del aparato de separacion en una vista lateral y frontal, respectivamente, y
- La Fig. 4 muestra un transportador para descargar partfculas que se procesan en el aparato de separacion.
En todas las figuras en las que se aplican los mismos numeros de referencia, estos numeros se refieren a las mismas partes.
Con referencia primero a la Fig. 1, el aparato de separacion usado en el metodo de la invencion generalmente se indica con el numero 1 de referencia. Este aparato 1 de separacion se usa para separar partfculas 3 de una primera fraccion y de una segunda fraccion en el que las fracciones respectivas pertenecen a partfculas que tienen diferentes dimensiones.
Las partfculas 3 estan soportadas colectivamente por un dispositivo 2 de entrada. El dispositivo 2 de entrada es una placa que esta dispuesta para vibrar, haciendo entonces que las partfculas 3 dejen la placa de vibracion sobre el borde 2' en una corriente de partfculas como se simboliza por la flecha 4. El flujo 4 de partfculas esta sobre el borde 2' ademas soportado por una placa 2" de deslizamiento con pendiente descendente que soporta el desarrollo de un flujo de tipo monocapa de dicho flujo 4 de partfculas.
El borde 2' de la placa 2 de vibracion se coloca sobre un tambor 5, que puede girar alrededor de su eje 8 de rotacion y que el tambor 5 tiene en su circunferencia 13, placas 6,6'. Cada placa 6, 6' tiene una superficie 6, 6' de golpeo que se extiende radialmente para impactar en las partfculas 3 que llegan cerca del tambor 5.
Con el fin de asegurar que una corriente 4 de partfculas adecuada que se asemeja a una corriente de monocapa llegue cerca del tambor 5, es mas preferible que la placa 2 de vibracion vibre a una frecuencia de mas de 10 Hertz, preferiblemente 20 Hz y una amplitud de menos de 5 mm, preferiblemente uno o dos mm. Como ya se menciono, es preferible aplicar una placa 2" de deslizamiento que se incline ligeramente hacia abajo como se ve desde el borde 2'. Esta inclinacion hacia abajo puede estar en el intervalo de 70-90 grados en comparacion con el horizonte.
Como la Fig. 1 muestra claramente que el borde 2' de la placa 2 de vibracion esta posicionado verticalmente o casi verticalmente sobre el eje 8 de rotacion del tambor 5 para causar que al usar las partfculas 3 de la corriente 4 de partfculas caigan hacia el tambor 5 en una direccion orientada hacia dicho eje 8 de rotacion o hacia su vecindad inmediata. Esta construccion dispone ademas que las placas 6,6' del tambor 5 impacten con dichas partfculas 3 descendentes en un momento en el que dichas placas 6, 6' estan en una posicion orientada verticalmente o casi verticalmente hacia arriba que se extiende desde el tambor 5. Esto se muestra en la Fig. 1 con respecto a la placa 6.
Como se muestra mas claramente en la Fig. 2, las placas 6, 6' estan provistas con un respaldo 14 que se inclina desde las extremidades 15, 15' de dichas placas 6, 6' hacia la circunferencia 13 del tambor. De esta manera, la turbulencia detras de las placas 6, 6' se evita efectivamente durante la rotacion del tambor 5.
En uso, se hace que el tambor 5 gire a una velocidad tal que las placas 6, 6' impactan en las partfculas 3 en la corriente 4 de partfculas con una velocidad horizontal (vease la flecha A en la Fig. 2) en el intervalo 10 -30 m/s. Debido a esta accion, la Fig. 1 muestra que una nube de partfculas se mueve en la direccion de la flecha B para ser recolectada en al menos una primera area 11, 11' de recepcion proxima al tambor 5 para recibir en su interior las partfculas mas pequenas de la primera fraccion, y al menos una segunda area 12, 12' de recepcion para recibir en su interior las partfculas mas grandes de la segunda fraccion.
Con un ajuste adecuado de la placa 2 de vibracion en terminos de frecuencia de vibracion y amplitud de vibracion y mediante una seleccion adecuada de la velocidad de rotacion del tambor 5, es posible realizar una separacion efectiva de las partfculas en una primera y en una segunda fraccion, en la que la primera fraccion pertenece a partfculas que tienen dimensiones en el intervalo de 0-2 mm y la segunda fraccion pertenece a partfculas que tienen dimensiones en el intervalo de 2-15 mm. Un funcionamiento adecuado del aparato utilizado en el metodo de la invencion puede
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identificarse cuando las partfculas salen del tambor 5 de manera que su angulo de partida a no supera los 12 grados en comparacion con el horizonte (vease la Fig. 1).
La Fig. 1 muestra ademas que el aparato 1 de separacion esta realizado con una carcasa 16 con el fin de proteger las partfculas 3 de las condiciones climaticas externas, permitiendo asf que las partfculas 3 de la corriente 4 de partfculas que tienen dimensiones en el intervalo 0-15 mm pueden ser procesadas en absoluto en el aparato de la invencion.
Aunque no se muestra en la Fig. 1, el aparato 1 utilizado en el metodo de la invencion puede estar provisto adicionalmente en una realizacion preferida con medios para proporcionar un flujo de gas que tenga una direccion de flujo opuesta a la flecha B, apuntando asf desde la segunda area 12, 12' de recepcion hacia el tambor 5.
Cualquiera de las primeras areas 11, 11' de recepcion y las segundas areas 12, 12' de recepcion estan provistas en la practica con cintas transportadoras para retirar las partfculas recogidas de dichas areas. Un ejemplo de una cinta transportadora que se aplica con cualquiera de las segundas areas 12, 12' de recepcion se muestra en la Fig. 4 y se proporciona con el numero 17 de referencia. Las partfculas 3 se descargan de cualquier segunda area 12, 12' y se transportan por el transportador 17 que opera a una velocidad de transporte lo suficientemente alta como para hacer que las partfculas 3 salgan de la cinta 17 transportadora con una velocidad suficiente para que las partfculas viajen a traves de un flujo 18 de aire esencialmente transversal. Debido al flujo de aire, se liberan 18 partfculas de una primera fraccion mas pequena que se adhieren o se pegan a partfculas 3 mas grandes de la segunda fraccion. El flujo 18 de aire se puede disponer facilmente mediante la aplicacion de un soplador 19 que proporciona preferiblemente una corriente 18 de aire dirigida hacia abajo inmediatamente adyacente al punto de salida o salida 20 donde las partfculas 3 salen de la cinta transportadora 17.
Los inventores senalan expresamente que la realizacion como se discutio anteriormente se relaciona con la operacion y construccion del aparato de separacion usado en el metodo de la invencion sin estar necesariamente restringido al procesamiento de cenizas de incineracion de desechos o cenizas de fondo. El aparato de separacion usado en el metodo de la invencion es generalmente aplicable a cualquier tipo de partfcula que deba clasificarse en fracciones de partfculas que tengan dimensiones en los intervalos inferiores, como 0-15 mm, sin estar restringido a las partfculas que se derivan de plantas de incineracion de residuos.

Claims (4)

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    REIVINDICACIONES
    1. Metodo de separacion de una corriente de partfculas que se origina a partir de cenizas de incineracion de desechos, al menos una primera fraccion con partfculas de un primer grupo de dimensiones, y una segunda fraccion con partfculas de un segundo grupo de dimensiones, en el que la primera fraccion pertenece a partfculas que tienen las dimensiones mas pequenas, y la segunda fraccion pertenece a partfculas que tienen dimensiones relativamente mas grandes, en cuyo metodo se utiliza un aparato (1) de separacion para clasificar los metales de dichas cenizas en la primera y la segunda fraccion, y en el que el aparato (1) de separacion comprende un dispositivo (2) de entrada para la corriente (4) de partfculas, un tambor (5) giratorio que tiene en su circunferencia (13) placas (6, 6'), teniendo cada placa una superficie (6, 6') de golpeo que se extiende radialmente para las partfculas, al menos una primer area (11, 11') de recepcion proximal al tambor (5) para recibir en su interior partfculas de la primera fraccion, y al menos una segunda area (12, 12') de recepcion alejada del tambor (5) para recibir en su interior partfculas de la segunda fraccion, teniendo el aparato ademas una carcasa (6) para proteger las partfculas (3) de las condiciones climaticas externas, permitiendo que las partfculas (3) de la corriente (4) de partfculas que se procesan mediante dicho aparato (1) tengan dimensiones en el intervalo 0 -15 mm.
  2. 2. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la corriente (4) de partfculas tiene un contenido de humedad de 15-20% en peso.
  3. 3. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que dicha segunda fraccion se procesa adicionalmente en un metodo de separacion en seco para separar los metales en metales ferrosos y no ferrosos.
  4. 4. Uso de un aparato (1) de separacion para separar de una corriente (4) de partfculas que se origina a partir de cenizas de incineracion de desechos, al menos una primera fraccion con partfculas (3) de un primer grupo de dimensiones, y una segunda fraccion con partfculas (3) de un segundo grupo de dimensiones, donde la primera fraccion pertenece a partfculas que tienen dimensiones menores, y donde la segunda fraccion pertenece a partfculas que tienen dimensiones relativamente mayores, donde el aparato de separacion comprende un dispositivo (2) de entrada para la corriente (4) de partfculas, un tambor (5) giratorio que tiene en su circunferencia (13) placas (6, 6'), teniendo cada placa una superficie (6, 6') de impacto que se extiende radialmente para las partfculas, al menos una primera area (11, 11') de recepcion proxima al tambor (5) para recibir en su interior partfculas de la primera fraccion, y al menos una segunda area (12, 12') de recepcion alejada del tambor (5) para recibir en su interior partfculas de la segunda fraccion, teniendo el aparato una carcasa (6) para proteger las partfculas (3) del clima exterior, permitiendo que las partfculas (3) de la corriente (4) de partfculas que se van a procesar por dicho aparato (1) tengan dimensiones en el intervalo de 0-15 mm.
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