PT814304E - Processo para melhorar a qualidade dos produtos de escorias de ferro produzidos por uma instalacao de incineracao de residuos e instalacao de incineracao para a sua realizacao - Google Patents

Description

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Descrição “Processo para melhorar a qualidade dos produtos de escórias de ferro produzidos por uma instalação de incineração de resíduos e instalação de incineração para a sua realização” A presente invenção refere-se a um processo para melhorar a qualidade dos produtos de escórias de ferro produzidos por uma instalação de incineração de resíduos e a uma instalação de incineração para a sua realização.

Mais precisamente, refere-se a um processo de tratamento dos produtos de escórias de ferro produzidos por uma instalação de incineração na qual os fumos que saem de uma câmara de combustão são evacuados para um conjunto de tratamento dos fumos, e de acordo com o qual as escórias saídas da câmara de combustão são arrefecidas num recipiente de refrigeração, cheio de água, denominado desincrustador.

Um exemplo de uma tal instalação compreende uma grelha de incineração dos resíduos.

Numa tal instalação, os resíduos são vazados numa tremonha e caem num poço sensivelmente vertical, numa superfície sensivelmente horizontal, onde são empurrados por um empuxador, sobre uma grelha de combustão inclinada. Esta grelha é constituída por barras fixas e móveis, alternadas e providas de orifícios de passagem de ar de combustão, e os resíduos são aí queimados e progressivamente deslocados em translação, até à extremidade da grelha, onde caem no desincrustador e são arrefecidos. São em seguida evacuados, para a sua valorização. Os fumos de combustão, por sua vez, escapam-se por cima da grelha, numa conduta, para um conjunto de tratamento de fumos, que pode compreender uma caldeira de recuperação, um filtro, um dispositivo de eliminação das emissões de ácido clorídrico e/ou de dióxido de enxofre. Os fumos são depois evacuados por uma chaminé. O documento FR 2 605 724 descreve uma instalação deste género.

No entanto, a invenção pode ser aplicada a qualquer instalação de incineração de resíduos que compreenda um desincrustador, qualquer que seja o tipo de câmara de combustão que produz as escórias de ferro, seja de grelha, como anteriormente se descreve, seja de forno rotativo, de leito fluidificado, ou outro.

As escórias produzidas por uma tal instalação, depois da extracção dos elementos de ferro, são constituídas em grande parte por elementos principais, tais como Si02, A1203, Fe203, CaO, Na2R, K20, MgO. Estes elementos estão na maior parte das vezes combinados entre si e formam a matriz mineral das escórias de ferro. No interior desta matriz, encontram- -se, no estado de vestígios, metais pesados, como o chumbo, o mercúrio, o cádmio ou o crómio, em formas diferentes, designadamente óxidos, cloretos, hidróxidos, sulfatos ou carbonatos, ligados quimicamente, ou não, à matriz mineral.

Desde há muito tempo, estas escórias de ferro são utilizadas, pelas suas características mecânicas, na técnica de construção de estradas, como materiais de subcamada ou de leito. Neste caso, é indispensável, a fim de preservar o ambiente, que a água da chuva não arraste, por percolação, os metais pesados contidos nas escórias.

Para predizer o comportamento das escórias relativamente a este fenómeno, desenvolveram-se ensaios de laboratório. Em França, o ensaio de lixiviação de acordo com a norma NFx31.210 é utilizado pela regulamentação para fixar os limiares de teor no lixiviado que permitem definir a qualidade das escórias, de acordo com o quadro seguinte 3 ?sí

Valorização Maturação Armazenamento (V) (M) (S) NÃO QUEIMADOS % <5 <5 >5 FRACÇÃO SOLÚVEL <5 < 10 > 10 POTENCIAIS POLUENTES: mg/Kg de escória seca Hg <0,2 <0,4 >0,4 Pb < 10 <50 >50 Cd < 1 <2 >2 As <2 <4 >4 Cr6 <1,5 <3 >3 SO4 <10000 <15000 > 15000 COT < 1500 <2000 >2000

Desde a produção, se as escórias apresentarem teores todos inferiores aos limiares da categoria V (valorização), eles são imediatamente valorizáveis.

Se o teores forem tais que as escórias sejam classificadas na categoria intermédia M (maturação), necessitam de um tratamento de maturação, no parque, até apresentarem as características da categoria V. Quando desta maturação em parque, a carbonatação progressiva de certos elementos, como a cal ou certos metais pesados, desempenha um papel essencial, reduzindo a fracção lixiviável.

Se as escórias forem classificadas na categoria S (armazenamento), são armazenadas, em descarga controlada, o que representa um custo importante.

As escórias produzidas pelas instalações de incineração de resíduos são classificadas, na maior parte dos casos, na categoria M e, por vezes, na categoria S. A fracção solúvel e o teor de chumbo do lixiviado são os critérios mais difíceis de respeitar para atingir a categoria V. A presente invenção permite produzir escórias directamente valorizáveis na saída da instalação de incineração, realizando uma carbonatação integrada nessa instalação, isto é, sem dispositivo de carbonatação específico adicionado. 7S4

Para isso, de acordo com a invenção, retiram-se fumos do referido conjunto de tratamento, que são reciclados por borbulhagem na água do desincrustador.

Realiza-se assim uma carbonatação acelerada das escórias, de maneira contínua, sem emprego de substância química adicional. Este tratamento por borbulhagem na água do desincrustador permite uma reacção em três fases, sólida, líquida e gasosa. O C02 dissolvido penetra rapidamente nos poros das escórias, sendo o tempo de carbonatação particularmente curto.

De acordo com uma forma de realização preferida, o conjunto de tratamento dos fumos, compreende, a jusante da câmara de combustão, uma caldeira de recuperação, um filtro, um dispositivo de eliminação das emissões de ácido clorídrico e/ou de dióxido de enxofre, e uma chaminé, sendo os referidos fumos retirados na saída do referido dispositivo de eliminação.

Em variante, os referidos fumos podem ser retirados na saída do referido filtro ou na saída da referida caldeira de recuperação.

Vantajosamente, a relação entre o caudal de fumos reciclados e o caudal de fumos produzidos está compreendida entre 2% e 15%.

De preferência, os fumos que se escapam do desincrustador são reenviados para a câmara de combustão. Este fumos contribuem para reduzir a formação de óxidos de azoto. A invenção refere-se igualmente a uma instalação de incineração de acordo com a reivindicação 7, para a realização deste processo, cujo desincrustador está equiopado com meios de injecção de fumos reciclados, retirados do seu conjunto de tratamento dos fumos.

Os referidos meios de injecção podem ser rampas, dispostas na água do sk desincrustador, ou tubeiras de injecção, dispostas nas paredes do desincrustador.

Descreve-se a seguir, com mais pormenor, com o auxílio de uma figura que representa apenas uma forma de realização preferida da invenção.

Numa instalação de incineração de resíduos, estes são vazados numa tremonha (1) e caem num poço (2) sensivelmente vertical, sobre uma superfície sensivelmente horizontal, onde são empurrados por um empuxador (3) sobre uma grelha de combustão (4), inclinada, numa câmara de combustão (7). Esta grelha (4) é constituída por barras fixas e móveis, alternadas e providas de orifícios de passagem de ar de combustão proveniente das câmaras de sopragem (5). Os resíduos são aí queimados e progressivamente deslocados em translação até à extremidade da grelha (4), onde caem no desincrustador (6) e são arrefecidos, para constituir as escórias.

Em seguida são evacuados, para a sua valorização.

Os fumos de combustão, por sua vez, escampam-se por cima da grelha (4), numa conduta para um conjunto de tratamento de fumos, que compreende, em série, uma caldeira de recuperação (9), um filtro de mangas ou um desempoeirador electrostático (10), um dispositivo de eliminação das emissões de ácido clorídrico e/ou de dióxido de enxofre (11), por exemplo por lavagem húmida, e um ventilador (12). Os fumos são em seguida evacuados por uma chaminé (13). Em certas instalações, o filtro (10) e o dispositivo de eliminação (11) podem ser integrados.

De acordo com a invenção, retiram-se fumos do referido conjunto de tratamento e são reciclados, por borbulhamento para a água do desincrustador (6).

De preferência, estes fumos são retirados na saída do referido dispositivo de eliminação (11), a jusante do ventilador (12), por uma conduta (14), com o auxílio de um ventilador (15). Este modo de realização apresenta a vantagem de utilizar 6 fumos muito pouco carregados de ácido clorídrico e dióxido de enxofre, e por consequência os teores de cloro e de sulfato, na água do desincrustador, não aumentam significativamente em relação à técnica anterior.

Em variante, estes fumos são retirados na saída do referido filtro (10) por uma conduta (14’) ou na saída da referida caldeira de recuperação (9), por uma conduta (14”). O caudal de fumos reciclados depende, em particular, da quantidade de escórias produzidas, do teor de C02 nos fumos, das características químicas das escórias, como por exemplo o teor de cal e de chumbo. Na prática, a relação do caudal de fumos reciclados e o caudal de fumos produzidos está compreendida entre 2%e 15%.

Ensaios realizados numa instalação de laboratório, que simula as condições de funcionamento de uma instalação de incineração de grelha de resíduos urbanos, mostraram que, com uma taxa de recirculação dos fiimos de cerca de 5%, é possível reduzir a lixiviação do chumbo num factor superior a 10 e reduzir a fracção solúvel em menor medida.

Numa instalação tal como a descrita, os fumos que se escapam do desincrustador (6) são reenviados directamente para a câmara de combustão (7), pelo poço que separa esta última do desincrustador. O desincrustador (6) está equipado com meios de injecção de fumos, que podem ser rampas dispostas na água do desincrustador ou tubeiras de injecção dispostas nas paredes do desincrustador.

Claims (9)

1 Reivindicações 1. Processo para o tratamento das escórias produzidas por uma instalação de incineração, na qual os fumos que saem de uma câmara de combustão (7) são evacuados para um conjunto de tratamento de fumos, de acordo com o qual as escórias saídas da câmara de combustão são arrefecidas num recipiente de arrefecimento, cheio de água, denominado desincrustador (6), caracterizado por se retirarem fumos do referido conjunto de tratamento, que são reciclados por borbulhagem na água do desincrustador (6).

2. Processo de tratamento das escórias produzidas por uma instalação de incineração de acordo com a reivindicação 1 e cujo conjunto de tratamento dos fumos compreende, a jusante da câmara de combustão (7), uma caldeira de recuperação (9), um filtro (10), um dispositivo de eliminação (11) das emissões de ácido clorídrico e/ou de dióxido de enxofre e uma chaminé (13), caracterizado por os referidos fumos serem retirados na saída do referido dispositivo de eliminação (11).

3. Processo de tratamento das escórias produzidas por uma instalação de incineração de acordo com a reivindicação 1 e cujo conjunto de tratamento dos fumos compreende, a jusante da câmara de combustão (7), uma caldeira de recuperação (9), um filtro (10) e uma chaminé (13), caracterizado por os referidos fumos serem retirados na saída do referido filtro.

4. Processo de tratamento das escórias produzidas por uma instalação de incineração de acordo com a reivindicação 1 e cujo conjunto de tratamento dos fumos compreende, a jusante da câmara de combustão (7), uma caldeira de recuperação (9) e uma chaminé (13), caracterizado por os referidos fumos serem 2 retirados na saída da referida caldeira de recuperação (9).

5. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a relação do caudal de fumos reciclados e do caudal de fumos produzidos estar compreendida entre 2% e 15%.

6. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os fumos que se escapam do desincrustador (6) serem enviados para a câmara de combustão (7).

7. Instalação de incineração para a realização do processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores e que compreende uma câmara de combustão (7) de onde saem fumos evacuados para um conjunto de tratamento dos referidos fumos, um depósito cheio de água, denominado desincrustador (6), no qual as escórias saídas da câmara de combustão (7) são arrefecidas, caracterizada por o desincrustador estar equipado com meios de injecção, por borbulhagem na água, de fumos reciclados retirados do seu conjunto de tratamento de fumos.

8. Instalação de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por os referidos meios de injecção serem rampas, dispostas na água do desincrustador.

9. Instalação de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por os referidos meios de injecção serem tubeiras de injecção, colocadas nas paredes do desincrustador. Lisboa, 8 de Junho ide 2001 ?J Q Agente Oficial da Propriedade Industrial

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