PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA EL TRATAMIENTO DE GASES DE ESCAPE CARGADOS DE SUSTANCIAS NOCIVAS.

Procedimiento para el tratamiento de gases de escape cargados de sustancias nocivas de la utilización térmica,

seleccionado de pirólisis, termólisis y combustión de residuos, comprende los siguientes pasos:

(i) introducción de los gases de escape en una zona de reacción que contiene un medio reactivo, seleccionado de lodo de clarificación dado el caso atravesado por gas y mezclas de lodo y agua, y bacterias para la conversión de las sustancias nocivas, suministrándose calor al medio reactivo,

(ii) conversión bacteriana de las sustancias nocivas y unión de la proporción residual de sustancias nocivas que permanece dado el caso después de la conversión bacteriana en el medio reactivo,

(iii) reintroducción de la energía liberada en la conversión de sustancias nocivas en el ciclo del procedimiento por intercambio de calor entre la zona de reacción y el lodo producido por el proceso de conversión,

(iv) evacuación de los gases de escape purificados

Procedimiento y dispositivo para el tratamiento de gases de escape cargados de sustancias nocivas.

La invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento de gases de escape cargados de sustancias nocivas de la utilización térmica de residuos, en particular los residuos biógenos, preferiblemente en una instalación de clarificación. En este caso el procedimiento sigue de forma ideal directamente a la combustión.

Los residuos, como por ejemplo, lodos de instalaciones de clarificación comunales o también de instalaciones industriales, según el estado de la técnica conocido se tratan a escala industrial para la reutilización. En este caso, junto a la conversión en fracciones sólidas reutilizables, se conoce también la producción de, por ejemplo, gas de producto.

Estas instalaciones de tratamiento, que realizan un aprovechamiento a escala industrial de los residuos, están realizadas en general como instalaciones de tratamiento centralmente posicionadas debido a las grandes cantidades de residuos que deben tratarse para poder trabajar cubriendo costes.

Adicionalmente a los elevados costes de tratamiento se producen por consiguiente también todavía elevados costes de transporte por esta elección de emplazamiento, puesto que los lodos deben transportarse hacia estos dispositivos centrales frecuentemente a través de grandes distancias.

Otro factor de costes se produce por la proporción frecuentemente elevada de residuos biógenos en los lodos a tratar. Su utilización no sólo es difícil sino también cara. Ante todo las sustancias de sustitución añadidas en muchos casos para la estabilización de los lodos (por ejemplo, cal) no contribuyen para la simplificación de la utilización, sino que sólo aumentan la cantidad de desechos a eliminar.

Esta solución actúa por consiguiente de forma contraproducente ya que la eliminación misma se limita cuantitativamente de forma conocida. La eliminación se realiza en este caso, según se conoce en sí, en zonas comunales mediante la deposición en montañas de desperdicios, en la explotación agrícola también, mientras se permita, por esparcimiento en los campos. En particular las sustancias nocivas contenidas en el lodo, así como también la tendencia hacia la explotación agrícola biológica, impiden además un esparcimiento en mayor escala.

Las instalaciones de utilización no pueden construirse de nuevo en un número cualquiera debido a sus elevados costes de producción, como también debido a la falta de aceptación por la población debido a las emisiones esperables.

Un procedimiento para el tratamiento de residuos biógenos por utilización térmica se conoce del documento EP-A-1 378 494.

El objetivo de la invención es por ello crear un procedimiento que evite las desventajas conocidas y use directamente los gases de escape originados en la utilización térmica de residuos preferiblemente biógenos, en particular lodos, y evite una emisión de los mismos al medio ambiente.

Además, el objetivo de la invención es crear un procedimiento energéticamente ventajoso respecto a las utilizaciones conocidas de gases de escape.

El procedimiento puede emplearse para la utilización ulterior general de gases de escape de instalaciones para la combustión de residuos, no obstante, se describe a continuación de la utilización de los gases de escape de la utilización térmica de lodos de clarificación en la zona de una instalación de clarificación, para la que se ofrecen condiciones óptimas.

La invención resuelve el objetivo con la ayuda de un procedimiento según la reivindicación.

El procedimiento que sigue directamente a la combustión se encarga directamente de los gases de escape evacuados, cargados con sustancias nocivas y los conduce a una zona de reacción que, en el caso del empleo descrito del procedimiento con la ayuda de los dispositivos de una instalación de clarificación, puede ser un tanque de activación o también una columna especialmente colocada. En la zona de reacción mencionada, las bacterias allí contenidas descomponen la carga de suciedad introducida y purifican los gases de escape. En el curso de este paso del procedimiento aparece un equilibrio. La energía originada en la conversión de las sustancias nocivas no se escapa del proceso, sino que se emplea ulteriormente en el proceso. El lodo originado por el proceso de conversión puede permanecer en el tanque de activación o puede consumirse en un recipiente especial para lodos o una torre de fermentación. De éstos puede suministrarse calor de nuevo al tanque de activación o también a un intercambiador de calor conectado posteriormente al espacio de reacción, según se describe en detalle a continuación.

Después del proceso de conversión gracias a las bacterias, el aire puro abandona la zona de reacción, aquí en particular el tanque de activación a través de la superficie y se evacua al medio ambiente.

Según otra característica de la invención, según se ha mencionado arriba, los gases de escape se enfrían antes de la introducción en la zona de reacción a la temperatura de reacción. Según otra característica de la invención, los gases de escape se conducen a través de un intercambiador de calor, el calor evacuado por los gases de escape a través del intercambiador de calor se suministra al medio reactivo. Por ello se estimula una intensificación de la producción de lodos. La temperatura ideal en la zona de reacción, es decir, en el tanque de activación o la columna se sitúa en 8-14ºC. Según otra característica de la invención, la temperatura de los gases de evacuación se enría por ello a la temperatura de la zona de reacción, preferiblemente 8-14ºC.

Como medio reactivo en la zona de reacción está previsto según la invención lodo de clarificación, lodo de clarificación atravesado por gas o una mezcla de lodo y agua. El gas mencionado existe en este caso frecuentemente en forma de burbujas de gas originadas en la conversión de la carga de suciedad.

Según la invención también se retira calor del medio reactivo y se suministra para el enfriamiento del intercambiador de calor a éste.

Según otra característica de la invención también, complementariamente está previsto emplear otro medio externo para el enfriamiento del intercambiador de calor adicionalmente al calor retirado del medio reactivo.

Según otra característica de la invención, al intercambiador de calor se le extraen calor y condesado, que se suministran a elección a la zona de reacción y/o a una utilización externa.

Resumiendo se determina que los gases de escape que salen de una instalación de combustión se conducen en general, a excepción de en el caso de un secado frío con temperaturas de salida muy bajas, a través de un intercambiador de calor y en este caso se enfrían, y a continuación se introducen en el tanque de activación de la instalación de clarificación a través de un sistema integrado de introducción de aire.

Las sustancias nocivas de los gases de escape introducidos se transforman en lodo, según otra característica de la invención, mediante procesos bacterianos en el tanque de activación, preferiblemente usando el oxigeno residual de los gases de escape introducidos. Una parte de las sustancias nocivas residuales que permanecen dado el caso después de la conversión de las sustancias nocivas mediante las bacterias, en particular partículas de polvo, se unen al lodo y se evacua aire purificado a través de la superficie del tanque de activación.

Idealmente, al emplear el procedimiento figurativo, puede realizarse una instalación de combustión sin chimenea, puesto que los gases de escape se absorben directamente y pueden utilizarse ulteriormente mediante el procedimiento según la invención. Los gases de escape se enfrían de forma ventajosa a través de un intercambiador de calor a una temperatura con la que puede ser máxima la conversión debida a las bacterias en el tanque de activación. Después del enfriamiento se introducen los gases de escape no purificados en el tanque de activación. El calentamiento producido por ello aumenta de nuevo el rendimiento por un aumento de la producción de lodos gracias a las bacterias. Por otro lado, el agua enfría los gases de escape introducidos en el tanque de activación. Las bacterias consumen las sustancias nocivas en el agua, se origina lodo. Mediante el lodo se realiza de nuevo la purificación de los gases de escape en el tanque de activación, puesto que todas las sustancias nocivas de los gases...

1. Procedimiento para el tratamiento de gases de escape cargados de sustancias nocivas de la utilización térmica, seleccionado de pirólisis, termólisis y combustión de residuos, comprende los siguientes pasos:

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual los residuos son residuos biógenos.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el cual la zona de reacción es un tanque de activación llenado con lodo de clarificación.

4. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el cual la zona de reacción es una columna llenada de lodo de clarificación.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el cual la columna está alimentada con lodo de clarificación a partir de una torre de fermentación, tanque de lodos o tanque de activación, y el lodo de clarificación se vuelve a llevar allí después de efectuar la reacción.

6. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el cual el gas de escape se enfría antes de la introducción en la zona de reacción.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el cual el gas de escape se enfría a la temperatura de la zona de reacción.

8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7, en el cual el gas de escape se enfría a 8-14ºC.

9. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 6-8, en el cual el enfriamiento se realiza mediante un intercambiador de calor.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el cual al intercambiador de calor se le suministra el medio reactivo y/o un medio externo como medio refrigerante.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó 10, en el cual al intercambiador de calor se le extrae el condesado originado dado el caso durante el enfriamiento.

12. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 9 a 11, en el cual el calor evacuado a través del intercambiador de calor y el condensado originado dado el caso se suministra al medio reactivo y/o a una utilización externa.

13. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 6 a 12, en el cual el enfriamiento del gas de escape se realiza en varios pasos.

14. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 6 a 13, en el cual en el caso de gas de escape corrosivo, el enfriamiento se realiza fuera de la zona de reacción hasta como máximo el punto de condensación de la fracción corrosiva y el enfriamiento ulterior se realiza en la zona de reacción.

15. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el cual las sustancias nocivas se convierten en lodo usando oxígeno residual del gas de escape introducido.

16. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el cual las sustancias nocivas residuales que permanecen después de la conversión bacteriana, en particular partículas de polvo, se unen al medio reactivo.

17. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el cual el gas de escape se prepurifica antes de la introducción en la zona de reacción.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, en el cual la purificación previa se realiza mediante absorción o mediante un filtro de lodo/materia orgánica.

19. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque se realiza en un dispositivo que comprenda una zona de reacción (R) que contiene un medio reactivo y bacterias para la conversión de las sustancias nocivas, un recipiente colector de lodos (SB) y un intercambiador de calor (WT).

20. Procedimiento según la reivindicación 19, en el cual la zona de reacción (R) y el recipiente colector de lodos (SB) se forman por un tanque de activación o una columna con recipiente colector de lodos.

21. Procedimiento según la reivindicación 20, que comprende un tanque de activación y un intercambiador de calor ya proporcionado.

22. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 19 a 21, en el cual el intercambiador de calor está configurado en forma de meandro y a continuación del intercambiador de calor está dispuesto un sistema de insuflación para insuflar el gas de escape y el condensado originado dado el caso durante el enfriamiento en el lodo de clarificación.

23. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 19 a 22, que comprende además una utilización térmica de los residuos.

24. Procedimiento según la reivindicación 23, en el cual la instalación para la utilización térmica de los residuos, la zona de reacción y el intercambiador de calor están agrupados para formar una unidad constructiva.

25. Procedimiento según la reivindicación 24, en el cual la unidad constructiva está hecha de módulos.

26. Procedimiento según la reivindicación 25, en el cual la unidad constructiva constituida a partir de módulos está configurada de forma transportable.