El sistema de descontaminación de suelos con compuestos orgánicos diferentes,

comprende un primer horno rotativo (4) por el que se hacen pasar los suelos o tierras, antes de alcanzar un segundo horno rotativo (5) en el que tiene lugar la descontaminación total de dichas tierras o suelos, que una vez descontaminadas alcanzan un dispositivo de pulverizadores múltiples (11) donde son enfriadas y humedecidas a través del vapor de agua originado y recogido en el proceso. En el primer horno rotativo (4) es aplicado gas procedente de una cámara de combustión (6). Los gases del primer horno rotativo (4) y del segundo horno rotativo (5) se hacen pasar a través de ciclones respectivos (15-21) y de filtros de mangas (17 y 24), para su purificación antes de salir por una chimenea (20) al exterior

Sistema de descontaminación térmica de suelos.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de descontaminación térmica de suelos o tierras con contaminantes orgánicos, ya sean halogenados, tanto volátiles como semivolátiles, ya sean no halogenados, tanto volátiles como semivolátiles, ya sean hidrocarburos procedentes de fuel, pesticidas, cianuros, compuestos nitrogenados, hidrocarburos aromáticos y policromáticos.

El sistema se basa en hacer pasar los suelos o tierras por unos hornos rotativos en los que tiene lugar la descontaminación, en combinación con un horno de oxidación térmica o cámara de combustión en la que los gases originados pasan a un primer horno rotativo, todo ello para alcanzar la volatilización de los contaminantes que afectan a los suelos o tierras, pero sin llegar a destruir la estructura natural de éstos, para que puedan ser empleados como soporte de relleno, cimentación, incluso, si su origen era agrícola, para ser empleados en cultivos previa adición de abono correspondiente.

El objeto de la invención es conseguir una reducción del consumo de combustible utilizado en el proceso.

Antecedentes de la invención

En los procesos de desorción térmica de suelos, es decir descontaminación de compuestos orgánicos, el diagrama de flujo es variable en función de la propia contaminación y de las caracteristicas que presentan los suelos o terrenos.

Las diferentes variantes de los diagramas de flujo que existen en el mundo hasta la actualidad consisten en la ubicación de un filtro de mangas antes o después de un módulo de oxidación térmica (combustión de los gases procedentes de la volatilización de los contaminantes presentes en el suelo).

Con objeto de lograr la mayor eficacia en un rango muy amplio de tipos de suelos con compuestos contaminantes, se suele optar por la construcción de una planta con el ciclo mas completo, de manera que para que sea efectivo el proceso, la planta debe contar con un medio que permita llevar a cabo la limpieza de los contaminantes fisicos, tales como plásticos, maderas, partes metálicas, etc, de manera que dependiendo del tipo de suelos y de la presencia de contaminantes fisicos, el cribado y/o triturado pueden ser pasos de pretratamiento adicionales.

Concretamente, en los procesos convencionales, las tierras o suelos contaminados son vertidos en una tolva que alimenta la planta, pudiéndose mezclar en el inicio el material contaminado con material limpio, así como en aquellos casos de concentraciones muy altas de tierra contaminada.

Desde la comentada tolva, los materiales se trasladan hasta un horno rotativo mediante cintas transportadoras, efectuándose la alimentación a través de un tornillo sin fin o una cinta transportadora, pudiéndose regular la velocidad de dichos elementos en función del flujo de alimentación deseado.

En el sistema de alimentación al horno rotativo se incluye un mecanismo de pesaje que hace posible el control de las cantidades de entrada que son registradas y monitorizadas.

El proceso de descontaminación térmica en contracorriente, que tiene lugar en el horno rotativo convencional, consta de dos etapas fundamentales:

En esta parte del horno se sitúa el correspondiente quemador, correspondiendo además a la zona por la que el material tratado sale del propio horno. Por ello el calentamiento hasta la temperatura deseada (máximo de 550ºC) se consigue sin ningún problema.

La temperatura de los suelos o terrenos puede ser controlada de dos formas, regulando el calentador del horno, o bien la capacidad del procesamiento.

A la salida del comentado horno rotativo se mide la temperatura del suelo, se registra y se monitoriza, siendo la tierra caliente ya descontaminada expulsada al exterior, generalmente a través de una válvula giratoria para impedir que el aire/oxigeno entren en el horno, siendo a continuación enfriada dicha tierra o suelo tratado y humedecido con agua, merced a un sistema de pulverizadores múltiples para impedir las emisiones de polvo y dispersión de la tierra durante el almacenaje. La tierra humedecida y enfriada es descargada a una temperatura de aproximadamente 80ºC.

En cuanto a los gases producidos en el horno rotativo, son de tres tipos:

Los gases de combustión, junto con los que proceden de la volatilización, se hacen pasar a través de un ciclón con objeto de eliminar las partículas arrastradas por el flujo de aquellos, continuando los gases su recorrido hasta un horno fijo de oxidación térmica, en el que tiene lugar la descomposición de los componentes oxidables que no lo han sido con anterioridad.

En el proceso de oxidación térmica el parámetro fundamental es la creación de alta turbulencia para que exista una buena mezcla del oxigeno con los gases provenientes del horno rotativo y se alcance la descomposición de éstos últimos en dióxido de carbono (CO₂) y vapor de agua (H₂O) que es lo que se emitirá a la atmósfera por medio de una chimenea, previo control exhaustivo.

Inmediatamente se produce un brusco descenso de temperaturas en un intercambiador de aire/gas, siendo el principal objetivo el de proteger el filtro de mangas que se sitúa siguiendo la dirección del flujo de gas.

Las partículas captadas en el filtro de mangas proceden del arrastre por parte del flujo gaseoso y tienen su origen en el horno rotativo, de manera que las que son captadas en el ciclón del proceso pueden estar contaminadas con elementos orgánicos, por lo que son introducidas nuevamente en el horno rotativo a través de un tornillo sin fin, de modo que la brusca elevación de la temperatura a la que se someten en este punto, es suficiente para evaporar todos los compuestos contaminantes presentes, mientras que la pequeña cantidad de partículas que hayan podido superar el ciclón son introducidas en el oxidador térmico garantizándose así su descontaminación, siendo finalmente captadas en el filtro de mangas.

Por otro lado, cabe decir que la temperatura de los suelos en el horno rotativo se eleva inicialmente hasta aproximadamente 110ºC, manteniéndose la tierra a esta temperatura hasta que la humedad (agua no unida ni química ni fisicamente) se evapora, de manera que cuanto mayor es el contenido de humedad inicial mas tiempo dura el secado de material, es decir se retrasa la llegada de los suelos a esa temperatura.

En la etapa secundaria del horno rotativo, calentado directamente, se produce un incremento de la temperatura de los suelos, debido a la llama del quemador, pudiendo alcanzar una temperatura de hasta 400-550ºC, dependiendo del tipo de planta o instalación. El flujo del suelo, en contracorriente con el flujo de gas producido por el quemador, hace que se trabaje en depresión dentro del horno rotativo, por lo que se impide que se produzcan emisiones de polvo.

La temperatura de salida de los gases del horno rotativo es de aproximadamente 150-250ºC, dependiendo del grado de humedad que contenga el suelo a tratar, de la capacidad de tratamiento en cada momento y del tipo de contaminación presente en las tierras.

Durante la oxidación térmica...

1. Sistema de descontaminación térmica de suelos, que estando previsto para la eliminación o descontaminación de suelos o tierras afectados de compuestos orgánicos, basándose en hacer pasar las tierras o suelos a descontaminar a través de un horno rotativo (5) en el que tiene lugar el calentamiento de las tierras o suelos a descontaminar, produciéndose la evaporación del agua y la generación de gases, en combinación con un ciclón y un filtro de mangas, se caracteriza porque incorpora un primer horno rotativo (4) que es alimentado con los suelos o tierras a descontaminar, de manera que a la salida de ese horno rotativo (4) se ha previsto un sin fin (9) para recogida de las tierras o suelos calientes, que son introducidas de nuevo en el segundo horno rotativo (5) en el que tiene lugar a contracorriente el calentamiento de esas tierras o suelos; habiéndose previsto que el calentamiento en el primer horno rotativo (4) se produzca mediante gases procedentes de una cámara de combustión u oxidación térmica (6) a la que acceden igualmente los gases originados en el segundo horno rotativo (5) que pasan por un ciclón (21); con la particularidad de que los gases procedentes del primer horno rotativo (4) se hacen pasar a través de un ciclón (15) y de éste a través de unos filtros de mangas (17) para a continuación hacerlos pasar a través de un enfriador de gases (18) desde el cual los gases pasan a la atmósfera a través de una chimenea (20), siendo recogida el agua producida en la evaporación en un tanque (19) para su utilización en el enfriamiento de las tierras contaminadas procedentes del segundo horno rotativo (5) para aplicación de dicha agua en un dispositivo de pulverizadores múltiples (11) situado a la salida del segundo horno rotativo (5).