Sistema para la eliminación de los gases contaminantes procedentes de una planta incineradora de residuos urbanos.

Como se observa en el esquema grafico de la figura número 1, los gases tóxicos de la combustión de la planta incineradora (1), se introducen a través de la tubería (2), dentro de un deposito de reacción (3) el cual contiene una disolución de NH{sub,3}(ac)-amoniaco acuoso-; al mismo tiempo y por la tolva (4) suministramos el CaSO{sub,4}-sulfato de calcio- dentro del deposito de reacción (3) donde se produce todo el proceso de transformación de los gases tóxicos en CaCO{sub,3}-carbonato cálcico- los cuales son recogidos por decantación dentro del deposito (3) y evacuados a través de la tubería (5), mientras que el (NH{sub,4}){sub,2}SO{sub,4}-sulfato de amonio- es extraído del deposito de reacción (3) a través de la tubería de salida (6) para su proceso de cristalización por nebulización.

Posteriormente el (NH{sub,4}){sub,2}SO{sub,4}-sulfato de amonio- ya cristalizado estrasladado a través de la tubería (8) hasta la instalación (9) donde se somete a un proceso de descomposición térmica para obtener el H{sub,2}SO{sub,4}-acido sulfúrico-, el cual es recogido a través de tubería de salida (10). Los gases NH{sub,3}-amoniaco- producidos en esta fase del proceso, son enviados mediante tubería (11) hasta el deposito de reacción (3), donde vuelven el inicio del proceso.

Con este sistema hemos procedido a la eliminación de los gases contaminantes, CO{sub,2}-dióxido de carbono-,NO{sub,x}-oxido nítrico- y SO{sub,x}-oxido de azufre-, producidos en la combustión de los residuos urbanos dentro de la incineradora para la generación de energía eléctrica mediante una caldera de vapor (12) y una turbina (13)

Sistema para la eliminación de los gases contaminantes procedentes de una planta incineradora de residuos urbanos.

Antecedentes de la invención

La eliminación de los residuos sólidos se ha convertido en un grave problema para las grandes ciudades, ya que después de seleccionar los residuos en plantas de reciclaje, el resto de los elementos a de ser transportado a los vertederos. En los vertederos la materia orgánica se descompone por la acción de las bacterias, en CO₂ y H₂O, produciéndose con ello la emisión de gases de efecto invernadero y la contaminación de las aguas subterráneas, si el vertedero no está totalmente sellado.

Por otro lado los vecinos de poblaciones cercanas donde se ubican estos vertederos de residuos sólidos, se oponen a su instalación por los efectos indeseables que producen.

Como consecuencia de todo ello, los vertederos han de ser situados en municipios cada vez más alejados de los grandes núcleos de población, lo que supone mayores gastos de transporte y una mayor contaminación producida por los camiones en su largo recorrido hasta el vertedero.

Por ello y para paliar esta situación, se ideó como mejor sistema para la eliminación de los residuos sólidos, la utilización de las incineradoras, que aprovechaban el calor de la combustión de la materia, para producir vapor de agua y como consecuencia y mediante una turbina, la generación de electricidad.

El grave inconveniente de las incineradoras y por ello su caída en desuso, es la gran emisión de los gases CO₂ -dióxido de carbono-, NO_x -oxido nítrico- y SO_x -oxido de azufre- producidos por la combustión lo que hace que estas instalaciones sean poco deseables en la mayor parte de los grandes municipios, a pesar de tener gran necesidad de ellas para la eliminación de sus residuos urbanos.

Objeto de la invención

Por todo ello el motivo de la presente invención trata de la eliminación, por solidificación, de los gases producidos en la combustión, haciendo de nuevo viable e interesante el uso de las incineradoras, con el doble objetivo de eliminar los residuos sólidos y eliminar los vertederos, recuperando de nuevo la posibilidad de producir energía eléctrica con el calor generado por la combustión procedente de la incineradora.

Con este sistema, donde se elimina la emisión de gases a la atmósfera procedentes de la incineradora, se permite que dicha instalación pueda ser ubicada en cualquier polígono industrial, próximo a los grandes núcleos de población, eliminado de esta forma los altos costes de transporte y contaminación.

La presente invención, tal y como expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, consiste en un nuevo "Sistema para la eliminación de los gases contaminantes procedentes de una planta incineradora de residuos urbanos", cuyo funcionamiento viene determinado por la introducción de la tubería de salida de los gases contaminantes procedente de la incineradora, o de cualquier otra instalación industrial generadora de gases contaminantes a la atmósfera, dentro de un depósito el cual denominaremos "depósito de reacción", a temperatura y presión para que reaccione con el agua, previamente saturada de amoniaco, formándose de esta forma el carbonato amónico. Una vez obtenido el carbonato amónico, introduciremos dentro del depósito de reacción sulfato de calcio, para provocar una serie de reacciones químicas en cadena, las cuales desarrollaremos a continuación, y que nos llevan a la obtención de carbonato cálcico y sulfato de amonio. El carbonato cálcico lo recuperamos del depósito por decantación, mientras que el sulfato de amonio se extrae del depósito y se somete a un tratamiento de cristalización por nebulización para alcanzar su estado sólido y posteriormente, por descomposición térmica, ser transformado en ácido sulfúrico.

Finalmente y como complemento muy importante de la función principal, que es la eliminación de emisión de gases contaminantes a la atmósfera, tenemos la posibilidad del aprovechamiento de la energía calorífica producida en la combustión de la incineradora, para alimentar una caldera de vapor y mediante una turbina, producir energía eléctrica.

Descripción de la invención

1.- "Sistema para la eliminación de gases contaminantes procedentes de una planta incineradora de residuos urbanos", que consiste, tal como hemos indicado anteriormente, en un depósito de reacción donde se introducen de forma continua, los gases contaminantes procedentes de la planta incineradora de residuos. Dentro del depósito de reacción se recepcionan los gases CO₂ -dióxido de carbono-, NO_x -óxido nítrico- y SO_x, -óxido de azufre- a temperatura y presión para que reaccionen con el agua existente dentro del tanque, saturada de NH₃(ac), -amoniaco acuoso-, formándose de esta forma el (NH₄)₂CO₃, -carbonato amónico-, (NH₄)₂NH₃ -nitrato amónico- y (NH₄)₂SO₄ -sulfato de amonio-.

Una vez obtenido el (NH₄)₂CO₃, -carbonato amónico-, introducimos dentro del depósito de reacción, una cantidad de CaSO₄, -sulfato de calcio-, con lo que se formará CaCO₃, -carbonato cálcico- y (NH₄)₂SO₄ -sulfato de amonio-. En esta fase del proceso los gases contaminantes, NO_x -óxido nítrico- y SO_x, -óxido de azufre-, han sido transformados por la reacción química, en pequeñas cantidades de Ca(NO₃)₂ -nitrato cálcico- y en (NH₄)₂SO₄ -sulfato de amonio-.

Finalizada esta fase del proceso en el depósito de reacción, el CaCO₃, -carbonato cálcico-, es recuperado por decantación y el (NH₄)₂SO₄ -sulfato de amonio-, lo someteremos a un tratamiento de cristalización por nebulización para alcanzar su estado sólido, donde posteriormente y por descomposición térmica, obtendremos el H₂SO₄ -ácido sulfúrico-.

La emanación de NH₃, -amoniaco-, que se produce durante esta fase del proceso, se recupera y vuelve a ser introducida dentro del depósito de reacción para su reutilización de una forma continuada. Las cantidades de CaSO₄ -sulfato de calcio- que requiere el proceso, son suministradas al depósito de reacción de acuerdo a sus necesidades.

Como ya hemos indicado anteriormente, toda la energía calorífica que genera la incineradora en su proceso de combustión es utilizada para alimentar una caldera de vapor que mueva una turbina para la generación de energía eléctrica.

Breve enunciado de la figura

En la Figura número 1, se representa de forma gráfica, el conjunto que forma la instalación de este nuevo "Sistema para la incineración de residuos urbanos sin emisiones de CO₂ y gases NO y SO", cuya principal novedad es la eliminación del CO₂ -dióxido de carbono- y de los gases NO_x -óxido nítrico- y SO_x -óxido de azufre-, procedentes de la combustión en una planta incineradora, de los residuos previamente clasificados, y donde, (1) representa la propia planta incineradora o cualquier otro tipo de instalación industrial que sea generadora de gases contaminantes; (2) es la tubería procedente de la planta incineradora y portadora de los gases de CO₂ -dióxido de carbono-, NO_x -óxido nítrico- y SO_x -óxido de azufre- para su introducción en el depósito de reacción; (3) es el propio depósito de reacción donde se gesta todo el proceso de eliminación de los gases contaminantes; (4) representa la tolva de alimentación al depósito de reacción, del CaSO₄O -sulfato cálcico-; (5) representa la tubería de evacuación del depósito de reacción (3), del producto obtenido en forma de CaCO₃ -carbonato cálcico-; (6) es la tubería de evacuación, del (NH₄)₂SO₄ -sulfato de amonio- del interior del depósito de reacción (3) hasta el sistema de cristalización por nebulización; (7) representa la instalación para la cristalización por nebulización del (NH₄)₂SO₄ -sulfato de amonio-; (8) es la tubería de traslado del (NH₄)₂SO₄ -sulfato de amonio-, solidificado hasta la instalación para su tratamiento de descomposición térmica; (9) es propiamente donde se produce la descomposición térmica del (NH₄)₂SO₄...

1. Sistema para la eliminación de gases contaminantes procedentes de una planta incineradora de residuos urbanos, que se caracteriza por que los gases contaminantes CO₂ -dióxido de carbono- NO_x -óxido nítrico- y SO_x -óxido de azufre-, son introducidos a temperatura y presión, dentro de un depósito de reacción (3), para ser tratados con una mezcla de NH₃(ac) -amoniaco acuoso- formándose así el (NH₄)₂CO₃ -carbonato amónico-, el (NH₄)₂NH₃ -nitrato amónico- y el (NH₄)₂SO₄ -sulfato de amonio-.

2. Sistema para la eliminación de gases contaminantes procedentes de una planta incineradora de residuos urbanos, según reivindicación primera, que se caracteriza porque una vez transformados los gases contaminantes CO₂ -dióxido de carbono-, NO_x -óxido nítrico- y SO_x -óxido de azufre-, según el proceso descrito, en (NH₄)₂CO₃ -carbonato amónico-, en el (NH₄)₂NH₃ -nitrato amónico- y en (NH₄)₂SO₄ -sulfato de amonio-, se añade al proceso mediante una tolva (4), una cantidad de CaSO₄ -sulfato de cálcio- que al mezclarlo con el (NH₄)₂CO₃ -carbonato amónico- reacciona de manera que se desprende en CaCO₃ - carbonato cálcico-, Ca(NO₃)₂ -nitrato cálcico-, este en cantidades ínfimas y en (NH₄)₂SO₄ -sulfato de amonio-.

3. Sistema para la eliminación de gases contaminantes procedentes de una planta incineradora de residuos urbanos, según reivindicaciones anteriores que se caracteriza por que el producto obtenido, el CaCO₃ -carbonato cálcico- es evacuado a un depósito de reacción (3) a través de tubería (5) y puede ser ya destinado a fines comerciales, el otro producto, es decir el (NH₄)₂SO₄ -sulfato de amonio-, es extraído del depósito de reacción (3) a través de tubería (6) y pasa a una siguiente fase de tratamiento para su cristalización por nebulización (7).

4. Sistema para la eliminación de gases contaminantes procedentes de una planta incineradora de residuos urbanos, según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por disponer de un proceso donde el (NH₄)₂SO₄ -sulfato de amonio- ya cristalizado, es transformado mediante la descomposición térmica (9) en H₂SO₄ -ácido sulfúrico- y dispuesto para fines comerciales tras su salida por tubería de evacuación (10).

5. Sistema para la eliminación de gases contaminantes procedentes de una planta incineradora de residuos urbanos según reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque los gases NH₃ producidos en el proceso de descomposición térmica (9) del (NH₄)₂SO₄ -sulfato de amonio- ya cristalizado, son utilizados nuevamente en el inicio del proceso donde son enviados a través 25 de tubería (11).

6. Uso del sistema para la eliminación de gases contaminantes procedentes de una planta incineradora de residuos urbanos según reivindicaciones anteriores para la eliminación de los gases CO₂ -dióxido de carbono-, NO_x -óxido nítrico- y SO_x -óxido de azufre-, producidos en la combustión de todo tipo de residuos, cualquiera que sea su origen, así como para la eliminación de los gases de cualquier tipo de industria que por su actividad, produzca emisiones de CO₂ -dióxido de carbono-, NO_x -óxido nítrico- y SO_x -óxido de azufre- vertidos a la atmósfera.