Instalación para obtención de energía eléctrica a partir de la combustión controlada de material pirotécnico fuera de uso.

Constituido por una cámara (1) de incineración, preferentemente esférica, alimentada desde una precámara (3) aisladora de la atmósfera con combustible formado por unión de la carga triturada y la parte explosiva enfriada de material pirotécnico fuera de uso, por una olla (6) que contiene agua que se transforma en vapor sobrecalentado por medio del calor de la incineración, y por una primera turbina (7) accionada por el vapor sobrecalentado y acoplada a un primer generador (8) de energía eléctrica. La instalación incluye además una segunda turbina (9) accionada por los gases de la incineración y acoplada a un segundo generador (10), asimismo incluye visores (4) de control en la cámara (1) de incineración y en la precámara (3) y un depósito (5) de cenizas

Instalación para obtención de energía eléctrica a partir de la combustión controlada de material pirotécnico fuera de uso.

Objeto de la invención

La presente invención se puede englobar dentro del campo de la obtención de energía a partir de la combustión para alimentar generadores eléctricos.

Asimismo la invención también se refiere al aprovechamiento de los restos de material pirotécnico fuera de uso.

De manera más particular, la invención versa sobre una instalación para generar energía eléctrica a partir de la combustión de material pirotécnico fuera de uso.

Antecedentes de la invención

Cuando el material pirotécnico o explosivo de procedencia diversa, tal como bengalas, elementos de señalización marina o terrestre, etc., se encuentra fuera de uso, ya sea por deterioro, por incautación o por haber sobrepasado la fecha de caducidad, constituye un desperdicio abundante y peligroso, por lo cual debe ser retirado.

La mera retirada de dicho material dejaría al alcance de cualquiera un producto de manejo peligroso (tanto más en cuanto puede ser material en estado defectuoso), con el consiguiente peligro para el manipulador en un principio y para terceros, en el caso de que el apropiamiento de dicho material acontezca en condiciones y con objetivos ilegales.

La opción alternativa de custodiar dichos residuos conllevaría un consumo ingente de recursos y un crecimiento progresivo del volumen de desperdicios, lo cual conduciría a un problema de espacio, que a su vez repercutiría de manera sinérgica en el aumento de los recursos necesarios para su custodia.

Según lo expuesto anteriormente, se plantea la necesidad de destruir los restos de material pirotécnico, con el fin ya comentado de evitar por un lado su aprovechamiento para fines malvados y por el otro para evitar un consumo de recursos económicos y logísticos en su custodia.

La destrucción de dicho material se lleva a cabo mediante su utilización controlada - disparar la munición o utilizar los elementos de señalización en situaciones en que no constituyen un peligro - o mediante incineración en hornos especializados.

La patente española ES2262410 describe la incineración de elementos de señalización caducados o deteriorados que pertenecen al campo de la pirotecnia de salvamento terrestre o aéreo.

La patente americana US3903814 describe la incineración controlada de residuos pirotécnicos en un incinerador, con posterior depuración de los humos producidos.

La patente americana US5495063 describe un método de procesado de restos pirotécnicos que comprende la combustión controlada de dichos restos pirotécnicos, pudiendo la escoria producida en la combustión seguir reaccionando mientras el gas resultante de la combustión ser dividido en compuestos orgánico mediante calor, posterior refrigeración de dicho gas por debajo de 400ºC y purificación del mismo.

Descripción de la invención

La presente invención constituye una mejora en la destrucción del material pirotécnico, que propone emplear dicho material pirotécnico fuera de uso como combustible con el fin de aprovechar su energía en la producción de energía eléctrica a través de máquinas fluido generadoras de electricidad.

La instalación de la invención propone un circuito de ciclo combinado para llevar a cabo el aprovechamiento de la energía almacenada en el material pirotécnico.

Previamente a su incineración, el material pirotécnico fuera de uso es tratado y mezclado para crear una mezcla que da lugar a una incineración continua, reduciéndose notablemente el carácter explosivo y deflagrador de dicho material pirotécnico.

El calor desprendido de la combustión del material pirotécnico se emplea en calentar un recipiente que contiene un líquido, preferentemente agua, que de este modo se convierte en vapor de agua en unas condiciones de presión y temperatura aptas para acceder a una turbina, según es conocido en el campo de las turbinas de vapor.

Dicho vapor de agua se canaliza por tanto hacia una primera turbina conectada a un primer generador de energía eléctrica, preferentemente mediante un eje solidario a ambos.

Por otro lado, los humos producidos en la incineración y en las posibles deflagraciones y explosiones controladas que acontecen en la cámara de incineración se canalizan hacia una segunda turbina conectada a un segundo generador. De este modo, se produce un ciclo combinado, aprovechándose tanto el calor producido en la combustión, como el calor residual contenido en los gases de escape, que debido a su alta temperatura, contiene aún gran cantidad de energía útil.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra un esquema de la instalación de la invención.

Realización preferente de la invención

La instalación de la invención comprende una cámara (1) de incineración en donde se lleva a cabo la incineración controlada de un material pirotécnico fuera de uso. La cámara (1) de incineración posee preferentemente una forma esférica, lo cual aporta la ventaja añadida de permitir una dispersión de la energía en todas las direcciones de manera homogénea.

Es necesario someter al material pirotécnico a un tratamiento previo a su incineración, con el fin de adecuarlo a que dé lugar a una incineración lenta, continua y gradual, ausente en la medida de lo posible de explosiones y deflagraciones que pueden causar daño a la instalación y a las personas.

Dicho tratamiento previo comprende los pasos de:

- desmontar el material pirotécnico, separando la parte explosiva del resto de los componentes (carga),

- triturar la carga de manera controlada,

- enfriar el componente explosivo, preferentemente hasta congelación, y

- mezclar la carga triturada con el componente explosivo enfriado,

obteniendo un bloque que constituye un elemento individual de combustible.

El hecho de emplear los bloques referidos que incluyen el elemento explosivo enfriado es clave para obtener una combustión sustancialmente exenta de explosiones y deflagraciones.

La alimentación del material pirotécnico a la cámara (1) de incineración se realiza a través de una precámara (3) para evitar el contacto del material pirotécnico con la atmósfera por motivos de seguridad. En efecto, se reduce de esta manera el riesgo de explosión y, en caso de producirse dicha explosión, los operarios presentes no se verían afectados de forma directa.

Tanto la cámara (1) de incineración como la precámara (3) están dotadas de sendos visores (4) que facilitan el control visual tanto del proceso de incineración como de la alimentación.

En la parte inferior de la cámara (1) de incineración se dispone un depósito (5) en el que se van depositando las cenizas producidas durante el proceso de incineración con el fin de facilitar la retirada de dichas cenizas.

En las proximidades de la cámara (1) de incineración, preferentemente por encima de dicha cámara (1) de incineración, se dispone una olla (6) que contiene un fluido en estado líquido, preferentemente agua. La cámara (1) de incineración y la olla (6) se encuentran preferentemente encerradas en un mismo recinto sustancialmente adiabático.

Parte de la energía desprendida durante el proceso de incineración del material pirotécnico llega hasta la olla (6), calentando el agua contenida en dicha olla (6) hasta transformarla en vapor de agua sobrecalentado, en condiciones de acceder a una turbina de vapor.

El vapor de agua es conducido desde la olla (6) hasta la primera turbina (7), en cuyo eje cede parte de su energía, transmitiéndose dicha energía a un primer generador (8) de energía eléctrica acoplado a dicha primera turbina (7).

Por otro lado, los gases calientes procedentes de la incineración controlada del material pirotécnico abandonan la cámara (1) de incineración...

1. Instalación para la obtención de energía eléctrica a partir de la incineración controlada de material pirotécnico fuera de uso, caracterizada porque comprende:

- una cámara (1) de incineración, en la que se introducen elementos de combustible elaborados por medio de un tratamiento efectuado a material pirotécnico y en la que se producen humos de combustión, estando compuestos los elementos pirotécnicos de una parte explosiva y de una carga,

- una olla (6) que contiene un elemento fluido en estado líquido, siendo llevado dicho elemento fluido en estado líquido al estado de vapor sobrecalentado por medio de la energía desprendida en la incineración controlada del material pirotécnico,

- una primera turbina (7) de vapor accionada por el vapor sobrecalentado proveniente de la olla (6), y

- un primer generador (8) de energía eléctrica acoplado a la primera turbina (7).

2. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende adicionalmente una segunda turbina (9) accionada por los humos de combustión y porque asimismo comprende un segundo generador (10) acoplado a la segunda turbina (9).

3. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los elementos de combustible introducidos en la cámara (1) de incineración están compuestos por unión de la parte explosiva enfriada de dichos materiales pirotécnicos y de la carga triturada de dichos materiales pirotécnicos.

4. Instalación según la reivindicación 3, caracterizada porque la parte explosiva de los materiales pirotécnicos se encuentra congelada.

5. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dispone adicionalmente de una precámara (3) en la que se ubica el combustible previamente a la introducción de dicho combustible en la cámara (1) de incineración, con el fin de evitar que el combustible se encuentre en contacto con la atmósfera.

6. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el fluido en estado líquido contenido en la olla (6) es agua.

7. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cámara (1) de incineración y la precámara (3) disponen de visores (4) que facilitan el control visual tanto del proceso de incineración como de alimentación.

8. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque adicionalmente dispone de un depósito (5) que recoge las cenizas producidas durante el proceso de incineración con el fin de facilitar la retirada de dichas cenizas y la limpieza de la cámara (1) de incineración.

9. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cámara (1) de incineración es sustancialmente esférica.