Procedimiento para la incineración autosuficiente de lodo.

Dispositivo para la incineración autosuficiente de lodo con alto contenido de agua,

calentándose a presión el lodoen un intercambiador de calor (18) antes de la alimentación a una unidad de incineración, de modo que el aguacontenida en el lodo no se evapora, sino que permanece en la fase líquida, caracterizado por que una parte dellodo, calentado en el intercambiador de calor (18), se recircula y se adiciona a presión al lodo nuevo en bruto antesde la alimentación al intercambiador de calor, elevándose la temperatura del lodo en bruto mezclado con el lodorecirculado de modo que éste ya se hidroliza antes de la entrada al intercambiador de calor y, por tanto, se reduceconsiderablemente la viscosidad del lodo.

Procedimiento para la incineración autosuficiente de lodo La invención se refiere a un procedimiento para la incineración autosuficiente de lodo.

En el procedimiento en cuestión, los lodos se incineran de modo autosuficiente, es decir, sin el suministro externo de energía térmica, para su eliminación. Este tipo de lodos puede estar formado en particular por lodos de depuradora.

Tras un drenaje mecánico mediante prensas, decantadores o similares, los lodos presentan típicamente un contenido de sólidos aproximado de 18 a 30%. Para seguir tratando estos lodos con vistas a su eliminación, el lodo drenado mecánicamente se alimenta a un secador, por ejemplo, un secador de tambor, de discos o de pisos, según el procedimiento conocido del estado de la técnica. El lodo secado aquí se alimenta después a una unidad de incineración, por ejemplo, un horno de lecho fluidizado, en el que se incinera. En el caso de este procedimiento, el gas de humo caliente extraído de la unidad de incineración se usa como medio calefactor en el secador.

Una desventaja esencial en este sentido consiste en que el gasto constructivo y, por consiguiente, los costes para la ejecución del procedimiento, son mayores que los deseados. Además, resulta desventajoso que durante el secado del lodo en el secador, en particular si se trata de un lodo de depuradora, se producen gases residuales con componentes orgánicos que se han de filtrar mediante una instalación de tratamiento de gases residuales, como los filtros de carbón activo. Esto representa otro factor de costes esencial.

En particular los lodos de depuradora, pero también otros lodos con contenidos proteicos cambian sus características físicas al existir un contenido de sólidos de aproximadamente 30 – 70% de tal manera que pasan por la llamada fase viscosa. En este caso se incrementa considerablemente la viscosidad del lodo y se originan problemas durante el transporte del lodo. No obstante, si el lodo se calienta a una temperatura, por ejemplo, mayor que 180ºC, se rompen las moléculas de cadena larga contenidas en el lodo, el lodo se hidroliza y, por tanto, al aumentar la sustancia seca no aparece la fase viscosa y el lodo presenta una viscosidad esencialmente menor.

El documento DE 31 03 417 A1 se refiere a un procedimiento para la oxidación en un horno de sustancias sólidas y lodos acuosos, en particular desechos sólidos como basura y lodos de depuradora. Según este procedimiento, los lodos acuosos, en particular los lodos de depuradora, se mezclan intensamente en una cantidad predefinible con sustancias sólidas, especialmente desechos sólidos (basura) combustibles y triturados, se alimentan al horno sin drenarse y se incineran, se carbonizan o se gasifican a presión.

El documento EP 0 304 783 A1 se refiere a un procedimiento para la incineración de lodos acuosos de depuradora en hornos de lecho fluidizado, en el que sin alimentarse otros portadores energéticos se incineran mezclas acuosas de lodos de purificadora y residuos de TDI que presentan un contenido de sólidos de 25 a 98% en peso y cuyo porcentaje de residuo de TDI es de 25 a 95% en peso respecto al contenido de sólidos.

La invención tiene el objetivo de proporcionar un procedimiento del tipo mencionado al inicio que posibilite una incineración de lodos económica y eficiente, sin el suministro de energía térmica adicional.

Para conseguir este objetivo están previstas las características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones secundarias describen formas ventajosas de realización y variantes adecuadas de la invención.

El procedimiento según la invención se usa para la incineración autosuficiente de lodo con alto contenido de agua. El lodo se calienta a presión en un intercambiador de calor antes de alimentarse a una unidad de incineración, de manera que el agua contenida en el lodo no se evapora, sino que permanece en fase líquida.

Mediante el calentamiento, según la invención, del lodo en un intercambiador de calor antes de alimentarse a la unidad de incineración se puede obtener una reducción significativa de los costes en el marco de la incineración autosuficiente de lodos. Esto se basa esencialmente en que para el procedimiento ya no se ha de usar un secador costoso para secar el lodo. El hecho de que el procedimiento según la invención hace innecesario el uso de un secador, resulta ventajoso en particular para la incineración de lodo de depuradora. Los gases residuales, generados en un secador durante el secado del lodo de depuradora, desaparecen, de manera que ya no se ha de prever un tratamiento de gases residuales, en particular para la separación de componentes orgánicos y sustancias olorosas, ya que estos se descomponen completamente durante la incineración.

Se solucionan además los problemas que surgen en relación con la fase viscosa al incrementarse el contenido de sólidos.

El lodo, que se ha de incinerar, presenta un alto contenido de agua, ya que mediante un drenaje mecánico que se ha de realizar con anterioridad, el contenido de agua del lodo no se puede reducir típicamente por debajo de 75% aproximadamente. La alimentación de este lodo acuoso a la unidad de incineración se efectúa mediante conductos, a través de los que el lodo se bombea a altas presiones que son típicamente de al menos 40 bar. En estos conductos se calienta el lodo mediante el intercambiador de calor. Debido a la elevada presión, el lodo puede absorber grandes cantidades de calor sin que se evapore el agua del lodo. El agua de lodo permanece así en la fase líquida y, por tanto, el lodo se puede seguir bombeando. Durante el calentamiento del lodo a presión, éste se hidroliza, es decir, se rompen grandes moléculas orgánicas y disminuye considerablemente la viscosidad del lodo. Esto constituye una premisa esencial para una alimentación controlada del lodo a la unidad de incineración y para un diseño compacto de los componentes de la instalación. El lodo calentado previamente se puede incinerar aquí de manera eficiente desde el punto de vista energético.

Según la invención, la bombeabilidad del lodo, que se ha de alimentar al intercambiador de calor, se mejora considerablemente si se recircula una parte del lodo calentado en el intercambiador de calor y se adiciona a presión al lodo nuevo, que constituye lodo en bruto, antes de alimentarse al intercambiador de calor. La temperatura del lodo en bruto, mezclado con el lodo recirculado, se eleva así de modo que se evita o al menos se reduce parcialmente la formación de una fase viscosa en forma de lodo compacto en el intercambiador de calor.

Mediante la recirculación de una parte del lodo calentado en el intercambiador de calor y su mezcla con lodo en bruto, es decir, con lodo nuevo alimentado por primera vez al intercambiador de calor, se precalienta este lodo en bruto ya antes de la entrada en el intercambiador de calor. El lodo en bruto se calienta preferentemente mediante la mezcla con lodo, pasado a través del intercambiador de calor, de tal manera que la mezcla obtenida así está a una temperatura tan elevada que ya no atraviesa una fase viscosa en el intercambiador de calor. Alternativamente la mezcla se realiza de modo que ésta pasa la fase viscosa en el intercambiador de calor durante muy poco tiempo y de manera incompleta. En cualquier caso, al evitarse la fase viscosa mediante la recirculación de lodo se logra que el lodo se pueda seguir bombeando con facilidad a través del intercambiador de calor y, por tanto, pueda pasar bien a través de éste.

En este sentido es esencial para una incineración autosuficiente del lodo, sin el suministro externo de energía térmica, que el gas de humo se alimente al intercambiador de calor como medio de intercambio de calor para calentar el lodo.

Según otra variante de la invención, el intercambiador de calor para calentar el lodo está configurado como intercambiador de calor por aceite térmico, calentándose el aceite térmico mediante el gas de humo. En vez del intercambiador de calor por aceite térmico se puede usar también un intercambiador de calor con vapor a alta presión o agua caliente a alta presión como medio de intercambio de calor.

Precisamente esta variante posibilita una incineración eficiente y económica del lodo.

El uso de aceite térmico como portador térmico entre el gas de humo y el lodo constituye un tipo alternativo de realización del procedimiento. Sin embargo, resulta especialmente ventajoso alimentar gas de humo al intercambiador de calor como medio de intercambio de calor para calentar el lodo. A este respecto, en el canal de gas de humo, detrás de un horno de lecho fluidizado como unidad de incineración, están montados convenientemente serpentines para calentar... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para la incineración autosuficiente de lodo con alto contenido de agua, calentándose a presión el lodo en un intercambiador de calor (18) antes de la alimentación a una unidad de incineración, de modo que el agua contenida en el lodo no se evapora, sino que permanece en la fase líquida, caracterizado por que una parte del lodo, calentado en el intercambiador de calor (18) , se recircula y se adiciona a presión al lodo nuevo en bruto antes de la alimentación al intercambiador de calor, elevándose la temperatura del lodo en bruto mezclado con el lodo recirculado de modo que éste ya se hidroliza antes de la entrada al intercambiador de calor y, por tanto, se reduce considerablemente la viscosidad del lodo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que se usa el calor, contenido en el gas de humo extraído de la unidad de incineración, para el calentamiento del lodo.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que el gas de humo para el calentamiento del lodo se alimenta al intercambiador de calor (18) como medio de intercambio de calor.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por que el intercambiador de calor (18) para el calentamiento del lodo está configurado como intercambiador de calor por aceite térmico (13) .

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que el aceite térmico se calienta mediante el gas de humo.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado por que en vez del intercambiador de calor por aceite térmico (13) se usa un intercambiador de calor (18) con vapor a alta presión o agua caliente a alta presión como medio de intercambio de calor.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado por que en la corriente de gas de humo está situado un precalentador de aire (15, 20) para el calentamiento del aire, que se alimenta a la unidad de incineración, delante y/o detrás del intercambiador de calor (18) para el calentamiento de lodo.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que como unidad de incineración se usa un horno de lecho fluidizado (9) , un horno de ciclón o un horno rotatorio.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que aquí se realiza una incineración autosuficiente de lodo de depuradora.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por que el lodo de depuradora se drena mecánicamente antes de la incineración.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que el lodo de depuradora presenta después del drenaje mecánico un contenido de sólidos en el intervalo de 18 a 30%.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por que el lodo de depuradora presenta después del drenaje mecánico un contenido de sólidos de 25% aproximadamente.