Procedimiento de gestión del riesgo de corrosión en los procedimientos de tratamiento de humos.

Procedimiento de tratamiento de humos que contiene trióxido de azufre y otros contaminantes ácidos,

en el cual los humos a tratar (1) atraviesan sucesivamente al menos un intercambiador de calor (102), no regulado en temperatura, y un filtro de mangas (103), en el cual el trióxido de azufre de los humos se neutraliza esencialmente mediante un reactivo de neutralización (6) que se introduce en los humos a tratar (1) antes de que atraviesen el intercambiador de calor (102), mientras que dichos otros contaminantes ácidos de los humos se neutralizan esencialmente mediante un producto de neutralización (4) que se introduce en el filtro de mangas (103), en el cual se miden permanentemente la temperatura (TM) y la humedad (H) de los humos que atraviesan el filtro de mangas (103), y en el cual, a partir del valor de humedad medida (H) y de un valor de la concentración de trióxido de azufre de los humos a tratar (1), se calcula permanentemente un valor (TDP) del punto de rocío ácido y se compara permanentemente con el valor de temperatura medido (TM) de manera que:

- si la diferencia (TM-TDP) entre el valor de temperatura medido (TM) y el valor de punto de rocío ácido calculado (TDP) es inferior a un primer umbral prefijado (DTSAFE), que vale entre 5 y 25°C, durante un primer periodo de tiempo (TEMPO) comprendido entre dos minutos y una hora, se aumenta la cantidad del reactivo de neutralización (6) introducida en los humos a tratar (1), y

- si la diferencia (TM-TDP) entre el valor de temperatura medido (TM) y el valor de punto de rocío ácido calculado (TDP) es superior a un segundo umbral prefijado (DTSAFE2), estrictamente superior al primer umbral prefijado (DTSAFE) y que vale entre 10 y 30°C, durante un segundo periodo de tiempo (TEMPO2) comprendido entre dos minutos y una hora, se disminuye la cantidad del reactivo de neutralización (6) introducida en los humos a tratar (1).

Procedimiento de gestión del riesgo de corrosión en los procedimientos de tratamiento de humos [0001] La invención se dirige a la gestión del riesgo de corrosión y de ensuciamiento en los tratamientos de depuración de humos por vía seca o semi-seca.

La combustión de combustible fósiles, como el carbón o el fuel, o bien la incineración de residuos que generan contaminantes ácidos, en particular el ácido clorhídrico (HCl) , el dióxido de azufre (SO2) y el trióxido de azufre (SO3) , que es deseable retirar de los humos antes de su emisión a la atmósfera. Con esta finalidad, se utilizan diferentes tecnologías de depuración, por vía llamada seca, semi-seca o húmeda.

Por otro lado, las instalaciones que generan estos humos tienen casi siempre como resultado la producción de energía ya sea térmica o eléctrica, que se valoriza y contribuye a la economía del sistema. También, se disponen recuperadores de energía, tales como calderas, economizadores, intercambiadores de calor, etc., en el trayecto de los humos y reduciendo progresivamente la temperatura.

Como los humos que contienen los contaminantes ácidos contienen también vapor de agua, de ello resulta la existencia de un punto de rocío ácido, que es la temperatura límite más allá de la cual las primeras gotas de condensación se producirán. Este punto de rocío ácido se sitúa en un valor de temperatura claramente más elevado que si los humos no contuvieran contaminantes ácidos y es casi siempre superior a 100º C.

Debido a la presencia de los contaminantes ácidos, en particular del trióxido de azufre, las gotitas de condensación que se forman son muy ácidas y pueden provocar una corrosión importante en los conductos y en los equipos como los filtros situados aguas abajo. Se procura por lo tanto en general mantenerse por encima del punto de rocío ácido, evitando a la vez también colocarse demasiado por encima de este punto de rocío ácido porque ello implicaría, al final, menos recuperación de energía y sería por lo tanto contrario al interés económico. También, los procesos de depuración por vía seca tienen mejores prestaciones cuando se opera a una temperatura no demasiado elevada: casi siempre, se opera entre 1300C y 230 º C.

Según los equipos de recuperación energética utilizados, su funcionamiento no es siempre modificable en función de las condiciones aguas arriba, ligadas a la combustión, de manera que los equipos dispuestos aguas abajo pueden padecer, durante la entrada de los humos, una temperatura llamada " fatal ", que resulta de las condiciones aguas arriba, entre las cuales se encuentran el caudal, la humedad y la temperatura de los humos a tratar. Así, la temperatura de estos humos puede ser llevada, en la entrada y en el transcurso del tratamiento, a acercarse peligrosamente al punto de rocío ácido y correr el riesgo de corroer equipos, incluso en pasar más allá de este.

Es conocido que la inyección en los humos a tratar de reactivos alcalinos, tales como la cal, la magnesia o el bisulfito de sodio, capte los contaminantes ácidos, y muy especialmente el trióxido de azufre, y por lo tanto reducirá el punto de rocío para permitir evitar la corrosión. Esta inyección puede hacerse directamente en el foco de combustión o por encima de este foco, en una zona donde los humos son aún muy calientes, típicamente más allá de 400º C, o bien incluso en la conducción de salida donde los humos son más fríos, por ejemplo entre 120 y 230º C. Esta inyección se hace o bien con caudal fijado, o bien de manera regulada en función de la concentración de contaminantes ácidos medida aguas arriba o aguas abajo, y del caudal de los humos a tratar. Sin embargo, estos enfoques conducen muy a menudo a un sobre-consumo del reactivo alcalino: efectivamente, la problemática de corrosión solamente es real a largo plazo y es inútil proceder a unos ajustes a corto plazo puesto que la propia gestión de los contaminantes ácidos se garantiza mediante otros equipos situados aguas abajo con respecto a los equipos de recuperación de calor, estos otros equipos, tales como filtros, recibiendo su propia inyección de reactivo de neutralización, típicamente cal, magnesia o bicarbonato de sodio, regulada según los contaminantes presentes. Por otro lado, la inyección aguas arriba de un reactivo alcalino considera raramente las variaciones de humedad de los humos, lo cual tiene sin embargo un impacto en el punto de rocío ácido y por lo tanto en los riesgos de corrosión aguas abajo.

En este contexto, JP-A-61 078420 divulga que la temperatura de punto de rocío ácido puede ser calculada a partir de la humedad de humos a tratar y de su concentración de trióxido de azufre. Esta temperatura así calculada, así como la medida de la temperatura efectiva de los humos sirven para el control optimizado de un precipitador electrostático, aunque sin embargo JP-A-61 078420 no menciona la presencia de reactivos de neutralización de los contaminantes ácidos de los humos. Por su lado, JP-A-2 126920 divulgaría, a la vez, la utilización de estos reactivos y, de manera independiente, la vigilancia del punto de rocío de los humos, que está ligado a la concentración de agua, prevista ajustable, de los humos y que no se debe confundir con el punto de rocío ácido mencionado más arriba, con finalidades de limitación de los riesgos de corrosión. WO-A-88/04013 describe, en lo que se refiere a este, un procedimiento general de tratamiento de humos, en el cual los humos pasan, entre otros, en un intercambiador y en un filtro de mangas, y en el cual unos reactivos de neutralización de los contaminantes ácidos de estos humos se introducen en diversos puntos del circuito de estos humos: estos reactivos se prevén

explícitamente en cantidades ampliamente suficientes, pero por lo tanto no optimizadas, para garantizar una temperatura de servicio muy superior a la temperatura de punto de rocío de los humos.

Planteado esto, el objetivo de la presente invención es proponer un procedimiento y una instalación de tratamiento mejorados, que gestionen con mejores prestaciones el riesgo de corrosión liado en especial a la presencia de trióxido de azufre en los humos a tratar.

A tal efecto, la invención tiene por objeto un procedimiento de tratamiento de humos, tal como se define en la reivindicación 1.

La idea en la base de la invención es intentar regular, con una temporización, la cantidad del reactivo de neutralización dedicado al trióxido de azufre, que se introduce aguas arriba del o de los intercambiadores de calor atravesados por los humos a tratar, de manera que la temperatura de rocío ácido calculada permanezca inferior a la temperatura de los humos filtrados, además de 5 a 30º C. La invención confiere así una protección frente a la corrosión, sin por ello que la temperatura de los humos tratados se separe demasiado del punto de rocío ácido, lo cual sería desfavorable en términos de eficacia de captación de los contaminantes ácidos diferentes del trióxido de azufre, presentes en los humos, en relación con productos de neutralización dedicados a estos otros contaminantes ácidos que son por ejemplo el dióxido de azufre y/o el ácido clorhídrico.

Otras características adicionales ventajosas del procedimiento conforme a la invención, tomadas aisladamente o según todas las combinaciones técnicamente posibles, se especifican en las reivindicaciones dependientes 2 a 9.

La invención también tiene por objeto una instalación de tratamiento de humos, tal como se define en la reivindicación 10.

La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción siguiente, determinada únicamente a título de ejemplo y hecha haciendo referencia a los dibujos en los cuales:

- la figura 1 es una vista esquemática de una instalación conforme a la invención; y -las figuras 2 y 3 son unos gráficos que representan la evolución en el tiempo de varios valores medidos o calculados.

Tal como se ha representado en la figura 1, una unidad de combustión 101, que puede ser, de manera no limitativa, un incinerador de residuos domésticos, de residuos hospitalarios o de residuos especiales, produce humos de combustión 1 que contienen humedad y contaminantes ácidos, entre los cuales, entre otros, hay trióxido de azufre.

A la salida de la unidad 101, los humos 1 atraviesan un intercambiador de calor 102 destinado a recuperar una parte del calor de los humos. Este intercambiador 102 incluye o consiste en, por ejemplo, una caldera, un recalentador de condensados, un economizador, etc. A la salida del intercambiador 102, los humos 2 presentan una temperatura comprendida entre 110 º C y 230 º C.

Según una de las características de... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de tratamiento de humos que contiene trióxido de azufre y otros contaminantes ácidos, en el cual los humos a tratar (1) atraviesan sucesivamente al menos un intercambiador de calor (102) , no regulado en temperatura, y un filtro de mangas (103) , en el cual el trióxido de azufre de los humos se neutraliza esencialmente mediante un reactivo de neutralización (6) que se introduce en los humos a tratar (1) antes de que atraviesen el intercambiador de calor (102) , mientras que dichos otros contaminantes ácidos de los humos se neutralizan esencialmente mediante un producto de neutralización (4) que se introduce en el filtro de mangas (103) , en el cual se miden permanentemente la temperatura (TM) y la humedad (H) de los humos que atraviesan el filtro de mangas (103) , y en el cual, a partir del valor de humedad medida (H) y de un valor de la concentración de trióxido de azufre de los humos a tratar (1) , se calcula permanentemente un valor (TDP) del punto de rocío ácido y se compara permanentemente con el valor de temperatura medido (TM) de manera que:

- si la diferencia (TM-TDP) entre el valor de temperatura medido (TM) y el valor de punto de rocío ácido calculado (TDP) es inferior a un primer umbral prefijado (DTSAFE) , que vale entre 5 y 25º C, durante un primer periodo de tiempo (TEMPO) comprendido entre dos minutos y una hora, se aumenta la cantidad del reactivo de neutralización (6) introducida en los humos a tratar (1) , y -si la diferencia (TM-TDP) entre el valor de temperatura medido (TM) y el valor de punto de rocío ácido calculado (TDP) es superior a un segundo umbral prefijado (DTSAFE2) , estrictamente superior al primer umbral prefijado (DTSAFE) y que vale entre 10 y 30º C, durante un segundo periodo de tiempo (TEMPO2) comprendido entre dos minutos y una hora, se disminuye la cantidad del reactivo de neutralización (6) introducida en los humos a tratar (1) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los humos a tratar (1) provienen de una unidad de combustión (101) en la cual o a la salida de la cual se inyecta el reactivo de neutralización (6) .

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que el valor de temperatura (TM) se mide en los humos (2) a la entrada del filtro de mangas (103) .

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que el valor de temperatura (TM) se mide en los humos (3) que salen del filtro de mangas (103) .

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el valor de humedad (H) se mide en los humos (3) que salen del filtro de mangas (103) , en especial en una chimenea (7) de evacuación a la atmósfera.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que, para disponer del valor de la concentración de trióxido de azufre, se mide permanentemente esta concentración de los humos a tratar (1) .

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que el valor de la concentración de trióxido de azufre se fija de antemano a un valor que proviene de conocimientos adquiridos anteriormente.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que, para disponer del valor de la concentración de trióxido de azufre, se estima esta concentración a partir de una medida de la concentración de dióxido de azufre de los humos a tratar (1) .

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el reactivo de neutralización (6) se escoge de entre cal, magnesia, cal de elevada superficie específica y del bisulfito de sodio.

10. Instalación de tratamiento de humos que contiene trióxido de azufre y otros contaminantes ácidos, para la realización del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:

- un dispositivo de introducción de un reactivo (6) de neutralización del trióxido de azufre en los humos a tratar (1) ; -al menos un intercambiador de calor (102) , no regulado en temperatura, que, en la entrada, es alimentado por los humos (1) en las cuales se ha introducido el reactivo (6) , -un filtro de mangas (103) que, en la entrada, está conectado aguas abajo del intercambiador de calor (102) , -un dispositivo de introducción, en el filtro de mangas (103) , de un producto (4) de neutralización de dichos otros contaminantes ácidos, -medios de medida de la temperatura (TM) y de la humedad (H) de los humos que atraviesan el filtro de mangas (103) , y -medios de cálculo (C, S) adaptados a la vez para calcular un valor (TDP) del punto de rocío ácido a partir del valor de humedad (H) suministrado por los medios de medida y de un valor de la concentración de trióxido de azufre de los humos a tratar (1) , para comparar el valor de punto de rocío ácido calculado (TDP) con el valor de temperatura 6

medido (T) suministrado por los medios de medida, y para controlar el dispositivo de introducción de reactivo (6) en función del resultado de comparación.