Procedimiento e instalación de secado de materiales pastosos, en particular de lodos de plantas de depuración, con generación de energía térmica.

Procedimiento de secado de materiales pastosos, en particular de lodos de plantas de depuración,

que comprende dos etapas de secado, a saber:

- una primera etapa de secado (1) de tipo indirecto alimentado de un fluido de transferencia térmica, que proporciona en la salida (1a, 1b) unos lodos pre-secados y vapor de agua;

- una etapa (6) de formación de lodos en la salida de la primera etapa,

- y una segunda etapa de secado (7) de los lodos presecados que son calentados con la ayuda de un gas de calentamiento, en particular aire, proporcionando esta segunda etapa en la salida (7b) unos lodos secos, caracterizado por que:

- los lados presecados que salen de la primera etapa de secado (1) son introducidos en un extrusor (6) de lodos adecuado para formar cordones de lodos, o similares, que caen en un segundo secador (7),

- los lodos secos que salen de la segunda etapa de secado son sometidos a una acción mecánica (19) para dar unos granulados, y una parte al menos de los granulados es incinerada (23) para producir energía térmica,

- y al menos una parte de esta energía térmica se utiliza para calentar el fluido de transferencia térmica de la primera etapa de secado.

Procedimiento e instalación de secado de materiales pastosos, en particular de lodos de plantas de depuración, con generación de energía térmica La presente invención se refiere a un procedimiento de secado de materiales pastosos, en particular de lodos que provienen de plantas de depuración de aguas residuales, cuyo rendimiento energético y térmico está mejorado.

Es conocida la técnica del secado térmico de los lodos que proceden de las plantas de aguas residuales urbanas. Existen diferentes tecnologías que permiten obtener un producto final cuya sequedad final es igual o superior al 85%. La sequedad de un lodo se puede definir como la relación de la masa de materias secas (MS) con la masa total de lodo (MS + agua) es decir: MS/ (MS + H2O) .

La crítica principal enfoque al secado térmico es el fuerte gasto energético necesario para el secado, lo que conlleva unos costes de explotación elevados. Las patentes US 2004/0182953 A1, EP 0 781 741 B1 o EP 0 889 014 B1 divulgan un procedimiento de secado de productos pastosos, en particular de lodos de plantas de depuración, que pretenden mejorar el rendimiento térmico. Según estas patentes, el procedimiento de secado de materias pastosas comprende dos etapas de secado, a saber:

- una primera etapa de secado de tipo indirecto con la ayuda de un fluido de transferencia térmica, proporcionando esta primera etapa en la salida lodos pre-secados y vapor de agua, -una etapa de formación de lodos pre-secados en la salida de la primera etapa, -y una segunda etapa de secado de los lodos pre-secados que son calentados con la ayuda de un gas de calentamiento, en particular de aire, proporcionando esta segunda etapa en la salida unos lodos secados.

La invención tiene como objetivo, sobretodo, proporcionar un procedimiento que permita reducir la energía necesaria para el secado de los lodos.

Según la invención, el procedimiento de secado de materiales pastosos, en particular de lodos de plantas de depuración, comprende dos etapas de secado, a saber:

- una primera etapa de secado de tipo indirecto alimentada con un fluido de transferencia térmica, que proporciona en la salida lodos presecados y vapor de agua;

- una etapa de formación de los lodos en la salida de la primera etapa, -y una segunda etapa de secado de los lodos presecados que son calentados con la ayuda de un gas de calentamiento, en particular aire, proporcionando esta segunda etapa en la salida unos lodos secos, y caracterizado por que:

- los lodos presecados que salen de la primera etapa de secado son introducidos en un extrusor de lodos adecuado para formar cordones de lodos, o similares, que caen en un segundo secador, -los lodos secados que salen de la segunda etapa de secado son sometidos a una acción mecánica para dar unos granulados, y una parte al menos de los granulados es incinerada para producir energía térmica, -y al menos una parte de esta energía térmica se utiliza para calentar el fluido de transferencia térmica de la primera etapa de secado.

Preferentemente, el vapor de agua que sale de la primera etapa de secado está dirigido hacia un condensador para recalentar el gas de calentamiento de la segunda etapa de secado.

Ventajosamente, el fluido de transferencia térmica para el calentamiento de la primera etapa de secado circula en un circuito cerrado y es calentado por la incineración de los lodos. El fluido de transferencia térmica puede estar constituido por aceite o vapor de agua.

El circuito cerrado puede comprender una derivación con recalentador entre el fluido de transferencia térmica del circuito y el gas de calentamiento que entrará en la segunda etapa de secado.

La energía térmica proporcionada por la incineración de los lodos puede ser completada por una energía externa que proviene de una o más fuentes de energía escogidas entre el gas, el aceite, el biogas, el valor, los humos.

Una fracción de gas puede ser extraída entre la primera etapa de secado y la segunda etapa de secado, y ser

dirigida hacia la entrada de aire del sistema de calentamiento para la incineración.

Ventajosamente, la incineración de los granulados de lodos se efectúa en un incinerador del grupo que comprende los incineradores de lecho fluidizado, los incineradores ciclónicos, los incineradores de rejillas móviles, los incineradores de rejillas fijas, los incineradores de rejillas escalonadas, los incineradores giratorios, u otros similares.

Se puede recuperar el calor adicional de los humos que provienen de la incineración.

La invención se refiere también a una instalación de secado de materiales pastosos, en particular de lodos de plantas de depuración, para la realización del procedimiento definido anteriormente, instalación que comprende:

- una primera unidad de presecado de tipo indirecto con la ayuda de un fluido de transferencia térmica, proporcionando en la salida de esta unidad unos lodos presecados y vapor de agua que está dirigido hacia un condensador para recalentar un gas de calentamiento;

- un dispositivo de formación de lodos a la salida de la primera unidad de secado, -y una segunda unidad de secado de lodos presecados que asegura un calentamiento con la ayuda de un gas de calentamiento, en particular aire, y que está caracterizada por que comprende:

- una unidad de incineración de una parte al menos de los lodos que salen de la segunda unidad de secado para producir la energía térmica, -y unos medios de intercambio térmico para transferir al menos una parte de esta energía térmica producida en el fluido de transferencia térmica de la primera etapa de secado.

Preferentemente, la instalación comprende, en la salida de la segunda unidad de secado, un reductor para ejercer una acción mecánica sobre los lodos secados y producirlos en forma de granulados más finos.

Los medios de intercambio térmico comprenden ventajosamente un circuito cerrado que comprende una derivación con recalentador entre el fluido de transferencia térmica del circuito y el gas de calentamiento que entrará en la segunda etapa de secado.

La invención consiste, además de las disposiciones expuestas anteriormente, en un cierto número de otras disposiciones que se comentarán más explícitamente explicitarán después a propósito de un ejemplo de realización descrito con referencia al dibujo anexo, el cual no es de ninguna manera limitativo.

La única figura de este dibujo es un esquema de una instalación de secado que utiliza el procedimiento de la invención.

Refiriéndose al dibujo, se puede ver una instalación para el secado de materiales pastosos, en particular de lodos de plantas de depuración, que comprende un primer secador 1, o unidad de presecado, de tipo indirecto. La alimentación de lodos del secador 1 está asegurada por una bomba 2, a partir de un silo 3 que contiene los lodos a secar. El fluido de transferencia térmica circula en canalizaciones 4 conectadas a un circuito 5 que se describirá más adelante. El fluido de transferencia térmica del circuito 5 está preferentemente constituido por aceite o vapor de agua.

Por secador de tipo indirecto se designa un aparato en el que un fluido de transferencia térmica utilizado para el secado de los lodos circula en las canalizaciones con intercambio de calor entre el fluido de transferencia térmica y los lodos a secar, sin estar en contacto directo con estos lodos. El secador 1 puede ser de tipo de capa fina, de discos o de paletas.

El secador 1 proporciona en una salida 1a unos lodos presecados y, en otra salida 1b, vapor de agua. Los lodos presecados son introducidos en un extrusor 6 de lodos adecuado para formar cordones de lodos, o similares, que caen, a través de la salida 6a del extrusor, en un segundo secador 7, por ejemplo de tipo de bandas 7a como se ilustra en el dibujo. El secador 7 es del tipo directo, es decir que los lodos que circulan en las bandas 7a están en contacto directo con un gas de calentamiento, en particular aire caliente, introducido por una entrada 8.

El lodo que sale del secador 1, que está todavía en la fase plástica, es extruido a través de una placa perforada que comprende unos orificios de diámetro seleccionado (extrusores de lodo) a fin de producir unos elementos de un tamaño uniforme y predeterminado.

El gas del secador 7 se extrae con la ayuda de un ventilador 9 mediante una salida 10 para atravesar, llegado el caso, una unidad de enfriamiento 11, y después un condensador 12. El gas se calienta mediante condensación del

vapor de agua que sale del primer secador 1 por el orificio 1b y que está dirigido por el conducto 13 hasta el condensador 12. A la salida del condensador 12 el gas calentado... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de secado de materiales pastosos, en particular de lodos de plantas de depuración, que comprende dos etapas de secado, a saber:

- una primera etapa de secado (1) de tipo indirecto alimentado de un fluido de transferencia térmica, que proporciona en la salida (1a, 1b) unos lodos pre-secados y vapor de agua;

- una etapa (6) de formación de lodos en la salida de la primera etapa, -y una segunda etapa de secado (7) de los lodos presecados que son calentados con la ayuda de un gas de calentamiento, en particular aire, proporcionando esta segunda etapa en la salida (7b) unos lodos secos, caracterizado por que:

- los lados presecados que salen de la primera etapa de secado (1) son introducidos en un extrusor (6) de lodos adecuado para formar cordones de lodos, o similares, que caen en un segundo secador (7) , -los lodos secos que salen de la segunda etapa de secado son sometidos a una acción mecánica (19) para dar unos granulados, y una parte al menos de los granulados es incinerada (23) para producir energía térmica, -y al menos una parte de esta energía térmica se utiliza para calentar el fluido de transferencia térmica de la primera etapa de secado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el vapor de agua que sale (1b) de la primera etapa de secado es dirigido hacia un condensador (12) para calentar el gas de calentamiento de la segunda etapa de secado (7) .

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el fluido de transferencia térmica para el calentamiento de la primera etapa de secado (1) circula en un circuito cerrado (5) y es calentado mediante la incineración de los lodos.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el fluido de transferencia térmica está constituido por aceite o vapor de agua.

5. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el circuito cerrado (5) comprende una derivación (24a, 24b) con calentador (27) entre el fluido de transferencia térmica del circuito (5) y el gas de calentamiento que entrará en la segunda etapa de secado (7) .

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la energía térmica proporcionada por la incineración de los lodos es completada por una energía externa que proviene de una o varias fuentes de energía escogida entre el gas, el aceite, el biogas, el vapor, los humos.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que una fracción de gas es extraída entre la primera etapa de secado y la segunda etapa de secado y está dirigida hacia la entrada de aire (23a) del sistema de calentamiento para la incineración.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la incineración de los lodos se efectúa en un incinerador del grupo que comprende los incineradores de lecho fluidizado, los incineradores ciclónicos, los incineradores de rejillas móviles, los incineradores de rejillas fijas, los incineradores de rejillas escalonadas, los incineradores giratorios.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se recupera el calor adicional de los humos que provienen de la incineración.

10. Instalación de secado de materiales pastosos, en particular de lodos de plantas de depuración, para la realización de un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:

- una primera unidad de presecado (1) de tipo indirecto con la ayuda de un fluido de transferencia térmica, proporcionando esta unidad en la salida (1a, 1b) unos lodos presecados y vapor de agua que es dirigido hacia un condensador (12) para calentar un gas de calentamiento;

- un dispositivo (6) de formación de lodos en la salida de la primera unidad de secado (1) , -y una segunda unidad de secado (7) de lodos presecados que asegura un calentamiento con la ayuda de un gas de calentamiento, en particular aire, 6

caracterizada por que comprende:

- en la salida de la primera unidad de presecado (1) un extrusor (6) de lodos presecados adecuado para formar 5 cordones de lodos, o similares, que caen en un segundo secador (7) , -en la salida (7b) de la segunda unidad de secado, un reductor (19) para ejercer una acción mecánica sobre los lodos secos y producirlos en forma de granulados, -una unidad de incineración (23) de una parte al menos de los granulados que salen de la segunda unidad de secado para producir energía térmica, -y unos medios de intercambio térmico (5, 5a) para transferir al menos una parte de esta energía térmica producida al fluido de transferencia térmica de la primera etapa de secado (1) . 15

11. Instalación según la reivindicación 10, caracterizada por que los medios de intercambio térmico comprenden un circuito cerrado (5) que comprende una derivación (24b, 26b) con calentador (27) entre el fluido de transferencia térmica del circuito y el gas de calentamiento que entrará en la segunda etapa de secado (7) .