Aparato de calcinación y cemento y procedimiento de secado de residuos orgánicos altamente acuosos.
Aparato de combustión de cemento (1, 11) que comprende un secador (6,
17), al cual se suministragas de combustión (G) procedente de un paso de gas de escape, el cual corre desde un conducto de salida de uncalcinador (4, 14) hasta un conducto de salida de un ciclón (3C, 13C) inmediatamente debajo de un ciclón superior(3D, 13D) de un precalentador (3, 13) de un horno de cemento (2, 12), para secar residuos orgánicos de altocontenido en agua (W) de los cuales el contenido en agua es igual o superior al 40 por ciento en masa usando dichogas de combustión (G).
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2007/062751.
Solicitante: TAIHEIYO CEMENT CORPORATION.
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: SEIROKA TOWER, 8-1, AKASHI-CHO, CHUO-KU TOKYO 104-8518 JAPON.
Inventor/es: UENO, NAOKI, TAKANO,HIROYUKI, IZAWA,YOSHIHITO, MORI,HIROFUMI.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C02F11/12 QUIMICA; METALURGIA. › C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS. › C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 11/00 Tratamiento de los fangos; Dispositivos a este efecto. › por deshidratación, secado o espesamiento.
- F23G5/02 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F23 APARATOS DE COMBUSTION; PROCESOS DE COMBUSTION. › F23G HORNOS CREMATORIOS; COMBUSTION DE DESECHOS O DE COMBUSTIBLES DE BAJA CALIDAD. › F23G 5/00 Métodos o aparatos, p. ej. incineradores, especialmente adaptados para la combustión de desechos o de combustibles de baja calidad. › incluyendo un tratamiento previo.
- F26B17/10 F […] › F26 SECADO. › F26B SECADO DE MATERIALES SOLIDOS O DE OBJETOS POR ELIMINACION DEL LIQUIDO QUE CONTIENEN (dispositivos de secado para cosechadoras-trilladoras A01D 41/133; rejillas para el secado de frutas o vegetales A01F 25/12; secado de productos alimenticios A23; secado de cabellos A45D 20/00; artículos para el secado del cuerpo A47K 10/00; secado de artículos domésticos A47L; secado de gases o vapores B01D; procedimientos físicos o químicos para la eliminación del agua o cualquier otra forma de separar los líquidos de los sólidos B01D 43/00; aparatos centrifugadores B04; secado de cerámica C04B 33/30; secado de hilos o tejidos textiles en combinación con cualquier otra forma de tratamiento D06C; soportes de secado para lavandería sin calefacción ni circulación de aire efectiva, secadores centrífugos domésticos o similares, escurrido o prensado en caliente de la colada D06F; hornos F27). › F26B 17/00 Máquinas o aparatos con movimiento progresivo para el secado de un material a granel, en estado plástico o en forma fluidificada, p. ej. gránulos, fibras cortadas (F26B 13/00 tiene prioridad). › consiguiéndose el movimiento por corrientes de fluidos, p. ej. procedente de una boquilla (F26B 3/08 tiene prioridad).
- F27B7/20 F […] › F27 HORNOS; APARATOS DE DESTILACIÓN. › F27B HORNOS, ESTUFAS, HOGARES O RETORTAS DE DESTILACION, EN GENERAL; APARATOS DE SINTERIZACION A CIELO ABIERTO O APARATOS SIMILARES (aparatos de combustión F23; calefacción eléctrica H05B). › F27B 7/00 Hornos con tambores rotativos, es decir, horizontales o ligeramente inclinados. › Partes constitutivas, accesorios o equipos particulares para los hornos con tambores rotativos.
PDF original: ES-2403370_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Aparato de calcinación de cemento y procedimiento de secado de residuos orgánicos altamente acuosos
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se refiere a un aparato de combustión de cemento capaz de secar de modo seguro y eficiente residuos orgánicos de alto contenido en agua tal como lodo orgánico de alto contenido en agua y un procedimiento de secado de residuos orgánicos de alto contenido en agua que utiliza el aparato.
TÉCNICA ANTERIOR
Convencionalmente, se ha propuesto una diversidad de aparatos y procedimientos para tratar residuos tales como basura urbana en aparatos de combustión de cemento. Por ejemplo, en el documento JP63-151650 se desvela una tecnología, en la cual una parte de aire caliente procedente de un enfriador de escoria se introduce en un secador para secar residuos tales como basura urbana; el gas expulsado del secador es reenviado al enfriador de escoria; y el aire caliente, con el cual se mezcla el gas de escape, procedente del enfriador de escoria se usa como aire para combustión en un horno de cemento o un calcinador.
Además, en el documento de patente JP2003-506299, se desvela una tecnología para quemar residuos combustibles en un aparato de combustión de cemento. En esta tecnología, los residuos combustibles se queman con una parte de aire caliente procedente de un enfriador de escoria; el gas de escape generado en un proceso de combustión de residuos es ventilado hacia un precalentador para calentar material de cemento sin tratar; y el lodo generado en el proceso de combustión de residuos es extraído.
EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN
PROBLEMAS QUE HAN DE SER SOLUCIONADOS POR LA INVENCIÓN
Sin embargo, tal como se describe en los documentos de patente anteriores, el aire caliente extraído del enfriador de escoria puede utilizarse para secar residuos tales como basura urbana, residuos combustibles y similares sin causar ningún problema, pero cuando el aire caliente se utiliza para secar residuos orgánicos de alto contenido en agua tales como lodo orgánico de alto contenido en agua, la concentración de oxígeno del aire caliente es elevada, de manera que existe peligro de explosión.
Además, aunque se intentó que se utilizara el gas de escape de combustión aguas abajo de la salida de un precalentador de un aparato de combustión de cemento, como la temperatura del gas de escape de combustión en el fogón era baja, es decir, 450 ºC o menos, el gas no sería adecuado para secar el lodo de alto contenido en agua.
Además, el gas extraído del extremo de entrada de un horno de cemento es de baja concentración de oxígeno y alta temperatura, es decir, aproximadamente 1000 ºC, de manera que es adecuado para secar los residuos orgánicos de alto contenido en agua, pero la extracción del gas de combustión procedente del extremo de entrada causa un problema de que la eficiencia térmica del horno de cemento disminuye.
Además, como el gas de escape seco que es generado después de que el lodo orgánico y similares son secados incluye mucho componente oloroso, es necesario descargarlo después del tratamiento de desodorización. Para realizar el tratamiento de desodorización, la temperatura del gas que incluye el componente oloroso se ajusta preferentemente a 800 ºC o más y el tratamiento de desodorización se realiza generalmente 50 introduciendo el gas en un fogón de combustión tal como un calcinador. Pero, cuando el gas expulsado desde un horno de cemento se utiliza para secar el lodo orgánico y similares, y el gas de escape seco es tratado en el fogón anterior, como la concentración de oxígeno del gas de escape seco es baja, el estado de la combustión se degrada y la eficiencia térmica del horno de cemento disminuye, por lo tanto, el gas expulsado desde un horno de cemento no es adecuado para secar lodo orgánico y similares.
Además de lo anterior, el lodo orgánico de alto contenido en agua forma terrones que incluyen un porcentaje de agua igual o superior al 40 por ciento en masa como la arcilla y su área superficial específica es pequeña, lo cual hace difícil secar eficientemente el lodo orgánico.
El documento JP2005097063A describe un procedimiento para tratar residuos orgánicos. En este procedimiento está provisto un aparato para secar o carbonizar los residuos orgánicos mediante un gas a alta temperatura descargado de un proceso de cocción de cemento y el material secado o el material carbonizado, después de ser tratado en el aparato, se utiliza en el proceso de cocción de cemento. El gas a alta temperatura es extraído preferentemente de un gas residual de salida de un horno rotatorio en el proceso de cocción de cemento.
La presente invención se ha realizado en consideración a los problemas anteriores de la técnica convencional, y el objeto de la misma es proporcionar un aparato de combustión de cemento y un procedimiento de secado de residuos orgánicos de alto contenido en agua excluyendo la posibilidad de explosión del secador y
similares; no causar descenso de eficiencia térmica de un horno de cemento; y secar más eficientemente residuos orgánicos de alto contenido en agua.
MEDIOS PARA SOLUCIONAR LOS PROBLEMAS
Para lograr el objeto anterior, la presente invención proporciona el aparato de combustión de cemento con las características de la reivindicación 1 y el procedimiento para secar residuos orgánicos de alto contenido con las características de la reivindicación 4. [0013] La concentración de oxígeno del gas de combustión extraído del paso de gas de escape, que corre desde el conducto de salida del calcinador hasta el conducto de salida del ciclón inmediatamente debajo del ciclón superior del precalentador del horno de cemento es bajo, es decir, del 2 al 8 por
ciento, de manera que no existe peligro de explosión del secador, y como la temperatura del gas de combustión es de 550 a 900 ºC, los residuos orgánicos de alto contenido en agua pueden secarse suficientemente. Además, el gas de combustión no es extraído de un extremo de entrada o similar del horno de cemento, de manera que no se reduce la eficiencia térmica del horno de cemento.
En el aparato de combustión de cemento anterior, el secador puede ser un secador instantáneo de tipo molturador, al cual se suministra el gas de combustión para que entre en contacto directamente con los residuos orgánicos de alto contenido en agua, para secar los residuos orgánicos mientras los muele. Con esto, la eficiencia de secado mejorada por la mayor área superficial específica de los residuos orgánicos de alto contenido en agua y la molturación mejorada eficiente por el secado superficial de los residuos orgánicos de alto contenido en agua pueden, entre ellas, mejorar exponencialmente la eficiencia de secado global.
En el aparato de combustión de cemento anterior, es posible montar un segundo paso de gas de escape para reenviar el gas de escape del secador al paso de gas de escape, el cual corre desde el conducto de salida del calcinador hasta el conducto de salida del ciclón inmediatamente debajo del ciclón superior del precalentador del
horno de cemento. Con este segundo paso de gas de escape, se hace innecesario introducir gas de escape seco con baja concentración de oxígeno y el componente oloroso en un fogón de combustión tal como un calcinador y realizar el tratamiento de desodorización, de manera que la eficiencia térmica del horno de cemento no se degrada.
En el procedimiento anterior de secado de residuos orgánicos de alto contenido en agua, la parte del gas de combustión puede entrar en contacto directamente con los residuos orgánicos de alto contenido en agua, y los residuos orgánicos puede ser secados mientras que son molidos. Con esto, tal como se describió anteriormente, puede mejorarse exponencialmente la eficiencia de secado global.
El procedimiento anterior de secado de residuos orgánicos de alto contenido en agua puede comprender
además una etapa de reenvío de gas después de secar los residuos orgánicos de alto contenido en agua a un paso de gas de escape, que corre desde el conducto de salida del calcinador hasta el conducto de salida del ciclón inmediatamente debajo del ciclón superior del precalentador del horno de cemento. Con este procedimiento, tal como se describió anteriormente, el gas de escape seco que incluye el componente oloroso puede ser tratado sin degradar la eficiencia térmica del horno de cemento.
En el procedimiento anterior de secado de residuos orgánicos de alto contenido en agua, los residuos orgánicos de alto contenido en agua pueden ser lodo orgánico de alto contenido en agua tal como lodo de papel, lodo de aguas residuales, lodo de aguas residuales de pozos... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Aparato de combustión de cemento (1, 11) que comprende un secador (6, 17) , al cual se suministra gas de combustión (G) procedente de un paso de gas de escape, el cual corre desde un conducto de salida de un calcinador (4, 14) hasta un conducto de salida de un ciclón (3C, 13C) inmediatamente debajo de un ciclón superior (3D, 13D) de un precalentador (3, 13) de un horno de cemento (2, 12) , para secar residuos orgánicos de alto contenido en agua (W) de los cuales el contenido en agua es igual o superior al 40 por ciento en masa usando dicho gas de combustión (G) .
4. Procedimiento de secado de residuos orgánicos de alto contenido en agua (W) que comprende las etapas de:
extraer una parte del gas de combustión (G) desde un paso de gas de escape, el cual corre desde un conducto de salida de un calcinador (4, 14) hasta un conducto de salida de un ciclón (3C, 13C) inmediatamente debajo de un ciclón superior (3D, 13D) de un precalentador (3, 13) de un horno de cemento (2, 12) ; y
secar los residuos orgánicos de alto contenido en agua (W) de los cuales el contenido en agua es igual o superior al 40 por ciento en masa utilizando dicha parte del gas extraído.
5. Procedimiento de secado de residuos orgánicos de alto contenido en agua (W) según se reivindica en la reivindicación 4, en el que dicha parte del gas de combustión (G) entra en contacto directamente con los residuos orgánicos de alto contenido en agua (W) , y los residuos orgánicos (W) son secados mientras que son molidos.
6. Procedimiento de secado de residuos orgánicos de alto contenido en agua (W) según se reivindica en la reivindicación 4 o 5, que además comprende una etapa de reenvío de gas (G’) después de secar dichos residuos orgánicos de alto contenido en agua (W) a un paso de gas de escape (8, 20) , el cual corre desde el conducto de salida del calcinador (4, 14) hasta el conducto de salida del ciclón (3C, 13C) inmediatamente debajo del ciclón superior (3D, 13D) del precalentador (3, 13) del horno de cemento (2, 12) .
7. El procedimiento de secado de residuos orgánicos de alto contenido en agua (W) según la reivindicación 4, 5 o 6, en el que dichos residuos orgánicos de alto contenido en agua (W) son lodo orgánico de alto contenido en agua.
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