PROCEDIMIENTO DE DESCONTAMINACIÓN DE EQUIPOS ELÉCTRICOS DESECHADOS QUE CONTIENEN HEXAFLUORURO DE AZUFRE Y MÁQUINA NECESARIA PARA TAL FIN.
Procedimiento de descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre y máquina necesaria para tal fin.
Procedimiento que comprende las etapas de: recuperación de hexafluoruro de azufre, y de lavado y neutralización por aplicación de fluidos del interior de los compartimentos del gas de los equipos eléctricos, donde además de emplear una disolución alcalina y agua, es utilizado al menos una disolución ácida, donde la operación de lavado comprende las etapas de: recepción (22), apertura (23) del compartimento de gas, carga y/o volteo (24), traslado a la zona de lavado, lavado y neutralización (27), soplado (29) y transporte (30) hasta la zona de descarga. La máquina comprende: una zona de apertura (1), una zona de carga y/o volteo (2), una zona de lavado (3) y una zona de descarga (4), donde la zona de lavado (3) comprende, una cabina de lavado, unos medios de aplicación de fluidos (9), unos medios de soplado (5), unos depósitos (10-11-12) y unos medios de bombeo (15).
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201331873.
Solicitante: AFESA MEDIO AMBIENTE, S.A.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: VITERI SOLAUN,Jon Paul, ALZOLA ECHAZARRA,Eduardo Santiago, LECUE OLEAGORDIA,Ivon.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01D53/68 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › Halógenos o compuestos halogenados.
- C01B17/45 QUIMICA; METALURGIA. › C01 QUIMICA INORGANICA. › C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 17/00 Azufre; Sus compuestos. › Compuestos que contienen azufre y halógeno con o sin oxígeno.
Fragmento de la descripción:
OBJETO DE LA INVENCIÓN
Es objeto de la presente invención, tal y como el título establece, tanto un procedimiento de descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre (SFe), como la máquina necesaria para llevar a cabo dicho procedimiento.
El procedimiento se caracteriza por conseguir una efectiva descontaminación de los equipos eléctricos basada en dos pasos: por un lado, la recuperación del hexafluoruro de azufre (SFe) del interior del equipo eléctrico desechado, y por otro lado, el lavado y neutralización del mismo. Con este procedimiento se consigue una descontaminación de los equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre (SFe), de un modo más eficiente y económico que los utilizados hasta la fecha, basados principalmente en la destrucción.
Por lo tanto, la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de los equipos eléctricos que contienen hexafluoruro de azufre (SFe) y particularmente entre los medios de descontaminación de dichos equipos o similares.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El hexafluoruro de azufre (SFe) es un gas artificial utilizado ampliamente en los equipos eléctricos de conmutación de media y alta tensión. Es incoloro, inodoro, no combustible y químicamente muy estable, lo que hace a este gas muy útil en la industria. El hexafluoruro de azufre (SFe) es un excelente aislante eléctrico y puede apagar un arco eléctrico de forma efectiva.
Los equipos eléctricos con gas hexafluoruro de azufre (SFe) pueden tener un impacto medioambiental mínimo gracias a un diseño hermético y a un proceso seguro de producción, de funcionamiento y de gestión al final de su vida útil. En la mayoría de los casos, el hexafluoruro de azufre (SFe) recuperado puede ser reutilizado o purificado, utilizando instrumentos apropiados para ello.
A pesar de ser un gas muy estable, el hexafluoruro de azufre (SFe) se puede descomponer a causa de descargas eléctricas de alta energía y como consecuencia se pueden formar subproductos de descomposición sólidos y gaseosos.
En grandes concentraciones, estos subproductos son corrosivos y tóxicos por lo que existen procedimientos especiales para tratar estos casos. Los subproductos sólidos son básicamente fluoruros y óxidos metálicos en forma de un polvo muy fino. Este polvo sólo aparece cuando un arco de gran magnitud ha ocurrido.
Es necesario proceder con la retirada y neutralización de los subproductos sólidos de descomposición de los equipos de conmutación de media y alta tensión aislados en hexafluoruro de azufre (SFe), siempre y cuando los operarios que manipulen estos equipos procedan con la apertura del compartimento de gas o cuando se trabajen con compartimentos de gas abiertos, ya sea para el arreglo de averías del equipo o para su desmantelamiento al final de su vida útil.
Mediante la utilización estricta de los métodos o procedimientos recomendados por la norma establecida por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC, por sus siglas en inglés), concretamente por la norma IEC 62271-4, para la retirada y neutralización de los subproductos sólidos de descomposición de los equipos de conmutación de media y alta tensión aislados en hexafluoruro de azufre (SF6), no es posible la automatización, y por tanto, tampoco es posible la disminución del coste de esta operación de descontaminación. Ello provoca
que estos equipos eléctricos, al final de su vida útil, se gestionen por vías menos recomendables desde el punto de vista medioambiental, como la destrucción (incineración), en vez de ser gestionadas por vías relacionadas con el reciclado
En el estado actual de la técnica se conocen dos alternativas tecnológicas de descontaminación posibles:
- Incineración de residuos industriales peligrosos.
- Recuperación, limpieza y neutralización según la norma técnica aplicable.
El procedimiento de incineración de los equipos que contienen o han contenido hexafluoruro de azufre (SFe) consiste en destinar dichos equipos a plantas incineradoras.
La incineración se trata de un proceso térmico donde los residuos alimentan a un horno y cámara de post-combustión teniendo lugar una reacción de oxidación térmica. Los gases resultantes se enfrían súbitamente y el calor latente presente en los gases de combustión es aprovechado para producir energía eléctrica a través del accionamiento de una turbina que hace mover un alternador. Posteriormente, se realiza el lavado de los gases y separación de las cenizas en suspensión para poder emitir a la atmósfera los gases de combustión que son en su mayoría agua y dióxido de carbono (CO2). Las incineradoras deben contar con sofisticados sistemas de tratamiento de emisiones atmosféricas y sistemas de control para cumplir con la normativa en materia de emisiones atmosféricas. Los residuos sólidos que se obtienen (cenizas) se llevan al vertedero, una vez que se han eliminado todos los componentes orgánicos peligrosos contenidos.
Las desventajas de este procedimiento de descontaminación mediante incineración son:
- Las altas temperaturas que requiere el proceso supone tener que emplear materiales termorresistentes adecuados, lo que encarece la inversión para la construcción de la instalación. Su mantenimiento también resulta caro.
- Cuando la mezcla del residuo entrante no tiene suficiente poder calorífico por sí mismo o por la presencia significativa de agua, el proceso requiere un consumo adicional de combustible. En este sentido, no son incinerables residuos sólidos no combustibles o con presencia de agua por encima de un valor crítico.
- Ciertos compuestos, debido a su gran estabilidad, tienden a generar productos de combustión incompleta.
- La incineración exige realizar una depuración de los gases resultantes del proceso de combustión para evitar la contaminación atmosférica.
- De la operación de depuración de los gases se derivan una serie de residuos (polvos, lodos y aguas contaminadas) a los que han de practicarse controles analíticos necesarios para determinar su consideración o no de residuos peligrosos y establecer la vía de gestión más adecuada.
- Por todo lo anterior, el coste de inversión y explotación de la incineración es elevado, por lo que se realizan pocas instalaciones.
- Si la planta se ubica lejos del lugar de generación y los residuos peligrosos a incinerar son voluminosos y de bajo peso, se producirán importantes gastos de transporte.
Otro de los procedimientos conocidos en la descontaminación de equipos eléctricos que contienen hexafluoruro de azufre (SFe) es mediante recuperación del (SFe), limpieza y neutralización según lo establecido en la norma IEC 62271-4.
El proceso de limpieza del interior del compartimento de gas recomendado por la norma IEC 62271-4 se basa en la utilización de aspiradores industriales u otro medio que no disperse el polvo, como por ejemplo algún tipo de paño
limpio que no desprenda pelusa, para frotar y recoger los subproductos de descomposición sólidos que pudiera haber. Tras realizar dicha limpieza, se establece que se proceda con la retirada de los adsorbentes y los elementos desmontables que hubiera en el interior del compartimento de gas, para ponerlos posteriormente en una bolsa de plástico que se sella con cinta adhesiva y se etiqueta.
Todos los equipos y herramientas desechables que han estado en contacto con los subproductos sólidos de descomposición del hexafluoruro de azufre (SFe) o los materiales adsorbentes utilizados en la aparamenta, se consideran contaminados. Todos ellos deben ser recogidos e introducidos en bolsas de plástico, que deben ser selladas con cinta adhesiva y etiquetadas. La eliminación de dichas bolsas se debe realizar de acuerdo al reglamento local, por ejemplo mediante recogidas en contenedores homologados destinados a ello para su posterior envío a un gestor de residuos autorizado.
Si se han recogido subproductos sólidos de descomposición de hexafluoruro de azufre (SF6) en el equipo eléctrico desechado, se utiliza una disolución de carbonato de sodio al 10%, o una equivalente, para lavar y neutralizar todo el interior del compartimento de gas del equipo eléctrico y después se realiza un lavado con agua limpia.
Todos los equipos y herramientas reutilizables también deberían ser periódicamente lavados y neutralizados en una disolución de carbonato de sodio al 10%, o en una equivalente, y posteriormente enjuagados con agua limpia.
Las desventajas del proceso de recuperación, limpieza y neutralización establecido en la norma IEC 62271-4 son:
- Los procedimientos de neutralización y limpieza requieren de mucha mano de obra, por...
Reivindicaciones:
1a.- Procedimiento de descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre, caracterizado porque comprende las etapas de:
- recuperación de gas hexafluoruro de azufre (SFe)
- una operación de lavado y neutralización de los equipos por aplicación de fluidos, donde se emplea una disolución alcalina como agente neutralizante y agua para el aclarado posterior,
2a.- Procedimiento de descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre, según la reivindicación 1a, caracterizado porque la operación de lavado y neutralización comprende las etapas de:
- Recepción (22) de un equipo eléctrico de la que previamente se ha recuperado el hexafluoruro de azufre (SF6).
- Se procede a la apertura (23) de una ventana acceso (14) al interior del compartimento de gas del equipo.
Carga (24) del equipo eléctrico enfrentando la ventana de acceso (14) contra la pared vertical de un volteador.
- Volteo (25) de 90° del equipo eléctrico (25) por medio de un volteador quedando la ventana de acceso (14) del equipo eléctrico orientado hacia abajo.
- Introducción del equipo eléctrico en la zona de lavado por medio de la cinta transportadora.
- Cierre de las puertas (26)
- Comienzo del lavado (27) con los productos procedentes de tres depósitos, en distintos ciclos de lavado:
Depósito de acero de disolución alcalina.
Depósito de acero de agua de red, o desmineralizada.
Depósito de acero de disolución ácida.
- Avance (28) del equipo eléctrico por la cinta transportadora.
- Comienzo del soplado (29), al menos en dos direcciones: desde la parte superior de la zona de salida de la cabina, y desde la parte inferior de la zona de salida de la cabina.
- Transporte (30) del equipo eléctrico por la cinta transportadora hasta la zona de descarga.
3a.- Procedimiento de descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre, según la reivindicación 2a, caracterizado porque la apertura (14) del compartimento de gas del equipo eléctrico (13) se realiza por medios mecánicos.
4a.- Procedimiento de descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre, según la reivindicación 2a,
caracterizado porque la apertura del compartimento de gas del equipo eléctrico se realiza mediante herramienta manual de corte y/o máquina
automatizada de corte.
5a.- Procedimiento de descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque adicionalmente el procedimiento se combina con uno o varios ciclos de lavados sucesivos con disoluciones adicionales.
6a.- Procedimiento de descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre, según la reivindicación 5a,
caracterizado porque la disolución adicional empleada en el uno o varios
ciclos de lavado sucesivos, es un disolución ácida.
7a.- Máquina para descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre en la que se lleva cabo el procedimiento anterior caracterizado porque comprende cuatro zonas bien diferenciadas,
Una zona de apertura (1) donde tienen lugar un proceso de apertura de una ventana de acceso (14) en el compartimento de gas de un equipo eléctrico (13).
Una zona de carga y/o volteo de 90° (2) que comprende un volteador (6) y unos medios de accionamiento.
Una zona de lavado (3) que comprende:
o Una cabina de lavado.
o Unos medios de aplicación de fluidos, preferiblemente por aspersión.
o Unos medios de soplado, de secado, o Unos depósitos y unos medios de bombeo.
Una zona de descarga (4).
Realizándose el desplazamiento del equipo eléctrico (13) desde la zona de carga hasta la zona de descarga (4) por medio de una cinta transportadora (8).
8a.- Máquina para descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre según la reivindicación 7a, caracterizada porque las cuatro zonas quedan dispuestas dentro de un recinto definido por una barandilla o cierre perimetral (21), contando con una zona de entrada y otra de salida controladas por un sistema de control (17) mediante el que se regula el acceso del operario al interior del recinto durante todo el proceso de descontaminación.
9a.- Máquina para descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre según la reivindicación 7a caracterizada porque el volteador (6) tiene forma de "L" y que por medio de un dispositivo hidráulico (20) permite el volteo respecto de un punto de giro (7) hasta que la pared vertical del volteador (6) queda al mismo nivel que la cinta transportadora (8) encargada de transportar el equipo eléctrico (13) hasta la zona de lavado (3).
10a.- Máquina para descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre según la reivindicación 7a caracterizada porque la cabina de lavado está provista de unas puertas (18) tipo guillotina.
11a.- Máquina para descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre según la reivindicación 7a caracterizada porque el sistema de aspersión (9) comprende una parrilla de aspersión colocada en la parte inferior del interior de la cabina de lavado.
12a.- Máquina para descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre según la reivindicación 7a caracterizada porque los depósitos de la zona de lavado son tres
- Un depósito de acero (10) para disolución alcalina.
- Un depósito de acero (11) de agua de la red o desmineralizada.
- Un depósito de acero (12) para disolución ácida.
Los tres depósitos están diseñados de manera que permite reutilizar el producto proyectado en cada momento, además incorporan unos filtros dispuestos en la entrada y adecuados al producto reutilizado; mientras que los medios de bombeo es una bomba (15) encargada del suministro de los productos contenidos en los depósitos.
13a.- Máquina para descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre según la reivindicación 7a caracterizada porque cerca de la zona de lavado, a la salida de la misma, se dispone un sistema de soplado (5) al menos desde la parte superior de la cabina y desde la parte inferior de la cabina hacia el equipo eléctrico.
14a.- Máquina para descontaminación de equipos eléctricos desechados que contienen hexafluoruro de azufre según la reivindicación 7a caracterizada porque la cinta transportadora (8) discurre desde la zona de carga (2) hasta la zona de descarga (4), y bajo ella se dispone una bandeja de recogida (19) de
cualquier fluido y/o sólido y está dispuesta y diseñada de manera que canalizan cualquier producto hasta los depósitos (10), (11) y (12).
15a.- Máquina para descontaminación de equipos eléctricos desechados que 5 contienen hexafluoruro de azufre según cualquiera de las reivindicaciones 5- 12, caracterizada porque la máquina cuenta con un panel de control (16) montado cerca de la valla perimetral (21) desde el que controlar los procesos de la máquina.
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