ES2083609T5 - Procedimiento para depuracion de gases de humos. - Google Patents
Procedimiento para depuracion de gases de humos.Info
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Abstract
EN EL LIQUIDO DE LAVADO DE LA ETAPA RINGJET (16) DEL DEPURADOR (10) SE INTRODUCE EN EL PUNTO (36) UN MEDIO DE ABSORCION, POR EJEMPLO, CARBON ACTIVO. ESTE MEDIO DE ABSORCION SE CONDUCE AL CIRCUITO DE LA ETAPA RINGJET (16) Y LLEGA A TRAVES DE LA TUBERIA (38) EN SENTIDO CONTRARIO A LA CORRIENTE DEL GAS DE HUMO A LA ETAPA DEL CUERPO DE RELLENO (14) CONECTADA PREVIAMENTE. DESDE EL CIRCUITO DEL LIQUIDO DE LAVADO DE ESTA ETAPA (15) SE DIRIGE EL MEDIO DE ABSORCION CONJUNTAMENTE CON EL LIQUIDO DE LAVADO A TRAVES DE LA TUBERIA (38) A LA ETAPA QUENCH (12). EL MEDIO DE ABSORCION EXTRAE DEL LIQUIDO DE LAVADO LAS SUSTANCIAS NOCIVAS ORGANICAS Y LOS METALES PESADOS.
Description
Procedimiento para depuración de gases de
humos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para depuración de gases de humos por lavado.
Un procedimiento de este tipo es conocido por el
artículo "Depurado de gases de humos en varios escalones para
instalaciones de incineración de desperdicios" en la revista
wlb, Wasser, Luft und Boden, revista para la técnica del medio
ambiente, Número 6 de Julio de 1989. Aquí, los gases de humos son
conducidos a través de un depurador de tres escalones con un escalón
de superconducción, un escalón de cuerpo de relleno y un escalón de
chorro anular, siendo conducido el líquido lavador en sentido
opuesto a los gases de humos. En los procedimientos usuales hoy en
día en los que los gases de humos son depurados por lavado no es
posible conseguir una separación apreciable de las materias
orgánicas tóxicas, tales como la dioxina y el furano. También la
separación de metales, en particular los metales pesados como el
mercurio, es insuficiente. Además, en las instalaciones de
depuración de gases de humos en las que los gases de humos son
lavados y el líquido lavador es sometido a un tratamiento de aguas
residuales, los valores límites de las aguas residuales para el
mercurio solo pueden ser mantenidos normalmente si en el tratamiento
de las aguas residuales, adicionalmente a la pura precipitación de
hidróxido, como se da por ejemplo para la neutralización por lechada
de cal, también se añaden adicionalmente precipitantes. Si el agua
de lavado desenlodada por una depuradora se vaporiza en un secador
de pulverización, el mercurio contenido en el agua de lavado es
entonces liberado de nuevo, lo que significa para los gases de
humos antes del lavado una carga de mercurio adicional. Esto exige
medidas especiales para la eliminación del mercurio.
Es por tanto un objetivo de la presente invención
mejorar sensiblemente el rendimiento en el procedimiento de depurado
de gases de humos por lavado en relación con la separación de
materias orgánicas tóxicas y metales.
Este objetivo se consigue por un procedimiento
que presenta los atributos de la reivindicación 1.
Por la adición del producto de adsorción en los
gases de humos antes del proceso de lavado es adsorbida ya antes del
depurador una parte de las materias tóxicas.El producto de
adsorción es lixiviado entonces de los gases de humos junto con las
otras materias tóxicas en el depurador, con lo que el líquido
lavador entra en contacto con el producto de adsorción y este llega
al líquido lavador.
Del líquido lavador se extraen en forma continua
las partículas orgánicas y metales por adsorción. Con ello se impide
un enriquecimiento de materias tóxicas en el líquido lavador. Esto
conduce a un mejor rendimiento de depurado y con ello a una mejor
calidad de gases de humos. La eliminación se hace sencilla
técnicamente y económica ya que las materias tóxicas de toxicidad
elevada son captadas y retenidas en el producto de adsorción.
El producto de adsorción está distribuido en el
líquido lavador y existe continuamente, lo que posibilita una
adsorción óptima de las materias tóxicas orgánicas y metales. En
esto, el producto de adsorción también puede ser eliminado
directamente de los gases de humos.
Se consigue un aprovechamiento y efecto óptimos
del producto de adsorción porque éste, como se indica en la
reivindicación 3, es introducido en uno de los últimos escalones,
preferentemente el último escalón de un proceso de lavado de varios
escalones, y entonces es conducido en contracorriente a los gases
de humos, tal como se indica en la reivindicación 6. El producto de
adsorción poco o nada enriquecido llega así a contacto con el
líquido lavador menos cargado y los gases de humos ya bien
predepurados y el producto de adsorción más fuertemente enriquecido
llega a contacto con los gases de humos todavía no o solo
mínimamente depurados y con líquido lavador fuertemente cargado, de
tal manera que en todos los escalones del proceso de lavado se
mantiene elevado el efecto de adsorción.
Un depurado especialmente eficaz de los gases de
humos se consigue según la invención por las medidas indicadas en la
reivindicación 5.
Las medidas indicadas en la reivindicación 7
conducen a una separación particularmente buena de las materias
orgánicas tóxicas y de los metales del líquido lavador, lo que
conlleva a su vez una buena depuración de los gases de humos.
De forma especialmente preferente se emplea como
producto de adsorción carbón activo, polímero de poliestireno en
grano o pulverizado o un adsorbente a base de resina
intercambiadora de iones. Con estos productos de adsorción se
consigue un rendimiento de depuración especialmente elevado.
Otras formas de ejecución preferentes del
procedimiento según la invención están indicadas en las otras
reivindicaciones subordinadas.
La invención es descrita ahora con más detalle
con ayuda del ejemplo de ejecución indicado en la figura.
La figura muestra de forma puramente esquemática
un depurador de tres escalones en el que, según la invención, es
conducido conjuntamente un producto de adsorción en el líquido
lavador.
La figura muestra un depurador 10 de tres
escalones con un escalón de superconducción 12, un escalón de cuerpo
de relleno 14 y un escalón de chorro de anillo 16, que, visto en el
sentido de circulación A de los gases de humos, están conectados
uno detrás del otro. El escalón de cuerpo de relleno 14 y el
escalón de chorro anular 16 están dispuestos en una torre de lavado
designada con 18. Desde la torre de lavado 18 llegan los gases de
humos depurados por lavado a una chimenea no ilustrada en la
figura. Los flujos de gases de humos y/o de líquido de lavado están
señalados con líneas en la figura.
En una superconducción 12' del escalón de
superconducción 12 son introducidos los gases de humos eventualmente
predepurados que presentan una temperatura de unos 150ºC o más
elevada y, como se indica con la flecha 20, se les inyecta líquido
de lavado. En esto se enfrían los gases de humos por la vaporación
del líquido de lavado aproximadamente a la temperatura de
saturación, es decir, a aprox. 60-70ºC y las
materias en suspensión más grandes de los gases de humos llegan al
líquido de lavado. Junto al enfriamiento de los gases de humos,
para protección de los siguientes escalones de lavado 20 es
absorbido HCl por el líquido de lavado. Los gases de humos son
conducidos junto con el líquido de lavado por debajo del escalón
cuerpo de relleno 14 en la torre de lavado 18, fluyendo el líquido
de lavado no vaporizado en un depósito colector 22, también
denominado foso, dispuesto en la zona del fondo de la torre de
lavado 18. Desde allí, el líquido de lavado es bombeado por medio
de una bomba centrífuga 24 de nuevo en la superconducción 12'. El
líquido de lavado es conducido con ello a un circuito
correspondiente del escalón de superconducción 12. Una parte del
líquido de lavado es extraída cada vez de este circuito y
transportada a un tratamiento adicional 26 indicado
esquemáticamente. Como el líquido de lavado en este escalón no es
neutralizado, el líquido de lavado se compone de una solución
de HCl al 3,5%.
Desde el escalón de superconducción 12 llegan los
gases de humos a través de un separador de goteo 28 dispuesto por
debajo de una capa de cuerpo de relleno 14' del escalón del cuerpo
de relleno 14 que impide su arrastre con el líquido de lavado, en
el escalón de cuerpo de relleno 14. En la circulación a través del
cuerpo de relleno 14, los gases de humos son enfriados a su
temperatura de saturación y de límite de enfriamiento de unos
60-70ºC. El cuerpo de relleno 14 es lavado
intensivamente en esto a contracorriente respecto a los gases de
humos. La gran superficie específica del cuerpo de relleno origina
una extraordinariamente buena adsorción de HCl y HF. Los metales
pesados como Hg, Cd, Pb, Zn se condensan en aerosoles de metales
pesados (metálicos o en combinaciones) y son condensados por la
elevada humedad de los gases y suficiente tiempo de permanencia en
el almacén de cuerpo de relleno 14' para una óptima separación de
materias sólidas/aerosol en el siguiente escalón de chorro de
anillo 16.
El líquido de lavado del escalón de cuerpo de
relleno 14 es conducido igualmente en el circuito en el sentido de
la flecha 20' y vaporizado arriba sobre la capa de cuerpo de
relleno 14'. El líquido de lavado que circula a través de la capa
de cuerpo de relleno 14' llega a un segundo depósito colector 30
igualmente dispuesto en la parte inferior de la torre de lavado 18,
desde donde es bombeado de nuevo por medio de otra bomba centrífuga
24' a la cabeza de inyección encima de la capa de cuerpo de relleno
14'.
El escalón de cuerpo de relleno 14 está separado
del escalón de chorro de anillo 16 por otro separador de goteo 28',
a través del cual son conducidos los gases de humos provenientes de
la capa de cuerpo de relleno 14' al chorro anular 16' indicado
esquemáticamente y que forma un escalón de Venturi múltiple. Aquí
el flujo de gases de humos se divide en flujos parciales de unos
2000 m^{3} por hora y por chorro anular 16', lo que conduce a un
elevado grado de rendimiento de separación en este escalón. La
energía de contacto consumida y con ella el grado de separación son
mantenidos constantes para cantidades variables de gases de humos
porque las cantidades de líquido de lavado alimentadas a los chorros
anulares 16' son reguladas por medio de la pérdida de presión del
lado de los gases en el escalón de chorros anulares 16. En el
escalón de chorros anulares 16 son separados de los gases de humos
todos los aerosoles que existen en los escalones de superconducción
y de cuerpo de relleno 12, 14. Debido a las igualmente buenas
propiedades de absorción de los chorros anulares 16' para las
materias gaseiformes en este escalón de lavado 16 de chorro anular
también se separa con plena efectividad dióxido de azufre
(SO_{2}). Por la dosificación de sosa cáustica
(Ca(OH)_{2}) en el líquido de lavado del escalón de
chorro anular 16 se regula el vapor pH a aprox. 6. Por encima del
chorro anular 16 se puede prever otro separador de goteo no indicado
en la figura, por medio del cual los gases de humos depurados de
las materias tóxicas gaseiformes como HCl, HF, SO_{2}, polvos,
así como condensados salinos y combinaciones de metales pesados,
aerosoles y gotas de agua son conducidos a la chimenea.
El líquido de lavado alimentado en el sentido de
la flecha 20'' al chorro anular 16' es conducido desde éste a través
de una conducción 32 a un tercer depósito colector 34 en la zona
del fondo de la torre de lavado 18. Por medio de otra bomba
centrífuga 24'' se conduce de nuevo el líquido de lavado a los
chorros anulares 16'.
Para el desnitrificado de los gases de humos,
antes del proceso de lavado en el depurador 10, preferentemente en
la caldera de combustión, se adiciona a los gases de humos un
producto reductor, p.ej., amoníaco.
Hasta aquí es conocido el depurador 10
ampliamente descrito más arriba por el artículo "Depuración en
escalones múltiples de gases de humos para instalaciones de
incineración de desechos" en la revista wlb, Wasser, Luft und
Boden, revista para el medio ambiente, Nº 6 de Junio de 1989 (autor:
Martin Lemann). Para otras particularidades y ampliaciones, así
como el tratamiento consiguiente del líquido de lavado se remite a
las manifestaciones en este artículo.
En el líquido de lavado, agua, del escalón de
chorro anular 16, se introduce en el punto señalado con la flecha
36 un producto de adsorción. Como producto de adsorción es
particularmente adecuado el carbón activo finamente distribuido,
polímero de poliestireno (Styropor) pulverizado o granulado, resina
intercambiadora de iones, como, p.ej., XAD2 (resina) y similares.
Este producto de adsorción es conducido con el agua de lavado en el
circuito y extrae por adsorción del líquido de lavado, del agua,
las materias orgánicas tóxicas y metales, en particular los metales
pesados como el mercurcio.
Por medio de la conducción 38 señalada rayada en
la figura puede ser conducido líquido de lavado con el producto de
adsorción en él existente desde el escalón de chorro anular 16, en
sentido contrario de circulación de los gases de humos al escalón
de cuerpo de relleno 14 preconectado. Si se abre una válvula no
indicada en la conducción 38, el separador de goteo 28' es rociado
con líquido de lavado del escalón de chorro anular 16 y con ello
también lavado y llega producto de adsorción junto con este líquido
de lavado a través del separador de goteo 28' a la capa de cuerpo
de relleno 14'. El producto de adsorción alimentado se hace circular
entonces en el circuito de líquido de lavado del escalón de cuerpo
de relleno 14. En la misma forma y manera es conducido a través de
una conducción designado con 38' líquido de lavado del escalón de
cuerpo de relleno 14 junto con el producto de adsorción que se
encuentra en este al escalón de superconducción 12 preconectado. Por
la apertura de una válvula no indicada en la figura en la
conducción 38' es rociado el separador de goteo 28 con líquido de
lavado del escalón de cuerpo de relleno 14 y lavado con ello. Este
líquido de lavado junto con producto de adsorción llega al separador
de goteo 28 al circuito del líquido de lavado del escalón de
superconducción 12.
En los escalones de cuerpo de relleno y de
superconducción 14, 12 el producto de adsorción desarrolla la misma
acción ampliamente descrita arriba que en el escalón de chorro
anular 16.
En el escalón de superconducción 12' se vaporizan
grandes cantidades de líquido de lavado. Este vapor llega junto con
los gases de humos al escalón de cuerpo de relleno 14, lo que tiene
como consecuencia que el nivel en el depósito colector 22
descienda. Tan pronto como se alcanza un valor límite de nivel
inferior, se abre la válvula no indicada en la conducción 38', con
lo que entonces es conducido líquido de lavado desde el escalón de
cuerpo de llenado 14 al escalón de superconducción 12 hasta que el
depósito colector 22 se ha llevado de nuevo. Esto tiene como
consecuencia un descenso del nivel de almacenado en el segundo
depósito colector 30 y, tan pronto como es alcanzado un nivel
inferior, la válvula igualmente no ilustrada en la conducción 38 se
abre, con lo que es conducido líquido de lavado del escalón de
chorro anular 16 al escalón de cuerpo de relleno 14 hasta que el
segundo depósito colector 30 es llenado de nuevo. La pérdida de
líquido de lavado en el escalón de chorro anular 16 es compensada
por la alimentación de agua a través de la conducción de agua 40
indicada en trazo y punto al tercer depósito colector 34. El
producto de adsorción llega con esto en contracorriente a los gases
de humos desde el escalón de chorro anular 16 a través del escalón
de cuerpo de relleno 14 al escalón de superconducción 12. Este
principio de contracorriente tiene como consecuencia que los gases
de humos con baja concentración de materias tóxicas sean lavados
con un líquido de lavado que presenta igualmente una reducida
concentración de materias tóxicas y, de igual forma y manera, el
producto de adsorción no o poco cargado está en contacto con el
líquido de lavado con baja concentración de materias tóxicas. Estas
concentraciones crecen en sentido opuesto al de circulación de los
gases de humos en cada escalón. Las gotas de niebla eventualmente
arrastradas del escalón de chorro anular 16 presentan la
concentración de materias tóxicas más baja en el depurador 10.
También es imaginable alimentar producto de
adsorción directamente al líquido de lavado del escalón de cuerpo de
relleno 14 y/o del escalón de superconducción 12, tal como está
indicado con las flechas 42 y 42'.
Se inyecta el producto de adsorción antes del
depurador 10 en los gases de humos, tal como indica la flecha 44.
El producto de adsorción adicionado al flujo de gases de humos
extrae directamente de los gases de humos materias tóxicas
inorgánicas y metales y llega a través del proceso de lavado al
líquido de lavado de todos los escalones. Naturalmente, el producto
de adsorción puede ser introducido solo en uno o en varios de los
puntos 36, 42, 42', 44.
Con la conducción del producto de adsorción en
los gases de humos y en el líquido de lavado, respectivamente, son
extraídas por adsorción de forma óptima tanto de los gases de humos
como también del líquido de lavado materias tóxicas como dioxina,
furano y mercurio.
También es posible conducir el líquido de lavado
de un escalón o de varios escalones a través de un filtro de
adsorción, tal como se muestra en la figura por medio de un filtro
de carbón activo 46 indicado en trazo y punto en el escalón de
chorro anular 16.
Las materias tóxicas adsorbidas por el producto
de adsorción están rígidamente ligadas en este y son solo
difícilmente extraíbles de nuevo con un tratamiento térmico a
temperaturas elevadas de >300ºC. Si en el tratamiento posterior
26 el líquido de lavado extraído del escalón de superconducción 12
es vaporizado en un secador de rociado, las materias tóxicas
adsorbidas por el producto de adsorción permanecen entonces ligadas
y no son ya liberadas de nuevo en los gases de humos. El producto
de adsorción se presenta en el secador de rociado junto con otras
sales desecadas.
Por otra parte, en el tratamiento posterior 26,
el líquido de lavado también puede ser depurado. Como las materias
orgánicas tóxicas y metales, en particular los metales pesados como
el mercurio, están atrapados en el producto de adsorción, es
suficiente aquí una precipitación con hidróxido puro, por ejemplo
una neutralización con lechada de cal, y productos precipitadores
adicionales como, por ejemplo, FHM o TMT 15, no son necesarios o
solo en pequeña cantidad. El depurado del líquido de lavado puede
aún ser mejorado por la aportación de producto de adsorción
adicional en el escalón de neutralización.
Las partículas precipitadas en el depurado de las
aguas residuales pueden ser filtradas y prensadas en una prensa de
filtrado para formar tortas de filtrado sólidas o ser separadas en
centrifugadoras u otros dispositivos de filtrado. Estas tortas de
filtrado y los residuos, respectivamente, de las centrifugadoras y
de los dispositivos de filtrado, así como los residuos del secador
de rociado pueden ser almacenados sin problemas ya que las materias
tóxicas no pueden ser ya liberadas del producto de adsorción.
Claims (9)
1. Procedimiento para depurado de gases de humos
por lavado, en el que para la eliminación de materias tóxicas
orgánicas y metales, en particular metales pesados, se incorpora en
los gases de humos, antes del lavado, un producto de adsorción
finamente dividido, pulverizado o granular y el producto de
adsorción se separa por lavado del gas de humo por medio de un
líquido de lavado y se arrastra en el líquido de lavado.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el producto de adsorción es adicionado
directamente también al líquido de lavado.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el producto de adsorción es introducido
también en el líquido de lavado de uno de los escalones últimos
(14, 16), preferentemente del último escalón (16) de un proceso de
lavado de escalones múltiples.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el producto de
adsorción es introducido, en un depurador (10) de tres escalones
con un escalón de superconducción (12), un escalón de cuerpo de
relleno (14) y un escalón de chorro anular (16), también en el
escalón de chorro anular (16).
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el producto de
adsorción es introducido también en varios escalones de lavado (12,
14, 16).
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el producto de
adsorción es conducido en contracorriente respecto a los gases de
humos.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el líquido de
lavado conducido en el circuito es guiado a través de un filtro de
adsorción, preferentemente un filtro de carbón activo (46).
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque al líquido de
lavado se añade adicionalmente un producto de adsorción en un
escalón de neutralización (26).
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque como producto de
adsorción se emplea carbón activo, polímero de poliestireno o
resina intercambiadora de iones.
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