ES2235009T3 - Procedimiento y aparato para limpiar incineradores. - Google Patents
Procedimiento y aparato para limpiar incineradores.Info
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Abstract
Procedimiento para la limpieza de recipientes e instalaciones contaminados, escorificados o con depósitos de escoria, mediante una técnica explosiva, preferentemente durante el funcionamiento de la instalación o estando el recipiente caliente, caracterizado porque un dispositivo tubular o lanza (20) se introduce desde el exterior en el recipiente o en la instalación, de tal manera que la boca del dispositivo tubular o lanza (20) queda posicionada en las proximidades de las zonas contaminadas, o depósitos de escoria o escorificaciones (6), porque a través del dispositivo tubular o lanza (20) se conduce una mezcla explosiva (7), o unos componentes que al mezclarlos forman una mezcla explosiva, llegando a un recipiente de pared delgada (25) colocado en el dispositivo tubular o lanza (20), llegando a las proximidades de las zonas contaminadas o depósitos de escoria o escorificaciones (6) y porque la mezcla explosiva (7) formada eventualmente por la mezcla de los componentes, se hace explosionar, destruyéndose el recipiente de pared delgada.
Description
Procedimiento y aparato para limpiar
incineradores.
La invención se refiere a un procedimiento y a un
dispositivo para la limpieza de recipientes contaminados o
escorificados. En particular se refiere a un procedimiento y a un
dispositivo para la así denominada limpieza por explosión en línea,
de instalaciones de combustión escorificadas, según el preámbulo de
las reivindicaciones independientes.
Las superficies calentadas de, por ejemplo,
instalaciones de incineración de basura o calderas de carbón están
sometidas en general a una contaminación intensa. Estas
contaminaciones tienen composiciones inorgánicas y se forman
típicamente por incrustación de partículas de ceniza en la pared.
Los depósitos en la zona de las temperaturas elevadas de los gases
de humos suelen ser bastante duros, ya que quedan pegados sobre la
pared o bien de manera fundida o unidos por fusión, o quedan
aglutinados en la pared más fría de la caldera debido a sustancias
con un punto de fusión más bajo o que se condensen, cuando se
solidifican. Estos depósitos solamente se pueden quitar de manera
difícil e insuficiente aplicando los procedimientos de limpieza
conocidos. Esto da lugar a que la caldera se tenga que parar
periódicamente, enfriar y limpiar manualmente o mediante chorro de
arena. Dado que estas calderas, por lo general, tienen unas
dimensiones bastante grandes, para ello se requiere a menudo tener
que levantar un andamio en el horno. Esto exige además una
interrupción del trabajo durante varios días o semanas, siendo
además sumamente desagradable e insalubre para el personal de
limpieza, debido a la intensa producción de polvo y suciedad. Una
manifestación secundaria que forzosamente se produce casi siempre
con motivo de una interrupción en el funcionamiento de la
instalación son los daños en los materiales del recipiente
propiamente dichos, como consecuencia de las fuertes variaciones de
temperatura. Además de los gastos de limpieza y reparación, los
costes debidos a la parada de la instalación representan un factor
de costes importante, debido a la falta de producción o de
ingresos.
Los procedimientos de limpieza convencionales
son, por ejemplo, la percusión de la caldera y el empleo de
inyectores de chorro de vapor, proyectores de chorro de
agua/sopladores de hollín y rociado de bolas.
Se conoce un procedimiento de limpieza en el que
la caldera enfriada o también la caldera caliente que se encuentra
en servicio se limpia mediante la introducción e inflamación de
explosivos. En el procedimiento descrito en el documento EP
1.067.349 se lleva un explosivo refrigerado mediante una lanza
refrigerada hasta las proximidades de la superficie calentada
contaminada, donde se inflama la carga explosiva. Debido a la
violencia de la detonación y a las vibraciones de la pared
producidas por las ondas de choque se desprenden los depósitos de
escoria adheridos a las superficies calentadas. Con este método se
puede reducir notablemente el tiempo de limpieza, en comparación
con los procedimientos de limpieza convencionales. Aplicando las
medidas de seguridad necesarias, la limpieza puede efectuarse en
línea, es decir, durante el funcionamiento del horno de combustión,
estando el recipiente todavía caliente. De esta manera se tiene la
posibilidad de limpiar una caldera en unas horas, mientras que con
un método de limpieza convencional se necesitarían días.
El inconveniente del procedimiento descrito en la
patente EP 1.067.349 es la necesidad del explosivo. Además de los
altos costes del material explosivo se hace necesario adoptar
grandes medidas de seguridad para evitar accidentes, por ejemplo,
en el almacenamiento de los explosivos. La introducción de material
explosivo en un recipiente caliente exige además un sistema de
enfriamiento absolutamente seguro y eficaz para evitar la
detonación prematura del explosivo.
El objetivo de la invención es el de crear un
procedimiento y un dispositivo para la limpieza de instalaciones de
combustión o recipientes sucios o escorificados, mediante el cual
no sea necesario parar la instalación durante la limpieza, que la
instalación vuelva a estar en breve tiempo de nuevo en estado limpio
y especialmente que se reduzca al mínimo el riesgo para el personal
y para las partes de la instalación durante el procedimiento de
limpieza.
Este objetivo se resuelve por medio de la
invención, tal como está definida en las reivindicaciones.
El procedimiento de limpieza aquí expuesto está
basado en llevar a las proximidades del objeto que se trata de
limpiar unas sustancias o componentes gaseosos, líquidos y/o en
forma de polvo, que individualmente o que preferentemente sólo sean
explosivos en forma de mezcla, con el fin de provocar a continuación
la explosión de la mezcla explosiva al menos parcialmente
gaseosa.
Para la protección de las personas, los
materiales se deberán poder guardar y manipular por separado, para
excluir en lo posible el peligro de una explosión prematura. Esto
es posible con el procedimiento de limpieza objeto de la invención,
ya que la sustancia explosiva que se necesita para la limpieza o la
mezcla explosiva se puede preparar en el sitio o en las
proximidades del lugar de un recipiente, en el cual se vaya a
utilizar. Esto aumenta la seguridad del personal y de los objetos.
Con el procedimiento de limpieza objeto de la invención no hay
ninguna clase de sustancias o componentes explosivos durante el
proceso de introducción y colocación del dispositivo y por lo
tanto, éstos tampoco están expuestos al calor.
El procedimiento de limpieza objeto de la
invención resulta especialmente adecuado para instalaciones de
combustión con cenizas volantes pegajosas, que tiendan a
aglomerarse, provocadas especialmente por la combustión de carbón,
basura, fangos de depuradora o basura especial. Esto es
especialmente aplicable en el ámbito de los generadores de vapor de
las instalaciones de combustión. Sin embargo el procedimiento de
limpieza también se puede aplicar para eliminar contaminaciones en
otras instalaciones donde haya incrustaciones duras de suciedad,
como por ejemplo, en instalaciones de depuración de gases de humos,
molinos de papel, silos, en la industria del cemento, etc. La
limpieza por explosivo se puede realizar durante el funcionamiento
de la instalación, es decir, en línea, o bien estando los
recipientes todavía calientes, de forma especialmente controlada y
con una dosificación exacta. De esta manera se reducen los costes
debidos a una parada de la producción y ninguna parte de la
instalación o tramo del recipiente se exponen a una carga
innecesaria. También se reducen al mínimo los peligros para el
personal de la instalación. Esto se debe especialmente a un tiempo
de permanencia especialmente corto del componente o mezcla
explosiva, al menos parcialmente gaseoso, en el entorno
caliente.
En una forma de realización preferida del
procedimiento de limpieza objeto de la invención se lleva un
combustible, líquido o gaseoso, por ejemplo, acetileno, etileno,
metano, etano, propano, gasolina, aceite, etc. y un oxidante, por
ejemplo, oxígeno, a las proximidades de la superficie que se trata
de limpiar. Allí se mezclan entre sí los componentes y a
continuación se inflaman. La violencia de la explosión y las
oscilaciones provocadas en la superficie debido a las ondas de
choque, por ejemplo, una pared del recipiente o una pared del tubo,
provocan el desprendimiento de los depósitos de escoria en la pared
y por lo tanto, la limpieza de la superficie. Los componentes
también se pueden mezclar entre sí en el dispositivo objeto de la
invención.
La intensidad de la explosión que se precisa para
la limpieza y por lo tanto la cantidad de materiales empleados,
depende de la clase de contaminación y de las dimensiones y clase
del recipiente contaminado. La dosificación e intensidad de la
explosión se pueden elegir y se eligen de tal manera que no se
produzcan daños en las instalaciones.
Por ejemplo, la cantidad de mezcla de gas de
acetileno y oxígeno necesaria para obtener una limpieza eficaz se
sitúa entre 5 y 30 litros por explosión. La proporción de mezcla
óptima de los gases se puede calcular a partir de la estequiometría
de los gases que para acetileno y oxígeno es de 1:3. En el caso de
una mezcla de gases explosivos de oxígeno y etano, la proporción es
de 3,5:1, con un volumen total de gas a título de ejemplo de unos
100 litros. La posibilidad de una dosificación óptima de los
componentes empleados reduce por una parte los costes de la limpieza
y por otra el riesgo de peligros y daños para la instalación y las
personas.
En una instalación o en un recipiente se
introduce un dispositivo de forma tubular, por ejemplo una lanza y
se lleva a las proximidades del punto que se trata de limpiar.
Mediante este dispositivo y una vez posicionado el mismo se pueden
introducir el componente o componentes en la instalación o
recipiente. Para una limpieza en línea, el recipiente que se trata
de limpiar y los gases de humo que, por ejemplo, estén pasando,
puede tener una temperatura de hasta 1000ºC. Esto significa que para
evitar una explosión prematura, los materiales necesarios para la
limpieza, por ejemplo, los gases y combustibles, se deben llevar al
punto deseado con una rapidez mayor a la que permita su
calentamiento, por ejemplo, debido a la radiación del calor.
Preferentemente el tubo va aislado térmicamente y/o enfriado. Esto
se puede conseguir mediante un tubo de materiales térmicamente
aislantes, por ejemplo, mediante una refrigeración aplicada al tubo
o que pase por el tubo. La refrigeración para el tubo y/o para los
materiales empleados en la limpieza se diseña preferentemente de tal
manera que pueda tener lugar sin una afluencia permanente de
refrigerante desde el exterior al dispositivo de limpieza o a los
componentes o a la mezcla de gases explosivos. Por lo tanto, un tubo
o lanza tendría que dotarse únicamente de conexiones para los
componentes, por ejemplo, gaseosos y se podría diseñar debidamente
más sencillo. Un dispositivo de limpieza de esta clase tampoco
depende de la presencia de, por ejemplo, conexiones de agua en las
proximidades del objeto que se trata de limpiar. Si se emplea para
la refrigeración un refrigerante tal como, por ejemplo, agua como
material aislante para la lanza, se han de disponer para ello las
conexiones necesarias en la lanza. Los eventuales tubos flexibles
se podrían quitar si se desea, antes de utilizar la lanza
propiamente para la limpieza. Si se desea el enfriamiento de la
lanza en situación posicionada, mediante un flujo de refrigerante,
esto se hará preferentemente haciendo pasar un refrigerante a
través de la planta, de manera que éste caiga directamente dentro
del recipiente caliente. Pero un dispositivo de limpieza también se
puede realizar de tal manera que el refrigerante vuelva a retornar
del dispositivo.
Para evitar completamente la posibilidad de una
explosión prematura, la mezcla explosiva, al menos parcialmente
gaseosa, se prepara preferentemente directamente en el lugar donde
ha de efectuarse la explosión. Esto se consigue, por ejemplo,
mezclando un gas combustible y un agente oxidante en un recipiente
de pared delgada, dentro del mismo recipiente que se trata de
limpiar. Sin embargo cabe también la posibilidad de reunir los
distintos componentes precisamente en una parte de la conducción de
alimentación, por ejemplo en el interior de la lanza. De esta
manera se inicia la mezcla intensiva de los distintos componentes ya
poco antes del punto que se trata de limpiar. También existe la
posibilidad de introducir directamente con las medidas de seguridad
necesarias, un gas explosivo o una mezcla de gases en un recipiente
de pared delgada, que se encuentre en una instalación o en un
recipiente. También en esta variante es mínimo el riesgo de una
explosión prematura de las sustancias o mezclas explosivas, ya que
la introducción de un dispositivo y el eventual posicionamiento del
mismo se puede realizar previamente y por lo tanto sin presencia
alguna de los materiales explosivos. Si en lugar de materiales
gaseosos se emplean uno o varios materiales líquidos o en polvo,
por ejemplo combustibles, éstos se conducen, por ejemplo, mediante
un sistema de bombas adecuado a través del dispositivo tubular
hasta el punto que se trata de limpiar, donde los materiales en
forma de líquidos o en forma de polvo se pulverizan preferentemente
dentro del recipiente de pared delgada. Esto puede efectuarse, por
ejemplo, mediante una pulverización a presión o de gas, por
ejemplo, empleando un gas utilizado para la limpieza.
La dosificación de los gases o mezclas de gases y
eventualmente también de materiales líquidos se realiza
preferentemente por medio de recipientes a presión en los que se
pueden introducir cantidades de gas o líquido que previamente se
hayan dosificado exactamente, por ejemplo, mediante un trasvase
controlado desde botellas de gas comerciales. El empleo de
recipientes a presión independientes ofrece la ventaja de que las
cantidades y por lo tanto las presiones de llenado de estos
recipientes se pueden adaptar de forma muy sencilla a la intensidad
deseada para la explosión. Además, mediante la introducción de los
gases o líquidos a presión se puede conseguir que los componentes
empleados permanezcan un tiempo sumamente corto en el entorno
caliente.
Para evitar la dilución de los gases, mezclas de
gases, materiales en polvo o líquidos, por ejemplo, causada por el
aire ambiente o gases de humos, los materiales se mantienen en lo
posible junto a o en las proximidades del punto a limpiar, mediante
un recipiente adecuado de pared delgada. Esto resulta especialmente
ventajoso cuando la mezcla explosiva se tenga que preparar en las
proximidades de la superficie que se trata de limpiar, por ejemplo,
mediante una alimentación independiente de los distintos gases o
combustibles en un dispositivo de forma tubular o una lanza. Un
recipiente de esta clase sirve entre otras cosas para evitar la
dilución de los gases, en particular antes de su mezcla completa y
eventualmente para su enfriamiento. Como ejemplo de recipientes
adecuados de pared delgada se pueden indicar recipientes de pared
delgada dilatables a modo de globo, o recipientes de pared delgada
flexibles, elásticos, como por ejemplo, fundas o bolsas a modo de
saco. Un recipiente de pared delgada va colocado preferentemente en
un extremo de un tubo, por ejemplo, en el extremo de cabeza de la
lanza y se infla por los mismos gases. Para evitar la explosión
prematura del recipiente de pared delgada éste se deberá inflar más
rápidamente de lo que pueda ser calentado por convección o
radiación y/o se debería refrigerar. Los recipientes de pared
delgada presentan preferentemente un volumen mayor que el volumen
total de los componentes introducidos en los mismos. Esto impide
por una parte la destrucción prematura del recipiente de pared
delgada a causa del reventamiento, por ejemplo, de recipientes
elásticos a modo de globo. Por otra parte y por ejemplo, en el caso
de recipientes de materiales no dilatables, como por ejemplo,
fundas de plástico o papel a modo de saco, no hay sobrepresión en
el recipiente en comparación con el entorno.
Esto impide o reduce al mínimo el escape de gas
en caso de una eventual perforación del recipiente de pared delgada,
que puede ser provocado por ejemplo, por chispas volantes u objetos
agudos.
El enfriamiento de la cabeza de la lanza o el
enfriamiento de un recipiente de pared delgada se realiza
preferentemente aplicando métodos de enfriamiento pasivos. En caso
de enfriamiento pasivo de una mezcla de gases explosivos no se
introducen desde el exterior o dentro de la mezcla explosiva agentes
refrigerantes adicionales, estando el dispositivo de limpieza en
posición introducida. Esto, además de una simplificación general del
diseño del dispositivo de limpieza, ofrece la ventaja de que los
conductos de alimentación de los materiales necesarios para
explosión se pueden mantener separados, de una forma relativamente
sencilla, de la eventual refrigeración de la lanza. En el caso de
la combinación con un enfriamiento pasivo de la lanza, se puede
mantener todo el procedimiento de limpieza esencialmente
independiente de una infraestructura local existente.
Un recipiente de pared delgada y por lo tanto
también los materiales que se encuentran en el interior de éste se
puede proteger contra un calentamiento intenso indeseable mediante
una funda de protección térmicamente aislante o mediante una funda
de protección ya dotada de refrigerante. Un ejemplo de esta última
funda de protección puede tener un diseño muy sencillo y estaría
compuesto esencialmente, por ejemplo, de un material sumamente
absorbente, por ejemplo, crepé, o de un material esponjoso, que
antes de introducirlo en una instalación caliente se empapa de un
refrigerante, preferentemente agua. Pero también cabe la posibilidad
de fabricar el propio recipiente de pared delgada de un material
que pueda acumular o absorber refrigerante.
Naturalmente existe también la posibilidad de
enfriar el recipiente de pared delgada empleando un refrigerante
adecuado, por ejemplo, rociando agua, aire o una mezcla de ambos
medios, sobre el recipiente de pared delgada. También cabe la
posibilidad de introducir dosificadamente gotas de agua u otro
refrigerante en el recipiente de pared delgada durante el inflado,
de manera que su superficie sea enfriada desde el interior. Esto se
puede combinar, por ejemplo, con la introducción de un componente
líquido o gaseoso empleado para la limpieza.
Otra posibilidad preferida para proteger el
recipiente de pared delgada consiste en introducir el recipiente de
pared delgada dentro del recipiente que se trata de limpiar, metido
en un dispositivo de protección adecuado. Esto se hace por ejemplo
mediante un dispositivo de protección aplicado en el dispositivo de
limpieza, por ejemplo, una campana o embudo de protección colocados
en y alrededor de la lanza. En estado sin inflar, el recipiente de
pared delgada puede quedar alojado en el interior del dispositivo
de protección. El dispositivo de protección está realizado de tal
manera que le ofrezca al recipiente de pared delgada la posibilidad
de desplegarse esencialmente de forma libre, en cuanto se infla.
Esto se puede realizar mediante un dispositivo de protección que se
abra por fuerza o presión. Un orificio del dispositivo de protección
colocado por el lado del recipiente, es decir, por el lado de la
cabeza, puede estar dotado de una tapa. Una tapa de esta clase es
preferentemente de pared delgada, se debe poder abrir o desprender
con facilidad de manera que el recipiente de pared delgada que se
vaya dilatando lo pueda desprender del dispositivo de protección.
Estará fabricada preferentemente de materiales que se puedan
empapar con el refrigerante, como por ejemplo, un trozo de papel,
yute, etc. Según el diseño de la tapa, se puede cerrar con ella el
dispositivo de protección completo. De esta manera se protege al
mismo tiempo o enfría un recipiente de pared delgada así como un
dispositivo de protección.
En una forma de realización preferida se emplea
una refrigeración indirecta, pasiva, por los motivos ya mencionados,
tanto para el recipiente de pared delgada como también para la
lanza. Una refrigeración pasiva para una mezcla explosiva y para
una lanza es independiente de un refrigerante activo aportado desde
el exterior durante el propio procedimiento de limpieza, es decir,
cuando la lanza está introducida. La refrigeración pasiva de la
lanza se realiza preferentemente mediante la aplicación de
materiales adecuados alrededor del tubo por el que pasa el gas y/o
el líquido o mediante la fabricación del tubo o de las conducciones
de alimentación con materiales adecuados. Estos son, por ejemplo,
materiales aislantes, esencialmente resistentes al calor y/o que
puedan alojar refrigerante, o bien disposiciones de material
adecuados. Como ejemplo de estos últimos cabe citar los materiales
absorbentes tales como papel, algodón o tela, que antes de ser
utilizados se empapan de agua o de otro refrigerante. Para evitar
causar daños en una capa de refrigeración se pueden aplicar capas de
protección exteriores. En el caso de papel absorbente puede ser un
simple revestimiento de tela. Pero también cabe la posibilidad de
aplicar una capa de protección más resistente, por ejemplo, a base
de una reja o trenzado metálico, o bien un segundo tubo metálico.
Los materiales que absorben el refrigerante lo pueden volver a
ceder cuando sea necesario, enfriando de esta manera el tubo o el
recipiente de pared delgada debido al frío de evaporación que se
produce. Las refrigeraciones pasivas pueden ser también, por
ejemplo, unos trenzados metálicos o cerámicos densos, que en las
oquedades o poros puedan absorber refrigerante. También cabe la
posibilidad de diseñar una refrigeración pasiva mediante materiales
que absorban el calor. Estos materiales están en condiciones de
absorber y acumular calor, en lugar de transmitirlo. Como ejemplo se
pueden citar los materiales que en una gama de temperaturas
adecuadamente elegida realicen un cambio de fase, normalmente
sólido-líquido (son los llamados "phase change
materials" (PCM)). Otro ejemplo de enfriamiento aislante de la
lanza son los tubos dobles que se pueden rellenar de un
material
aislante.
aislante.
En caso de necesidad se pueden también combinar,
omitir o complementar los más diversos métodos de refrigeración y
dispositivos de protección.
La inflamación de la mezcla de gases explosivos o
mezcla de líquido/gas se realiza empleando medios conocidos por el
estado de la técnica. Preferentemente se hará mediante una
inflamación debida a una chispa provocada eléctricamente, mediante
llamas auxiliares o una inflamación pirotécnica sirviéndose de
fulminantes y dispositivos de encendido colocados debidamente. Los
fulminantes van colocados preferentemente en la zona de uno de los
extremos de la lanza, en el mismo tubo o en el recipiente de pared
delgada. El accionamiento del dispositivo de encendido así como el
transcurso de la entrada de los gases y/o la introducción de los
componentes líquidos se realiza preferentemente y por razones de
seguridad mediante un dispositivo de control.
El desarrollo de una explosión en un recipiente
caliente se realiza de la forma siguiente, en una forma de
realización preferida:
- -
- Los recipientes de gas a presión se llenan con las cantidades y presiones de gas deseadas, accionando las válvulas correspondientes de las botellas de gas a presión que contengan los respectivos gases, por ejemplo, acetileno o etano y oxígeno.
- -
- En un extremo de un tubo se fija un recipiente de pared delgada (por ejemplo, de plástico, una funda en forma de globo o de saco o una bolsa), por ejemplo, enchufándolo, pillándolo o pegándolo con cinta adhesiva y/o se guarda plegado dentro del dispositivo de protección.
- -
- Si se desea, se activa la refrigeración de la cabeza, por ejemplo, se fija una funda de protección (aislante y/o refrigerante) o se empapa de refrigerante y/o se inicia el enfriamiento junto con el gas.
- -
- La lanza se introduce desde el exterior en el recipiente que se trata de limpiar, por ejemplo, a través de un orificio de acceso, de tal manera que el extremo del tubo incluyendo el recipiente de pared delgada quede colocado delante de la superficie que se trata de limpiar.
- -
- Al abrir las válvulas de los recipientes de gas a presión comienza el llenado del recipiente de pared delgada con la mezcla de gases.
- -
- Se acciona el dispositivo de encendido y se provoca la explosión.
Algunos de los pasos del desarrollo arriba
descrito de un procedimiento de limpieza por explosión conforme a la
invención se pueden también complementar y/o automatizar mediante
pasos intermedios. Por ejemplo, la activación del proceso de
explosión puede ir unida a mecanismos de seguridad. Estos inician
preferentemente la alimentación de gas desde los recipientes a
presión al recipiente de pared delgada, e interrumpen esta
comunicación antes de la explosión propiamente dicha, por ejemplo,
mediante la activación de los fulminantes. Esto impide, por ejemplo,
retrocesos a las conducciones de alimentación o explosiones
incontroladas. El procedimiento de limpieza puede incluir
adicionalmente también una fase de limpieza del dispositivo. Ésta
se realiza, por ejemplo, mediante un barrido de la lanza o de los
distintos tubos mediante aire comprimido, a continuación de la
explosión.
A continuación se describen con mayor detalle
formas de realización del dispositivo para el procedimiento de
limpieza objeto de la invención, de recipientes escorificados,
sirviéndose para ello a título de ejemplo de figuras dibujadas
esquemáticamente.
Las figuras muestran:
Figura 1 una representación simplificada de una
forma de realización del dispositivo objeto de la invención,
representado sin el recipiente de pared delgada,
Figura 2 otra forma de realización del
dispositivo objeto de la invención,
Figura 3 una tercera forma de realización del
dispositivo objeto de la invención.
En la figura 1 está representado un dispositivo
10 sin el recipiente de pared delgada, destinado a realizar el
procedimiento de limpieza conforme a la invención. El dispositivo
10 comprende unos conductos de alimentación de forma tubular 1, 2 a
través de los cuales se pueden conducir a las proximidades de una
pared 5 que se trata de limpiar y preferentemente después de su
posicionamiento, diferentes gases, por ejemplo, oxígeno 3 y etano
4, pero también combustibles líquidos u oxidantes. Los gases 3, 4
y/o los líquidos forman en la zona de contaminación de la pared 6
una mezcla explosiva 7. Mediante un dispositivo de encendido 8, que
se puede controlar y accionar desde el exterior del recipiente que
se trata de limpiar o de la instalación, se inflama la mezcla
explosiva 7, por ejemplo, formando una chispa de encendido 9. La
explosión también se puede activar por medio de un fulminante
situado en la zona de la mezcla 7, por ejemplo, en los conductos de
alimentación 1, 2. Los conductos de alimentación 1, 2 o el
dispositivo de encendido 8 están realizados en este caso de tal
manera que la chispa de encendido 9 no llegue a estar directamente
delante de un extremo de uno de los conductos de alimentación 1, 2,
con el fin de evitar un retroceso del dispositivo de limpieza 10 o
un encendido inverso que retroceda a los conductos de alimentación
1, 2. Esto se puede realizar situando la chispa de encendido 9 en la
zona entre los extremos de conductos de alimentación 1, 2 de
diferente longitud.
Los conductos de alimentación 1, 2 y el
dispositivo de encendido 8, o partes del mismo, pueden estar
alojados también conjuntamente en una envolvente de forma tubular,
por ejemplo, en un tubo. El dispositivo 10 también está dotado
preferentemente de refrigeración. La refrigeración se realiza
preferentemente mediante la evaporación de refrigerante, que enfría
los conductos de alimentación 1, 2 o la envolvente común que
eventualmente exista. Se logra un enfriamiento eficaz, por ejemplo,
mediante la alimentación desde el exterior de aire y/o agua, dentro
de o a través de los conductos de alimentación 1, 2.
En un recipiente de pared delgada existente en el
dispositivo 10 (que en la figura 1 no está representado), para
proteger los gases e impedir su dilución, el enfriamiento de la
cabeza de la lanza está realizado preferentemente en forma de una
funda de protección empapada en refrigerante. El enfriamiento de la
cabeza también puede estar configurado como una alimentación de
refrigerante que conduzca hasta dentro del recipiente. De esta
manera se enfría el recipiente de pared delgada o el gas o la
mezcla de gas/líquido que se encuentre en el interior del
recipiente. Los materiales empleados para los conductos de
alimentación 1, 2 y/o para un tubo común, presentarán, además,
preferentemente unas características térmicamente aislantes con el
fin de proteger el gas 3, 4 o el líquido que se encuentre en su
interior contra las influencias exteriores del calor, por ejemplo,
los gases de humos.
En la figura 2 se muestra a título de ejemplo
otro dispositivo para realizar el procedimiento de limpieza conforme
a la invención. Una lanza 20 refrigerable o aislada, que comprende
un revestimiento 21 y un tubo interior 22, lleva en uno de sus
extremos conexiones 23 para la alimentación de gas. También se
encuentra en la zona de este extremo de la lanza 20 un medio de
encendido adecuado, por ejemplo, una bujía 19, mediante la cual se
puede inflamar una mezcla explosiva de gases, preferentemente por
un procedimiento eléctrico. El revestimiento 21 protege la lanza 20
y el gas o mezcla de gases que se encuentra en su interior contra
el calentamiento. Contiene preferentemente un material absorbente,
por ejemplo, papel y puede estar dotado adicionalmente de una capa
de protección que rodee el material absorbente, por ejemplo, un
tejido absorbente o una funda en forma de lámina, que refleje el
calor y preferentemente esté dotada de orificios. Una eventual capa
de protección, que aquí no está representada con mayor detalle,
sirve esencialmente para evitar o reducir el desprendimiento o el
daño del material del revestimiento 21 que acumula el refrigerante
o sirve como aislante, contra efectos mecánicos del exterior. Una
capa de protección puede estar dotada también de propiedades
absorbentes o aislantes adicionales.
En el otro extremo de la lanza 20 está colocado
un recipiente de pared delgada 25, que aquí ya está inflado y una
campana de protección 27. El recipiente de pared delgada 25 está
fijado en el tubo interior 22 de tal manera que es inflado por el
gas o por la mezcla de gas que pasa a través del tubo interior. El
recipiente de pared delgada está compuesto en este caso de una
funda de plástico 25a esencialmente estanca a los gases, por
ejemplo, una bolsa de plástico fabricada en polietileno, así como de
una funda de protección 25b que rodea la funda de plástico 25a. La
funda de protección 25b es preferentemente una envoltura de papel
absorbente, que está unida a la funda de plástico 25a,
preferentemente pegada a la misma. Antes del empleo de la lanza 20,
es decir, antes de introducir la lanza 20 en la instalación que se
trata de limpiar, la funda de papel y el revestimiento 21 de la
lanza se mezclan con refrigerante, por ejemplo, se empapan con
agua. El recipiente de pared delgada 25 se guarda plegado dentro de
la campana de protección 27. Encima de la campana de protección hay
preferentemente además, una tapa adicional empapada de refrigerante
(que no está representada con mayor detalle), para refrigerar
adicionalmente el recipiente de pared delgada que se encuentra en
su interior y eventualmente también la campana de protección,
protegiéndolos eventualmente contra acciones mecánicas. Después de
introducir y posicionar la lanza en el recipiente que se trata de
limpiar, el recipiente de pared delgada sale de la campana de
protección 27 al inflarse. Mientras tanto, está protegido del calor
de los gases de humos gracias a la envoltura de papel empapada en
agua y el tubo interior 22 lo está por el revestimiento 21. La
campana de protección 27 es ligeramente cónica, en forma de vaso,
abierta hacia el exterior, para dejar suficiente espacio para la
funda inflada o el recipiente en forma de globo. Un dispositivo de
protección tiene por ejemplo, forma de cono hueco o cilindro hueco
o de campana. Presenta preferentemente un orificio situado
lateralmente para el paso de una o varias conducciones de
alimentación y por el otro lado un orificio para un recipiente de
pared delgada. Un dispositivo de protección también puede estar
realizado de doble pared, de manera que el eventual espacio
intermedio esté lleno o se pueda llenar con material aislante o
refrigerante. La campana de protección 27, el revestimiento 21 u
otro dispositivo de protección van colocados fijos en la lanza.
Pero también pueden estar diseñados de tal manera que se deslicen
sobre la lanza o se coloquen alrededor y se puedan posicionar de
diversas maneras. Esto permite poder sustituir fácilmente, en caso
de necesidad, un dispositivo de protección después de un proceso de
limpieza. Pero por razones técnicas y consideraciones económicas,
para los dispositivos de protección se emplean materiales lo más
resistentes al calor posibles.
La conexión para la alimentación de gas 23 va
dispuesta en el tubo interior 22 y une con la lanza 20 dos
conducciones de alimentación de gas 29, 30. Una de las conducciones
de alimentación de gas 30 está unida a través de una primera
electroválvula 32 a un primer recipiente a presión 34, estando éste
a su vez conectado a una primera botella de gas 36, por ejemplo,
una botella de oxígeno, a través de una cuarta válvula 38. La
segunda conducción de alimentación de gas 29 tiene esencialmente el
mismo diseño, es decir, que está unida a un segundo recipiente a
presión 33 a través de una segunda electroválvula 31. Este
recipiente a su vez está conectado a través de una tercera válvula
37 a una segunda botella de gas comercial 35. La segunda botella de
gas 35 contiene respectivamente un gas combustible, tal como por
ejemplo, acetileno, etileno o etano.
Después de abrir la tercera y la cuarta válvulas
37, 38 se llenan los recipientes a presión 33, 34 con los gases
correspondientes. Una presión de llenado que ya se ha acreditado de
forma experimental alcanza como máximo 15 bar, presentando los
recipientes a presión unos volúmenes que tienen por ejemplo, unos
valores de 1,51 para etano y 51 para oxígeno, empleándose para la
limpieza de los recipientes usuales normalmente una cantidad total
de gas del orden de 100 l-200 l. La relación entre
los volúmenes de los dos recipientes a presión equivale
preferentemente a la relación estequiométrica de los dos gases para
una combustión completa. Las presiones de los gases en los
recipientes a presión determinan la intensidad de la explosión y se
pueden ajustar por medio de válvulas receptoras en las botellas de
gas 35, 36. Estas presiones son preferentemente iguales entre
sí.
Mediante un interruptor 39 de pulsador exterior,
comunicado con la bujía 19 en la lanza 20, se inicia el proceso de
la explosión. Su desarrollo se controla preferentemente por medio de
un sistema de mando 40, por ejemplo, un mando por relé. Las vías de
mando están dibujadas en la figura como líneas de trazos,
indicándose el sentido de las señales por medio de flechas.
Primeramente se abren brevemente las electroválvulas, por ejemplo,
durante unos pocos segundos. El contenido de los gases de los
recipientes a presión 33, 34 fluye durante este tiempo a través de
las conducciones de alimentación de gas independientes 29, 30 a la
lanza 20. Allí se mezclan entre sí y se conducen a través del tubo
interior 22 al recipiente de pared delgada 25, inflándolo. En una
forma de realización preferida del dispositivo de limpieza, las
conducciones de alimentación de gas 29, 30 se mantienen separadas
en el tubo interior 22 de la lanza 20, de manera que los gases
solamente llegan a mezclarse en el recipiente de pared delgada,
formando allí una mezcla de gases explosiva.
Después de cerrar las electroválvulas 31, 32 y
preferentemente después de un tiempo de retardo predeterminado, por
ejemplo de 0,5 s se inflama el fulminante y se provoca la
explosión. Según la forma de realización que se haya elegido para la
alimentación de gases, la bujía 19 o el fulminante estarán
posicionados correspondientemente en la lanza. El proceso de inflado
del recipiente de pared delgada hasta su inflamación es de unos
pocos segundos, normalmente 1-3 s, por ejemplo, 2
s.
Después de inflamar la mezcla de gases se limpia
el tubo interior preferentemente de los restos de la explosión, por
ejemplo, escorias. Esto se realiza, por ejemplo, mediante aire
comprimido que se hace pasar a través del tubo interior 22. Para
ello una de las conducciones de alimentación de gas 30 dispone de
una válvula adicional 41, que está en comunicación con un calderín
de aire comprimido 42, por ejemplo, un generador de aire comprimido
o una botella de aire comprimido. Esta válvula 41, que aquí está
dibujada como electroválvula, preferentemente se puede también
activar y accionar automáticamente.
Si para la limpieza no se emplean materiales
gaseosos sino también o exclusivamente materiales líquidos, se puede
mantener debidamente reducido el volumen del recipiente de pared
delgada 25. Se fabrica entonces de un material adecuado
correspondiente, por ejemplo, en forma de fundas de plástico
esencialmente estancas a los líquidos.
La figura 3 muestra una tercera forma de
realización del dispositivo conforme a la invención. Comprende a
título de ejemplo una estructura a base de una lanza refrigerable
50. La mayoría de las referencias son las mismas que en la figura
2. Éstas se refieren correspondientemente a las mismas
características y elementos a título de ejemplo y no se volverán a
explicar nuevamente aquí. La lanza refrigerable 50, que comprende
un tubo exterior 51 y un tubo interior 52 lleva en uno de sus
extremos unas conexiones 23, 24 para la alimentación de gas y para
la refrigeración. Entre el tubo exterior 51 y el tubo interior 52
se hace pasar un refrigerante, por ejemplo, una mezcla de
agua/aire. Ésta vuelve a salir por el segundo extremo de la lanza
50, tal como está indicado por medio de flechas. Según la velocidad
de flujo o la distancia entre el orificio de salida del
refrigerante fuera de la lanza 50 a la campana de protección 27, el
refrigerante que pasa a través de la lanza 50 puede enfriar también
la campana de protección.
La conexión 24 de refrigerante lleva una válvula
de conexión de refrigerante 28, por ejemplo, una llave de paso
manual. El accionamiento de ésta permite conectar y desconectar a
voluntad la refrigeración. Preferentemente será también posible
establecer una determinada proporción de mezcla de los distintos
medios refrigerantes, representados aquí por medio de dos
tuberías/mangueras de conexión 24a, b.
Una refrigeración de lanza realizada de este modo
se activa preferentemente antes de introducir la lanza 50 en un
recipiente caliente. Normalmente se mantiene conectada durante todo
el tiempo en el que la lanza está expuesta al calor. Una
refrigeración activa de la lanza de este tipo se puede incorporar
también en un sistema de mando 40. Naturalmente existe también la
posibilidad de introducir el refrigerante a través de una conexión
de refrigeración en uno de los extremos de la lanza 50, haciéndolo
retornar nuevamente a ese mismo extremo. Esto sería posible, por
ejemplo, en el caso de un tubo exterior 51 cerrado por un extremo,
con una conducción de refrigerante esencialmente en forma de U o
concéntrica.
El procedimiento de limpieza conforme a la
invención transcurre con el dispositivo descrito en la figura 3 de
forma semejante al de la figura 2: empapar un recipiente de pared
delgada 25 con refrigerante, activar la refrigeración de la lanza,
introducir y posicionar la lanza, cargar los recipientes a presión
33, 34 con las cantidades de gas deseadas, activación del proceso
de encendido mediante el accionamiento de un interruptor a presión
39. El gas o los gases fluyen a través de la lanza 50 e inflan el
recipiente de pared delgada. Éste queda protegido contra el
calentamiento en un principio por la campana de protección 27 y
después esencialmente por la funda de protección 25b que está
empapada. Cuando la cantidad de gas deseada ha llegado al límite de
la pared delgada 25, se inflama la mezcla de gases explosiva
mediante elementos detonantes 19 adecuados. Después de realizar el
proceso de limpieza se limpia preferentemente también el tubo
interior 52 y eventualmente también el tubo exterior 51, en una
fase de limpieza, por ejemplo, mediante aire comprimido,
liberándolo de escorias y agua.
El empleo de un recipiente de pared delgada
conforme a la presente invención ofrece la ventaja de que se puede
fabricar de forma sumamente económica. Otra ventaja adicional de
una bolsa de plástico revestida de papel empleada como recipiente
de pared delgada es que unas posibles chispas volantes podrían
perforar la bolsa de plástico, pero la funda sigue protegiendo al
gas o mezcla de gases explosiva. Una funda de protección de un
material absorbente puede estar realizada con varias capas.
Aplicando, por ejemplo, varias fundas de protección sencillas se
puede adaptar de esta manera a la temperatura en recipientes con
diferente calor. Aprovechando el calor de evaporación de
refrigerantes adecuados, no se necesita alimentación de refrigerante
en o a través de la lanza durante el procedimiento de limpieza
propiamente dicho.
Claims (20)
1. Procedimiento para la limpieza de recipientes
e instalaciones contaminados, escorificados o con depósitos de
escoria, mediante una técnica explosiva, preferentemente durante el
funcionamiento de la instalación o estando el recipiente caliente,
caracterizado porque un dispositivo tubular o lanza (20) se
introduce desde el exterior en el recipiente o en la instalación, de
tal manera que la boca del dispositivo tubular o lanza (20) queda
posicionada en las proximidades de las zonas contaminadas, o
depósitos de escoria o escorificaciones (6), porque a través del
dispositivo tubular o lanza (20) se conduce una mezcla explosiva
(7), o unos componentes que al mezclarlos forman una mezcla
explosiva, llegando a un recipiente de pared delgada (25) colocado
en el dispositivo tubular o lanza (20), llegando a las proximidades
de las zonas contaminadas o depósitos de escoria o escorificaciones
(6) y porque la mezcla explosiva (7) formada eventualmente por la
mezcla de los componentes, se hace explosionar, destruyéndose el
recipiente de pared delgada.
2. Procedimiento para la limpieza de recipientes
e instalaciones contaminados, escorificados o con depósitos de
escoria, según la reivindicación 1, caracterizado porque la
mezcla explosiva o los componentes son al menos parcialmente
gaseosos, líquidos o en forma de polvo.
3. Procedimiento para la limpieza de recipientes
e instalaciones contaminados, escorificados o con depósitos de
escoria, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque
el recipiente de pared delgada (25) se sitúa mediante el
dispositivo o lanza (20) en las proximidades de las zonas
contaminadas o depósitos de escoria o escorificaciones (6).
4. Procedimiento para la limpieza de recipientes
e instalaciones contaminados, escorificados o con depósitos de
escoria, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el recipiente de pared delgada (25) se
infla antes de la explosión por medio de los gases (3, 4) o de la
mezcla explosiva (7).
5. Procedimiento para la limpieza de recipientes
e instalaciones contaminados, escorificados o con depósitos de
escoria, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la mezcla explosiva (7) se prepara en el
recipiente de pared delgada
(25).
(25).
6. Procedimiento para la limpieza de recipientes
e instalaciones contaminados, escorificados o con depósitos de
escoria, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque los gases (3, 4) o la mezcla explosiva
(7) fluyen al dispositivo tubular o lanza (20) desde por lo menos
un recipiente a presión (33, 34).
7. Procedimiento para la limpieza de recipientes
e instalaciones contaminados, escorificados o con depósitos de
escoria, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la mezcla explosiva (7) se forma
mezclando un combustible gaseoso (4) y un oxidante gaseoso (3).
8. Procedimiento para la limpieza de recipientes
e instalaciones contaminados, escorificados o con depósitos de
escoria, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque como recipiente de pared delgada (25) se
emplea una funda inflable, tal como por ejemplo, una funda de
plástico flexible (25a) o un recipiente elástico en forma de
globo.
globo.
9. Procedimiento para la limpieza de recipientes
e instalaciones contaminados, escorificados o con depósitos de
escoria, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el dispositivo tubular o lanza (20) y/o
el recipiente de pared delgada (25) se refrigeran.
10. Procedimiento para la limpieza de recipientes
e instalaciones contaminados, escorificados o con depósitos de
escoria, según la reivindicación 9, caracterizado porque el
recipiente de pared delgada (25) se enfría por medio de una funda de
protección (25b) empapada de refrigerante.
11. Dispositivo para la limpieza de recipientes e
instalaciones contaminados, escorificados o con depósitos de
escoria, caracterizado porque presenta una lanza de forma
tubular y medios de alimentación en uno de los extremos de la lanza,
estando realizados los medios de alimentación de tal manera que se
pueda conducir al interior de la lanza una mezcla explosiva (7) o
unos componentes que al mezclarse forman una mezcla explosiva,
eventualmente por separado, y porque la lanza presenta en su otro
extremo, que se ha de introducir en el recipiente, un recipiente
flexible de pared delgada (25) para alojar la mezcla explosiva (7),
o los componentes que al mezclarse forman una mezcla explosiva,
siendo el recipiente de pared delgada flexible esencialmente estanco
a los gases o a los líquidos.
12. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque el recipiente flexible de pared delgada
(25) no contiene sustancias explosivas en estado no inflado.
13. Dispositivo según la reivindicación 11 ó 12,
caracterizado porque tiene por lo menos otro recipiente
(33, 34, 25, 36) unido a los medios de alimentación, que contiene
una mezcla explosiva (7) o componentes que al mezclarse forman una
mezcla explosiva.
14. Dispositivo según la reivindicación 13,
caracterizado porque el otro recipiente es un recipiente a
presión (33, 34).
15. Dispositivo según una de las reivindicaciones
11 - 14, caracterizado porque los medios de alimentación
están realizados de tal manera que los componentes que al mezclarse
forman una mezcla explosiva se pueden conducir por separado a
través de la
lanza.
lanza.
16. Dispositivo según una de las reivindicaciones
11 - 15, caracterizado porque el recipiente flexible de
pared delgada (25) es una funda inflable tal como, por ejemplo, una
funda de plástico flexible (25a) o un recipiente elástico en forma
de globo.
17. Dispositivo según una de las reivindicaciones
11 a 16, caracterizado porque presenta agentes detonantes
(8) para inflamar la mezcla explosiva (7) o la mezcla explosiva
formada por la mezcla de componentes.
18. Dispositivo según una de las reivindicaciones
11 a 17, caracterizado porque comprende medios para enfriar
el vástago de la lanza y/o para la refrigeración de la cabeza.
19. Dispositivo según la reivindicación 18,
caracterizado porque la refrigeración de la cabeza comprende
una funda de protección (25b) que se puede empapar de
refrigerante.
20. Dispositivo según una de las reivindicaciones
11 a 19, caracterizado porque el extremo de la lanza tubular
que se ha de introducir en el recipiente presenta un dispositivo de
protección (27), en el cual va alojado en estado no inflado el
recipiente flexible de pared delgada (25).
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