ES3018086B2 - Procedimiento y sistema para el tratamiento de efluentes procedentes de la incineración de Combustibles Sólidos - Google Patents
Procedimiento y sistema para el tratamiento de efluentes procedentes de la incineración de Combustibles SólidosInfo
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Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento y sistema para el tratamiento de efluentes procedentes de la incineración de combustibles sólidos
SECTOR TÉCNICO
La presente invención se encuadra en el sector energético, concretamente en el de la producción de energía a partir de combustibles sólidos como el carbón, la biomasa, los residuos industriales y la fracción de rechazo de las plantas de tratamiento y clasificación de Residuos Sólidos Urbanos (RSU).
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Las plantas de generación energética a partir de combustibles sólidos son instalaciones que convierten la energía química contenida en materiales sólidos (como carbón, biomasa, residuos sólidos urbanos, etc.) en energía eléctrica o térmica. Este tipo de plantas son una parte integral del mix energético en muchas regiones del mundo debido a su capacidad para proporcionar energía continua y confiable.
Las plantas de generación energética a partir de estos combustibles generan una serie de efluentes, que en mayor o menor medida generan impacto ambiental. Aunque la mayoría de ellos (óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre, material particulado, metano, monóxido de carbono, o compuestos orgánicos volátiles) son tratados mediante diferentes procesos que evitan su emisión a la atmósfera, existen otros que generan importantes problemas en el sector:
- Dióxido de carbono (CO2), el principal gas de efecto invernadero debido a los altos niveles de emisiones a la atmósfera. Para evitar las emisiones de este gas, existen varias tecnologías de Captura y Almacenamiento de Carbono (CCS, por sus siglas en inglés), entre las que se encuentran la absorción química con aminas, procesos de adsorción, separación criogénica o separación con membranas, entre otras [1].
- Cenizas volantes (CV), partículas finas que son transportadas por los gases de combustión y capturadas en sistemas de control de emisiones. El principal problema de las CV es su carácter de residuo tóxico y peligroso, debido principalmente a la presencia de iones cloruro (Cl-) y metales pesados como plomo, mercurio, cobre o níquel, entre otros [2]. En literatura existen distintas tecnologías desarrolladas para el tratamiento y estabilización de CV, pudiéndose agrupar en métodos de separación (lavado/lixiviación), electrodiálisis, separaciones térmicas [3], o inmovilización mediante cemento [4].
La presente invención se refiere a un proceso integrado y a un sistema de tratamiento de CO2y CV en una planta de producción de energía a partir de combustibles sólidos, cuya base es la inclusión en el sistema de una unidad de electrólisis de cloruro de sodio (NaCl). El antecedente con más similitud corresponde a la patente coreana KR101549980B1 [5], que trata un método de fabricación de carbonatos de iones alcalino y alcalinotérreos que utiliza como materias primas materiales inorgánicos (entre los que se pueden encontrar las CV) y CO2. En la unidad de electrólisis se produce NaOH y HCl que se utilizan en el mismo proceso. Por otro lado, la patente EP2136904B1 [6] incluye un proceso para capturar CO2, metales pesados, material particulado, óxidos de nitrógeno, azufre o mezclas en una unidad de gases de combustión. Dentro de estos procesos se encuentra la electrólisis de NaCl para distintas aplicaciones (tratamiento de gases ácidos, producción de combustibles renovables, o similares). También se encuentra la patente US10718055 [7], que describe un sistema innovador para la captura de CO2y la producción de hidrógeno a partir de aguas residuales, usando un sistema electrolítico en el que la alimentación de cationes puede proceder de CV.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención describe un sistema y un proceso que permite, al mismo tiempo, capturar el CO2generado en una planta de incineración de combustibles sólidos y tratar las CV generadas en dicha planta, aprovechando los efluentes generados en la propia planta y en el propio proceso, minimizando así la necesidad de materias primas y energía procedentes de fuentes externas. La novedad de este proceso radica en el aprovechamiento de efluentes generados en el propio proceso, así como otros procedentes de la incineración, con el fin de mejorar la viabilidad ambiental de la misma. Al mismo tiempo, se obtienen otros subproductos que pueden ser utilizados bien en la producción de energía eléctrica, o bien en otros tratamientos del proceso, o incluso para su venta a terceros, lo que supone una mejora en el aprovechamiento de este tipo de instalaciones frente a los sistemas conocidos en el estado de la técnica.
En consecuencia, en un primer aspecto, la invención se dirige a un procedimiento para el tratamiento de efluentes procedentes de la incineración de combustibles sólidos que comprende las siguientes etapas:
a) mezclado de cenizas volantes (11) procedentes de una unidad (0) de incineración de combustibles sólidos con un agente estabilizante que comprende al menos uno de carbonato de sodio (Na2CO3), bicarbonato de sodio (NaHCO3), carbonato de potasio (K2CO3), bicarbonato de potasio (KHCO3), en cualquier combinación entre los mismos;
b) filtración de la mezcla resultante para separarla en dos corrientes, una de cenizas volantes tratadas (12) que comprende carbonatos y/o bicarbonatos de metales pesados, y un líquido residual (21) que contiene, además de iones cloruro y cationes alcalinos como Na y K, distintos contaminantes tales como algunos metales pesados, sulfatos, materia orgánica, o mezclas los mismos;
c) captura de los sulfatos, metales pesados y materia orgánica del líquido residual (21) mediante al menos una de las siguientes técnicas: ósmosis inversa, intercambio iónico, destilación, adsorción, filtración, cloración, coagulación, adición de oxidantes como ozono o peróxido de hidrógeno, tratamiento biológico o procesos de oxidación avanzada, solas o en cualquier combinación de las mismas, generándose un líquido residual tratado (22);
d) mezclado del líquido residual tratado (22) con una solución (31) de NaCl/KCl para ajustar la concentración del NaCl y/o KCl, generándose una corriente (32) de alimento al electrolizador que tiene una concentración de NaCl y/o KCl de entre un 10% y un 50% peso/peso;
e) electrólisis del NaCl y/o KCl de la corriente (32) de alimento al electrolizador, generándose una corriente (42) de NaOH/KOH que tiene una concentración de NaOH y/o KOH de entre un 10% y un 50% peso/peso, y dos corrientes gaseosas: una de cloro (43) y otra de hidrógeno (44); y
f) carbonatación del NaOH y/o KOH de la corriente (42) mediante el paso de la corriente (42) por una columna de platos o relleno aleatorio o relleno estructurado en contracorriente con una corriente (51) de CO2, generándose una corriente producto (52) que comprende al menos uno de carbonato de sodio (Na2CO3), bicarbonato de sodio (NaHCO3), carbonato de potasio (K2CO3), o bicarbonato de potasio (KHCO3), solos o en cualquier combinación entre los mismos, corriente producto (52) que se realimenta a la etapa a) como agente estabilizante.
En un segundo aspecto, la invención se dirige a un sistema para el tratamiento de efluentes procedentes de la incineración de combustibles sólidos que comprende las siguientes unidades:
a) una unidad (1) de estabilización de cenizas volantes que comprende:
i. un dispositivo de mezclado para mezclar las cenizas volantes (11) procedentes de una unidad (0) de incineración de combustibles sólidos con un agente estabilizante que comprende al menos uno de carbonato de sodio (Na2CO3), bicarbonato de sodio (NaHCO3), carbonato de potasio (K2CO3), bicarbonato de potasio (KHCO3), en cualquier combinación entre los mismos; y
ii. un dispositivo de filtración para separar la mezcla resultante en dos corrientes, una de cenizas volantes tratadas (12) que comprende carbonatos y/o bicarbonatos de metales pesados, y un líquido residual (21) que contiene, además de iones cloruro y cationes alcalinos como Na y K, distintos contaminantes tales como algunos metales pesados, sulfatos, materia orgánica, o mezclas los mismos;
b) una unidad (2) de tratamiento del líquido residual (21) para capturar al menos parte de los metales pesados del líquido residual (21) mediante al menos una de las siguientes técnicas: ósmosis inversa, intercambio iónico, destilación, adsorción, filtración, cloración, coagulación, adición de oxidantes como ozono o peróxido de hidrógeno, tratamiento biológico o procesos de oxidación avanzada, solas o en cualquier combinación de las mismas, generándose como producto un líquido residual tratado (22);
c) una unidad (3) de ajuste de la concentración de NaCl y/o KCl, que comprende un mezclador para mezclar el líquido residual tratado (22) con una solución (31) de NaCI y/o KCl, generándose una corriente (32) de alimento al electrolizador que tiene una concentración de NaCl y/o KCl de entre un 10% y un 50% peso/peso;
d) una unidad (4) de electrólisis de NaCl/KCl para llevar a cabo la electrólisis del NaCl y/o KCl contenido en la corriente (32) de alimento al electrolizador, electrólisis que es alimentada mediante electricidad (41) y que genera una corriente (42) de NaOH/KOH que tiene una concentración de NaOH y/o KOH entre un 10% y un 50% peso/peso, y dos corrientes gaseosas: una de cloro (43) y otra de hidrógeno (44); y
e) una unidad (5) de carbonatación de NaOH/KOH que comprende una columna de platos o relleno aleatorio o relleno estructurado configurada para poner en contacto la corriente (42) de NaOH/KOH en contracorriente con una corriente (51) de CO2y que genera una corriente producto (52) que comprende al menos uno de carbonato de sodio (Na2CO3), bicarbonato de sodio (NaHCO3), carbonato de potasio (K2CO3), o bicarbonato de potasio (KHCO3), solos o en cualquier combinación entre los mismos, corriente producto (52) que se realimenta de vuelta a la unidad (1) de estabilización de cenizas volantes.
La Figura 1 presenta un diagrama de bloques del proceso en cuestión. La unidad (0) de incineración de combustibles sólidos emite, como efluentes, gases de escape (ricos en CO2), cenizas volantes (CV) y electricidad. En la presente invención, las CV son tratadas en la unidad (1) mediante mezclado con una disolución que puede ser de Na2CO3, NaHCO3, K2CO3, KHCO3, o una mezcla de estas, cuya concentración total de carbonatos y bicarbonatos oscilará entre un 2 y un 20% peso/peso, siendo el intervalo más preferible de 3 - 8%, a una temperatura que oscilará entre 20 y 80 °C, siendo el intervalo más preferible de 25 - 65 °C, a una presión entre la atmosférica y 10 bar, siendo la más preferible la presión atmosférica, y con una velocidad de agitación de la mezcla entre 100 y 1500 rpm, siendo el intervalo más preferible de 600 - 800 rpm. En dicha unidad tendrá lugar el tratamiento y estabilización de las CV, basado en la carbonatación (inmovilización) de los metales pesados que contiene, con el fin de evitar que estos sufran un proceso de lixiviación que provoque la contaminación de efluentes acuosos. En dicho proceso, que consiste en la mezcla íntima de las cenizas volantes y los carbonatos y/o bicarbonatos indicados y su posterior filtración, se generarán dos efluentes:
- CV tratadas (12), en general carbonatos y/o bicarbonatos de metales pesados, que deben ser clasificadas como residuos no peligrosos o inertes según la legislación vigente, y que pueden ser depositadas en las instalaciones pertinentes o bien utilizarse como adición en materiales de construcción.
- Líquido residual (21), con un contenido importante de iones cloruro y cationes alcalinos como Na o K, y con trazas de metales pesados (Al, Mg, Pb, Hg, Cu, Zn, Cd, entre otros), sulfatos y otros componentes.
Dicho líquido residual (21) es tratado en una unidad de tratamiento de líquido residual (2), en la cual se eliminarán, mediante al menos una de las siguientes técnicas: ósmosis inversa, intercambio iónico, destilación, adsorción, filtración, cloración, coagulación, adición de oxidantes como ozono o peróxido de hidrógeno, tratamiento biológico o procesos de oxidación avanzada, solas o en cualquier combinación de las mismas, aquellos componentes que puedan afectar al proceso, principalmente sulfatos, metales pesados, materia orgánica u otros. El propósito será aprovechar dicho líquido residual tratado (22), rico en iones cloruro y cationes alcalinos, en el propio proceso objeto de la presente invención. Puede ser necesaria la purga de una parte de la corriente de líquido residual tratado (22), con el fin de evitar la acumulación excesiva de los componentes no deseados en el proceso.
La corriente de líquido residual tratado (22) es entonces alimentada a una unidad (3) para el ajuste de concentración de cloruros alcalinos, en la cual se producirá la mezcla íntima entre la corriente de líquido residual tratado (22) y una corriente fresca de NaCl, KCl o ambos. El objetivo es conseguir una corriente de alimento al electrolizador (32) con una concentración de NaCl y/o KCl entre un 10 y un 50% en peso, siendo el rango más preferible del 20-30% en peso.
De la unidad (3) se obtiene una corriente de alimento al electrolizador (32) que es alimentada a una unidad (4) de electrólisis de NaCl/KCl, previo calentamiento a la temperatura de operación (entre 60 y 100 °C, siendo la temperatura más preferible entre 70 y 80 °C). En dicho proceso, gracias a la aplicación de energía eléctrica (41) que procede opcionalmente de la propia unidad de incineración de combustibles sólidos (0), se obtienen como productos una corriente (42) mezcla de NaOH y KOH, una corriente de cloro gaseoso (43) y una corriente de hidrógeno gaseoso (44). Las corrientes (43) y (44) podrán aprovecharse para otros procesos de la planta, o bien ser comercializados.
La corriente (42) es enviada a la unidad de carbonatación de NaOH/KOH (5), en la cual se pone en contacto con el efluente gaseoso (51), rico en CO2, opcionalmente procedente de la unidad de incineración (0), preferiblemente en una columna de contacto en contracorriente de platos o relleno aleatorio o relleno estructurado, con el fin de absorber al menos una parte del CO2y obtener una corriente rica en carbonatos y bicarbonatos (52). Dicho proceso se lleva a cabo a una temperatura entre 20 y 80 °C, siendo preferible el rango 25 - 65 °C, y una presión entre 1 y 10 atmósferas, siendo preferible entre 5 y 7 atmósferas. Para conseguir la presión de operación, será necesario presurizar las corrientes (42) y (51), las cuales proceden de procesos llevados a cabo a presión atmosférica. Como resultado de la operación, se obtiene una corriente gaseosa de efluente (53) con una concentración de CO2reducida, gracias a la captura de este gas llevada a cabo en el proceso de absorción realizado en la unidad (5).
Finalmente, la corriente líquida (52) es mezclada con la corriente de cenizas volantes (11) en la unidad de estabilización de CV (1), descrita al inicio del presente apartado.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Figura 1.Diagrama de bloques del proceso de tratamiento de efluentes procedentes de la incineración de Combustibles Sólidos objeto de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
Tomando como base la descripción realizada en el apartado anterior y el esquema de la Figura 1, se describe a continuación una realización preferida:
- Unidad (1) de estabilización de CV, consistente en un mezclador en el que la corriente de cenizas volantes (11) y la corriente (52) se ponen en contacto íntimo, preferiblemente durante un tiempo de 5 minutos a una temperatura de 30 °C y 700 rpm, para posteriormente ser sometidas a un proceso de filtración, en el cual se separan la corriente de CV tratadas (12) y el líquido residual (21);
- Unidad (2) de tratamiento de líquido residual, en el que se lleva a cabo un proceso de captura de metales pesados. En esta unidad, la corriente de líquido residual (21) se pone en contacto con un agente de separación, preferiblemente en condiciones de operación ambientales, con el fin de obtener la corriente de líquido residual tratado (22);
- Unidad (3) de ajuste de concentración de NaCl/KCl, en el que se obtiene una corriente de alimento al electrolizador (32) mediante mezclado de la corriente de líquido residual tratado (22) y una corriente externa de solución de NaCl/KCl (31) preferiblemente en condiciones ambientales;
- Unidad (4) de electrólisis de NaCl/KCl, en la que la corriente de alimento al electrolizador (32) se somete a un proceso de descomposición electroquímica preferiblemente a 70 °C y presión ambiental, obteniendo como productos NaOH/KOH (42), Ch (43) y H2(44);
- Unidad (5) de carbonatación de NaOH/KOH, en la que la corriente de NaOH/KOH (42) se pone en contacto con el efluente gaseoso (51) procedente de la incineradora (0) mediante una columna de absorción, preferiblemente en condiciones de temperatura ambiente y presión de 5 atmósferas, obtenidas mediante presurización previa de las corrientes (42) y (51). En esta unidad tendrán lugar una o varias de las siguientes reacciones:
Cuyos productos constituirán los componentes principales de la corriente (52), que será enviada a la unidad de estabilización de CV (1).
APLICACIÓN INDUSTRIAL
Mediante la presente invención se pretende mejorar desde el punto de vista ambiental y económico los procesos de incineración de combustibles sólidos, gracias a un proceso en el que intervienen como materias primas efluentes de dicho proceso cuya gestión y/o tratamiento suponen un desafío técnico, económico y ambiental.
REFERENCIAS
[1] DECHEMA (2024). Carbón for Power-to-X. Suitable CO2resources and integration in PtX value chains. [Fecha de consulta: 31 de julio de 2024]. Disponible en: DECHEMA | Possibilities to capture and utilize carbon dioxide for sustainable production routes [2] E. Atanes-Sánchez y col. A mixed separation-immobilization method for soluble salts removal and stabilization of heavy metals in municipal solid waste incineration fly ash. Journal of Environmental Management 240 (2019), 359. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.03.122
[3] A. Ferraro y col. Pre-treatments of MSWI fly-ashes: a comprehensive review to determine optimal conditions for their reuse and/or environmentally sustainable disposal. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology 18 (2019), 453. https://doi.org/10.1007/s11157-019-09504-1
[4] Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana (2012). Escorias y cenizas de incineradora de residuos sólidos urbanos (RSU). [Fecha de consulta: 31 de julio de 2024]. Disponible en: Escorias y cenizas de incineradora de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) | CEDEX (cedexmateriales.es)
[5] (2014). Manufacturing method carbonates of alkali metal ion or alkali earth metal ion using Electrolysis Unit. KR101549980B1. Korean Intellectual Property Office.
[6] Cooper, H.B.H. y col. (2008). Process and apparatus for carbon capture and elimination of multi-pollutants in flue gas from hydrocarbon fuel sources and recovery of multiple by-products. EP2136904B1. European Patent Office.
[7] Zhiyong, R. & Lu, L. (2016). Carbon dioxide capture and storage electrolytic methods. US10718055B2. United States.
Claims (29)
1. Procedimiento para el tratamiento de efluentes procedentes de la incineración de combustibles sólidos que comprende las siguientes etapas:
a) mezclado de cenizas volantes (11) procedentes de una unidad (0) de incineración de combustibles sólidos con un agente estabilizante que comprende al menos uno de carbonato de sodio (Na2CO3), bicarbonato de sodio (NaHCO3), carbonato de potasio (K2CO3), bicarbonato de potasio (KHCO3), en cualquier combinación entre los mismos;
b) filtración de la mezcla resultante para separarla en dos corrientes, una de cenizas volantes tratadas (12) que comprende carbonatos y/o bicarbonatos de metales pesados de las cenizas volantes, y un líquido residual (21) que contiene, además de iones cloruro y cationes alcalinos como Na y K, contaminantes tales como metales pesados, sulfatos, materia orgánica, o mezclas los mismos;
c) captura de los sulfatos, metales pesados y materia orgánica del líquido residual (21) mediante al menos una de las siguientes técnicas: ósmosis inversa, intercambio iónico, destilación, adsorción, filtración, cloración, coagulación, adición de oxidantes como ozono o peróxido de hidrógeno, tratamiento biológico o procesos de oxidación avanzada, solas o en cualquier combinación de las mismas, generándose un líquido residual tratado (22);
d) mezclado del líquido residual tratado (22) con una solución (31) de NaCl/KCl para ajustar la concentración de NaCl y/o KCl, generándose una corriente (32) de alimento al electrolizador que tiene una concentración de NaCl y/o KCl de entre un 10% y un 50% peso/peso;
e) electrólisis del NaCl y/o KCl de la corriente (32) de alimento al electrolizador, generándose una corriente (42) de NaOH/KOH que tiene una concentración de NaOH y/o KOH de entre un 10% y un 50% peso/peso, y dos corrientes gaseosas: una de cloro (43) y otra de hidrógeno (44); y
f) carbonatación del NaOH y/o KOH de la corriente (42) mediante el paso de la corriente (42) de NaOH y/o KOH en una columna de platos o relleno aleatorio o relleno estructurado en contracorriente con una corriente (51) de CO2, generándose una corriente producto (52) que comprende al menos uno de carbonato de sodio (Na2CO3), bicarbonato de sodio (NaHCO3), carbonato de potasio (K2CO3), o bicarbonato de potasio (KHCO3), solos o en cualquier combinación entre los mismos, corriente producto (52) que se realimenta a la etapa a) como agente estabilizante.
2. Procedimiento según la reivindicación 1 en el que, en la etapa a), la concentración total de carbonatos y bicarbonatos oscila entre el 2 y el 20% peso/peso.
3. Procedimiento según la reivindicación 2 en el que, en la etapa a), la concentración total de carbonatos y bicarbonatos oscila entre el 3 y el 8% peso/peso.
4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-3 anteriores en el que la etapa a) se lleva a cabo a una temperatura entre 20 °C y 80 °C.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que la etapa a) se lleva a cabo a una temperatura entre 25 °C y 65 °C.
6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la etapa a) se lleva a cabo a una presión entre la atmosférica y 10 bar.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que la etapa a) se lleva a cabo a presión atmosférica.
8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-7 anteriores, en el que la etapa a) se lleva a cabo con una velocidad de agitación de la mezcla entre 100 y 1500 rpm.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la etapa a) se lleva a cabo con una velocidad de agitación de la mezcla entre 600 y 800 rpm.
10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-9 anteriores, en el que, en la etapa c), se realiza la purga de una parte de la corriente de líquido residual tratado (22) con el fin de evitar la acumulación excesiva de los componentes no deseados en el proceso.
11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-10 anteriores, en el que, en la etapa d), la corriente de NaCl, KCl o ambos es alimentada desde el exterior del sistema, tal como desde unidades de almacenamiento térmico o agua de mar.
12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-11 anteriores, en el que, en la etapa d), la corriente (32) de alimento al electrolizador tiene una concentración de NaCl/KCl de entre un 20% y un 30% peso/peso.
13. Procedimiento según las reivindicaciones 1-12 anteriores en el que la etapa e) se lleva a cabo a una temperatura de entre 60 °C y 100 °C.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que la etapa e) se lleva a cabo a una temperatura entre 70 °C y 80 °C.
15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-14 anteriores en el que, en la etapa e), la electrólisis se alimenta de electricidad proveniente de la unidad (0) de incineración de combustibles sólidos.
16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que, en la etapa f), la corriente (51) de CO2procede de la unidad de incineración de combustibles sólidos (0).
17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la etapa f) se realiza a una temperatura en el intervalo de 25 °C a 65 °C.
18. Procedimiento según la reivindicación 17, en el que la etapa f) se realiza a una temperatura en el intervalo de 20 °C a 80 °C.
19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la etapa f) se realiza a una presión entre 1 y 10 atmósferas.
20. Procedimiento según la reivindicación 19 en el que la etapa f) se realiza a una presión entre 5 y 7 atmósferas.
21. Procedimiento según las reivindicaciones 19 o 20 en el que, para conseguir la presión de operación, se presurizan las corrientes (42) y (51).
22. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el combustible sólido se selecciona de carbón, biomasa, combustibles derivados de residuos (CRD), residuos sólidos urbanos (RSU), o mezclas de los mismos.
23. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la corriente de cloro (43) generada en la etapa e) se utiliza en otras partes de la unidad (0) de incineración de combustibles sólidos o es separada para comercializar.
24. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la corriente de hidrógeno (44) generada en la etapa e) se utiliza para producir electricidad mediante una celda de combustible, o bien en la propia electrólisis de NaCl/KCl (4), o bien se utiliza en otras partes de la unidad (0) de incineración de combustibles sólidos, o bien se separa para comercializar.
25. Sistema para el tratamiento de efluentes procedentes de la incineración de combustibles sólidos que comprende las siguientes unidades:
a) una unidad (1) de estabilización de cenizas volantes que comprende:
i. un dispositivo de mezclado para mezclar las cenizas volantes (11) procedentes de una unidad (0) de incineración de combustibles sólidos con un agente estabilizante que comprende al menos uno de carbonato de sodio (Na2CO3), bicarbonato de sodio (NaHCO3), carbonato de potasio (K2CO3), bicarbonato de potasio (KHCO3), en cualquier combinación entre los mismos; y
ii. un dispositivo de filtración para separar la mezcla resultante en dos corrientes, una de cenizas volantes tratadas (12) que comprende carbonatos y/o bicarbonatos de metales pesados de las cenizas volantes, y un líquido residual (21) que contiene, además de iones cloruro y cationes alcalinos como Na y K, contaminantes tales como metales pesados, sulfatos, materia orgánica, o mezclas los mismos;
b) una unidad (2) de tratamiento del líquido residual (21) para capturar al menos parte de los metales pesados del líquido residual (21) mediante al menos una de las siguientes técnicas: osmosis inversa, intercambio iónico, destilación, adsorción, filtración, cloración, coagulación, adición de oxidantes como ozono o peróxido de hidrógeno, tratamiento biológico o procesos de oxidación avanzada, solas o en cualquier combinación de las mismas, generándose como producto un líquido residual tratado (22);
c) una unidad (3) de ajuste de la concentración de NaCl y/o KCl, que comprende un mezclador para mezclar el líquido residual tratado (22) con una solución (31) de NaCl y/o KCl, generándose una corriente (32) de alimento al electrolizador que tiene una concentración de NaCl y/o KCl de entre un 10% y un 50% peso/peso;
d) una unidad (4) de electrólisis de NaCl/KCl (4) para realizar la electrólisis del NaCl/KCl contenido en la corriente (32) de alimento al electrolizador, que es alimentada mediante electricidad (41) y que genera una corriente (42) de NaOH/KOH que tiene una concentración de NaOH y/o KOH entre un 10% y un 50% peso/peso, y dos corrientes gaseosas: una de cloro (43) y otra de hidrógeno (44);
y
e) una unidad (5) de carbonatación de NaOH/KOH que comprende una columna de platos o relleno aleatorio o relleno estructurado configurada para poner en contacto la corriente (42) de NaOH/KOH en contracorriente con una corriente (51) de CO2y que genera una corriente producto (52) que comprende al menos uno de: carbonato de sodio (Na2CO3), bicarbonato de sodio (NaHCO3), carbonato de potasio (K2CO3), o bicarbonato de potasio (KHCO3), solos o en cualquier combinación entre los mismos, corriente producto (52) que se realimenta de vuelta a la unidad (1) de estabilización de cenizas volantes.
26. Sistema según la reivindicación 25, en el que el combustible sólido comprende al menos uno de carbón, biomasa, combustibles derivados de residuos (CRD), residuos sólidos urbanos (RSU), o sus mezclas.
27. Sistema según la reivindicación 26, en el que, en la unidad (3), la solución (31) de NaCl/KCl se suministra por una fuente externa al sistema.
28. Sistema según las reivindicaciones 25 a 27, en el que, en la unidad (4), la electricidad (41) es suministrada por la unidad (0) de incineración de combustibles sólidos.
29. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 28, en el que, en la unidad (5), la corriente de CO2es suministrada por la unidad (0) de incineración de combustibles sólidos.
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