ES2235009T3 - Procedimiento y aparato para limpiar incineradores. - Google Patents

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.

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:

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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.

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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.

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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.

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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.

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Al abrir las válvulas de los recipientes de gas a presión comienza el llenado del recipiente de pared delgada con la mezcla de gases.

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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).

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.

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.

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).