ES2247988T3 - Instalacion, asi como bloque de parrilla para el tratamiento termico de residuos. - Google Patents

Abstract

Instalación para el tratamiento térmico de residuos con una parrilla (10) formada por bloques de parrilla, sobre cuya superficie se depositan los residuos para su tratamiento térmico, estando una parte de los bloques de parrilla apoyados de modo móvil entre una posición inicial y una posición elevada y siendo los residuos transportados continuamente a lo largo de la superficie de la parrilla mediante el movimiento de los bloques de parrilla, presentando la parrilla (10) pasos para gas, que están en unión con una fuente de suministro de gas para la superficie de la parrilla, caracterizada porque la fuente de suministro de gas presenta al menos un sistema de alimentación de oxígeno (S), cuyas aberturas de salida (72) están dispuestas frontalmente frente a la cámara de fuego en bloques de parrilla refrigerados.

Description

Instalación, así como bloque de parrilla para el tratamiento térmico de residuos.

La invención se refiere a una instalación para el tratamiento térmico de residuos con una parrilla formada por bloques de parrilla, sobre cuya superficie se depositan los residuos para su tratamiento térmico, presentando la parrilla pasos para gas, que están en unión con una fuente de suministro de gas para la superficie de la parrilla. La invención se refiere además a un bloque de parrilla para una instalación de este tipo.

Una instalación del tipo citado al principio es conocida por ejemplo según los documentos DE 40 27 908 A1, DE 196 50 119 C1 o EP 0 621 448 B1. En esta instalación conocida, en la que en particular se queman residuos, se añade oxígeno al aire primario que fluye entrando en la cámara de viento inferior, para conseguir una combustión de los materiales combustibles lo más pobre posible en sustancias nocivas. Es conocido además variar en diferentes zonas de la parrilla el contenido en oxígeno del aire primario, debido a ser de diferente magnitud las necesidades de oxígeno.

Para conseguir una distribución del oxígeno sobre la parrilla correspondiente al perfil de las necesidades de oxígeno, en la instalación de combustión conocida se prevé un número correspondiente de cámaras de viento inferior, en las que fluye entrando aire primario con diferente contenido en oxígeno. A fin de poder mantener el perfil de oxígeno deseado, es necesario impedir sin embargo una mezcla del aire primario enriquecido con oxígeno durante su salida desde las diferentes cámaras de viento inferior. Además, el aire primario no debe ser enriquecido en demasía con oxígeno, porque en caso contrario los restos de combustión que caen en la cámara de viento inferior, denominados también materiales que caen a través de la parrilla, se encienden de manera indeseada. Al mismo tiempo debe fluir una corriente volumétrica suficiente de aire primario entrando en la cámara de viento inferior, a fin de que por una parte se refrigere la parrilla, y que por otra parte se evite el peligro de que en caso de una corriente volumétrica de aire primario demasiado pequeña se difundan gases combustibles desde la cámara de fuego retrocediendo a la cámara de viento inferior, los cuales forman con el oxígeno añadido en la cámara de viento inferior una mezcla capaz de explotar.

A partir de este estado actual de la técnica, es objeto de la invención proporcionar una instalación para el tratamiento térmico de residuos así como un bloque de parrilla para una instalación, que permita una alimentación de oxígeno intencionada y que no presente los inconvenientes de las instalaciones conocidas.

La invención resuelve el problema mediante una instalación con las características según la reivindicación 1. El objeto se resuelve además mediante un bloque de parrilla con las características según la reivindicación 13 para una instalación de este tipo. La instalación y respectivamente el bloque de parrilla según la invención son apropiados tanto para la combustión como para la desgasificación térmica de residuos.

Mediante la alimentación de oxígeno sin mezcla con el viento inferior directamente en el punto de las necesidades de oxígeno en la superficie de la parrilla se obtienen diferentes ventajas. Así, desaparecen las limitaciones para la instalación de combustión debidas al número limitado de cámaras de viento inferior. Estas últimas no tienen que estar ya obturadas unas respecto a otras, si se desean concentraciones de oxígeno diferentes localmente. Se impide el encendido de los materiales que caen a través de la parrilla, porque en la cámara de viento inferior sólo hay ya aire. Se puede trabajar por tanto con un volumen de viento inferior menor. Como según la invención se puede alimentar oxígeno puro, se puede llevar a cabo tanto una combustión como una desgasificación a temperatura más elevada.

Según la invención circula solamente aire primario a través de la cámara de aire inferior, mientras que el oxígeno adicional necesario para una combustión pobre en sustancias nocivas sólo se alimenta en el lugar de actuación, frontalmente, en proximidad inmediata de la superficie de la parrilla, sobre la que tiene lugar la combustión o desgasificación de residuos. Es por tanto posible ajustar el contenido en oxígeno del aire de combustión intencionadamente en correspondencia con las necesidades correspondientes. Se puede prescindir por lo demás de la configuración de diferentes cámaras de viento inferior, con las cuales en las instalaciones de combustión conocidas se debe influir sobre el contenido en oxígeno del aire de combustión, con lo que se eliminan también los dispositivos de suministro correspondientes para el aire primario, por lo que el coste técnico necesario para la instalación de combustión según la invención es menor en comparación con las instalaciones de combustión conocidas.

Otros desarrollos ventajosos se deducen de la descripción que sigue, de los dibujos, así como de las reivindicaciones subordinadas.

Así, se propone definir, en una dirección predeterminada en la parrilla, zonas mutuamente sucesivas con al menos una abertura de salida cada una, siendo regulable la corriente volumétrica de oxígeno que sale desde la abertura de salida de cada zona. Mediante esta subdivisión de la parrilla en diferentes zonas y la regulación intencionada de la corriente volumétrica de oxígeno es posible un ajuste muy preciso del contenido en oxígeno del aire de combustión, por lo que resulta posible una optimización de la cantidad de oxígeno alimentada en cada punto. En esta forma de realización de la instalación según la invención es particularmente ventajoso que las aberturas de salida configuradas en una zona estén conectadas a una sección común del sistema de alimentación de oxígeno para el suministro de gas.

Al final del sistema de alimentación de oxígeno de la fuente de suministro de gas están conectadas preferentemente varias toberas, que presentan las aberturas de salida para el oxígeno a alimentar. Es además particularmente ventajoso que a cada parrilla de combustión esté asociada al menos una tobera de al menos uno de los pasos para aire primario, de modo que se pueda añadir intencionadamente oxígeno al aire primario que fluye a través de este paso para aire primario. Es ventajoso en particular que las toberas estén dispuestas en el paso para aire primario, y fijadas en éste. De este modo, las toberas que se calientan durante la combustión de los materiales combustibles son refrigeradas mediante el aire primario que fluye entrando por el paso para aire primario. Este efecto se refuerza aún si la tobera está fijada de modo conductor del calor en el paso para aire primario, por lo que la cantidad de calor acumulada en la tobera puede ser cedida rápidamente a la parrilla.

Es ventajoso por lo demás que la tobera esté configurada de tal modo, que el oxígeno que sale de la tobera salga aproximadamente con la velocidad del sonido. De esta manera se impiden por una parte taponamientos de la tobera, y por otra parte la tobera es refrigerada adicionalmente, debido a la elevada velocidad de circulación del oxígeno, por éste.

En una forma de realización preferente de la instalación, el sistema de alimentación de oxígeno de la fuente de suministro de gas se puede unir adicionalmente con una segunda fuente de suministro de gas, mediante la cual se puede alimentar a las aberturas de salida un gas más lento en reaccionar en comparación con el oxígeno. Con ayuda de esta segunda fuente de suministro de gas se genera una circulación (también) a través de las toberas, si no se suministra O_{2} alguno, para evitar taponamientos.

Se propone además prever otra fuente de suministro de oxígeno para el enriquecimiento en oxígeno del aire primario durante la combustión, para garantizar un contenido en oxígeno suficiente del aire de combustión.

En otra forma de realización preferente de la instalación según la invención para la combustión de residuos, a cada cámara de aire inferior está asociado al menos un elemento de parrilla, que está formado por varios bloques de parrilla dispuestos yuxtapuestos en una dirección predeterminada, provistos cada uno de al menos un paso para aire primario. Además, en cada bloque de parrilla de un número predeterminado de bloques de parrilla, por ejemplo en uno de cada dos bloques de parrilla, está prevista al menos una de las aberturas de salida. Si en la instalación de combustión están configurados dos o más elementos de parrilla, es particularmente ventajoso que las zonas estén equipadas con bloques de parrilla configurados idénticos, estando las aberturas de salida de bloques de parrilla respectivos dispuestos yuxtapuestos transversalmente a la dirección predeterminada conectadas a una sección común del sistema de alimentación de la fuente de suministro de gas. De esta manera, los elementos dispuestos yuxtapuestos en la dirección predeterminada se pueden subdividir en diferentes zonas, que son suministradas con diferentes cantidades de oxígeno a través de las diferentes secciones del sistema de alimentación de oxígeno.

Como en la instalación según la invención los residuos son alimentados continuamente, los mismos son también transportados hacia delante continuamente y por tanto quemados o desgasificados. Debido a las necesidades de oxígeno decrecientes hacia el final de la parrilla, el suministro de oxígeno se reduce intencionadamente en correspondencia con las necesidades, visto en la dirección de transporte de los residuos.

Para el transporte de los residuos, los bloques de parrilla de la parrilla están dispuestos escalonados unos tras otros en la dirección de transporte predeterminada, inclinados bajo cierto ángulo, formando los bloques de parrilla aristas de aplicación que se extienden transversalmente a la dirección de transporte predeterminada para los materiales combustibles. Una parte de los bloques de parrilla están apoyados de modo móvil entre una posición inicial y una posición elevada. El material combustible es transportado continuamente a lo largo de la superficie de la parrilla gracias al movimiento de los bloques de parrilla. Las aberturas de salida para el oxígeno según la invención están previstas preferentemente en los bloques de parrilla no móviles, porque se puede prescindir entonces de un costoso sistema de alimentación que en caso contrario debería permitir el movimiento de los bloques de parrilla.

Los bloques de parrilla de la instalación según la invención están refrigerados, para impedir un envejecimiento prematuro debido a las elevadas temperaturas provocadas por la adición de oxígeno.

La invención se explica en detalle a continuación con ayuda de un ejemplo de realización, haciendo referencia a los dibujos. En éstos muestran:

Fig. 1 una vista en planta de un elemento de parrilla de una instalación según la invención, en representación esquemática;

Fig. 2 una vista en alzado, en corte, del elemento de parrilla a lo largo de la línea de corte I-I en Fig. 1;

Fig. 3 una vista en alzado, en corte, del elemento de parrilla a lo largo de la línea de corte II-II en Fig. 1;

Fig. 4 una vista en alzado lateral representada a escala ampliada, cortada, de un bloque de parrilla según la invención;

Fig. 5 una vista en planta parcialmente cortada de una ramificación de tuberías empleada en el bloque de parrilla según Fig. 4 para el suministro de oxígeno;

Fig. 6 una vista en alzado lateral de la ramificación de tuberías según Fig. 5, y

Fig. 7 una representación a escala ampliada de una tobera de la ramificación de tuberías según Fig. 5.

Fig. 1 muestra una vista en planta de un elemento 10 de parrilla, que está dispuesto en una instalación para el tratamiento térmico de basuras (no representada).

El elemento 10 de parrilla está formado por hasta 6 x 8 bloques 16, 18 de parrilla. Una parrilla presenta hasta seis zonas, cada una con hasta cuatro elementos de parrilla dispuestos en paralelo. Los residuos son entregados sobre la zona del elemento 10 de parrilla representada a la izquierda en Fig. 1 y transportados continuamente en la dirección de transporte 14, y con ello quemados o desgasificados.

Tal como muestra Fig. 2, los bloques 16 y 18 de parrilla están inclinados, vistos en la dirección de transporte 14, con un ángulo á respecto a la horizontal, a saber respecto a la superficie de transporte de la parrilla. Los boques fijos 16 de parrilla están apoyados de modo abatible sobre sendos bloques de cojinete 20, adosados aquí a la envolvente 22 de una cámara de viento inferior 24. Para ello, el último bloque fijo 16 de parrilla visto en la dirección de transporte 14, del último elemento de parrilla en la dirección de transporte 14 de la parrilla, que se representa a la derecha en Fig. 2, está soportado con una elevación 26 configurada sobre su lado inferior, sobre un apoyo fijo 28.

Tal como muestra Fig. 4, en la que se representa en vista en alzado, en corte, a escala ampliada, uno de los bloques fijos 16 de parrilla, el bloque 16 de parrilla presenta una primera sección perfilada 30 esencialmente en forma de L, con un primer brazo 32, una segunda sección perfilada 34 en forma de L que se conecta a ella, con la que el bloque 16 de parrilla está apoyado de modo abatible sobre el bloque de cojinete 20. El perfil 36 en forma de U representado a la derecha en Fig. 4 forma la placa frontal 42 del bloque 16 de parrilla. Entre primer perfil en forma de L y perfil en forma de U están dispuestos varios pasos 44 en forma de manguitos, de los cuales sólo puede verse uno en Fig. 4. Los pasos 44 en forma de manguitos pueden servir como canal para pasos para aire primario configurados en el bloque 16 de parrilla, a través de los cuales se alimenta el aire primario que fluye entrando en la cámara de viento inferior 24 a la cámara de fuego. La sección perfilada 30 forma junto con una placa 46 un recinto hueco cerrado herméticamente, en el que está dispuesta la refrigeración por agua (no representada). Bloques de parrilla refrigerados por agua de este tipo se describen en los documentos EP-A-0 713 056 y EP-A-0 743 488.

Tal como muestra Fig. 3, en la que cuatro bloques fijos 16 de parrilla están dispuestos yuxtapuestos, cada bloque 16 de parrilla tiene dos tubuladuras de conexión 48 y 50, que están en unión con el recinto hueco formado en la sección perfilada 30. La tubuladura de conexión 48 representada a la izquierda en cada caso en Fig. 3 de cada bloque 16 de parrilla sirve como conexión para una conducción de alimentación de agua de refrigeración. La tubuladura de conexión 50 representada a la derecha en cada caso sirve como conducción de evacuación de agua de refrigeración para el agua de refrigeración que fluye entrando a través de la tubuladura de conexión 48. Tal como muestra también Fig. 3, a los dos bloques 16 de parrilla centrales están sujetas en cada caso dos ramificaciones 52 y 54 de tuberías, mientras que en los dos bloques 16 de parrilla exteriores está prevista sólo una ramificación 52 o 54 de tuberías respectivamente en cada caso. Las dos ramificaciones 52 y 54 de tuberías están configuradas simétricamente, por lo que la descripción se puede limitar a la ramificación 52 de tuberías.

Fig. 5 muestra una parte del sistema de alimentación de oxígeno S con una ramificación 52 de tuberías, en cuyo extremo representado abajo está previsto un roscado tubular 56. El roscado tubular 56 está atornillado de modo hermético a los gases con una tubuladura tubular 58, que se deriva desde una conducción de suministro sujeta en la envolvente 22 de la cámara de viento inferior 24 transversalmente a la dirección de transporte 14 por debajo de los bloques 16 de parrilla.

Al roscado tubular 56 se conecta una ramificación 62, que presenta una sección tubular que se extiende recta y una segunda sección tubular que se extiende oblicuamente a la dirección longitudinal de la misma bajo un ángulo \beta. En la sección tubular que se extiende recta está insertada una tubería 64 que se extiende en la dirección longitudinal de la misma, en cuyo extremo está sujeta una tobera 66. La tobera 66 se extiende asimismo en la dirección longitudinal de la tubería 64, pero está inclinada respecto al plano abarcado por la ramificación 62, tal como muestra Fig. 6.

La segunda sección tubular 62 está acodada aproximadamente en la mitad de la longitud de la ramificación 52 de tuberías, de modo que su sección extrema se extiende paralela a la tubería 64. También aquí, en el extremo de la segunda sección tubular está sujeta una tobera 74 configurada idéntica a la tobera 66.

En Fig. 7 se muestra una representación a escala ampliada de la tobera 66. La tobera 66 está biselada en su lado frontal 68 y presenta un taladro pasante escalonado 70 que está en unión con la tubería 64, cuya sección de menor diámetro termina en una abertura de salida 72 configurada en el lado frontal 68 de la tobera 66. Mediante la disminución de la sección transversal de flujo en el taladro pasante 70 de la tobera 66 se consigue que, para una presión de conducción correspondiente en la tubería 64, el gas que fluye a través del taladro pasante 70 fluya saliendo por la abertura de salida 72 aproximadamente con la velocidad del sonido.

Tal como muestra también Fig. 4, en la transición entre la base 40 de la sección perfilada en forma de U y el segundo brazo 36 está configurado en éste un paso 76, en el que está insertada la tobera 66 o 74 respectivamente. Según otra forma de realización, en lugar del paso 76 pueden existir varias aberturas para el paso del aire primario. En lugar del sistema de conducciones descrito, como alimentación para el oxígeno pueden servir también canales vaciados en el bloque 16 de parrilla, que están unidos por ejemplo mediante conducciones con una fuente de suministro de gas. Las toberas 66, 74 pueden estar fijadas también en cada caso en un paso para aire primario.

Tal como se representa también en Fig. 3, la conducción de suministro 60 está embridada a una pieza tubular intermedia acodada 78, que está conectada a su vez mediante una pieza tubular intermedia recta 80 a una pieza de brida 82 que sobresale de la cámara de viento inferior 24. De manera correspondiente, para cada fila adicional de bloques fijos 16 de parrilla está configurada una conducción de suministro 60 idéntica. Tal como muestra Fig. 1, la pieza de brida 82 de cada conducción de suministro 60 de cada fila de bloques 16 de parrilla está unida a su vez con una válvula de retención 90 y una válvula de estrangulación 84. Las válvulas de estrangulación 84 están unidas a su vez mediante una conducción 86 con una fuente de suministro de oxígeno 92. Las válvulas de retención 90 y respectivamente las válvulas de retención 94 impiden la entrada de un flujo de nitrógeno u oxígeno respectivamente en la conducción de oxígeno 86 y en la conducción de nitrógeno 88 respectivamente.

Como cada fila de bloques fijos 16 de parrilla, que están dispuestos yuxtapuestos transversalmente a la dirección de transporte 14, están conectados a una fuente de suministro común 60, mediante un ajuste automático correspondiente de la corriente volumétrica de oxígeno con ayuda de las válvulas de estrangulación 84 asociadas a cada conducción de suministro 60 se puede ajustar intencionadamente el contenido de oxígeno en el aire de combustión en la zona de esta fila de bloques 16 de parrilla.

En caso de baja presión de oxígeno, fluye nitrógeno desde la fuente de nitrógeno 96, entrando bajo alta presión en las conducciones de suministro 60, para impedir el taponamiento de las toberas 66 y 74 respectivamente. En lugar de nitrógeno se puede emplear también otro gas más lento en reaccionar, en comparación con el oxígeno. Para mantener libres las toberas 66 y 74 es apropiado también, por otra parte, aire ambiente comprimido en correspondencia.

Mediante la disposición de las toberas 66 y 74 en los pasos para aire primario se consigue además que las toberas 66 y 74 de las ramificaciones 52 y 54 de tuberías para el suministro de oxígeno sean refrigeradas continuamente. Los bloques 16 y 18 de parrilla son refrigerados mediante el sistema de agua de refrigeración (como es conocido según el estado actual de la técnica).

Claims (16)

1. Instalación para el tratamiento térmico de residuos con una parrilla (10) formada por bloques de parrilla, sobre cuya superficie se depositan los residuos para su tratamiento térmico, estando una parte de los bloques de parrilla apoyados de modo móvil entre una posición inicial y una posición elevada y siendo los residuos transportados continuamente a lo largo de la superficie de la parrilla mediante el movimiento de los bloques de parrilla, presentando la parrilla (10) pasos para gas, que están en unión con una fuente de suministro de gas para la superficie de la parrilla, caracterizada porque la fuente de suministro de gas presenta al menos un sistema de alimentación de oxígeno (S), cuyas aberturas de salida (72) están dispuestas frontalmente frente a la cámara de fuego en bloques de parrilla refrigerados.

2. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada porque en la parrilla (10) están definidas varias zonas mutuamente sucesivas en una dirección predeterminada (14) con al menos una abertura de salida (72) cada una, siendo regulable la corriente volumétrica de oxígeno que sale de la abertura de salida (72) de cada zona.

3. Instalación según la reivindicación 2, caracterizada porque en cada zona está prevista al menos una fila de varias aberturas de salida (72) configuradas yuxtapuestas transversalmente a la dirección predeterminada (14), estando las aberturas de salida (72) de cada una de las zonas conectadas a una sección común (60) del sistema de alimentación de oxígeno (S).

4. Instalación según la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizada porque el sistema de alimentación de oxígeno (S) presenta al menos una tobera (66, 74) asociada al paso (44) para aire primario, en la cual está prevista la abertura de salida (72).

5. Instalación según la reivindicación 4, caracterizada porque la tobera (66, 74) está dispuesta en el paso (44) para aire primario y fijada en ella preferentemente de modo conductor del calor.

6. Instalación según la reivindicación 4 o 5, caracterizada porque la tobera (66, 74) presenta un taladro pasante (70), que está escalonado de modo que la corriente volumétrica de gas que sale de la tobera (66, 74) alcanza al menos aproximadamente la velocidad del sonido.

7. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el sistema de alimentación de oxígeno (S) se puede unir con una segunda fuente de suministro de gas (96), mediante la cual se puede introducir en el sistema de alimentación de oxígeno (S) un gas más lento en reaccionar en comparación con el oxígeno para mantener libres las aberturas de salida (72) de las toberas (66, 74).

8. Instalación según la reivindicación 7, caracterizada porque tanto en una conducción de alimentación del sistema de alimentación de oxígeno (S) como en una conducción de alimentación de la fuente de suministro de gas (96) está dispuesta en cada caso una válvula de retención (90, 94).

9. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende una envolvente, que define una cámara de viento inferior (24), y a cada cámara de viento inferior (24) está asociado al menos un elemento (12) de parrilla, que está formado por varios bloques (16, 18) de parrilla dispuestos yuxtapuestos en una dirección predeterminada (14), estando prevista en cada bloque (16) de parrilla de un número predeterminado de bloques (16) de parrilla, preferentemente en uno de cada dos bloques (16) de parrilla, al menos una de las aberturas de salida (72).

10. Instalación según la reivindicación 9, caracterizada porque las aberturas de salida (72) previstas en cada bloque (16) de parrilla común están conectadas a una sección común (60) del sistema de alimentación de oxígeno (S) de la fuente de suministro de gas.

11. Instalación según la reivindicación 9 o 10, caracterizada porque están previstas al menos dos filas de bloques de parrilla con bloques (16, 18) de parrilla configurados idénticos, estando las aberturas de salida (72) de bloques (16) de parrilla respectivos dispuestos yuxtapuestos transversalmente a la dirección prevista (14) conectadas a una sección común (60) del sistema de alimentación de oxígeno (S) de la fuente de suministro de gas.

12. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes con bloques de parrilla móviles y no móviles, caracterizada porque los bloques (16) de parrilla no móviles están provistos de las aberturas de salida (72).

13. Bloque de parrilla para una instalación según una de las reivindicaciones precedentes con al menos un paso (44) en forma de manguito, caracterizado porque en el paso está fijada al menos una tobera (66), en la que está configurada la abertura de salida (72) para el oxígeno a alimentar.

14. Bloque de parrilla para una instalación según la reivindicación 13, caracterizado porque el paso (44) es un paso para aire primario.

15. Bloque de parrilla según la reivindicación 13 o 14, caracterizado porque la tobera (66) está conectada a una conducción (52, 54) guiada a través del bloque (16, 18) de parrilla, que se puede unir con la fuente de suministro de gas de la instalación.

16. Bloque de parrilla según la reivindicación 15, caracterizado porque está previsto al menos otro paso (44) para aire primario, en el que está configurada otra tobera (74) para la alimentación de oxígeno, y porque la conducción (52, 54) de la primera tobera (66) presenta una ramificación (62), que está unida con la otra tobera (74).