ES2278012T3 - Aparato para el tratamiento de residuos con una camara de distribucion/mezclado para un liquido oxidante y procedimiento correspondiente. - Google Patents
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Abstract
Aparato para el tratamiento de residuos que presenta una cámara de tratamiento de residuos (10) sustancialmente longitudinal adaptada para alojar una columna (35) de residuo, en el que dicha cámara de tratamiento comprende una parte superior (14) de cámara unida a una parte inferior (200) de cámara por medio de una transición entre las mismas, comprendiendo dicha parte superior medios de entrada de residuos (20) y por lo menos unos medios de salida de gases, comprendiendo dicha parte inferior por lo menos unos medios de antorcha (40) de plasma que presentan un extremo de salida de la misma que se extiende hacia el interior de dicha parte inferior para proporcionar suficiente calor por lo menos para posibilitar que el residuo orgánico alojado en la misma se convierta en gases combustibles, estando caracterizado el aparato porque dicha transición comprende un cambio en la pendiente del perfil interno de la cámara de tratamiento entre dicha parte superior (14) y dicha parte inferior tomada a lo largo de una dirección longitudinal, de modo que por lo menos una parte de la pared interna de dicha parte inferior está desplazada transversalmente hacia fuera de dicha transición a lo largo de la periferia de la misma con respecto a la pared interna de dicha parte superior formando así un espacio periférico adicional en la parte inferior con respecto a la parte superior de la cámara, sirviendo dicho espacio periférico como por lo menos una cámara de distribución y mezclado de fluido oxidante (300), comprendiendo dicha cámara de distribución y mezclado de fluido oxidante por lo menos una entrada (75) de fluido oxidante para proporcionar fluido oxidante a la misma desde una fuente adecuada, estando situada dicha por lo menos una entrada de fluido oxidante en una posición en la que la sección transversal interna de dicha parte inferior en dicha posición es sustancialmente mayor que la sección transversal interna de dicha parte superior por lo menos justo por encima de dicha transición.
Description
Aparato para el tratamiento de residuos con una
cámara de distribución/mezclado para un líquido oxidante y
procedimiento correspondiente.
La presente invención se refiere a un aparato
para la conversión de residuos, incluyendo el tratamiento,
tratamiento o eliminación de residuos. En particular, la presente
invención se dirige a una disposición mejorada para mezclar,
distribuir y precalentar fluidos oxidantes que incluyen gases u
otros reactivos proporcionados a un horno en una planta de
tratamiento de residuos basada en una antorcha de plasma.
Se conoce bien el tratamiento de residuos
incluyendo los residuos municipales, residuos médicos, residuos
tóxicos y radioactivos por medio de plantas de tratamiento basadas
en una antorcha de plasma. En referencia a la figura 1, una típica
planta (1) de tratamiento basada en plasma de la técnica anterior
comprende una cámara de tratamiento (10) normalmente en la forma de
un árbol vertical, en el que se introducen normalmente residuos
sólidos (20); y también mezclados (es decir, generalmente, sólidos
más líquidos y/o semilíquidos), en el extremo superior del mismo
por medio de medios de entrada de residuos que comprenden una
disposición de esclusa neumática (30). Una o una pluralidad de
antorchas (40) de plasma en el extremo inferior de la cámara (10)
calienta la columna (35) de residuo en la cámara (10), convirtiendo
el residuo en gases que se canalizan hacia fuera por medio de una
salida (50), y un material (38) líquido (normalmente metales
fundidos y/o escoria) que se recoge periódica o continuamente en el
extremo inferior de la cámara (10) por medio de un depósito (60).
Pueden proporcionarse fluidos o gases oxidantes, tales como aire
oxígeno o vapor (70) en el extremo inferior de la cámara (10) para
convertir los residuos carbonizados que comprenden carbono,
producidos en el tratamiento de residuos orgánicos, en gases
producto tales como CO y H_{2}, por ejemplo. Una disposición
similar para ocuparse de residuos sólidos se describe en la patente
US nº 5.143.000, el contenido del cual se incorpora en la presente
memoria como referencia al mismo.
Por lo menos dos problemas se encuentran
comúnmente en relación con la provisión de fluidos oxidantes a la
cámara que evitan el funcionamiento suave de tales hornos o plantas
de tratamiento. Según se procesa el residuo y pasa a las partes
inferiores más calientes de la cámara, pueden depositarse residuos
inorgánicos en la forma de material fundido o semifundido
(incluyendo metal, óxidos, sales, etc.) en las paredes de la cámara,
en ocasiones obstruyendo o por lo menos obstruyendo parcialmente
las salidas de fluido o gas oxidantes hacia la cámara, así como las
salidas de la antorcha de plasma. Una vez que ha ocurrido esto, el
material depositado sólo puede retirarse manualmente, es decir,
apagando la planta, y después de que se enfríe retirando
mecánicamente o de otra manera la obstrucción, o, aumentando la
temperatura en la cámara de modo que el material depositado (metal,
óxidos, sales, etc.) se funde y fluye lejos de la salida de gas
oxidante. La primera solución da como resultado un tiempo de
parada, con las consiguientes consecuencias económicas. La segunda
solución no siempre es viable, y requiere proporcionar más energía
a la cámara, lo que reduce la eficacia térmica y económica de la
planta.
El segundo problema es al proporcionar gases o
fluidos oxidantes al residuo meticulosa y rápidamente, de modo que
todo el producto carbonizado en el residuo puede convertirse en
gases útiles de manera efectiva y eficaz. En muchas plantas de
tratamiento de la técnica anterior, los gases oxidantes se dirigen
hacia el eje de la cámara, y aunque penetran en la columna de
residuo en cierta medida, no se consigue una distribución homogénea.
En la patente US nº 5.143.000, se introduce vapor tangencialmente
en una parte inferior de la cámara de tratamiento, aproximadamente
a medio camino entre el eje longitudinal de la cámara y al pared de
la misma. Esta configuración tampoco es muy efectiva al distribuir
el fluido oxidante, ya que la composición amorfa y densa del residuo
en esta parte de la cámara evita que el fluido oxidante llegue a
todas las partes del residuo de manera efectiva. El documento SU
1715107 describe una planta de tratamiento de residuos que presenta
un crisol inferior metálico enfriado con agua de doble pared, en el
que se usa un inductor para proporcionar calor al residuo, y una
parte superior fabricada de material refractario, y que presenta el
mismo diámetro interno que el crisol inferior. Se proporciona gas
oxidante en una ubicación entre la parte superior y el crisol por
medio de una pluralidad de aberturas situadas circunferencialmente
en el mismo, suministradas mediante una disposición de tubería
anular externa de aire fabricada de metal. Esta disposición se
describe específicamente con respecto a una planta basada en
calentamiento por inducción, y no sería adecuada para una planta
basada en plasma, en la que las temperaturas de funcionamiento son
mucho mayores y usualmente se necesitan material refractarios para
la parte de crisol de la misma, ya que la tubería metálica se
fundiría. De hecho, la configuración de tubería anular, aunque
proporciona una multitud de orificios de entrada de fluido oxidante
a la cámara, no puede adaptarse fácilmente a las plantas de
tratamiento en las que la parte inferior de la cámara de tratamiento
está fabricada de un material refractario en vez de metal, ya que
un material refractario de este tipo no se presta fácilmente a sí
mismo a presentar una pluralidad de perforaciones taladradas en el
mismo, ya que, por ejemplo, la resistencia mecánica de la pared del
horno se debilita sustancialmente. Además, el proporcionar una
pluralidad de ubicaciones individuales y separadas a lo largo de la
circunferencia para inyectar los gases oxidantes no es completamente
efectivo para posibilitar que los gases penetren en la columna de
residuo, en particular las entradas diferenciadas tienden a
bloquearse durante el funcionamiento de la cámara, tal como se
mencionó anteriormente en la presente memoria, y el enfriamiento
con agua proporcionado al crisol da como resultado cierta
solidificación y deposición de material sobre el mismo, lo que
agrava el bloque de las entradas.
Por tanto, ninguna de las patentes anteriores,
cuyo contenido se incorporan en la presente memoria como referencia
al mismo, proporcionan una distribución adecuada de los gases
oxidantes a la columna de residuo, particularmente en una planta en
la que la parte inferior más caliente de la cámara de tratamiento
está fabricada de material refractario. Además, ninguna de estas
patentes da a conocer o sugiere cómo evitar la obstrucción de los
orificios de entrada de gas oxidante o las antorchas de plasma
debido a la deposición de residuo inorgánico fundido o semifundido
sobre los mismos.
Por tanto un objetivo de la presente invención
es proporcionar un sistema de entrada de gas oxidante para
posibilitar una introducción eficaz y rápida de los gases oxidantes
al residuo que supera las limitaciones de las plantas de la técnica
anterior.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un sistema tal que permite el mezclado del fluido o
los gases oxidantes relativamente fríos con los gases de plasma
calientes generados mediante las antorchas de plasma de tal modo
que posibilita la reacción uniforme y rápida del fluido o los gases
oxidantes precalentados y el producto carbonizado en la zona de
gasificación.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un sistema tal que puede incorporarse en un aparato
para el tratamiento de residuos sólidos.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un sistema para evitar sustancialmente el bloqueo de
los orificios de entrada de gas oxidante y/o las antorchas de plasma
en un aparato para el tratamiento de tipo antorcha de plasma.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un dispositivo tal que es relativamente fácil de
incorporar mecánica y por tanto económicamente a un diseño de
cámara de tratamiento.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un sistema tal incorporado como una parte integrada de
un convertidor de residuos mixto de tipo basado en una antorcha de
plasma.
También es un objetivo de la presente invención
proporcionar un sistema tal que puede ajustarse fácilmente con
respecto a por lo menos algunos convertidores de residuos existentes
basados en plasma.
La presente invención alcanza estos y otros
objetivos proporcionando el aparato para el tratamiento de residuos
según se define en la reivindicación 1. Especialmente, se
proporciona una cámara o canal de distribución de fluido oxidante
incorporado en el diseño de la cámara de tratamiento, presentando el
canal por lo menos una entrada u orificio de entrada de fluido
oxidante asociado con el mismo para introducir fluido oxidante en
el mismo desde una fuente adecuada. El canal está rebajado con
respecto a la columna de residuo de modo que los fluidos oxidantes
se dividen inicialmente de la columna de residuo, posibilitando que
los fluidos oxidantes se distribuyan circunferencialmente o por lo
menos periféricamente alrededor de la columna de residuo,
posibilitando así que los fluidos oxidantes penetren entonces en la
columna de residuo desde todas las direcciones. Un canal de este
tipo puede formarse como una parte integrada de la cámara usando
material refractario. Las antorchas de plasma pueden ubicarse de
manera similar en una forma de tipo rebaje también incorporada en el
material refractario, para minimizar la obstrucción mediante el
material inorgánico depositado.
Aunque algunas plantas de tratamiento basadas en
plasma pueden presentar un rebaje o un canal entre parte de la
columna de residuo y parte de la pared de la cámara de tratamiento,
tales rebajes no son funcionales en el sentido de la presente
invención. En otras palabras, no están dirigidos a proporcionar una
distribución circunferencial de fluido oxidante a una parte de la
columna de residuo en la que el producto carbonizado se está
convirtiendo en gases producto, y de hecho no están adaptados para
hacer esto. De hecho, tal como se muestra a modo de ejemplo por la
patente US nº 4.881.944, algunas plantas de la técnica anterior de
este tipo ni describen ni sugieren ninguna instalación en absoluto
para proporcionar fluido oxidante al residuo, mucho menos para la
distribución circunferencial del mismo, y ni se dirigen a solucionar
los problemas tratados por la presente invención ni proporcionar
una solución similar. Las patentes japonesas nº JP 10110917 y JP
10089645 describen cada una un horno de fusión vertical que presenta
una sección intermedia con comba en la que se proporciona una
pluralidad de orificios de suministro de gas de combustión para
formar una cámara de combustión anular. No se usa ninguna antorcha
de plasma en estos hornos. Los gases de combustión se proporcionan
así al espacio de combustión anular proporcionado en la sección
intermedia con el fin de quemar el residuo en la zona de
descomposición térmica y evitar así o reducir el relleno de la
misma. Se proporciona aire al horno por medio de una pluralidad de
orificios de entrada en el extremo inferior del horno, en el que la
sección transversal del horno vuelve al tamaño sin comba original.
Un sistema de este tipo no es fácilmente adecuado para una planta
de tratamiento basada en una antorcha de plasma. Por ejemplo,
resultaría un cierto enfriamiento de los materiales inorgánicos
fundidos en el extremo inferior de la cámara de tratamiento debido
al efecto de enfriamiento del aire proporcionado en el mismo, lo que
a su vez podría provocar el bloqueo de los orificios de entrada de
fluido solidificando el material inorgánico. Además, durante la
combustión, se proporcionan gases en la sección con comba para
quemar los gases producto, no se sugiere el suministro de fluido
oxidante en la misma exclusivamente con el fin de convertir residuo
orgánico tal como producto carbonizado en gases producto. Por el
contrario, el objetivo de estas patentes es reducir el relleno y
requiere la adición de gases de combustión al interior de la
sección con comba para ello, proporcionándose aire oxidante al horno
en vez de a la sección con comba por medio de los orificios de
entrada inferiores, tal como se describió anteriormente. Un sistema
de este tipo no es fácilmente adecuado para precalentar gases
oxidantes y producto carbonizado dentro de la cámara de combustión
sin la combustión de combustible en la misma.
La patente US nº 5.657.706 se refiere a un
aparato para procesar residuos, que está dividido en tres secciones
verticales. Los residuos se introducen por medio de la sección
intermedia, la cámara de gasificación, y se abastece aire de
combustión al mismo por medio de aberturas laterales a nivel con las
placas de base (no mostradas en la figura). Sin embargo, parece que
no se da a conocer ni se sugiere una cámara de distribución y
mezclado para distribuir y mezclar fluido oxidante alrededor de una
columna de residuo. En particular, no se describe ni se insinúa
ninguna cámara de mezclado y distribución que presente una abertura
periférica en comunicación continua del fluido periférico con una
columna de residuo, ni que presente una pared externa periférica que
está formada tal como en la presente invención.
El documento EP 850.885 se refiere a un aparato
de tratamiento de colada que comprende un conducto que está
desplazado lateralmente de la cámara principal, y que comprende una
entrada para un gas tal como aire. El conducto está proporcionado
para la descarga de colada y no es para distribuir fluido oxidante
alrededor de ningún residuo (la ubicación de la entrada de gas está
sustancialmente aguas abajo del extremo inferior del residuo). No
se da a conocer ni se insinúa una cámara de distribución y mezclado
para fluidos oxidantes, menos una que presente una abertura
periférica en comunicación continua de fluido periférico con una
columna de residuo, ni que presente una pared externa periférica
que se forma tal como en la presente invención.
El documento EP 837.041 se refiere a un
tratamiento de plasma de cenizas, en el que se proporcionan varios
electrodos basculantes en un aparato basado en plasma. Aunque la
pared de la parte inferior del aparato está desplazada lateralmente
con respecto a una parte superior del mismo, las lanzas que se usan
para proporcionar aire y vapor se ubican en la parte superior del
aparato, y por tanto no están asociadas directamente a la pared
desplazada de la parte inferior. Además, existe una falta de
comunicación de fluido entre la parte superior de la cámara que
comprende estas lanzas, y la parte inferior más ancha de la cámara,
debido a un tapón de bloqueo de residuo en la parte superior que
está presente durante el funcionamiento de la cámara. No se da a
conocer ni se insinúa una cámara de mezclado y distribución para
distribuir fluidos oxidantes desde las lanzas alrededor de la
columna de residuo, menos tal como en la presente invención.
El documento EP 625.869 se refiere a un aparato
de arco de plasma que puede usarse para el tratamiento de residuos.
Se proporciona una carcasa de crisol que presenta un diámetro menor
que la cubierta de la caldera de fusión externa, proporcionando un
hueco anular para permitir el ingreso de aire en el horno de arco de
plasma. Por tanto, tal como se ilustra en las figuras, una pared
orientada de la parte superior (incluyendo la cubierta) está
realmente desplazada hacia fuera con respecto a la parte inferior
del aparato (la carcasa de la caldera de fusión), que es lo inverso
de la disposición de la presente invención, tal como resultará
evidente a continuación en la presente memoria. Además, la única
entrada oxidante a la cámara es el orificio central superior, que
se encuentra en el medio de la parte superior de la columna de
residuo. Por tanto, en una configuración de este tipo, no hay
ninguna comunicación de fluido entre la parte superior de la cámara
que comprende esta entrada, y la parte inferior de la cámara, debido
a un tapón de bloqueo de residuo que está presente en la misma
durante el funcionamiento de la cámara. No se da a conocer ni se
insinúa una cámara de mezclado y distribución para distribuir
fluidos oxidantes desde las lanzas alrededor de la parte inferior
de la columna de residuo, menos tal como en la presente
invención.
invención.
Estas referencias no dan a conocer ni sugieren
una cámara de distribución y mezclado que presenta:
una abertura periférica en comunicación
sustancialmente continua de fluido periférico con una parte inferior
de una dicha columna de residuo cuando dicha columna de residuo
está alojada en dicha parte inferior y en comunicación de fluido
con por lo menos una dicha entrada de fluido oxidante;
una pared externa periférica de la misma formada
por un desplazamiento hacia fuera lateral de una pared orientada
hacia dentro de dicha parte inferior de dicha cámara de tratamiento
con respecto a una pared orientada hacia dentro de dicha parte
superior de la cámara de tratamiento; y
en la que por lo menos una dicha entrada de
fluido oxidante está separada de y asociada con dicho por lo menos
unos medios de antorcha de plasma de tal modo que durante el
funcionamiento de dicho aparato se dirige fluido oxidante que fluye
desde la dicha por lo menos una entrada de fluido oxidante hacia el
interior de dicha cámara de distribución y mezclado en una zona de
temperatura alta proporcionado por el por lo menos unos medios de
antorcha de plasma que están asociados con dicha por lo menos una
entrada de fluido oxidante.
Por tanto, no sólo estas referencias no se
dirigen a proporcionar una cámara de mezclado y distribución tal
como en la presente invención, sino que describen características de
cámaras de tratamiento que son diferentes en estructura y función a
la cámara de mezclado y distribución de la presente invención.
En general, las plantas de tratamiento basadas
en plasma que sólo proporcionan agentes oxidantes por medio de las
antorchas de plasma también están limitadas porque si se necesita
más fluido oxidante para procesar el producto carbonizado, esto da
como resultado una reducción correspondiente de la temperatura
producida mediante las antorchas de plasma. Esto a su vez da como
resultado mayores depósitos de material inorgánico, lo que a su vez
provoca los problemas de congestión tratados anteriormente. Por otro
lado, si se desea aumentar la temperatura de las antorchas de
plasma, debe reducirse el fluido oxidante proporcionado a las
mismas, lo que da como resultado que el producto carbonizado en la
columna de residuo no se oxida completamente para dar gases
producto o alternativamente la energía que se necesita proporcionar
a las antorchas de plasma debe aumentarse, lo que reduce la
eficacia del proceso. Por tanto, el proporcionar una entrada de
fluido oxidante, independiente de las antorchas de plasma, permite
una libertad adicional en la manera en la que puede usarse la
planta de tratamiento, ya que esto posibilita que se aumenten
simultáneamente tanto la temperatura de los chorros de plasma y el
caudal volumétrico del fluido oxidante según sea necesario. Sin
embargo, los hornos basados en antorchas de plasma que emplean
entradas de fluido oxidante independientes de las antorchas de
plasma no están necesariamente sin problemas. Los hornos de este
tipo necesitan diseñarse de una manera tal que las entradas de
fluido oxidante, que proporcionan fluidos o gases oxidantes
relativamente fríos, están suficientemente separados de los
productos inorgánicos fundidos, y en particular de las salidas de
descarga de los mismos. Por otra parte, la congestión de estas
salidas de descarga puede producirse debido al enfriamiento de la
colada (y la solidificación de la misma) mediante la acción de los
fluidos oxidantes relativamente fríos sobre la colada.
La presente invención se refiere a un aparato
para el tratamiento de residuos tal como se define en la
reivindicación 1, y por tanto, a conseguir los objetivos
mencionados anteriormente. Las formas de realización adicionales
del aparato se definen en las reivindicaciones dependientes 2 a
34.
Por tanto, normalmente, por lo menos una parte
de una pared orientada hacia dentro de dicha parte inferior de
dicha cámara de tratamiento está desplazada lateralmente hacia fuera
con respecto a una pared orientada hacia dentro de dicha parte
superior de la cámara de tratamiento tal como para proporcionar
dicha por lo menos una cámara de distribución y mezclado entre
dicha pared orientada hacia dentro desplazada lateralmente hacia
fuera y una periferia circunferencial de parte de la columna de
residuo puede estar alojada en dicha cámara de tratamiento aguas
abajo de dicha parte superior, estando adaptada dicha por lo menos
una cámara de distribución y mezclado para proporcionar
comunicación de fluido entre dicha periferia de una columna de
residuo alojada en dicha parte inferior y dicha por lo menos una
entrada de fluido oxidante.
La pared orientada hacia dentro desplazada
lateralmente y la parte orientada hacia dentro de dicha parte
inferior de dicha cámara de tratamiento están fabricadas
normalmente de un material refractario
adecuado.
adecuado.
La pared orientada hacia dentro desplazada
lateralmente puede estar desplazada lateralmente de dicha pared
orientada hacia dentro de dicha parte superior por un primer
desplazamiento que es aproximadamente constante a lo largo de dicha
pared orientada hacia dentro. Alternativamente, la pared orientada
hacia dentro desplazada lateralmente está desplazada lateralmente
de dicha pared orientada hacia dentro de dicha parte superior por
un primer desplazamiento que es relativamente mayor en una ubicación
en la que está comprendida dicha por lo menos una entrada de fluido
oxidante que un promedio de dicho desplazamiento tomado a lo largo
de dicha pared orientada hacia dentro. Un primer desplazamiento de
este tipo a aproximadamente 180° de dicha por lo menos una entrada
de fluido oxidante puede ser relativamente menor que un promedio de
dicho desplazamiento tomado a lo largo de dicha pared orientada
hacia
dentro.
dentro.
Una parte superior de dicha cámara de
distribución y mezclado puede estar unida mediante una pared
superior sustancialmente anular que se extiende lateral o
radialmente hacia el centro de la misma de dicha pared orientada
hacia dentro desplazada lateralmente mediante un segundo
desplazamiento. Normalmente, el segundo desplazamiento es similar
en magnitud al de dicho primer desplazamiento. Por lo menos una
entrada de fluido oxidante puede estar comprendida en dicha pared
orientada hacia dentro desplazada lateralmente y/o en dicha pared
superior anular.
Por lo menos la pared orientada hacia dentro de
dicha parte inferior de dicha cámara de tratamiento puede ser de
forma sustancialmente troncocónica presentando un semiángulo cónico
mayor que el de una pared orientada hacia dentro de dicha parte
superior de la cámara de tratamiento, y la parte superior puede ser
sustancialmente cilíndrica, presentando un semiángulo cónico de
aproximadamente 0°.
Alternativamente, por lo menos dicha pared
orientada hacia dentro de dicha parte inferior de dicha cámara de
tratamiento es de forma sustancialmente cilíndrica presentando un
radio interno mayor que el de dicha parte superior de la cámara de
tratamiento, siendo la parte superior sustancialmente
cilíndrica.
Alternativamente, la pared orientada hacia
dentro de dicha parte inferior de dicha cámara de tratamiento puede
ser de forma sustancialmente troncopiramidal presentando secciones
transversales sustancialmente poligonales en planos sustancialmente
perpendiculares al eje longitudinal de dicha cámara de tratamiento.
La pared orientada hacia dentro de dicha parte superior de dicha
cámara de tratamiento puede ser de forma sustancialmente
troncopiramidal presentando secciones transversales sustancialmente
poligonales en planos sustancialmente perpendiculares al eje
longitudinal de dicha cámara de tratamiento. Las secciones
transversales poligonales de dicha parte superior y de dicha parte
inferior opcionalmente son sustancialmente rectangulares.
Opcionalmente, una parte inferior de dicha
cámara de distribución y mezclado está en comunicación abierta con
una parte de fondo de dicha parte inferior de dicha cámara de
tratamiento que se extiende hacia abajo desde dicha pared orientada
hacia dentro desplazada lateralmente.
Además opcionalmente, una parte inferior de
dicha cámara de distribución y mezclado está unida mediante una
pared inferior anular que se extiende lateral o radialmente hacia el
centro de la misma desde dicha pared orientada hacia dentro
desplazada lateralmente mediante un tercer desplazamiento.
Normalmente, el tercer desplazamiento es menor en magnitud que la
de dicho segundo desplazamiento. El área superficial de dicha pared
inferior anular es preferentemente inferior a un área superficial
de dicha pared superior anular en una cantidad S que puede estar
comprendida entre aproximadamente el 1% y aproximadamente el 99% de
dicha área superficial de dicha pared superior anular.
Opcionalmente, el aparato para el tratamiento de
residuos comprende además una segunda cámara de distribución y
mezclado de fluido oxidante desplazada verticalmente hacia abajo con
respecto a dicha cámara de distribución y mezclado.
Preferentemente, el área superficial de la pared inferior anular de
la misma es menor que un área superficial de la pared superior
anular de la misma en una cantidad S' que puede estar comprendida
entre aproximadamente el 1% y aproximadamente el 99% de dicho área
superficial de dicha pared superior anular de dicha segunda cámara
de distribución y mezclado de fluido oxidante.
Opcionalmente, por lo menos unos medios de
antorcha de plasma está comprendido en un nicho adecuado formado en
dicha parte de fondo de dicha cámara de tratamiento, de tal modo que
el extremo de salida de dicha por lo menos una antorcha de plasma
está desplazado de una dicha columna de residuo alojada en dicha
cámara de tratamiento. Además opcionalmente, por lo menos unos
medios de antorcha de plasma están comprendidos en una cámara
auxiliar adecuada dispuesta lateralmente con respecto a la cámara de
tratamiento y en comunicación con la misma por medio de una
embocadura adecuada, de tal modo que el extremo de salida de dicho
por lo menos unos medios de antorcha de plasma están desplazados de
una dicha columna de residuo alojada en dicha cámara de
tratamiento. Alternativamente, la cámara de tratamiento de residuos
puede comprender además una pluralidad de dichas cámaras
auxiliares, en las que cada dicha cámara auxiliar adicional se
dispone lateralmente con respecto a la cámara de tratamiento y en
comunicación con la misma por medio de una embocadura adecuada, de
tal modo que el extremo de salida de dicho por lo menos unos medios
de antorcha de plasma comprendidos en la misma está desplazado de
una dicha columna de residuo alojada en dicha cámara de tratamiento.
Por lo menos una dicha cámara auxiliar comprende además por lo
menos una dicha entrada de fluido oxidante.
Opcionalmente, se forma una discontinuidad en el
perfil interno de la cámara de tratamiento entre dicha parte
superior y dicha parte inferior de la misma. En particular, el área
de sección transversal de dicha planta de tratamiento tomada a lo
largo de planos perpendiculares al eje longitudinal por lo menos
entre la posición longitudinal del centro de la parte más alta de
dicha entrada de fluido oxidante a la posición longitudinal del
centro del extremo de salida de una parte más baja de dichos medios
de antorcha de plasma es sustancialmente mayor que el área de
sección transversal de dicha parte superior justo por encima de
dicha discontinuidad. Opcionalmente, por lo menos una dicha entrada
de fluido oxidante puede proporcionarse en una ubicación en dicha
cámara de distribución y mezclado de tal modo que el ángulo \phi
entre el eje longitudinal de la cámara de tratamiento y una línea
imaginaria que conecta el centro de dicha entrada de fluido oxidante
con dicha discontinuidad, tomada a lo largo de un plano que incluye
dicho eje y dicho centro, está en el intervalo de entre
aproximadamente 0,5° y aproximadamente 120°. Además opcionalmente,
por lo menos una dicha entrada de fluido oxidante se dispone en una
ubicación de tal modo que el ángulo \beta entre el plano que
incluye el eje longitudinal de la cámara de tratamiento y el centro
de dicha entrada de fluido oxidante, y el plano que incluye el
dicho eje longitudinal y el centro del extremo de dicha antorcha de
plasma, es menor o igual a aproximadamente \pm 170°, y
preferentemente aproximadamente
\pm 20°.
\pm 20°.
Opcionalmente, dicha discontinuidad es de la
forma de una pared cilíndrica que pende hacia abajo desde dicha
parte superior y desplazada lateralmente hacia dentro con respecto a
dicha pared orientada hacia dentro desplazada lateralmente.
La presente invención se refiere también a un
procedimiento que utiliza el aparato para el tratamiento de
residuos reivindicado, definiéndose el procedimiento en la
reivindicación 35.
Especialmente, la presente invención se dirige a
un procedimiento para distribuir y mezclar fluido oxidante a lo
largo de y al interior de una periferia de una columna de residuo
alojada en una aparato para el tratamiento de residuos que presenta
una cámara de tratamiento de residuos adaptada para procesar una
columna de residuo de este tipo y que comprende por lo menos unos
medios de antorcha de plasma que presentan un extremo de salida del
mismo que se extiende hacia el interior de parte inferior de dicha
cámara de tratamiento de residuos para proporcionar calor
suficiente a dicha parte inferior por lo menos para posibilitar que
se convierta el residuo orgánico alojado en la misma en gases
combustibles, comprendiendo dicho procedimiento (a) proporcionar una
cámara de distribución y mezclado tal como se describió; y (b)
durante el funcionamiento de dicha cámara de tratamiento hacer que
el fluido oxidante fluya desde la dicha por lo menos una entrada de
fluido oxidante y a dicha cámara de distribución y mezclado y
alrededor de la periferia de la columna de residuo alojada en dicha
cámara de tratamiento, de tal modo que dicho fluido oxidante se
dirige a una zona de temperatura alta proporcionada por el por lo
menos unos medios de antorcha de plasma que están asociados con
dicha por lo menos una entrada de fluido oxidante.
La figura 1 muestra esquemáticamente la
composición general y los elementos principales de un típico aparato
de plasma para el tratamiento de residuos sólido/mixto de la
técnica anterior.
La figura 2(a) muestra esquemáticamente
los elementos principales de una primera forma de realización de la
presente en relación con un típico aparato de plasma para el
tratamiento. Las figuras 2(b) y 2(c) muestran
disposiciones alternativas de la realización de la figura
2(a).
La figura 3(a) y la figura 3(b)
muestran unas secciones transversales alternativas de la realización
de la figura 2(a) tomada a lo largo de
X-X.
La figura 4 muestra esquemáticamente los
elementos principales de una segunda realización de la presente
invención.
La figura 5 muestra esquemáticamente de los
elementos principales de una tercera realización de la presente
invención.
La figura 6(a) muestra esquemáticamente
los elementos principales de una cuarta realización de la presente
invención. La figura 6(b) muestra en detalle el perfil de la
pared de la cámara de distribución y mezclado fabricada de
ladrillos refractarios convencionales.
La figura 7 muestra esquemáticamente los
elementos principales de una quinta realización de la presente
invención.
La figura 8(a) muestra esquemáticamente
los elementos principales de una sexta realización de la presente
invención, y la figura 8(b) muestra en detalle el perfil de
la pared de la cámara de distribución y mezclado fabricada de
ladrillos refractarios convencionales.
La figura 9(a) muestra esquemáticamente
los elementos principales de una séptima realización de la presente
invención en relación con un típico aparato de plasma para el
tratamiento.
Las figuras 9(b), 9(c) y
9(d) muestran secciones transversales de la realización de la
figura 9(a) tomadas a lo largo de P-P,
Q-Q, y S-S, respectivamente.
La presente invención se define mediante las
reivindicaciones, el contenido de las cuales debe leerse como
incluido dentro de la descripción de la memoria descriptiva, y se
describirá ahora a modo de ejemplo con referencia a las figuras
adjuntas.
La presente invención se refiere a un sistema
para proporcionar una distribución rápida y efectiva de gases o
fluido oxidante precalentado a la columna de residuo en un aparato
para la conversión de residuos. La expresión "aparato para la
conversión de residuos" en la presente memoria incluye cualquier
aparato adaptado para tratar, procesar o eliminar cualquier
material de residuo, incluyendo residuos municipales, residuos
domésticos, residuos industriales, residuos médicos, residuos
nucleares y otros tipos de residuos. La presente invención también
se dirige a un aparato para la conversión de residuos de este tipo
que presente dicho sistema anterior, y a procedimientos para hacer
funcionar tales sistemas y aparatos. El aparato normalmente
comprende una cámara de conversión de residuos adaptada para alojar
una columna de residuo, por lo menos unos medios de antorcha de
plasma para generar un chorro de gas caliente en un extremo de
salida del mismo y para dirigir dicho chorro hacia una parte de
fondo longitudinal de la cámara. El aparato para la conversión de
residuos puede comprender además unos medios de salida de gas en
una parte superior longitudinal de la cámara, y por lo menos una
salida de producto líquido en una parte inferior longitudinal de la
cámara. En particular, el aparato para la conversión de residuos
comprende además por lo menos una entrada de fluido oxidante,
separada de las antorchas de plasma, y que está también ubicada en
la parte inferior, más caliente, de la cámara de tratamiento o de
conversión de residuos, para proporcionar fluido oxidante a la
misma. La expresión "Fluido oxidante" se refiere en la
presente memoria a cualquier gas u otro fluido que puede oxidar por
lo menos en parte el producto carbonizado encontrado o producido en
las partes inferiores, más calientes, de la cámara de tratamiento
del aparato para el tratamiento de residuos, e incluye, por
ejemplo, oxígeno, vapor, aire, CO_{2} y cualquier mezcla adecuada
de los mismos.
Según la presente invención, se proporciona una
cámara de distribución y mezclado, asociada con, y en particular en
comunicación de fluido con, la entrada de fluido oxidante. La cámara
de distribución y mezclado está configurada para circunscribir la
periferia de la columna de residuo y para permitir así la
comunicación de fluido entre la periferia circunferencial de la
columna de residuo y la entrada de fluido oxidante. Ventajosamente,
la cámara de distribución y mezclado está asociada con una
discontinuidad tal como una esquina, pliegue o cualquier cambio en
la pendiente del perfil de la cámara, proporcionado en la cámara de
tratamiento que posibilita a la columna de residuo exceder el mismo
según desciende la columna de residuo a la cámara de tratamiento, y
posibilita así que la cámara de distribución y mezclado se forme de
manera integrada con la cámara de tratamiento.
En particular, la cámara de distribución y
mezclado según la presente invención se caracteriza porque presenta
una abertura periférica en comunicación de fluido periférica
sustancialmente continua con dicha columna de residuo alojada en
dicha parte inferior y en comunicación de fluido con por lo menos
una dicha entrada de fluido oxidante. Por abertura periférica
quiere decirse una abertura hacia la cámara de distribución y
mezclado que es sustancialmente continua a lo largo de una
periferia de la cámara de distribución y mezclado. En otras
palabras la abertura periférica posibilita la comunicación de fluido
entre sustancialmente todas las partes de la cámara de distribución
y mezclado y sustancialmente todas las partes de la periferia de la
columna de residuo en la parte inferior de la cámara de tratamiento
durante el funcionamiento de la misma.
Tal como se describirá en más detalle a
continuación en la presente memoria, la cámara de distribución y
mezclado también se caracteriza porque presenta una pared externa
periférica de la misma formada por un desplazamiento lateral hacia
fuera de una pared orientada hacia dentro de dicha parte inferior de
dicha cámara de tratamiento con respecto a una pared orientada
hacia dentro de dicha parte superior de la cámara de tratamiento. En
otras palabras, una pared de la cámara de distribución y mezclado
que circunscribe periféricamente la columna de residuo alojada en
una parte inferior de la cámara de distribución y mezclado durante
el funcionamiento de la cámara de tratamiento se desplaza hacia
fuera en una dirección lateral con respecto a una parte superior de
la cámara de tratamiento.
Además, por lo menos una de las entradas de
fluido oxidante está asociada con por lo menos unos medios de
antorcha de plasma de tal modo que durante el funcionamiento del
aparato para el tratamiento de residuos, se dirige el fluido
oxidante que fluye desde las entradas de fluido oxidante hacia el
interior de dicha cámara de distribución y mezclado a una zona de
temperatura alta proporcionada por los medios de antorcha de plasma
con el fin de calentar el fluido oxidante y promover así la
gasificación del producto carbonizado para proporcionar gases
producto.
En referencia a las figuras, la figura
2(a) ilustra una primera realización de la presente
invención. El aparato de plasma para el tratamiento de residuos,
designado con el número (100), comprende una cámara de tratamiento
(10), la parte superior (14) de la cual, aunque normalmente es de la
forma de un árbol vertical cilíndrico o troncocónico, puede ser de
cualquier forma. Normalmente, un sistema de alimentación (20) de
residuos sólidos o mixtos introduce normalmente residuo sólido en
el extremo superior de la cámara (10) por medio de medios de
entrada de residuos que comprenden una disposición de esclusa
neumática (30). También puede alimentarse residuo mixto a la cámara
(10), aunque generalmente el residuo gaseoso y líquido se extrae del
aparato (10) sin tratamiento sustancial. El sistema de alimentación
(20) de residuos sólidos/mixtos puede comprender cualquier medio
transportador adecuado o similar, y puede comprender además una
trituradora para romper el residuo en fragmentos más pequeños. La
disposición de esclusa neumática (30) puede comprender una válvula
superior (32) y una válvula inferior (34) que define una cámara de
carga (36) entre las mismas. Las válvulas (32), (34) son
preferentemente válvulas de compuerta accionadas eléctrica,
neumática o hidráulicamente para abrirse y cerrarse
independientemente según sea necesario. Una disposición de salto
(39) que puede cerrarse canaliza normalmente residuo sólido y/o
mixto desde el sistema de alimentación (20) a la cámara de carga
(36) cuando la válvula superior (32) está abierta, y la válvula
inferior (34) está en la posición cerrada. La alimentación de
residuo a la cámara de carga (36) normalmente continúa hasta que el
nivel de residuo en la cámara de carga (36) alcanza un punto
predeterminado por debajo de la capacidad completa, para minimizar
la posibilidad de cualquier residuo que interfiere con el cierre de
la válvula superior (32). La válvula superior (32) está entonces
cerrada. En la posición cerrada, cada una de las válvulas (32), (34)
proporcionan un cierre hermético de aire. Cuando se requiere, la
válvula inferior (34) se abre entonces posibilitando que se pueda
alimentar el residuo a la cámara de tratamiento (10) con
relativamente poco o nada de aire sacada de la misma. La apertura y
el cierre de las válvulas (32), (34), y la alimentación del residuo
desde el alimentador (20) pueden controlarse mediante cualquier
elemento de control (500) adecuado, lo que puede comprender un
elemento de control humano y/o un sistema de control informático
adecuado, conectado funcionalmente al mismo y a otros componentes
del aparato (100). Preferentemente, un sistema de detección (530)
del flujo de residuo se proporciona y está conectado funcionalmente
al elemento de control (500). El sistema de detección (530)
normalmente comprende uno o más detectores (33) adecuados en una
parte superior o nivel (F) de la cámara (10) para detectar cuándo
el nivel de residuo alcanza este nivel. De manera similar, el
sistema de detección (530) normalmente también comprende uno o más
detectores (33') adecuados a un nivel (E), desplazados verticalmente
hacia abajo con respecto al nivel (F) de la cámara (10), para
detectar cuándo el nivel de residuo alcanza este nivel. El nivel (F)
puede representar ventajosamente el límite de seguridad máximo para
el residuo en la cámara (10), mientras que el nivel (E) puede
representar un nivel de residuo en la cámara (10) en el que es
eficaz proporcionar más residuo a la cámara (10). Por tanto, el
volumen en la cámara (10) entre el nivel (E) y el nivel (F) puede
ser aproximadamente iguales al volumen de residuo que puede alojarse
en la cámara de carga (36). Alternativa o adicionalmente, la
ubicación de los sensores (33) y (33') en los niveles (F) y (E)
puede elegirse para proporcionar datos adecuados para determinar
una velocidad de flujo real del residuo a través de la cámara (10)
midiendo el intervalo de tiempo entre el tiempo en el que el nivel
de residuo está al nivel (F) y en el que alcanza el nivel (E), por
ejemplo. El elemento de control (500) también puede estar conectado
funcionalmente a válvulas (32), (34) para coordinar la carga de la
cámara de carga (36) desde el sistema de alimentación (20), y
descargar el residuo desde la cámara de carga (36) hasta la cámara
de tratamiento (10).
Opcionalmente, la disposición de salto (39)
puede comprender un sistema de pulverización (31) desinfectante
para pulverizar de manera periódica o continua la misma con
desinfectante, según se requiera, particularmente cuando el aparato
(100) está procesando residuos médicos.
La cámara de tratamiento (10) presenta un
extremo de fondo que comprende una zona de recogida (41) de producto
líquido, normalmente en la forma de un crisol, que presenta por lo
menos una salida (65) asociada con uno o más depósitos (60) de
recogida. La cámara de tratamiento (10) comprende además en el
extremo superior de la misma por lo menos una salida de gas (50),
principalmente para recoger gases producto del tratamiento de
residuo. El extremo superior de la cámara de tratamiento (10)
comprende dicha disposición de esclusa neumática (30), y la cámara
de tratamiento (10) se rellena normalmente con material residual por
medio de la disposición de esclusa neumática (30) hasta
aproximadamente el nivel de la salida de gas (50) primaria. El
sistema de detección (530) detecta cuándo el nivel de residuo cae
suficientemente (como resultado del tratamiento en la cámara (10))
y avisa al elemento de control (500) para posibilitar la
alimentación de otro lote de residuos a la cámara de tratamiento
(10) por medio de la cámara de carga (36). El elemento de control
(500) cierra entonces la válvula inferior (34) y abre la válvula
superior (32) para posibilitar que vuelva a cargarse la cámara de
carga (36) por medio del sistema de alimentación (20), y entonces
cierra la válvula superior (32), lista para el ciclo siguiente.
Una o una pluralidad de antorchas (40) de plasma
en el extremo inferior de la cámara de tratamiento (10) están
conectadas funcionalmente a fuentes de refrigerantes (45) de agua,
de gas y de energía eléctrica adecuadas, y las antorchas (40) de
plasma pueden ser de los tipo de transferencia o no transferencia.
Las antorchas (40) se montan en la cámara (10) por medio de
manguitos sellados de manera adecuada, lo que facilita la
sustitución o la puesta en servicio de las antorchas (40). Las
antorchas (40) generan gases calientes que se dirigen hacia abajo
con un ángulo hacia el interior del extremo de fondo de la columna
de residuo. Las antorchas (40) se distribuyen en el extremo de
fondo de la cámara (10) de tal modo que en funcionamiento, los
penachos de las antorchas (40) calientan el fondo de la columna de
residuo, de la manera más homogénea posible, hasta una temperatura
alta, normalmente en el orden de aproximadamente 1600°C o más. Las
antorchas (40) generan en sus extremos aguas abajo chorros de gas
caliente, o penachos de plasma, presentando una temperatura promedio
de desde aproximadamente 2000°C hasta aproximadamente 7000°C. El
calor que emana de las antorchas (40) asciende a través de la
columna de residuo, y por tanto se establece un gradiente de
temperatura en la cámara de tratamiento (10). Los gases calientes
generados por las antorchas (40) de plasma soportan el nivel de
temperatura en la cámara (10). Este nivel de temperatura es
suficiente por lo menos en la parte inferior de la cámara (10) para
convertir de manera continua el residuo en gases producto que se
canalizan hacia fuera por medio de la salida (50), y en un material
(38) líquido que puede incluir metal fundido y/o escoria, que puede
recogerse de manera periódica o continua en el extremo inferior de
la cámara (10) por medio de uno o más depósitos (60).
El aparato (100) puede comprender además un
sistema de lavado químico (no mostrado) conectado funcionalmente a
la salida (50), para extraer materia particulada y/u otras gotitas
de líquido (incluyendo brea), así como cualquier gas indeseado (tal
como HCl, H_{2}S, HF, por ejemplo) de la corriente de gas producto
que sale de la cámara (10) por medio de la salida (50). La materia
particulada puede incluir componentes orgánicos e inorgánicos. La
brea puede estar contenida en la corriente de gas que sale de la
salida (50). Los lavadores químicos que pueden realizar dichas
tareas son muy conocidos en la técnica y no requieren ampliarse más
en la presente memoria. El lavador químico normalmente está
conectado funcionalmente aguas abajo del mismo a medios de
tratamiento de gas (no mostrados) tal como una central eléctrica de
turbina de gas una planta de fabricación, por ejemplo, para
utilizar de manera económica los gases producto depurados, que
comprenden normalmente en esta etapa H_{2}, CO, CH_{4},
CO_{2} y N_{2}. El lavador químico comprende además un depósito
(no mostrado) para recoger la materia particulada, brea y materia
líquida extraída de los productos de gas por el lavador químico.
Tal materia particulada y materia líquida (incluyendo brea) requiere
un tratamiento adicional.
Opcionalmente, el aparato (100) puede comprender
además un postquemador (no mostrado) conectado funcionalmente a la
salida (50) para quemar componentes orgánicos u otros componentes
combustibles en los gases producto y conectado a sistemas adecuados
de utilización de energía de postquemador y también a sistemas de
depuración de gas (no mostrados). Tales sistemas de utilización de
energía pueden incluir una caldera y una disposición de turbina de
vapor acopladas a un generador eléctrico. Los sistemas de depuración
de gas pueden producir materiales residuales sólidos tales como
ceniza volante con reactivos, y/o disoluciones líquidas que
comprenden materiales residuales que requieren un tratamiento
adicional.
Puede proporcionarse fluido oxidante tal como
aire, oxígeno o vapor desde una fuente (70) adecuada para convertir
producto carbonizado, producido durante la pirolisis de residuo
orgánico, en gases útiles tales como CO y H_{2}, por ejemplo. El
fluido oxidante se introduce en la parte inferior de la cámara (10)
por medio de uno o más orificios de entrada (75) adecuados.
La cámara de tratamiento (10) comprende una
parte inferior (200) y una parte superior (14) en comunicación
abierta la una con la otra, permitiendo de este modo que el residuo
en la columna de residuo descienda hasta las partes más calientes
de la misma. La parte superior (14) de la cámara (10) es
normalmente, pero no necesariamente, de la forma de un árbol
cilíndrico que presenta un eje (18) longitudinal sustancialmente
vertical, y comprende la salida de productos de gas (50). La parte
inferior (200) de la cámara (10) incluye el crisol (41), una o más
antorchas (40) de plasma y uno o más orificios (75) de entrada de
fluido oxidante, y por tanto comprende la parte de la cámara (10)
en la que se producen la gasificación y la fusión del residuo. Las
superficies orientadas hacia el interior de la cámara de
tratamiento (10), por lo menos de la parte inferior (200) de la
misma, están fabricadas normalmente de uno varios materiales
refractarios adecuados, tales como por ejemplo alúmina,
alúmina-sílice, magnesita,
cromo-magnesita, chamota o ladrillo refractario.
Normalmente, la cámara de tratamiento (10), y generalmente el
aparato (100) como una totalidad, está cubierto por una envoltura o
capa metálica (no mostrada) para mejorar la integridad mecánica del
mismo y para posibilitar el sellado hermético de la cámara de
tratamiento con respecto al ambiente externo.
La presente invención se caracteriza porque
proporciona una cámara de distribución y mezclado (300) de fluido
oxidante incorporada principal o completamente en la parte inferior
(200) de la cámara de tratamiento (10). En referencia a la figura
3(a), la cámara de distribución y mezclado (300) proporciona
un espacio entre la pared o superficie orientada hacia dentro (222)
de la cámara de tratamiento (10) y la columna (35) de residuo
alrededor de la periferia de la misma, y comprende así una abertura
periférica sustancialmente continua (142) en comunicación de fluido
periférica sustancialmente continua con dicha columna de residuo, de
tal modo que el fluido oxidante que se proporciona a la cámara de
distribución y mezclado (300) por medio de una o más entradas (75)
u orificios de fluido oxidante puede alcanzar sustancialmente todas
las partes de la columna (35) de residuo circunferencial o
periféricamente. La abertura periférica continua (142) a la que se
hace referencia anteriormente está definida así por el perímetro
(37) externo de la columna (35) de residuo. El fluido oxidante
puede entonces penetrar en la columna (35) de residuo en una
dirección normalmente más o menos lateral o radial hacia el centro
de la columna de residuo, y más o menos igualmente desde todos los
lados de la misma, posibilitando la conversión eficaz del producto
carbonizado, principalmente en la forma de carbón o coque, en
productos de gas deseados.
Por tanto, la cámara de distribución y mezclado
(300) puede configurarse de una manera para proporcionar un nicho o
ranura periférica entre la pared orientada hacia dentro (222), que
es parte de la pared de la cámara (250), y la columna (35) de
residuo. La ranura o nicho es de una anchura (t) predeterminada
alrededor de la columna (35) de residuo, es decir, alrededor del
perímetro (37) de la misma, incluyendo la ubicación de la entrada
(75) de fluido oxidante. En otras palabras, la pared orientada hacia
dentro (222) está desplazada lateral o radialmente hacia fuera
mediante un primer desplazamiento (D1) con respecto a pared
orientada hacia dentro de dicha parte superior (14) (figura
2(a)). Este primer desplazamiento (D1) es generalmente igual
a (t), dependiendo del ensanchamiento de la columna (35) de residuo
en la parte inferior (200). La anchura (t) de la cámara de
distribución y mezclado (300) puede ser aproximadamente uniforme,
tal como se ilustra en la figura 3(a), dependiendo de la
composición física y la homogeneidad del residuo en la columna (35),
particularmente en el perímetro (37) de la misma. Alternativamente,
la cámara de distribución y mezclado (300) puede configurarse para
proporcionar diferentes anchuras en diferentes ubicaciones
periféricas. Por ejemplo, tal como se ilustra en la figura
3(b), la anchura de la cámara de distribución y mezclado
(300) en ubicaciones próximas a las entradas (75) de fluido
oxidante, t_{máx}, puede ser mayor que en una ubicación a 180° de
la misma, t_{\text{mín}}, para compensar la reducción en el área
de flujo del fluido oxidante debido a su penetración continua en la
columna (35) de residuo tras salir de las entradas (75). Las
diferentes anchuras t_{máx} y t_{\text{mín}}, se consiguen
desplazando la pared (222) mediante primeros desplazamientos (D1)
diferentes de manera correspondientes alrededor de la periferia de
la misma alrededor de la cámara (10).
En muchas formas de realización de la presente
invención, la cámara de distribución y mezclado (300) se forma
proporcionando una "discontinuidad" (400) en el perfil de
sección transversal de la cámara de tratamiento (10) en la
dirección longitudinal, desplazando de manera eficiente la pared
orientada hacia dentro (222) de la parte inferior (200) de la
cámara de tratamiento (10) lateralmente, y en muchas configuraciones
radialmente, hacia fuera normalmente en la entrada (75) de fluido
oxidante con respecto a una pared orientada hacia dentro de una
parte superior de la cámara de tratamiento (10) directamente por
encima de esta entrada. El término discontinuidad se toma en la
presente memoria para hacer referencia a cualquier esquina, pliegue,
cambio en punta, proyección longitudinal o cualquier otro cambio en
la pendiente del perfil de la cámara de tratamiento tomada a lo
largo de la dirección longitudinal, es decir, paralelo al eje (18).
Ya que este residuo no muestra las características de flujo de un
fluido perfecto, ni está compuesto de partículas homogéneas o de un
fluido de movimiento lento, el residuo excede la discontinuidad
según se mueve hacia abajo a través de la cámara de tratamiento
(10), proporcionando así un espacio lateral o radial entre la
columna (35) de residuo y la pared (222). En otras realizaciones,
la discontinuidad (400) puede estar en la forma de una transición
suave o curvada hacia la parte inferior (200), siempre que la
transición esté configurada para garantizar que el residuo exceda
la misma y proporcione el hueco radial o por lo menos lateral entre
la pared orientada hacia dentro (222) desplazada lateralmente y la
columna (35) de residuo. Aún en otras formas de realización, la
discontinuidad es de la forma de una pared periférica (y normalmente
cilíndrica) que pende hacia abajo de la parte superior y desplazada
lateralmente hacia dentro con respecto a la pared orientada hacia
dentro (222) desplazada lateralmente.
Puede proporcionarse una segunda cámara rebajada
(600) para cada antorcha (40) de plasma de tal modo que la punta de
la misma está desplazada hacia fuera con respecto al perímetro (37)
de la columna (35) de residuo, minimizando de este modo la
deposición de productos fundidos sobre la misma y reduciendo así la
posibilidad de congestión de la
misma.
misma.
Por tanto, en referencia a la figura
2(a), en la primera realización de la presente invención, una
porción periférica que comprende una pared orientada hacia dentro
(222), que es por lo menos parte de dicha pared interna (250) de
dicha parte inferior (200), está desplazada lateralmente hacia fuera
con respecto a la parte superior (14) mediante dicho primer
desplazamiento (D1). Por tanto, la discontinuidad (400) se forma
aumentando la sección o radio de la cámara de tratamiento (10)
justo por encima de la ubicación de la entrada (75) de fluido
oxidante, en un cambio de etapa. La cámara de distribución y
mezclado (300) se proporciona así entre la pared (222) y la
periferia (37) circunferencial de la parte de la columna (35) de
residuo que está alojada en la cámara de tratamiento (10) en una
estación longitudinal que corresponde a la pared (222), definiendo
dicha periferia por lo menos una parte de la abertura periférica
(142) de la cámara de distribución y mezclado (300). En esta
realización, la por lo menos una entrada (75) de fluido oxidante se
proporciona en la pared (222). También, la cámara de distribución y
mezclado (300) comprende además una pared superior anular (224) que
se extiende hacia dentro desde la pared (222) hacia el eje (18),
mediante un segundo desplazamiento (D2) para conectar, directa o
indirectamente la pared orientada hacia dentro (222) con la
discontinuidad (400). Por tanto, normalmente, el segundo
desplazamiento (D2) es igual en magnitud que dicho primer
desplazamiento (D1). En otras realizaciones, por ejemplo la forma
de realización de la figura 7, el segundo desplazamiento (D2) es de
hecho menor que el primer desplazamiento (D1). La pared periférica
(222) puede ser cilíndrica tal como se muestra, o de hecho
troncocónica o de cualquier otra forma adecuada.
Por tanto, en referencia a la figura
2(a), el área de sección transversal de dicha cámara de
tratamiento (10) tomada a lo largo de planos perpendiculares al eje
(18) longitudinal por lo menos entre la posición longitudinal (A2)
de la parte más alta de dicha entrada (75) de fluido oxidante con
respecto a la posición longitudinal (A3) de la parte más baja de
dicha antorcha (40) de plasma es sustancialmente mayor que el área
de sección transversal de dicha parte superior (14) justo por
encima de la discontinuidad (400) en (A1).
En general, cada dicha entrada (75) de fluido
oxidante puede proporcionarse en una ubicación en dicha cámara de
distribución y mezclado (300) tal como para definir un ángulo \phi
entre el eje (18) longitudinal de la cámara de tratamiento (10) y
una línea imaginaria que conecta el centro de dicha entrada (75) de
fluido oxidante con dicha discontinuidad (400), tomada a lo largo
de un plano que incluye dicho eje y dicho centro de entrada de
fluido oxidante, en el que \phi está normalmente en el intervalo
de entre aproximadamente 0,5° y aproximadamente 1,20°. Por tanto,
en ciertos casos, tal como en la quinta realización, por ejemplo,
que se ilustra en la figura 7 y que a continuación se describe en la
presente memoria, \phi es mayor de 90°, y puede alcanzar, a
saber, aproximadamente 120°, por ejemplo.
Adicional o alternativamente, y tal como se
ilustra en la figura 2(b), pueden proporcionarse una o más
entradas (75) oxidantes en la pared anular (224). Tales entradas
verticales pueden proporcionarse talandrando una perforación o
árbol horizontal en un ladrillo refractario tal como para intersecar
un árbol vertical también perforado en el mismo, para formar un
conducto en forma de L que se extiende desde una parte inferior del
ladrillo hasta un extremo horizontal del ladrillo. La abertura
formada por el conducto en la parte inferior del ladrillo sirve
como dicha entrada (75) de fluido oxidante, mientras que la abertura
en el extremo horizontal del mismo está conectado de manera
adecuada a una fuente de fluido oxidante adecuada.
Alternativamente, y tal como se ilustra en la
figura 2(c), la cámara de distribución y mezclado (300)
comprende además una pared superior troncocónica (223) que se
extiende hacia dentro desde la pared (222) hacia el eje (18),
mediante un segundo desplazamiento lateral (D2) para conectar,
directa o indirectamente la pared orientada hacia dentro (222) a la
discontinuidad (400). Por tanto, normalmente, dicho segundo
desplazamiento lateral (D2) es también igual en magnitud a dicho
primer desplazamiento (D1) para esta realización. Puede
proporcionarse una entrada (75) de fluido oxidante adecuada en la
pared troncocónica orientada hacia dentro (223) perforando un árbol
con el ángulo adecuado en un ladrillo refractario tal como para
intersecar un árbol horizontal también perforado en el mismo, para
formar un conducto en forma de codo que se extiende desde una parte
inferior inclinada del ladrillo hasta un extremo horizontal del
ladrillo. La abertura formada mediante el conducto en la parte
inclinada del ladrillo sirve como dicha entrada (75) de fluido
oxidante, mientras que la abertura en el extremo horizontal del
mismo está conectada de manera adecuada a una fuente de fluido
oxidante adecuada.
En la realización ilustrada en las figuras
2(a), 2(b) y 2(c), el extremo inferior de la
cámara de distribución y mezclado (300) está abierto, y también
proporciona una comunicación de fluido con la columna de residuo de
una manera periférica, y de hecho en la parte inferior (200) de la
cámara de tratamiento (10) aumenta la sección o el radio una
segunda vez justo por encima de la ubicación de las antorchas (40)
de plasma para proporcionar dicha segunda cámara (600). La cámara
de distribución y mezclado (300) está por tanto también en
comunicación de fluido con la segunda cámara (600). Por tanto, la
una o más entradas (75) de fluido oxidante están cada una asociadas
con por lo menos una antorcha (40) de plasma de tal modo que durante
el funcionamiento del aparato para el tratamiento de residuos
(100), se dirige el fluido oxidante que fluye desde las entradas
(75) de fluido oxidante hacia el interior de dicha cámara de
distribución y mezclado (300) en una zona de temperatura alta
proporcionada por la antorcha (40) de plasma con el fin de calentar
el fluido oxidante y promover así la gasificación del producto
carbonizado para proporcionar gases producto. Preferentemente, y tal
como se ilustra en las figuras 3(a) y 3(b), por
ejemplo, el ángulo \beta entre el plano que incluye el eje (18)
longitudinal y el centro de una entrada (75) de fluido oxidante, y
el plano que incluye el eje (18) longitudinal y el centro del
extremo de dicha antorcha (40) de plasma es menor o igual a
aproximadamente \pm170°, y preferentemente a aproximadamente
\pm90°, y más preferentemente a aproximadamente \pm20°.
Una segunda forma de realización de la presente
invención, que se ilustra en la figura 4, comprende los mismos
elementos estructurales que la primera realización, con la excepción
de dicha parte inferior (200), discontinuidad (400), y cámara de
distribución y mezclado (300), tal como se describió anteriormente,
mutatis mutandis. En la segunda realización de la presente
invención, se forma una discontinuidad (402) entre la parte superior
(14) de la cámara de tratamiento (10) y la parte inferior (202) de
la misma aumentando la sección o el radio de la cámara de
tratamiento (10) justo por encima de la ubicación de la entrada (75)
de fluido oxidante, aunque de manera menos abrupta que en la
primera realización. Por tanto, la pared orientada hacia dentro de
la parte inferior (202) de la cámara de tratamiento (10) puede ser
de forma troncocónica, presentando un ángulo semicónico, a saber
\alpha, mientras que la parte superior (14) puede ser cilíndrica,
por ejemplo, o también troncocónica pero con un ángulo cónico algo
menor que \alpha. En esta realización, el ángulo \alpha coincide
con y es igual que el ángulo \phi. El ángulo \alpha puede
presentar cualquier valor adecuado que oscile desde aproximadamente
0,5° hasta aproximadamente 90°. Por tanto, en la segunda realización
de la presente invención, por lo menos una parte de una pared
orientada hacia dentro (252) de dicha parte inferior (202) está
desplazada lateralmente hacia fuera con respecto a una porción
superior de la parte inferior (200), o de hecho con respecto a la
parte superior (14), en la que el desplazamiento lateral o radial
aumenta con la progresión aguas abajo a lo largo del eje (18)
longitudinal. En otras palabras, el primer desplazamiento (D1) y el
segundo desplazamiento (D2) son iguales de manera nominal en
cualquier plano tomado en ángulos correctos con respecto a dicho eje
(18), y (D1) y (D2) aumentan hacia abajo a lo largo del eje (18),
aunque a velocidades diferentes.
Tal como con la primera forma de realización, la
cámara de distribución y mezclado (302) presenta una abertura
periférica (242) en comunicación sustancialmente continua de fluido
periférico con dicha columna (35) de residuo, definida mediante la
periferia (37) de la columna (35) de residuo que está alojada en la
misma durante el funcionamiento de la cámara de tratamiento.
Además, el extremo inferior de la cámara de distribución y mezclado
(302) está abierto, y de hecho en la segunda realización, la parte
inferior (202) de la cámara de tratamiento (10) también aumenta la
sección o el radio alrededor de la ubicación de las antorchas (40)
de plasma, aunque esto se consigue de una manera continua desde la
discontinuidad (402), y la cámara de distribución y mezclado (302)
está así también en comunicación de fluido con las antorchas (40).
De manera similar, por lo menos una y preferentemente todas la
entradas (75) de fluido oxidante están asociadas cada una con por lo
menos una antorcha (40) de plasma de tal modo que durante el
funcionamiento del aparato para el tratamiento de residuos (100),
se dirige el fluido oxidante que fluye desde las entradas (75) de
fluido oxidante hacia el interior de dicha cámara de distribución y
mezclado (302) en una zona de temperatura alta proporcionada por la
antorcha (40) de plasma con el fin de calentar el fluido oxidante y
promover así una gasificación rápida y uniforme del producto
carbonizado para proporcionar gases producto. Tal como con la
primera realización, las entradas (75) de fluido oxidante se
disponen cada una preferentemente en una ubicación de tal modo que
el ángulo \beta entre el plano que incluye el eje (18)
longitudinal y el centro de dicha entrada (75) de fluido oxidante,
y el plano que incluye el eje (18) longitudinal y el centro del
extremo de una dicha antorcha (40) de plasma, es menor o igual a
aproximadamente \pm170°, y preferentemente a aproximadamente
\pm20°.
Una tercera forma de realización de la presente
invención, que se ilustra en la figura 5, comprende los mismos
elementos estructurales que la primera realización, con la excepción
de dicha parte inferior (200), discontinuidad (400), y cámara de
distribución y mezclado (300), tal como se describieron
anteriormente en la presente memoria, mutatis mutandis. En
la tercera forma de realización de la presente invención se forma
una discontinuidad (403) entre la parte superior (14) de la cámara
de tratamiento (10) y la parte inferior (203) de la misma
aumentando la sección o el radio de la cámara de tratamiento (10) en
o justo por encima de la ubicación de la entrada (75) de fluido
oxidante, en un cambio de etapa, de una manera similar a la primera
realización. Sin embargo, en esta forma de realización, la cámara
de distribución y mezclado (303) está unida mediante una pared
inferior anular (260) formada en la pared (253), junto con la pared
superior anular (224) que conecta la discontinuidad (403) con la
pared orientada hacia dentro (253). Dicha pared inferior anular
(260) se extiende así hacia dentro hacia el eje (18) mediante un
tercer desplazamiento (D3), que es generalmente menor en magnitud
que dicho segundo desplazamiento (D2) para esta realización. Por
tanto, la cámara de distribución y mezclado (303) está en la forma
de un rebaje anular formado en la pared orientada hacia el interior
(253), que puede ser cilíndrica tal como se ilustra en la figura 5,
o de hecho troncocónica o de cualquier otra forma adecuada, y
comprende una abertura periférica (342) en comunicación de fluido
periférica sustancialmente continua con dicha columna (35) de
residuo, definida mediante la periferia (37) de la columna (35) de
residuo que está alojada en la misma durante el funcionamiento de
la cámara de tratamiento. Los orificios de entrada (75) de fluido
oxidante pueden ubicarse en cualquier parte adecuada de la cámara
(303), por ejemplo en la pared externa (222) o paredes anulares
(224), (260) del rebaje (313). El área superficial de la pared
inferior anular (260) es menor que el área superficial de la pared
superior anular (224) en una cantidad S que puede oscilar desde el
1% hasta aproximadamente el 99% del área de la pared superior anular
(224). La diferencia en las áreas S es suficiente para posibilitar
que los gases de plasma calientes generados por las antorchas (40)
de plasma penetren en la cámara de distribución y mezclado (303).
En esta realización, la parte inferior (203) de la cámara de
tratamiento (10) aumenta en sección o radio una segunda vez justo
por encima de la ubicación de las antorchas (40) de plasma, y la
cámara de distribución y mezclado (303) está así también en
comunicación de fluido con la misma por medio de la columna (35) de
residuo.
Una cuarta realización de la presente invención,
que se ilustra en la figura 6(a), comprende los mismos
elementos estructurales que la tercera realización, tal como se
describió anteriormente, mutatis mutandis. En la cuarta
realización de la presente invención, se proporciona una segunda
cámara de distribución y mezclado (304) aguas abajo de la primera
cámara de distribución y mezclado (303), y presenta una segunda
discontinuidad (404) formada en la parte inferior (202) de la
cámara de tratamiento (10) aumentando la sección o el radio de la
misma, en o justo por encima de la ubicación de las entradas (75)
de fluido oxidante adicionales, en un cambio de etapa, de una
manera similar a la cámara de distribución y mezclado superior
(303). La segunda cámara de distribución y mezclado (304) también
está unida mediante una pared inferior anular (262) y mediante una
pared superior anular (264) formada en la pared (253). Por tanto,
la segunda cámara de distribución y mezclado (304) está en la forma
de un rebaje anular (314) formado en la pared (253), que puede ser
cilíndrico tal como se ilustra en la figura 6(a), o de hecho
troncocónico o de cualquier otra forma. Tal como con la primera
cámara de distribución y mezclado (303), la segunda cámara de
distribución y mezclado (304) presenta una abertura periférica (442)
en comunicación de fluido periférico sustancialmente continua con
dicha columna (35) de residuo, definida por la periferia (37) de la
columna (35) de residuo que está alojada en la misma durante el
funcionamiento de la cámara de tratamiento. El uno o más orificios
de entrada (75) de fluido oxidante adicionales pueden ubicarse en
cualquier parte adecuada de la segunda cámara de distribución y
mezclado (304), por ejemplo en las porciones cilíndricas o anulares
del rebaje (314). El área superficial de la pared inferior anular
(262) es menor que el área superficial de la pared superior anular
(264) en una cantidad S' que puede oscilar desde el 1% hasta
aproximadamente el 99% del área de la pared superior anular (264).
La diferencia en las áreas S' es suficiente para posibilitar que
los gases de plasma calientes generados por las antorchas (40) de
plasma penetren en la cámara de distribución y mezclado (304). La
pared superior anular (264) de la segunda cámara (304) también está
normalmente menos desplazada lateralmente que la pared inferior
anular (260) de la primera cámara (303), por lo menos lo suficiente
para posibilitar que los gases de plasma calientes generados por
las antorchas (40) de plasma penetren en la primera cámara de
distribución y mezclado (303) desde la cámara de distribución y
mezclado inferior (304) y/o directamente desde las antorchas (40) de
plasma. En esta realización, la parte inferior (204) de la cámara
de tratamiento (10) aumenta en sección o radio o desplazamiento
lateral una tercera vez justo por encima de la ubicación de las
antorchas (40) de plasma, y la primera cámara de distribución y
mezclado (303) y la segunda cámara de distribución y mezclado está
así también en comunicación de fluido con la misma por medio de la
columna (35) de residuo.
Una quinta forma de realización de la presente
invención, que se ilustra en la figura 7, comprende los mismos
elementos estructurales que la primera realización, con la excepción
de dicha parte inferior (200), discontinuidad (400), y cámara de
distribución y mezclado (300), tal como se describieron
anteriormente en la presente memoria, cambiando lo que haya que
cambiar. En la quinta realización de la presente invención, se
proporciona una discontinuidad (405) en la forma de una pared o un
saliente cilíndrico (405') que se extiende desde la parte superior
(14) de la cámara de tratamiento (10) hacia el interior de la parte
inferior (205) de la misma. En esta realización, la cámara de
distribución y mezclado (305) comprende por lo menos un rebaje
anular (315) que se extiende hacia arriba hacia el interior de la
pared (255) de la parte inferior (205), que presenta una sección o
radio aumentado con respecto a la parte superior (14) de la cámara
de tratamiento (10), y la cámara de distribución y mezclado (305)
opcionalmente se extiende también hacia abajo en la parte inferior
(205). En otras palabras, se proporciona una pared cilíndrica
(405') que pende hacia abajo de dicha parte superior (14) y
desplazada lateralmente hacia dentro con respecto a dicha pared
orientada hacia dentro desplazada lateralmente (255).
Alternativamente, puede considerarse que la pared (405') forma
parte de la parte superior (14), en cuyo caso por lo menos una
parte superior de la cámara de distribución y mezclado (305) puede
concebirse como que está comprendida en una parte superior del
aparato (100), superponiéndose longitudinalmente con una porción
inferior de la parte superior (14). Por tanto, en la cámara de
distribución y mezclado (305) la abertura orientada hacia abajo
(410) del rebaje (315) constituye por lo menos parte de la abertura
periférica (542) en comunicación de fluido periférica
sustancialmente continua con dicha columna (35) de residuo. Además,
si la cámara de distribución y mezclado (305) se extiende hacia
abajo más allá del nivel de la discontinuidad (405) tal como se
ilustra en la figura 7, la abertura periférica continua (542) de la
cámara de distribución y mezclado (305) se define adicionalmente
mediante la periferia (37) de la columna (35) de residuo que está
alojada en la misma durante el funcionamiento de la cámara de
tratamiento. Las entradas (75) de fluido oxidante se proporcionan
ventajosamente en el interior del rebaje (315), protegiéndolos
además de la deposición de productos fundidos, y facilitando la
distribución circunferencial de fluido oxidante. La quinta forma de
realización también es particularmente adecuada para su utilización
con residuos que presentan una fluidez elevada, que por otro lado se
expandirían radialmente para rellenar o congestionar las cámaras de
distribución y mezclado de otras realizaciones. La parte inferior
del rebaje (315) está en comunicación abierta con la columna (35) de
residuo, posibilitando que el gas oxidante penetre libremente en el
mismo desde todos los lados. En esta forma de realización, la parte
inferior (205) de la cámara de tratamiento (10) aumenta la sección o
el radio una segunda vez justo por encima de la ubicación de las
antorchas (40) de plasma, y la cámara de distribución y mezclado
(305) está así también en comunicación de fluido con la misma. Los
orificios de entrada (75) de fluido oxidante pueden ubicarse en
cualquier parte de la cámara (305), por ejemplo en las porciones
cilíndrica o superior anular del rebaje (315). Además, por lo menos
una y preferentemente todas las entradas (75) de fluido oxidante
están asociadas cada una con por lo menos una antorcha (40) de
plasma de tal modo que durante el funcionamiento del aparato para
el tratamiento de residuos(100), se dirige el fluido oxidante
que fluye desde las entradas (75) de fluido oxidante hacia el
interior de dicha cámara de distribución y mezclado (305) en una
zona de temperatura elevada proporcionada mediante la antorcha (40)
de plasma con el fin de calentar el fluido oxidante y promover así
la combustión del producto carbonizado para proporcionar gases
producto. Tal como con la primera forma de realización, las
entradas (75) de fluido oxidante se disponen cada uno
preferentemente en una ubicación de tal modo que el ángulo \beta
entre el plano que incluye el eje (18) longitudinal y el centro de
dicha entrada (75) de fluido oxidante, y el plano que incluye el
eje (18) longitudinal y el centro del extremo de una dicha antorcha
(40) de plasma, es menor que o igual a aproximadamente \pm170°, y
preferentemente de aproximadamente \pm20°.
Una sexta forma de realización de la presente
invención, que se ilustra en la figura 8(a), comprende los
mismos elementos estructurales que la segunda realización, con la
excepción de dicha discontinuidad (402), tal como se describió
anteriormente en la presente memoria, mutatis mutandis. En la
sexta forma de realización de la presente invención, una
discontinuidad (406) está en la forma de una pared o un saliente
cilíndrico (406') que se extiende desde la parte superior (14) de
la cámara de tratamiento (10) y hacia el interior de la parte
inferior (202) de la misma. En otras palabras, se proporciona una
pared cilíndrica (406') que pende hacia abajo de dicha parte
superior (14) y desplazada lateralmente hacia dentro con respecto a
dicha pared orientada hacia dentro desplazada lateralmente (252).
Alternativamente, puede considerarse que la pared (406') forma
parte de la parte superior (14), en cuyo caso por lo menos una parte
superior de la cámara de distribución y mezclado (302) puede
concebirse como que está comprendida en una parte superior del
aparato (100), superponiéndose longitudinalmente con una porción
inferior de la parte superior (14). Por tanto, en la cámara de
distribución y mezclado (302) la abertura anular orientada hacia
abajo (411) del rebaje (315') constituye por lo menos una parte de
la abertura periférica (642) en comunicación de fluido periférica
sustancialmente continua con dicha columna (35) de residuo. Además,
como la cámara de distribución y mezclado (305) opcional y
ventajosamente se extiende hacia abajo más allá del nivel de la
discontinuidad (406) tal como se ilustra en la figura 8(a),
la abertura periférica continua (642) de la cámara de distribución y
mezclado (306) se define adicionalmente mediante la periferia (37)
de la columna (35) de residuo que está alojada en la misma durante
el funcionamiento de la cámara de tratamiento. De manera similar a
la segunda forma de realización, la una o más entradas (75) de
fluido oxidante se asocian cada una con por lo menos una antorcha
(40) de plasma de tal modo que durante el funcionamiento del
aparato para el tratamiento de residuos (100), se dirige el fluido
oxidante que fluye desde las entradas (75) de fluido oxidante hacia
el interior de dicha cámara de distribución y mezclado (302) en una
zona de temperatura alta proporcionada por la antorcha (40) de
plasma con el fin de calentar el fluido oxidante y promover así la
combustión del producto carbonizado para proporcionar gases
producto. Por tanto, en la sexta forma de realización de la
presente invención, por lo menos una parte de una pared orientada
hacia dentro (252) de dicha parte inferior (202) está desplazada
lateralmente hacia fuera con respecto a una pared orientada hacia
dentro de dicha parte superior (14), en la que el desplazamiento
lateral o radial aumenta con la progresión aguas abajo a lo largo
del eje (18) longitudinal. En esta forma de realización, el primer
desplazamiento (D1) es mayor que el segundo desplazamiento (D2) en
una cantidad igual a la anchura lateral de la pared (406') en
cualquier plano tomado en ángulos correctos con respecto a dicho eje
(18), y tanto (D1) como (D2) aumentan hacia abajo a lo largo del
eje (18). Tal como con la primera realización, las entradas (75) de
fluido oxidante se disponen preferentemente cada una en una
ubicación de tal modo que el ángulo \beta entre el plano que
incluye el eje (18) longitudinal y el centro de dicha entrada (75)
de fluido oxidante, y el plano que incluye el eje (18) longitudinal
y el centro del extremo de una dicha antorcha (40) de plasma, es
menor o igual a aproximadamente \pm170°, y preferentemente a
aproximadamente \pm20°.
Por tanto, en todas las formas de realización,
la provisión de una porción periférica en la forma de una pared
orientada hacia dentro de la parte inferior de la cámara de
tratamiento (10) que está desplazada lateral o radialmente hacia
fuera con respecto a una pared orientada hacia dentro de la parte
superior de la cámara de tratamiento (10) sirve para formar una
cámara de distribución y mezclado, que comprende una abertura
periférica para proporcionar una comunicación de fluido
sustancialmente continua entre la cámara de distribución y mezclado
y la periferia de la columna de residuo que está alojada en la parte
inferior de la cámara de tratamiento durante el funcionamiento de
la misma. Una cámara de distribución y mezclado de este tipo, cuando
se acopla a una o más entradas de fluido oxidante, posibilita que
se precaliente el fluido oxidante, principalmente mezclando con
gases de plasma calientes que fluyen desde las antorchas (40) de
plasma, y que se distribuya circunferencial o periféricamente con
respecto a una periferia (37) correspondiente de la columna (35) de
residuo. Además, ya que las entradas (75) de fluido oxidante están
desplazadas radial o lateralmente con respecto a la columna de
residuo hay una menor probabilidad de que estas entradas (75) se
obstruyan mediante material residual fundido. De manera similar, la
provisión de rebajes (600) posibilita que los extremos de salida de
las antorchas (40) de plasma estén desplazados radialmente con
respecto a la columna (35) de residuo, dando como resultado
ventajas similares, mutatis mutandis.
En todas las realizaciones, la cámara de
distribución y mezclado correspondiente, y preferentemente la
discontinuidad correspondiente, se incorporan ventajosamente en el
perfil de la cámara de tratamiento (10), y son así una parte
integrada de la misma fabricándose a partir de material refractario,
tal como en otras partes o en la totalidad de la parte inferior de
la cámara de tratamiento (10). En las formas de realización
descritas anteriormente en la presente memoria, las cámaras de
distribución y mezclado correspondientes pueden estar fabricadas de
material refractario fundido en losas de forma y tamaño apropiados.
Alternativamente, el material refractario puede conformarse en la
forma de ladrillos regulares de forma y tamaño convencionales, y se
colocan los ladrillos de manera apropiada de tal modo que se
proporciona el perfil requerido. Por ejemplo, el perfil inclinado de
la parte inferior de la cámara de tratamiento de la segunda y sexta
realizaciones puede comprender realmente una disposición escalonada
de ladrillos, en la que cada capa superior sucesiva de ladrillos se
desvía lateralmente un poco más hacia el eje (18), tal como se
ilustra en la figura 8(b), por ejemplo. De manera similar, el
perfil anular de las cámaras de mezclado o de distribución y
mezclados de la primera, tercera, cuarta y quinta realizaciones
puede estar aproximado por, y por tanto comprender, una disposición
escalonada diferente de ladrillos, en la que cada capa superior
sucesiva de ladrillos está en primer lugar desviada lateralmente un
poco más lejos del eje (18) hasta un desplazamiento máximo, y
después cada capa superior sucesiva de ladrillos puede desviarse
lateralmente un poco más hacia el eje (18) tal como se ilustra en la
figura 6(b), por ejemplo para proporcionar una cámara de
distribución y mezclado "anular" idealizada. Particularmente
cuando se usan ladrillos refractarios convencionales, el perfil de
sección transversal longitudinal de la cámara de tratamiento (10)
puede ser sustancialmente rectangular o poligonal, en vez de
circular.
Una séptima realización de la presente
invención, que se ilustra en las figuras 9(a) hasta
9(d), comprende los mismos elementos estructurales que la
primera realización tal como se describió anteriormente en la
presente memoria, mutatis mutandis, con la excepción de los
detalles siguientes. En la séptima realización de la presente
invención, que es particularmente adecuado para el tratamiento de
residuos a pequeña escala, la cámara de tratamiento (107) comprende
una parte inferior de la misma que es de forma sustancialmente
troncopiramidal que presenta secciones transversales
sustancialmente poligonales en planos sustancialmente
perpendiculares al eje longitudinal de dicha cámara de tratamiento.
El término "troncopiramidal" se toma en la presente memoria
para hacer referencia a una estructura de tipo piramidal que
presenta tres o más lados con forma triangular que se levantan
desde una base con forma poligonal (que presenta de manera
correspondiente tres o más bordes) hacia un vértice, y en el que el
vértice de la estructura piramidal está truncado. Preferentemente,
la parte superior es de forma también sustancialmente
troncopiramidal que presenta secciones transversales sustancialmente
poligonales en planos sustancialmente perpendiculares al eje
longitudinal de dicha cámara de tratamiento. Las secciones
transversales poligonales de dicha parte superior y de dicha parte
inferior son normalmente similares, y en esta realización son
sustancialmente rectangulares en sección transversal longitudinal,
tal como se ilustra en la figura 9(d), aunque en otras
realizaciones pueden comprender cualquier número de lados que sea
necesario. La porción superior (147) está compuesta de paredes
inclinadas de un ángulo \delta reducido con respecto al eje (18)
longitudinal, normalmente, pero no necesariamente restringido a,
desde aproximadamente 0,1° hasta aproximadamente 0,4°. La porción
inferior (207) también está compuesta de paredes inclinadas, pero
con un ángulo \theta con respecto al eje (18) longitudinal,
normalmente, pero no necesariamente restringido, al intervalo de
ángulos entre desde aproximadamente 0,5° hasta aproximadamente 30°,
en el que \theta>\delta. Los ángulos \delta y \theta se
consideran en la presente memoria que son equivalentes a semiángulos
cónicos. Se forma así una discontinuidad (407) entre la parte
superior (147) y la parte inferior (207). La cámara de tratamiento
(107) está fabricada normalmente a partir de ladrillos rectangulares
convencionales, en un perfil localmente escalonado, y por tanto
puede definirse la discontinuidad (407) como el cambio en la
pendiente de la línea imaginaria correspondiente que representa una
funda que comprende los ladrillos. Se proporciona una capa externa
metálica (770) para mejorar la integridad mecánica del aparato como
una totalidad y para mantenerlo sellado o hermético para el aire
con respecto al entorno externo. En esta forma de realización, la
una o más antorchas (40) de plasma están comprendidas en una cámara
lateral auxiliar (750), que está en comunicación abierta con la
cámara de tratamiento (107) en una parte inferior de la misma, y en
particular con respecto a la cámara de distribución y mezclado
(307), por medio de un embocadura (755) adecuado que está
normalmente en la forma de un arco de entrada. Opcionalmente, pueden
proporcionarse cámaras auxiliares adicionales alrededor de la parte
inferior (207) de la cámara de tratamiento (107), para aumentar
adicionalmente el número de antorchas (40) de plasma y mejorar la
distribución de las mismas. Las cámaras laterales auxiliares
adicionales están también en comunicación abierta con la cámara de
tratamiento (107) en una parte inferior de la misma por medio de
una embocadura o arco de entrada adecuado, por ejemplo. En esta
forma de realización, la cámara de distribución y mezclado (307) es
de forma sustancialmente rectangular, y la abertura periférica (742)
de la misma circunscribe periféricamente la columna (35) de residuo
para posibilitar que el fluido oxidante se distribuya dentro de la
misma de una manera periférica por medio de una o mas entradas (75)
de fluido oxidante que pueden estar comprendidas en la misma, tal
como se ilustra en la figura 9(d). Los gases calientes
proporcionados por las antorchas (40) de plasma proporcionan una
zona de temperatura alta que se extiende desde la cámara auxiliar
(750) hasta la cámara de distribución y mezclado (307) por medio del
embocadura (755). Alternativa o adicionalmente, pueden
proporcionarse una o más entradas de fluido (75) en la cámara
auxiliar (750) de modo que el fluido oxidante está inicialmente en
proximidad cercana a las antorchas (40) de plasma, fluyendo
posteriormente el fluido oxidante hasta la cámara de distribución y
mezclado (307) por medio del embocadura (755).
Por tanto, la una o más entradas (75) de fluido
oxidante están asociadas cada una con por lo menos una antorcha
(40) de plasma de tal modo que durante el funcionamiento del aparato
para el tratamiento de residuos (100), se dirige el fluido oxidante
que fluye desde las entradas (75) de fluido oxidante hacia el
interior de dicha cámara de distribución y mezclado (307) en una
zona de temperatura alta proporcionada por la antorcha (40) de
plasma con el fin de calentar el fluido oxidante y promover así la
gasificación del producto carbonizado para proporcionar gases
producto. Tal como con la primera realización, las entradas (75) de
fluido oxidante se disponen cada una preferentemente en una
ubicación tal que el ángulo \beta entre el plano que incluye el
eje (18) longitudinal y el centro de dicha entrada (75) de fluido
oxidante, y el plano que incluye el eje (18) longitudinal y el
centro del extremo de una dicha antorcha (40) de plasma, es menor o
igual a aproximadamente \pm170°, y preferentemente a
aproximadamente \pm20°.
Por tanto, el primer desplazamiento (D1) es la
distancia que se desplaza lateralmente hacia fuera la pared
orientada hacia dentro de la parte inferior de la cámara de
tratamiento desde la pared orientada hacia dentro de la parte
superior (14). En cámaras de distribución y mezclado anulares tales
como se muestran a modo de ejemplo en las realizaciones de las
figuras 2(a), 2(b), 2(c), 3(a),
3(b), 5, 6(a) y 7, (D1) es aproximadamente constante
en cualquier dirección lateral dada. En cámaras de distribución y
mezclado cónicas tales como se muestran a modo de ejemplo en las
realizaciones de las figuras 4, 8 y también en la realización de la
figura 9(a), la distancia o el desplazamiento (D1) aumenta
hacia abajo a lo largo del eje (18). El segundo desplazamiento (D2)
se refiere a la extensión lateral de la pared superior que conecta
la pared orientada hacia dentro de la cámara de distribución y
mezclado con la discontinuidad. En las realizaciones mostradas a
modo de ejemplo en las figuras 2(a), 2(b),
2(c), 3(a), 3(b), 4, 5, 6(a) y 9, (D1) y
(D2) son idénticos de manera nominal. Sin embargo, en las formas de
realización mostradas a modo de ejemplo en las figuras 7 y
8(a), la pared superior de la cámara de distribución y
mezclado no se extiende lateralmente por toda la discontinuidad, y
por tanto (D2) es menor que (D1) en una cantidad igual de manera
nominal a la anchura de la pared que pende hacia abajo de la
discontinuidad. Tal como se describió anteriormente en la presente
memoria, la discontinuidad en estas realizaciones está en la forma
de una pared o extensión que se proyecta longitudinalmente desde la
porción inferior de la parte superior hacia el interior de la parte
inferior correspondiente. El tercer desplazamiento (D3) se refiere
a la extensión lateral de la pared inferior de la cámara de
distribución y mezclado, comprendiéndose una pared inferior de este
tipo en las realizaciones mostradas a modo de ejemplo en las figuras
5 y 6(a), siendo (D3) normalmente menor que (D2). Sin
embargo, en las otras realizaciones ilustradas en las figuras, la
cámara de distribución y mezclado no comprende una pared inferior de
este tipo.
Por tanto, la presente invención se refiere
también a un procedimiento para distribuir y mezclar fluido oxidante
a lo largo y hacia el interior de una periferia de una columna de
residuo alojada en un aparato para el tratamiento de residuos que
presenta una cámara para el tratamiento de residuos adaptada para
procesar una columna de residuo de este tipo y que comprende por lo
menos unos medios de antorcha de plasma que presentan un extremo de
salida del mismo que se extiende hacia el interior de una parte
inferior de dicha cámara de tratamiento de residuos para
proporcionar calor suficiente a dicha parte inferior por lo menos
para posibilitar que el residuo orgánico alojado en la misma se
convierta en gases combustibles, comprendiendo dicho
procedimiento
(a) proporcionar una cámara de distribución y
mezclado tal como se describió en la presente memoria;
(b) durante el funcionamiento de dicha planta de
tratamiento hacer que el fluido oxidante fluya desde dicha por lo
menos una entrada de fluido oxidante y hacia el interior de dicha
cámara de distribución y mezclado y alrededor de la periferia de la
columna de residuo alojado en dicha cámara de tratamiento, de tal
modo que dicho fluido oxidante se dirige en una zona de temperatura
alta proporcionada por el por lo menos unos medios de antorcha de
plasma que están asociados con dicha por lo menos una entrada de
fluido oxidante.
Aunque la cámara de distribución y mezclado
según la presente invención se incorpora de la mejor manera como
una parte integrada de un aparato para el tratamiento o la
conversión de residuos de tipo plasma, la cámara de distribución y
mezclado de la presente invención también puede ajustarse en muchos
aparatos existentes para el tratamiento de residuos basados en
plasma, según las circunstancias individuales, cambiando lo que
haya que cambiar.
Claims (35)
1. Aparato para el tratamiento de residuos que
presenta una cámara de tratamiento de residuos (10) sustancialmente
longitudinal adaptada para alojar una columna (35) de residuo, en el
que dicha cámara de tratamiento comprende una parte superior (14)
de cámara unida a una parte inferior (200) de cámara por medio de
una transición entre las mismas, comprendiendo dicha parte superior
medios de entrada de residuos (20) y por lo menos unos medios de
salida de gases, comprendiendo dicha parte inferior por lo menos
unos medios de antorcha (40) de plasma que presentan un extremo de
salida de la misma que se extiende hacia el interior de dicha parte
inferior para proporcionar suficiente calor por lo menos para
posibilitar que el residuo orgánico alojado en la misma se
convierta en gases combustibles, estando caracterizado el
aparato porque dicha transición comprende un cambio en la pendiente
del perfil interno de la cámara de tratamiento entre dicha parte
superior (14) y dicha parte inferior tomada a lo largo de una
dirección longitudinal, de modo que por lo menos una parte de la
pared interna de dicha parte inferior está desplazada
transversalmente hacia fuera de dicha transición a lo largo de la
periferia de la misma con respecto a la pared interna de dicha parte
superior formando así un espacio periférico adicional en la parte
inferior con respecto a la parte superior de la cámara, sirviendo
dicho espacio periférico como por lo menos una cámara de
distribución y mezclado de fluido oxidante (300), comprendiendo
dicha cámara de distribución y mezclado de fluido oxidante por lo
menos una entrada (75) de fluido oxidante para proporcionar fluido
oxidante a la misma desde una fuente adecuada, estando situada dicha
por lo menos una entrada de fluido oxidante en una posición en la
que la sección transversal interna de dicha parte inferior en dicha
posición es sustancialmente mayor que la sección transversal
interna de dicha parte superior por lo menos justo por encima de
dicha transición.
2. Aparato para el tratamiento de residuos según
la reivindicación 1, en el que dichos por lo menos unos medios de
antorcha de plasma presentan el extremo de salida del mismo ubicado
por debajo de la ubicación de dicha por lo menos una entrada de
fluido
oxidante.
oxidante.
3. Aparato para el tratamiento de residuos según
la reivindicación 1, en el que por lo menos una de dicha pared
interna de dicha parte inferior de dicha cámara de tratamiento y
dicha pared interna de dicha parte superior de dicha cámara de
tratamiento está fabricada de un material refractario adecuado.
4. Aparato para el tratamiento de residuos según
la reivindicación 1, en el que dicha pared interna de dicha cámara
de distribución y mezclado está desplazada lateralmente de dicha
pared interna de dicha parte superior de dicha cámara de
tratamiento de una manera sustancialmente uniforme mediante un
primer desplazamiento que es aproximadamente constante a lo largo
de la periferia de dicha pared interna de dicha cámara de
distribución y mezclado, estando definido dicho primer
desplazamiento a lo largo de cualquier plano adecuado
sustancialmente perpendicular a un eje longitudinal de la cámara de
tratamiento.
5. Aparato para el tratamiento de residuos según
la reivindicación 1, en el que dicha cámara de distribución y
mezclado comprende dicha una entrada de fluido oxidante, y en el que
el desplazamiento lateral de dicha pared interna de dicha cámara de
distribución y mezclado con respecto a la pared interna de dicha
parte superior es mayor en la ubicación de dicha entrada de fluido
oxidante que en cualquier otra ubicación a lo largo de la periferia
de dicha pared interna de dicha cámara de distribución y mezclado en
un plano sustancialmente perpendicular a un eje longitudinal de la
cámara.
6. Aparato para el tratamiento de residuos según
la reivindicación 5, en el que dicho desplazamiento lateral de
dicha pared interna de dicha cámara de distribución y mezclado con
respecto a dicha pared interna de dicha parte superior es un máximo
en la ubicación de dicha entrada de fluido oxidante y un mínimo en
la ubicación lateralmente opuesta a dicha entrada de fluido
oxidante.
7. Aparato para el tratamiento de residuos según
la reivindicación 1, en el que dicha cámara de distribución y
mezclado está en la forma de un nicho periférico que presenta una
pared superior sustancialmente anular que se extiende radialmente
desde dicha transición.
8. Aparato para el tratamiento de residuos según
la reivindicación 7, en el que dicha cámara de distribución y
mezclado comprende una pared interna sustancialmente cilíndrica,
sustancialmente coaxial con un eje longitudinal de la cámara de
tratamiento.
9. Aparato para el tratamiento de residuos según
la reivindicación 1, en el que dicha por lo menos una entrada de
fluido oxidante está comprendida en dicha pared interna
cilíndrica.
10. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 7, en el que por lo menos dicha una entrada
de fluido oxidante está comprendida en dicha pared superior
anular.
11. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 1, en el que dicha cámara de distribución y
mezclado es una porción superior de dicha parte inferior de dicha
cámara de tratamiento y está en la forma de una pared periférica
troncocónica que se extiende desde dicha transición que presenta un
semiángulo cónico que es mayor que el de la pared interna de dicha
parte superior de la cámara de tratamiento.
12. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 11, en el que dicha parte superior de dicha
cámara de tratamiento es sustancialmente cilíndrica, presentando un
semiángulo cónico de aproximadamente 0º.
13. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 1, en el que por lo menos dicha pared
interna de dicha cámara de distribución y mezclado es
sustancialmente cilíndrica en forma presentando un radio interno
mayor que esa dicha pared interna de dicha parte superior de la
cámara de tratamiento por lo menos justo por encima de dicha
transición.
14. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 13, en el que dicha parte superior de dicha
cámara de tratamiento es sustancialmente cilíndrica.
15. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 1, en el que dicha pared interna de dicha
cámara de distribución y tratamiento es de forma sustancialmente
troncopiramidal presentando unas secciones transversales
sustancialmente poligonales en planos sustancialmente
perpendiculares al eje longitudinal de dicha cámara de
tratamiento.
16. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 15, en el que una pared interna de dicha
parte superior de dicha cámara de tratamiento es de forma
sustancialmente troncopiramidal presentando unas secciones
transversales sustancialmente poligonales en planos sustancialmente
perpendiculares al eje longitudinal de dicha cámara de
tratamiento.
17. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 16, en el que dichas secciones transversales
poligonales de dicha parte superior y de dicha parte inferior son
sustancialmente rectangulares.
18. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 1, en el que una parte inferior de dicha
cámara de distribución y mezclado está en comunicación abierta con
una parte de fondo de dicha parte inferior de dicha cámara de
tratamiento que se dispone por debajo de dicha cámara de
distribución y mezclado.
19. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 7, en el que una parte inferior de dicha
cámara de distribución y mezclado está unida mediante una pared
inferior anular que se extiende radialmente hacia un eje
longitudinal de dicha cámara de tratamiento.
20. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 19, en el que un borde orientado hacia
dentro de dicha pared inferior anular está separado de dicho eje
longitudinal más que dicha transición en una dirección lateral.
21. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 20, en el que un área superficial de dicha
pared inferior anular es menor que un área superficial de dicha
pared superior anular en una cantidad S que puede estar comprendida
entre aproximadamente el 1% y aproximadamente el 99% de la dicha
área superficial de la dicha pared superior anular.
22. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 21, que comprende asimismo una segunda
cámara de distribución y mezclado de fluido oxidante desplazada
verticalmente hacia abajo con respecto a dicha cámara de
distribución y mezclado.
23. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 22, en el que para dicha cámara de
distribución y mezclado de fluido oxidante, un área superficial de
la pared inferior anular de la misma es menor que un área
superficial de la pared superior anular de la misma en una cantidad
S' que puede estar comprendida aproximadamente entre el 1% y
aproximadamente el 99% de la dicha área superficial de la dicha
pared superior anular de la dicha cámara de distribución y mezclado
de fluido oxidante.
24. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 1, en el que dicha parte inferior de dicha
cámara de tratamiento comprende un nicho adecuado para alojar dicho
por lo menos unos medios de antorcha de plasma en el mismo, estando
dicho nicho más abajo que dicha cámara de distribución y mezclado,
estando configurado dicho nicho para alojar dicha por lo menos una
antorcha de plasma de tal modo que el extremo de salida de dicha
por lo menos una antorcha de plasma está separada de un eje
longitudinal de la cámara de tratamiento más que dicha
transición.
25. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 1, en el que dichos por lo menos unos
medios de antorcha de plasma están comprendidos en una cámara
auxiliar adecuada dispuesta lateralmente con respecto a la cámara
de tratamiento y en comunicación con la misma por medio de una
embocadura adecuada, de tal modo que el extremo de salida de dichos
por lo menos unos medios de antorcha de plasma están separados de
un eje longitudinal de la cámara de tratamiento más que dicha
transición.
transición.
26. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 25, que comprende asimismo una pluralidad
de dichas cámaras auxiliares, en el que cada una de dicha cámara
auxiliar adicional se dispone lateralmente con respecto a la cámara
de tratamiento y en comunicación con la misma por medio de una
embocadura adecuada; de tal modo que el extremo de salida de dichos
por lo menos unos medios de antorcha de plasma comprendidos en la
misma están separados de un eje longitudinal de la cámara de
tratamiento más que dicha transición.
27. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 25, en el que por lo menos dicha una cámara
auxiliar comprende asimismo por lo menos dicha una entrada de fluido
oxidante.
28. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 1, en el que dicha transición es de la
forma de uno cualquiera de entre una esquina, pliegue, cambio en
punta, resalte longitudinal, una transición suave y una transición
curvada, cuando se observa a lo largo de un plano de sección
transversal vertical que incluye un eje longitudinal de dicha
cámara de tratamiento.
29. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 1, en el que dicha por lo menos una antorcha
de plasma está colocada en dicha parte inferior de la cámara de tal
modo que la sección transversal de dicha parte inferior en la
posición del centro del extremo de salida de dicha por lo menos una
antorcha de plasma es sustancialmente mayor que la sección
transversal de dicha parte superior de dicha cámara de tratamiento
por lo menos justo por encima de dicha transición.
30. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 1, en el que por lo menos dicha una entrada
de fluido oxidante puede estar prevista en una ubicación en dicha
cámara de distribución y mezclado de tal modo que el ángulo \phi
entre el eje longitudinal de la cámara de tratamiento y una línea
imaginaria que conecta el centro de dicha entrada de fluido
oxidante con dicha transición, disponiéndose dicha línea imaginaria
en un plano imaginario que incluye tanto dicho eje como dicho centro
de la entrada de fluido oxidante, está en el intervalo de entre
aproximadamente 0.5º y aproximadamente 120º.
31. Aparato para el tratamiento de residuos
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30, en el que por lo
menos dicha una entrada de fluido oxidante se dispone en una
ubicación tal que el ángulo \beta entre el plano que incluye el
eje longitudinal de la cámara de tratamiento y el centro de dicha
entrada de fluido oxidante, y el plano que incluye el dicho eje
longitudinal y el centro del extremo de salida de una dicha
antorcha de plasma, es menor o igual a aproximadamente \pm
170º.
32. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 31, en el que dicho ángulo \beta es
aproximadamente \pm 20º.
33. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 1, que comprende asimismo una pared
cilíndrica que pende hacia abajo de dicha transición y desplazada
lateralmente hacia un eje longitudinal de la cámara de tratamiento
con respecto a dicha pared interna desplazada lateralmente de dicha
parte inferior de dicha cámara de tratamiento.
34. Aparato para el tratamiento de residuos
según la reivindicación 1, en el que dicha por lo menos una cámara
de distribución y mezclado está ubicada en una porción superior de
dicha parte inferior de dicha cámara de tratamiento.
35. Procedimiento para distribuir y mezclar
fluido oxidante a lo largo y hacia el interior de una periferia de
una columna de residuo alojada en un aparato para el tratamiento de
residuos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30, o 33 a
34, comprendiendo dicho procedimiento:
- (a)
- proporcionar una columna de residuo en dicha cámara por medio de dicha entrada de residuos;
- (b)
- durante el funcionamiento de dicha cámara de tratamiento hacer que el fluido oxidante fluya desde dicha por lo menos una entrada de fluido oxidante hacia el interior de dicha cámara de distribución y mezclado (300) y alrededor de la periferia de la columna de residuo alojada en dicha cámara de tratamiento, de tal modo que dicho fluido oxidante está en comunicación con una zona de temperatura alta proporcionada mediante dichos por lo menos unos medios de antorcha de plasma.
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