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ES2230991B1 - Procedimiento y planta de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderurgica. - Google Patents

Procedimiento y planta de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderurgica.

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ES2230991B1
ES2230991B1 ES200300990A ES200300990A ES2230991B1 ES 2230991 B1 ES2230991 B1 ES 2230991B1 ES 200300990 A ES200300990 A ES 200300990A ES 200300990 A ES200300990 A ES 200300990A ES 2230991 B1 ES2230991 B1 ES 2230991B1
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Spain
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tubular installation
steel industry
vapors
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compounds
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G.Lucien Jean Maquin Larreaux
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    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/18Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rotating helical blades or other rotary conveyors which may be heated moving materials in stationary chambers, e.g. troughs
    • F26B17/20Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rotating helical blades or other rotary conveyors which may be heated moving materials in stationary chambers, e.g. troughs the axis of rotation being horizontal or slightly inclined
    • F26B17/205Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rotating helical blades or other rotary conveyors which may be heated moving materials in stationary chambers, e.g. troughs the axis of rotation being horizontal or slightly inclined with multiple chambers, e.g. troughs, in superimposed arrangement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

Procedimiento y planta de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderúrgica, caracterizado porque en una instalación tubular cerrada y aislada térmicamente se vierte en su entrada un lodo cuyos componentes básicos son agua, compuestos de cadena orgánica y compuestos inorgánicos metálicos; se procede al transporte y calentamiento a unos 300º C del lodo a lo largo de la instalación tubular; se extraen los vapores que se producen en el interior de la instalación tubular; y se enfrían dichos vapores a una temperatura de enfriamiento (t2) entre 100º C y 200º C de modo que por condensación se separen los compuestos de cadena orgánica del resto de los vapores extrayéndose secos los compuestos inorgánicos metálicos por la salida inferior de la instalación tubular. De aplicación en la industria metalúrgica.

Description

Procedimiento y planta de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderúrgica.
Dentro de la industria siderúrgica cabe destacar las mejoras obtenidas en los procesos productivos, con aumento sensible de los rendimientos, reducción de desviaciones y rechazos, etc., lo que contribuye a optimizar la producción y reducir los impactos medioambientales.
Se tiende a que la industria siderúrgica obtenga el objetivo "cero residuos". Para ello se produce un masivo reciclaje interno de los subproductos obtenidos, previa su preparación en caso necesario. Tal es el vaso de los residuos de la cascarilla de laminación y acería que presentan un problema medioambiental.
Procedimiento y planta del invento se desarrollan con el objetivo principal de ofrecer, a manera de solución a este problema medioambiental, una alternativa de tratamiento y valorización de la cascarilla generada, por ejemplo tras el proceso de laminación de tubos sin soldadura en la industria siderúrgica, cuyo fin sea la generación de un producto útil en la empresa -materia prima- y conseguir que el resto del residuo sea también reutilizable.
Hay que tener en cuenta que una planta normal de acería/laminación de tubos puede originar lodos en una cantidad superior a las 2.500 Tn/año.
Los lodos de la industria siderúrgica suelen estar constituidos fundamentalmente por agua, materia orgánica, aceites y grasas junto con materiales metálicos tales como compuestos de calcio, magnesio, aluminio, manganeso, etc., y grandes cantidades de hierro.
Actualmente estos lodos se mezclan con cal y retiran a una escombrera.
Con el procedimiento/instalación objeto del invento se separan en tres vías diferentes:
a) los aceites/grasas y materia orgánica reutilizables (productos de cadena orgánica)
b) los materiales metálicos con el hierro como compuesto principal que también son reutilizables, y
c) el agua que, por ejemplo, como vapor puede salir a la atmósfera.
En concreto, el procedimiento de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderúrgica, objeto del presente invento, se caracteriza porque:
a) en una instalación tubular cerrada y aislada térmicamente se vierte en su entrada un lodo cuyos componentes básicos son agua, compuestos de cadena orgánica y compuestos inorgánicos metálicos;
b) se procede al transporte del lodo a lo largo de la instalación tubular mientras que
c) se calienta el aire del interior de la instalación tubular a una temperatura entre 200ºC y 400ºC (200ºC \leq t1 \leq 400ºC);
d) se extraen los vapores que se producen en el interior de la instalación tubular; y
e) se enfrían dichos vapores a una temperatura de enfriamiento entre 100ºC y 200ºC de modo que
f) se condensen los compuestos de cadena orgánica separándose del resto de los vapores que siguen en fase vapor;
g) se extraen secos los compuestos inorgánicos metálicos de la salida de la instalación tubular.
Para comprender mejor el objeto de la presente invención, se representa en los planos una forma preferente de realización práctica, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.
La figura 1 es un diagrama de bloques del procedimiento objeto del invento.
La figura 2 es una vista esquemática en alzado de una realización práctica de la instalación tubular objeto del invento.
La figura 3 es una vista lateral en corte de la figura 2.
Se describe a continuación un ejemplo de realización práctica, no limitativa, del presente invento.
De una instalación siderúrgica, por ejemplo una laminación, provienen los lodos (1) cuya composición, por ejemplo, puede ser de un 20% de agua, que una vez evaporada deja un residuo líquido/sólido de 20% materia orgánica, 20% aceites/grasas, 50% de hierro y sus óxidos y el resto de otros compuestos metálicos, es decir, un 40% de compuestos de la química orgánica y un 60% de compuestos de la química inorgánica.
Los lodos (1) se pueden llevar a un depósito/contenedor (2) y allí se vierten a una dosificadora (4) dispuesta superiormente en una instalación tubular (3).
En esta realización, la instalación tubular (3) consta de tres columnas de cinco pisos de tubos (5) aislados térmicamente.
Cada columna puede ser independiente respecto de las otras. Los tubos (5) de cada columna forman un todo en continuidad y estanco. Los tubos (5) tienen un conducto (6) de comunicación de cada piso respecto al inmediato superior/inferior.
En el interior de cada tubo (5) se dispone una canaleta (7) preferentemente en "U" y separada de las paredes del tubo (5) para permitir el paso de los gases de calentamiento, que es explicarán.
En la canaleta (7) se dispone un sinfín (8) que accionado por un motor (10) transporte el lodo (1) por el interior de los tubos (5) de la instalación tubular (3). Se disponen de medios convencionales para variar la velocidad del sinfín (8) dependiendo del tipo de lodos (1).
Se dispone un quemador (9) por ejemplo de gas, que con el correspondiente ventilador impulsa los gases de combustión (g) fundamentalmente (CO_{2}) y (H_{2}O) al interior de los tubos (5) de la instalación tubular (3) y actuando, en este caso, unas veces a favor y otras a contra-corriente del sentido del transporte del lodo (1) en los tubos (5) pero con preferencia a contracorriente.
Se disponen de modo convencional sensores de temperatura y medios de control del quemador (9) para que la temperatura (t_{1}) de los gases de combustión en el interior de los tubos (5) está entre 200ºC y 400ºC : 200ºC \leq t_{1} \leq 400ºC y con preferencia en situación de régimen entre 300ºC y 400ºC : 300ºC \leq t_{1} \leq 400ºC.
Debido a dicha temperatura (t_{1}), los lodos (1) van perdiendo en su camino los compuestos vaporizables, es decir: el agua y los compuestos de cadena orgánica (materia orgánica + aceites/grasas) que al convertirse en vapor (11) se extraen de los tubos (5) por un conducto (12).
El recorrido de los lodos (1) en el interior de los tubos (5) y en contacto con los gases de combustión (g) está aproximadamente entre 15 y 20 metros, al cabo de los cuales los lodos (1) quedan secos.
En este caso, con una instalación de cinco pisos, el gas de combustión (g) entra en los tubos (5) de los pisos 2º, 3º y 4º que con una longitud de tubo de aproximadamente 5 metros se alcanzan 15 metros de recorrido.
Se procede a enfriar (e) estos vapores (11) a una temperatura de enfriamiento (t2) inferior a la temperatura de condensación (tc) de los compuestos de cadena orgánica, siendo tc \cong 200ºC, con lo que se condensan los vapores de cadena orgánica (13) que pueden retornar al contenedor (2) inicial o a otro para su reutilización.
La temperatura de enfriamiento (t_{2}) debe de ser superior a la temperatura de condensación del agua que es 100ºC para que el agua no se condense y pueda conducirse como vapor (14) donde se desee.
La condensación de vapores (13) se puede efectuar por cualquier modo conocido, por ejemplo, un condensador de tubos radiantes, una cortina de agua, etc.
De la instalación tubular (3) y del paso inferior se extrae el residuo sólido (15) que en su mayoría es óxido de hierro con una granulometría y propiedades excelentes para utilizarlo como materia prima.
Ejemplo
Se parte de un lodo (1) procedente de la fabricación de tubos con la siguiente composición comparativa entre el lodo inicial (1) y los residuos sólidos (15) que se extraen de la instalación (3) después del proceso objeto del invento:
\newpage
Composición comparativa
1

Claims (9)

1. Procedimiento de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderúrgica, caracterizado porque:
a) en una instalación tubular cerrada y aislada térmicamente se vierte en su entrada un lodo cuyos componentes básicos son agua, compuestos de cadena orgánica y compuestos inorgánicos metálicos;
b) se procede al transporte del lodo a lo largo de la instalación tubular mientras que
c) se calienta el aire del interior de la instalación tubular a una temperatura (t_{1}) entre 200ºC y 400ºC : 200ºC \leq t_{1} \leq 400ºC;
d) se extraen los vapores que se producen en el interior de la instalación tubular; y
e) se enfrían dichos vapores a una temperatura de enfriamiento (t_{2}) entre 100ºC y 200ºC de modo que
f) se condensen los compuestos de cadena orgánica separándose del resto de los vapores que siguen en fase vapor;
g) se extraen secos los compuestos inorgánicos metálicos de la salida de la instalación tubular.
2. Procedimiento de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderúrgica, según reivindicación anterior, caracterizado porque la instalación tubular se compone de tubos en continuidad en cuyo interior se disponen una canaleta separada del tubo y en cuyo interior se dispone un sinfín para el transporte del lodo.
3. Procedimiento de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderúrgica, según reivindicación segunda, caracterizado porque los tubos en continuidad se constituyen en pisos.
4. Procedimiento de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderúrgica, según reivindicación primera, caracterizado porque se calienta el aire del interior de la instalación tubular por medio de gases procedentes de combustión.
5. Procedimiento de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderúrgica, según reivindicación primera, caracterizado porque los vapores se enfrían por medio de una cortina de agua.
6. Planta de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderúrgica, caracterizada porque consta de:
a) una instalación tubular cerrada y aislada térmicamente en la que se vierte en su entrada un lodo cuyos componentes básicos son agua, compuestos de cadena orgánica y compuestos inorgánicos metálicos;
b) medios para el transporte del lodo a lo largo de la instalación tubular;
c) medios para calentar el aire del interior de la instalación tubular a una temperatura (t_{1}) entre 200ºC y 400ºC : 200ºC \leq t_{1} \leq 400ºC;
d) medios para extraer los vapores que se producen en el interior de la instalación tubular; y
e) medios para enfriar dichos vapores a una temperatura de enfriamiento (t_{2}) entre 100ºC y 200ºC de modo que se condensen los compuestos de química orgánica separándose del resto de los vapores que siguen en fase vapor;
f) medios para extraer de la salida de la instalación tubular los residuos secos que son compuestos inorgánicos metálicos.
7. Planta de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderúrgica, según reivindicación sexta, caracterizada porque la instalación tubular se compone de tubos en continuidad en cuyo interior se disponen una canaleta separada del tubo y en cuyo interior se dispone un sinfín para el transporte del lodo.
8. Planta de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderúrgica, según reivindicación séptima, caracterizada porque los tubos en continuidad se constituyen en pisos.
9. Planta de tratamiento de lodos procedentes de la industria siderúrgica, según reivindicación sexta, caracterizada porque los medios para calentar el aire en el interior de la instalación tubular constan de un quemador de gas cuyos gases de su combustión se introducen en la instalación tubular.
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