ES2829949T3 - Horno inclinable - Google Patents
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Abstract
Un horno (1) para fundir material inorgánico y gasificar material orgánico tóxico y radiactivo que comprende: - un bastidor (11); - una carcasa en forma de cuenco (2) para el encerramiento temporal de dicho material, que puede inclinarse alrededor de un eje sustancialmente horizontal (3) que cruza la carcasa en dos puntos; - una abertura de suministro (4) a través de dicha carcasa (2) que se puede conectar con un suministro de material (9) para la introducción de dicho material en dicha carcasa (2), extendiéndose dicha abertura de suministro (4) sustancialmente coaxial con dicho eje horizontal (3) a través de la carcasa (2) en el lugar del primero de dichos dos puntos; - una abertura de descarga (7) a través de dicha carcasa (2) para la retirada de material fundido de dicha carcasa (2), estando dispuesta la abertura de descarga (7) en una pared de la carcasa (2) de modo que al menos parte de dicho material fundido se puede retirar de la carcasa (2) a través de la abertura de descarga (7) inclinando el horno (1) alrededor de dicho eje (3); - una salida de gas (5) a través de dicha carcasa (2) que puede conectarse con una descarga de gas (8) para la retirada de material gasificado de dicha carcasa (2), extendiéndose dicha salida de gas (5) sustancialmente coaxial con dicho eje horizontal (3) a través de la carcasa (2) en el lugar del segundo de dichos dos puntos; en donde el horno (1) comprende además: - un soplete de plasma (10) previsto para fundir y gasificar el material introducido; - un primer cojinete dispuesto entre el bastidor (11) y la carcasa (2) alrededor de cada uno de dichos dos puntos para montar la carcasa (2) en el bastidor (11); - un segundo cojinete de sellado dispuesto dentro de la abertura de suministro (4) configurado para recibir una parte de dicho suministro de material (9) para conectar la abertura de suministro (4) herméticamente al suministro de material (9); y - un tercer cojinete de sellado dispuesto dentro de la salida de gas (5) configurado para recibir una parte de dicha descarga de gas (8) para conectar la salida de gas (5) herméticamente a la descarga de gas (8).
Description
DESCRIPCIÓN
Horno inclinable
La invención se refiere a un horno para fundir material inorgánico y gasificar material orgánico tóxico y radiactivo. El horno comprende: un bastidor; una carcasa en forma de cuenco para encerrar temporalmente dicho material, que se puede inclinar alrededor de un eje sustancialmente horizontal que interseca la carcasa en dos puntos; una abertura de suministro a través de dicha carcasa que puede conectarse con un suministro de material a través de dicha carcasa para la introducción de dicho material en dicha carcasa, extendiéndose dicha abertura de suministro sustancialmente coaxial con dicho eje horizontal a través de la carcasa en el sitio del primero de dichos dos puntos; una abertura de descarga a través de dicha carcasa para retirar material fundido de dicha carcasa, estando dispuesta la abertura de descarga en una pared de la carcasa de modo que al menos parte de dicho material fundido se pueda retirar de la carcasa a través de la abertura de descarga al inclinar el horno alrededor dicho eje; una salida de gas a través de dicha carcasa que se puede conectar con una descarga de gas para retirar material gasificado de dicha carcasa, extendiéndose dicha salida de gas sustancialmente coaxial con dicho eje horizontal a través de la carcasa en el lugar del segundo de dichos dos puntos; un segundo cojinete de sellado dispuesto dentro de la abertura de suministro configurado para recibir una parte de dicho suministro de material para conectar la abertura de suministro herméticamente al suministro de material; y un tercer cojinete de sellado dispuesto dentro de la salida de gas configurado para recibir una parte de dicha descarga de gas para conectar la salida de gas herméticamente a la descarga de gas.
Tal horno es conocido por el documento US 1794455 A que divulga un horno inclinable que tiene dos aberturas de suministro coaxiales con el eje inclinable horizontal del horno. Este horno es un horno eléctrico destinado a fundir material inorgánico como mineral y agente reductor para producir hierro, acero o aleaciones de hierro. La abertura de descarga se dispone para vaciar el horno completamente al inclinarlo, de modo que no quede producto en el fondo del horno. Los gases pueden retirarse a través de una o más de las aberturas de suministro o mediante una salida de gas separada.
El documento WO 2005/052447 describe un horno de alta temperatura para la combustión y fusión de desechos, en particular desechos tóxicos y radiactivos, por medio de un soplete de plasma. La carcasa de este horno tiene forma de centrífuga. Esta centrífuga comprende un piso y paredes y una abertura de descarga provista en el piso. La centrífuga rota alrededor de un eje vertical y la abertura de descarga se extiende coaxialmente con este eje. En funcionamiento, el material de la carcasa rotatoria se mueve mediante fuerzas centrífugas hacia las paredes alejándose de la abertura de descarga. Al reducir la velocidad de rotación, se descarga el material. Esta descarga se detiene al aumentar la velocidad de rotación, por lo que el material se aleja de la abertura de descarga bajo la fuerza centrífuga. Este horno se puede sellar herméticamente y funciona en ciclos en donde entre ciclos sucesivos se abre la carcasa y se introduce nuevo material para fundir y gasificar. Debido a que la carcasa tiene forma de cuenco, el material a fundir y gasificar en el horno se recoge en el punto más bajo del cuenco, por lo que los medios de calentamiento pueden dirigirse hacia una zona central del cuenco donde dicho material se recogido para allí fundir y gasificar el material muy localmente con temperaturas muy altas.
Una desventaja de este horno conocido es que la descarga no se puede controlar con precisión. Además, dentro de la carcasa, el horno comprende un número sustancial de partes móviles que de vez en cuando requieren mantenimiento y que están contaminadas por el material en el horno. Una desventaja adicional es que la abertura de descarga está en la parte inferior de la carcasa, por lo que la abertura de descarga es de difícil acceso, en particular cuando está bloqueada. Desbloquear tal apertura de descarga constituye un riesgo de contaminación sustancial para la persona que realiza el desbloqueo.
El documento JP 2008209040 A divulga un horno inclinable para incinerar desechos, es decir, basura urbana, usando un soplete de plasma. El material fundido se vierte a través de una abertura de descarga al inclinar la carcasa. El horno tiene dos bisagras en la parte inferior del horno con una de dichas bisagras fija y la otra conectada a un dispositivo de empuje al inclinar así el horno alrededor de un eje correspondiente a la bisagra fija.
El documento WO 97/49641 A2 divulga un sistema de tratamiento de desechos para aplicar temperaturas muy altas para destruir y tratar desechos radiactivos y otros materiales peligrosos. Los materiales peligrosos suelen estar contenidos en barriles de aproximadamente 210 litros y no se clasifican ni se trituran antes de introducirlos en el sistema. El sistema comprende varios componentes de los cuales la cámara de plasma se considera el componente estructural principal. Por consiguiente, la cámara de plasma se soporta rígidamente a una estructura o superficie de soporte. Otro componente importante es el crisol, que actúa como fondo de la cámara de plasma durante el funcionamiento, pero puede bajarse. El sistema trata los desechos en varias fases. Inicialmente, los tambores se introducen lentamente en la cámara de plasma para que el material peligroso se derrame por goteo en el crisol. A continuación, el material peligroso se funde y/o vaporiza en la cámara de plasma usando un soplete de plasma. El gas resultante se descarga de la cámara de plasma a la cámara secundaria, mientras que el material fundido se recoge en el centro del crisol. Para vaciar la cámara de plasma, se baja el crisol con respecto a la cámara de plasma. Después de bajar el crisol, se inclina aproximadamente 15,0 grados en dos direcciones diametralmente opuestas para recoger la fase de escoria y luego recoger la fase metálica.
El documento US 4728081 A divulga un horno para procesar materiales y metales orgánicos e inorgánicos. El horno tiene una abertura de suministro y una abertura de descarga y puede rotar alrededor de un eje. El horno se vacía por rotación alrededor del eje hasta que la abertura de descarga se vuelve más baja que el nivel del material fundido. El cuerpo del horno se monta sobre un par de rodillos que descansan sobre un lecho. Se proporciona un motor para impulsar la rotación del cuerpo alrededor del eje O-O. El cuerpo de horno está provisto de una abertura de suministro y una salida de gas.
El documento EP 0759525 A2 divulga un horno de fusión de desechos para la eliminación de desechos sólidos, desechos municipales o desechos radiactivos utilizando una pistola de plasma con soplete para fundir los desechos. El horno funciona de forma discontinua y la masa fundida se vacía en un molde. Las temperaturas de la pistola de plasma de soplete pueden alcanzar decenas de miles de °C. El horno tiene dos bisagras en la parte inferior del horno, una de dichas bisagras está conectada a un cilindro y la otra permanece fija. El cilindro empuja un extremo del horno hacia arriba inclinando así el horno alrededor de un eje correspondiente a la bisagra fija.
El documento EP 0400925 A2 divulga un horno para procesar chatarra de metales. El horno tiene una carcasa que se puede rotar alrededor de un eje. La carcasa tiene una abertura de suministro; una salida de gas; una abertura de descarga y un soplete de plasma. Se proporciona un armazón para soportar el cilindro y permitir la rotación del cilindro mediante rodillos y también el inclinación sobre el pivote.
El objeto de la invención es proporcionar un horno con menos partes móviles en la carcasa, que pueda funcionar de forma continua y desde el que la descarga se pueda controlar mejor que en un horno según la técnica anterior.
Para ello, el horno según la invención comprende además un soplete de plasma previsto para fundir y gasificar el material introducido; y un primer cojinete dispuesto entre el bastidor y la carcasa alrededor de cada uno de dichos dos puntos para montar la carcasa en el bastidor.
Como se describió anteriormente, el horno según la presente invención tiene la característica de que dicha carcasa se monta inclinada alrededor de un eje sustancialmente horizontal, dicha abertura de suministro y dicha abertura de gas se extienden sustancialmente coaxiales con dicho eje horizontal a través de la carcasa, y la abertura de descarga se dispone en una pared de la carcasa de modo que al menos parte de dicho material fundido pueda retirarse de la carcasa a través de la abertura de descarga al inclinar el horno alrededor de dicho eje. La descarga a través de una abertura de descarga mediante la inclinación de la carcasa se puede controlar con mayor precisión que en la técnica anterior. Sin embargo, la inclinación de una carcasa convencional conlleva desventajas porque una abertura de suministro colocada de manera convencional en la carcasa experimenta un movimiento combinado de rotación y traslación en la inclinación, en particular un movimiento a lo largo de un segmento circular. Como resultado, conectar un suministro de material es complejo, es decir, este suministro de material, para poder usarse continuamente, debe realizar el mismo movimiento de rotación y traslación siempre que el horno se incline. Debido a que la abertura de suministro en el horno según la invención se extiende coaxialmente con el eje horizontal, en la inclinación esta abertura únicamente realiza un movimiento de rotación y no un movimiento de traslación. Un movimiento de rotación sin movimiento de traslación es fácil de absorber mecánicamente. Por tanto, el horno según la invención permite la conexión de un suministro de material con la abertura de suministro de una manera técnicamente sencilla. Como resultado, el horno según la invención permite conectar un suministro continuo de material a la carcasa incluso cuando el horno está en una posición inclinada, por lo que el horno puede funcionar de forma continua. Para la función del horno, se prefiere que no se añada material adicional a la carcasa en la posición inclinada.
En el horno de la presente invención, la salida de gas se extiende sustancialmente coaxial con dicho eje horizontal a través de la carcasa. Como se describió anteriormente en relación con la abertura de suministro, una salida de gas que se extiende coaxialmente con el eje horizontal a través de la carcasa sólo experimenta un movimiento de rotación y no un movimiento de traslación cuando el horno se inclina. Como resultado, es técnicamente sencillo conectar el sistema de descarga de gas con la salida de gas.
Además, el eje horizontal corta además una pared de la carcasa en dos puntos, en donde dicha abertura de suministro se extiende en el lugar del primero de los dos puntos, y en donde dicha salida de gas se extiende en el lugar del segundo de los dos puntos mencionados. De esta manera, la abertura de suministro y la salida de gas están separadas entre sí. Como resultado, estas dos aberturas se pueden conectar y utilizar independientemente una de la otra. Además, el suministro de material se puede construir y conectar en un lado del horno, y el sistema de descarga de gas se puede construir y conectar en el otro lado del horno. En particular, cuando se funde y gasifica material tóxico y radiactivo, el suministro de material y el sistema de descarga de gas tienen una estructura compleja. En tal caso, puede ser ventajoso poder construir cada uno de estos en lados separados del horno.
Según la invención, dicha carcasa está sellada herméticamente. Un horno herméticamente sellable permite gasificar y fundir material tóxico y radiactivo sin contaminar el medio ambiente. A diferencia de los hornos de la técnica anterior, en el horno según la invención es técnicamente posible sellar herméticamente un suministro de material conectado continuamente y un sistema de descarga de gas conectado continuamente. Es decir, al inclinar el horno, las aberturas realizan un movimiento de rotación en relación con el suministro de material y el sistema de descarga de gas. Es sencillo sellar herméticamente dos elementos que rotan entre sí, a diferencia de los que realizan tanto un movimiento de traslación como de rotación entre sí. Preferiblemente, la abertura de descarga está destinada a conectarse
herméticamente a un molde, por lo que el material descargado no puede contaminar el medio ambiente. Esto se puede lograr proporcionando una bloqueo de pantalla que se extiende desde el molde y que se puede conectar herméticamente a la carcasa en el lugar de la abertura de descarga. La abertura de descarga se puede sellar herméticamente en una posición de no descarga proporcionando un tope que encaja en esta abertura de descarga o con una puerta de cierre móvil revestida con un material refractario.
Los medios de calentamiento comprenden un soplete de plasma. Un soplete de plasma puede alcanzar temperaturas muy altas. Normalmente, temperaturas de alrededor de 5000 °C no son un problema, en ciertos casos se pueden alcanzar temperaturas de 15.000 °C. A temperaturas tan altas, los materiales orgánicos se gasifican y los materiales inorgánicos se transforman en una escoria vitrificada químicamente inerte. Esta escoria vitrificada, en relación a los materiales introducidos, tiene una reducción de volumen entre un factor de 3 a un factor de 100 en función del porcentaje de material inorgánico e
n el material introducido.
Preferiblemente, dicho eje horizontal se extiende excéntricamente en la dirección hacia dicha abertura de descarga. Como resultado, la distancia entre la abertura de descarga y el eje es menor que si el eje pasa por el centro del horno. Esta distancia es un factor directamente proporcional al tamaño del movimiento de traslación realizado por la abertura de descarga cuando la carcasa se inclina en un ángulo predeterminado. Al reducir esta distancia colocando el eje de manera excéntrica, la abertura de descarga realiza un movimiento de traslación más pequeño al inclinar la carcasa. En particular, cuando la abertura de descarga se conecta herméticamente con medios de captura, es una ventaja que el movimiento de traslación sea menor. Es decir, este movimiento debe ser realizado por la parte de los medios de recepción conectados con la abertura de descarga. Cuanto mayor sea el movimiento de la abertura que debe sellarse herméticamente, más difícil será sellar. Por tanto, es ventajoso que el eje se encuentre excéntricamente en la dirección de la abertura de descarga.
La invención se describirá ahora con más detalle con referencia a un ejemplo de realización mostrado en el dibujo.
En el dibujo:
la Figura 1 es una vista de principio de un horno según la invención;
la Figura 2 muestra una vista lateral de un horno según la invención en la posición no inclinada, y
la figura 3 muestra una vista lateral de un horno según la invención en una posición inclinada.
En el dibujo, los mismos elementos o elementos similares tienen el mismo número de referencia.
Los materiales nocivos, como los desechos radiactivos o químicos peligrosos, deben procesarse en un estado estable antes de que puedan descargarse y almacenarse permanentemente. Se sabe procesar dichos materiales gasificándolos y fundiéndolos a temperaturas muy altas. Si la gasificación del material tiene lugar en presencia de oxígeno, se produce principalmente la combustión. Sin embargo, si no hay oxígeno presente, cierto material también se puede transferir a una fase gaseosa. El material fundido, debido a las altísimas temperaturas de por ejemplo hasta 15.000 °C, asumirá la forma de una escoria vitrificada o una mezcla de metal y escoria. Los productos químicos nocivos y los compuestos radiactivos están sustancialmente encerrados en esta escoria vitrificada. Como resultado, la escoria vitrificada es un estado más favorable para almacenar tales materiales nocivos en un vertedero o área de almacenamiento.
Estas temperaturas muy elevadas se pueden alcanzar en un horno 1 adecuado para ello. En el procesamiento con materiales nocivos, en particular se deben tomar medidas de precaución para evitar la contaminación del medio ambiente. Por tanto, el suministro de tales materiales nocivos al horno 1 debe realizarse mediante un suministro de material 9 específicamente adaptado. Dicho suministro de material 9 tiene una estructura compleja para evitar la contaminación del medio ambiente. Además, los gases que escapan de dicho horno 1 deben capturarse para someterse a un tratamiento especial. Para ello, se proporciona un sistema de descarga de gas 8 que es adecuado para ello. En la técnica anterior se conoce un suministro de material 9 y un sistema de descarga de gas 8 que se pueden utilizar con el horno 1 según la invención.
Las figuras 1 a 3 muestran un horno 1 según la invención en donde el horno comprende una carcasa 2. La carcasa 2 está destinada a encerrar temporalmente el material a fundir y gasificar. Para ello, la carcasa tiene una parte de base, una pared que se extiende hacia arriba desde la parte de piso y preferiblemente una tapa para cerrar las paredes en la parte superior. Para poder soportar las altísimas temperaturas del soplete de plasma, la carcasa tiene forma de cuenco. Una forma de cuenco es una forma en la que al menos la sección inferior del cuenco se forma como un segmento de un cuenco o un cono invertido con una parte superior truncada, la abertura del segmento de cuenco apuntando hacia arriba. Una carcasa en forma de cuenco permite que el material se acumule y fluya junto en la parte inferior de la carcasa. El soplete de plasma puede entonces dirigirse para que emita un calor muy local, estando aproximadamente en el centro por encima del material que se recoge en la parte inferior del cuenco. Debido a la forma de cuenco, el soplete de plasma puede ubicarse lo suficientemente lejos del revestimiento interior de la carcasa para emitir calor pero lo suficientemente cerca del material. En una carcasa con piso plano o parcialmente plano (plano en
una dirección), el material fundido y gasificado siempre se esparcirá sobre este piso plano, por lo que es imposible concentrar el calor de manera eficiente. Un efecto adicional de tal carcasa plana es que la distancia entre el lugar donde se aplica el calor y el revestimiento interior es menor (porque el material se esparce en el horno) por lo que se daña el revestimiento interior a temperaturas muy altas. La carcasa, al menos en el interior, está equipada con un revestimiento refractario que es resistente a temperaturas de hasta al menos 1000 °C, preferiblemente hasta al menos 1500 °C, más preferiblemente alrededor de 2000 °C. La escoria fundida y la carcasa forman una protección del revestimiento refractario contra el contacto sin blindaje con los medios de calentamiento. Por lo tanto, preferiblemente después de inclinar la carcasa, queda una cantidad específica de material fundido en la carcasa, que funciona como volante de inercia térmico, lo que da como resultado protección y, por lo tanto, una vida más larga del revestimiento. Esto es posible con descarga por inclinación. El revestimiento refractario puede estar hecho, por ejemplo, de grafito o carburo de silicio o materiales refractarios con un alto contenido de óxido de aluminio o carburo de silicio. La carcasa 2 cuenta con varias aberturas o similares para la introducción del material a fundir y gasificar, para retirar el material fundido y para retirar el material gasificado, aberturas que se explicarán con más detalle a continuación.
La carcasa 2 se monta inclinable alrededor de un eje sustancialmente horizontal 3. El eje horizontal 3 se sitúa preferiblemente en relación con dicha carcasa 2 de modo que el eje se extienda sucesivamente a través de una zona exterior de la carcasa, luego a través de una primera zona en la pared de la carcasa 2, luego a través de una cavidad dentro de la carcasa, luego a través de una segunda zona en la pared de la carcasa 2 y luego a través de una zona fuera de la carcasa 2. El eje horizontal 3, visto en la dirección de altura de la carcasa 2, se ubica preferiblemente a la altura de una parte central de la carcasa.
La carcasa 2 comprende una abertura de descarga 7 en su pared. Debido a que esta abertura de descarga está en la pared, es fácilmente accesible si la abertura se bloquea. Esta abertura de descarga 7 está colocada de manera que el material fundido en la carcasa 2, mediante la inclinación alrededor de dicho eje horizontal 3, se pueda retirar de la carcasa 2 a través de la abertura de descarga 7. Para ello, la abertura de descarga se coloca preferiblemente en la carcasa 2 a igual distancia de dichas zonas primera y segunda en la pared de la carcasa 2. Esto significa que dicha abertura de descarga 7 se encuentra preferiblemente en un plano que está perpendicular al eje horizontal y divide la carcasa 2 en dos partes sustancialmente iguales. Además, la abertura de descarga 7 está preferiblemente posicionada, vista en la dirección de la altura, sustancialmente en el medio entre el piso interior de la carcasa y el eje horizontal 3. Debido a la distancia H, vista en la dirección de altura, desde la abertura de descarga hasta el piso interior de la carcasa 2, cuando la carcasa está en la posición no inclinada como se muestra en la figura 2, la carcasa puede contener un volumen de material que incluye material líquido. El tamaño de este volumen de material depende del diámetro interior de la carcasa y de la distancia H desde el suelo interior hasta la abertura de descarga. En cada caso, el nivel de líquido puede subir en la carcasa 2 hasta que se alcanza sustancialmente el nivel de la abertura de descarga 7.
En una posición inclinada como se muestra en la figura 3, la abertura de descarga 7 es más baja que en una posición no inclinada. También en esta posición inclinada, el piso interior de la carcasa 2 es al menos parcialmente más alto que en la posición no inclinada. Por tanto, el volumen de material líquido que puede estar presente en la carcasa hasta el nivel por debajo de la abertura de descarga es significativamente menor que cuando la carcasa está en una posición no inclinada. Sobre la base de esta diferencia de volumen que puede contener la carcasa entre una posición no inclinada y una inclinada, se puede descargar material líquido a través de la abertura de descarga. La gravedad ayuda aquí porque mantiene el nivel de líquido sustancialmente horizontal.
La diferencia de volumen y la descarga se ilustran en las figuras 2 y 3, por lo que el arco indicado con A muestra el volumen de fluido que puede contener la carcasa. El principio de inclinación para descargar fluido es generalmente conocido y, por lo tanto, no se explicará con más detalle. Una ventaja de la descarga por inclinación es el alto grado de control sobre la cantidad descargada.
La carcasa 2 se puede inclinar al instalar la carcasa 2 con una parte de asa 6. Esta parte de asa 6 se coloca preferiblemente en una pared de la carcasa 2 sustancialmente opuesta a la abertura de descarga 7. Al mover la parte de asa 6 hacia arriba, por ejemplo con un cilindro hidráulico, la carcasa 2 está inclinada.
Preferiblemente, el eje horizontal 3 se coloca excéntricamente en la dirección de la abertura de descarga 7 como se muestra en las figuras 2 y 3. Como resultado, la distancia entre la abertura de descarga 7 y el eje horizontal 3 es menor que la distancia entre la abertura de descarga 7 y el centro de la carcasa. Como esta distancia es un factor que determina el tamaño del movimiento de traslación de la abertura de descarga 7 al inclinar la carcasa 2 en un ángulo específico, y el tamaño de la traslación es preferiblemente pequeño, es una ventaja reducir esta distancia. Por tanto, la abertura de descarga 7 experimenta un movimiento de traslación más pequeño al inclinar la carcasa 2. Esto tiene consecuencias positivas para cerrar la abertura de descarga 7 como se describe a continuación. El lado de la carcasa que está opuesto a la abertura de descarga 7 experimenta un mayor movimiento de traslación al inclinarse que si el eje horizontal 3 se coloca en el centro. Sin embargo, esto no tiene desventajas significativas.
El horno 1 según la invención comprende además medios de calentamiento 10 que se muestran en principio en las figuras. Los medios de calentamiento 10 se extienden preferiblemente a través de la carcasa 2. Más preferiblemente, los medios de calentamiento 10 sobresalen a través de una tapa de la carcasa 2. Los medios de calentamiento 10
según la invención alcanzan una temperatura de más de 1000 °C, preferiblemente más de 2000 °C, más preferiblemente más de 5000 °C, lo más preferiblemente más de 10.000 °C.
Los medios de calentamiento según la invención están formados por al menos un soplete de plasma 10. Debido a las temperaturas extremadamente altas que pueden alcanzarse con un soplete de plasma 10, un soplete de plasma es muy adecuado para gasificar y fundir material tóxico y radiactivo. Preferiblemente, los medios de calentamiento 10 están destinados a inclinarse al menos en parte al inclinar el horno.
Una abertura de suministro 4 se extiende a través de la carcasa 2 desde el exterior de la carcasa 2 hacia el interior. La abertura de suministro 4 está destinada a que el material pueda introducirse a través de esta abertura en la carcasa 2. La abertura de suministro 4 se extiende coaxialmente con el eje horizontal 3. Esto significa que el eje de la abertura de suministro 4 coincide sustancialmente con el eje de inclinación 3 de la carcasa 2. Como resultado, al inclinar la carcasa 2, la abertura de suministro 4 no experimenta ningún movimiento de traslación, es decir, su eje coincide con el eje de inclinación 3. Como resultado, la abertura de suministro 4 se puede conectar permanentemente a un suministro de material 9 sin que este suministro de material 9 tenga que absorber un movimiento complejo cuando la carcasa 2 se inclina. Esto hace posible permitir que el horno 1 según la invención funcione de forma continua.
La carcasa 2 se monta inclinada sobre un bastidor 11 al unir la carcasa de forma rotatoria en el lugar de su abertura de suministro y la salida de gas. En el lugar de la abertura de suministro 4 y el bastidor 11, el conjunto se construye de manera que se puedan percibir varios círculos concéntricos alrededor del eje horizontal 3, en donde cada círculo indica una parte del conjunto. En aras de la claridad, el círculo concéntrico con el diámetro más pequeño se indica con el número más bajo. El primer círculo está formado por el suministro de material 9 que está conectado a la abertura de suministro 4. El segundo círculo está formado por la carcasa 2 o una protuberancia de la misma. Entre el primer círculo y el segundo círculo hay un cojinete (no mostrado) de modo que el suministro de material 9 que se extiende al menos parcialmente a través de la abertura de suministro de la carcasa 2 puede rotar en esta abertura. El tercer círculo está formado por el bastidor 11. Entre el tercer círculo y el segundo círculo hay otro cojinete (no mostrado) mediante el cual la carcasa 2 puede rotar en relación con el bastidor 11. Según esta estructura, el conjunto de afuera hacia dentro comprende sucesivamente el bastidor 11, un primer cojinete (no mostrado), la carcasa 2, un segundo cojinete (no mostrado), el suministro de material 9. Debido a esta estructura, la carcasa 2 se puede inclinar alrededor del eje de inclinación 3 mientras que tanto el bastidor 11 como el suministro de material 9 están estacionarios. En otras palabras, el segundo círculo puede rotar mientras que el primer y tercer círculo están estacionarios. En vista de la complejidad del suministro de material 9 por las razones dadas anteriormente, es una ventaja mantener estacionario el suministro de material 9 conectado a la carcasa 2 al inclinar la carcasa 2.
Una abertura de salida de gas 5 también se extiende a través de la carcasa 2 desde el interior de la carcasa 2 hacia el exterior. La abertura de salida de gas 5 se extiende, como la abertura de suministro 4, coaxial con el eje central 3. Una descarga de gas 8 se conecta preferiblemente a la abertura de salida de gas 5. Aquí la construcción en el lugar de la abertura de salida de gas 5 es similar a la construcción en el sitio de la abertura de suministro 4 descrita en detalle anteriormente. Como resultado, de manera similar a la abertura de suministro 4, se puede conectar una descarga de gas 8 a dicha abertura de salida de gas 5, por lo que la descarga de gas 8 puede detenerse mientras la carcasa 2 se inclina. La abertura de salida de gas 5 experimenta solamente un movimiento de rotación en relación con la descarga de gas 8 cuando la carcasa 2 está inclinada.
La abertura de suministro 4 se extiende en dicha primera zona en la pared de la carcasa 2 mientras que la abertura de salida de gas se extiende en dicha segunda zona en la pared de la carcasa 2. Como resultado, la abertura de suministro 4 y la abertura de salida de gas 5 están en diferentes lugares en la carcasa 2, por lo que el suministro de material 9 y la descarga de gas 8 se pueden conectar y utilizar de forma independiente entre sí.
La carcasa 2 está sellada herméticamente de modo que el material de la carcasa 2 no pueda contaminar el medio ambiente. Para ello la conexión entre la parte del suelo y la pared de la carcasa se diseña herméticamente. Además, la conexión entre la tapa y la pared, si hay una tapa, está diseñada herméticamente. Si no hay tapa, los medios de calentamiento 10 se sellan herméticamente en la parte superior de la carcasa 2. Además, todas las aberturas adicionales en la carcasa se sellan herméticamente o se conectan herméticamente con otros medios como la descarga de gas 8 y el suministro de material 9.
La abertura de suministro 4 y la abertura de salida de gas 5 están conectadas de forma permanente con el suministro de material 9 y la descarga de gas 8, respectivamente, de manera hermética. Para ello, los cojinetes que permiten la rotación de, en primer lugar, la abertura de suministro en relación con el suministro de material y en segundo lugar, la abertura de salida de gas en relación con la descarga de gas son cojinetes de sellado. Estos cojinetes de sellado tienen la función no solo de facilitar la rotación sino también la función de evitar fugas de material fuera de la carcasa 2 hacia el exterior a través del cojinete. Estos cojinetes con función de sellado son conocidos por los expertos.
La abertura de descarga 7 se puede sellar herméticamente de dos formas que se pueden combinar. Una primera forma de sellar herméticamente la abertura de descarga 7 es colocar un tope en o sobre esta abertura 7 o en el lugar de la abertura 7 contra la carcasa 2. Se prefiere cerrar la abertura de descarga 7 mediante el tope si la carcasa 2 está en la posición no inclinada porque el tope puede absorber una diferencia de presión de aire entre el exterior y el interior
de la carcasa 2. Sin embargo, si la carcasa 2 está en la posición inclinada con el objetivo de descargar material líquido a través de la abertura de descarga 7, el tope evitará esta descarga.
Una segunda forma de sellar herméticamente la abertura de descarga 7 es conectar esta abertura de descarga herméticamente con un molde 12 en el que el material líquido puede ser absorbido después de ser descargado. Para lograr esto, por ejemplo, una bloqueo de pantalla (no mostrada) puede extenderse desde dicho molde 12 hasta dicha abertura de descarga 7. Esta bloqueo de pantalla puede formar un todo con el molde 12 de modo que no puedan ocurrir fugas entre el bloqueo de pantalla y el molde 12. Además, el bloqueo de pantalla puede diseñarse para conectarse herméticamente a un exterior de la carcasa 2 alrededor de la abertura de descarga 7 con el fin de conectar la abertura de descarga 7 herméticamente al molde 12. Para ello, la carcasa 2 en el exterior puede tener una parte plana que se extiende alrededor de la abertura de descarga 7. Un bloqueo de protección se puede colocar simplemente herméticamente en esta parte plana. Esta segunda manera permite descargar el material en un molde y, por lo tanto, sería preferible en la posición inclinada de la carcasa 2.
Preferiblemente, tanto el tope como el bloqueo de pantalla se utilizan simultáneamente para cerrar la abertura de descarga del entorno. Al inclinar, se debe retirar el tope. Esto se puede lograr proporcionando un mecanismo de manipulación de topes en el bloqueo de pantalla.
Con el horno 1 según la invención, se obtiene un conjunto cerrado que puede evitar el esparcimiento de gases tóxicos y radiactivos, polvo, cenizas volantes y escoria al medio ambiente. Los gases, cenizas volantes y escoria producidos se pueden retirar de forma controlada. En parte por la ausencia de muchas partes móviles internas en la carcasa 2, el mantenimiento en circunstancias tóxicas y radiactivas es muy limitado.
Claims (5)
1. Un horno (1) para fundir material inorgánico y gasificar material orgánico tóxico y radiactivo que comprende: - un bastidor (11);
- una carcasa en forma de cuenco (2) para el encerramiento temporal de dicho material, que puede inclinarse alrededor de un eje sustancialmente horizontal (3) que cruza la carcasa en dos puntos;
- una abertura de suministro (4) a través de dicha carcasa (2) que se puede conectar con un suministro de material (9) para la introducción de dicho material en dicha carcasa (2), extendiéndose dicha abertura de suministro (4) sustancialmente coaxial con dicho eje horizontal (3) a través de la carcasa (2) en el lugar del primero de dichos dos puntos;
- una abertura de descarga (7) a través de dicha carcasa (2) para la retirada de material fundido de dicha carcasa (2), estando dispuesta la abertura de descarga (7) en una pared de la carcasa (2) de modo que al menos parte de dicho material fundido se puede retirar de la carcasa (2) a través de la abertura de descarga (7) inclinando el horno (1) alrededor de dicho eje (3);
- una salida de gas (5) a través de dicha carcasa (2) que puede conectarse con una descarga de gas (8) para la retirada de material gasificado de dicha carcasa (2), extendiéndose dicha salida de gas (5) sustancialmente coaxial con dicho eje horizontal (3) a través de la carcasa (2) en el lugar del segundo de dichos dos puntos;
en donde el horno (1) comprende además:
- un soplete de plasma (10) previsto para fundir y gasificar el material introducido;
- un primer cojinete dispuesto entre el bastidor (11) y la carcasa (2) alrededor de cada uno de dichos dos puntos para montar la carcasa (2) en el bastidor (11);
- un segundo cojinete de sellado dispuesto dentro de la abertura de suministro (4) configurado para recibir una parte de dicho suministro de material (9) para conectar la abertura de suministro (4) herméticamente al suministro de material (9); y
- un tercer cojinete de sellado dispuesto dentro de la salida de gas (5) configurado para recibir una parte de dicha descarga de gas (8) para conectar la salida de gas (5) herméticamente a la descarga de gas (8).
2. Horno (1) según la reivindicación 1, en donde dicha abertura de descarga se monta a una distancia de dicha abertura de suministro (4) y a una distancia de dicha salida (5).
3. Horno (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha carcasa (2) está sellada herméticamente.
4. Horno (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha abertura de descarga (7) se puede conectar herméticamente con un molde (12) para recibir al menos parte de dicho material fundido.
5. Horno (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho eje horizontal (3) se extiende excéntricamente en la dirección de dicha abertura de descarga (7).
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