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Las plantas de incineración de sedimentos de aguas negras se utilizan como calderas de varios crisoles y para incineración con lecho fluidizado. La mayor parte de los incineradores de sedimentos operativos tienen diseños de varios crisoles, mientras que los otros diseños son dispositivos de combustión con lecho fluidizado. Los soplantes HOFFMAN & LAMSON se utilizan en la incineración de sedimentos con varios crisoles y con lecho fluidizado como soplantes de aire de refrigeración o de fluidizado.
Nuestros soplantes se fabrican y diseñan de manera personalizada para ofrecer flujo de aire y presión específicos, los que los hace extremadamente eficientes. Es por eso que los soplantes HOFFMAN & LAMSON son la tecnología preferida para la industria de las aguas residuales y poseen la mejor reputación de longevidad y servicio.
La variación de aire refrigerado de la caldera de varios crisoles (MFH) se utiliza para incinerar el sedimento de aguas negras. La caldera de varios crisoles básica es un cilindro con orientación vertical. La coraza exterior está construida de acero, revestida con material refractario, y rodea a una serie de crisoles refractarios horizontales. Un eje giratorio de hierro fundido hueco se extiende a través del centro de los crisoles.
El aire de refrigeración se introduce en el eje y los "brazos del agitador", que se extienden por encima de los crisoles. Cada brazo está equipado con varios dientes, cuya forma permiten barrer el sedimento en movimiento espiral.
En la mayoría de las calderas de varios crisoles, el agua parcialmente deshidratada ingresa al perímetro de la chimenea superior. Los brazos del agitador mueven el sedimento a través del incinerador barriendo el sedimento hacia el eje central, donde cae por orificios ubicados en el centro de la chimenea. En la chimenea siguiente, el sedimento se barre en dirección opuesta. El efecto del movimiento de barrido es romper el material sólido para permitir un mejor contacto de la superficie con el calor y el oxígeno.
El sarro también puede ingresar por una o más crisoles del incinerador. Las cantidades de sarro suelen ser pequeñas en comparación al de otros sólidos de aguas residuales.
El aire ambiente primero se conduce a través del eje central y los brazos del agitador asociados. El aire se recircula en parte o en su totalidad desde la parte superior a la inferior como aire de combustión calentado previamente. El aire de combustión fluye hacia arriba a través de orificios de goteo en los crisoles, en dirección opuesta al flujo del sedimento, antes de ser expulsado del crisol superior. El aire también ingresa en la parte inferior para enfriar las cenizas. Se suelen emplear disposiciones para inyectar aire ambiente directamente al crisol del medio.
Las calderas con varios crisoles suelen operarse con dispositivos de post-combustión. Estos reducen aún más los olores y las concentraciones de hidrocarburos no quemados. En la post-combustión, los gases de escape de la caldera se conducen a una cámara, donde se mezclan con combustible complementario y aire, y logran la combustión completa.
Bajo condiciones operativas normales, debe agregarse un 50 a 100 % del exceso de aire a la caldera de varios crisoles para garantizar la combustión completa del sedimento. Además de mejorar el contacto entre el combustible y el oxígeno en la caldera, estas altas tasas de exceso de aire son necesarias para compensar las variaciones normales de las características orgánicas del ingreso de sedimento y de la tasa a la que ingresa al incinerador.
La incineración con lecho fluidizado se utiliza para convertir la torta de sedimentos deshidratados en cenizas. Este proceso es complejo y suele encontrarse en el medio de grandes plantas, pero en los casos donde no se dispone de tierra para el desecho de los sedimentos, las pequeñas plantas pueden incinerar.
Las cámaras de combustión con lecho fluidizado se componen de una coraza exterior con orientación vertical construida de acero y revestida con material refractario. Las boquillas diseñadas para ofrecer golpes de aire se ubican en la base de la caldera, dentro de una red revestida con material refractario. Se coloca un lecho de arena de aproximadamente 2,5 pies (0,75 metros) de espesor sobre la red.
El sedimento parcialmente deshidratado se alimenta a la parte inferior de la caldera. El aire se inyecta en lechos fluidizados de arena caliente y sedimento entrante. A medida que el sedimento se quema, las partículas de ceniza finas y algo de área se transportan a la parte superior de la caldera.
La fluidización logra una mezcla ideal entre el sedimento y al aire de combustión. La turbulencia facilita la transferencia de calor desde el arena caliente al sedimento. Se requieren cantidades más pequeñas de exceso de aire para completar la combustión del sedimento. En general, los incineradores con lecho fluidizado pueden alcanzar la combustión completa con un 20 % a 50 % de exceso de aire, aproximadamente la mitad de lo que requieren las calderas de varios crisoles.
Los incineradores infrarrojos eléctricos se componen de una caldera aislada con orientación vertical. Una cinta transportadora de tejido metálico extiende la longitud de la caldera y los elementos calentadores infrarrojos se encuentran en el techo, por encima de la cinta transportadora. El aire de combustión se calienta previamente por los gases de chimenea y se inyecta en el extremo de descarga de la caldera.
Los reactores ciclónicos están diseñados para aplicaciones de pequeña capacidad. El aire de combustión calentado previamente se introduce dentro de la cámara cilíndrica vertical a alta velocidad. El sedimento se rocía en forma radial hacia las paredes refractarias calientes.
Los hornos giratorios se usan para aplicaciones de pequeña capacidad. El horno se inclina levemente desde el plano horizontal, y el extremo superior recibe la entrada de sedimento y el aire de combustión. El quemador se ubica en el extremo inferior del horno.
El proceso de oxidación húmedo no es una incineración estricta, sino que utiliza la oxidación a temperatura y presión elevadas en la presencia de agua o combustión sin llamas. El sedimento más grueso primero se asienta y se mezcla con el aire comprimido. Luego, el sedimento se presuriza y la mezcla circula a través de una serie de intercambiadores de calor antes de ingresar a un reactor presurizado.
Prácticamente, cualquier material que pueda quemarse puede combinarse con sedimientos en un proceso de incineración conjunta. Los materiales comunes para la combustión conjunta son el carbón, los desechos sólidos municipales, los desechos de madera y los desechos agrícolas. La combustión conjunta de desperdicios con sedimentos se limita solo a incineradores con varios crisoles.
Los equipos se prueban antes de llegar al cliente o usuario final. De esta manera, se garantiza una calidad superior y se evitan problemas no previstos o tiempo de inactividad operativa. Esto logra mantener la sólida reputación de Hoffman & Lamson como líder global de soluciones con diseño de ingeniería y en la fabricación de productos de primera calidad de manera eficiente y económica. Existen más de 100 000 soplantes y extractores centrífugos de varias etapas HOFFMAN & LAMSON en funcionamiento en todo el mundo.
