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Title:
METHOD FOR THE IN SITU DISTILLATION OF VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS (VOC) BY MEANS OF WATER VAPOUR INJECTION AND HOT NITROGEN STRIPPING, COMPRISING TREATMENT OF THE EMISSION GASES BY CONDENSATION AND CRYOCONDENSATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/103513
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the in situ distillation of volatile organic compounds (VOCs) by means of water vapour injection and hot nitrogen stripping, comprising treatment of the emission gases by condensation and cryocondensation. The inventive method comprises the following operations consisting in: loading the treatment tank or stripper; programming the distillation and cryocondensation temperatures; injecting water vapour and stripping with hot nitrogen; conveying the emission gases from the stripper to the condensation system; controlling the emissions, and recovering the pollutant VOCs by means of condensation and cryocondensation. According to the invention, the distillation process is terminated upon verification of the absence of VOCs in the condensates from the cryocondenser. The invention can be used for: treatment of VOC-contaminated water and sludge, recycling of solvents and other contaminated VOCs, and treatment of containers housing VOC-contaminated substances.

Inventors:
FONTECHA CUETOS EVARISTO (ES)
Application Number:
PCT/ES2004/000095
Publication Date:
December 02, 2004
Filing Date:
March 01, 2004
Export Citation:
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Assignee:
FONTECHA CUETOS EVARISTO (ES)
International Classes:
B01D3/34; B01D3/38; B01D5/00; (IPC1-7): B01D5/00
Foreign References:
ES2010082A61989-10-16
EP1167905A22002-01-02
Attorney, Agent or Firm:
Cañadell Isern, Roberto (30 - 1º C, Barcelona, ES)
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Description:
DESCRIPCIÓN Procedimiento de destilación"in situ"de compuestos orgánicos volátiles (COV s) mediante inyección de vapor de agua y stripping con nitrógeno caliente, con tratamiento de los gases de emisión por condensación y criocondensación.

OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención describe un procedimiento de destilación que presenta las aplicaciones siguientes : - Tratamiento de aguas y lodos contaminados por COV's.

- Reciclado de disolventes y otros COV's contaminados.

- Tratamiento de recipientes con sustancias contaminadas por COV's.

El procedimiento comprende operaciones concernientes a Seguridad y Medio Ambiente (ínertización de recipientes y circuitos con nitrógeno, control de emisiones por criocondensación, recuperación y confinamiento de los COV's contaminantes, etc.), que lo hacen especialmente apto para tratar aquellos COV's que presenten un alto riesgo de explosividad o que sean potencialmente causantes de efectos irreversibles en las personas y el medio ambiente.

Una ventaja inherente a este procedimiento de destilación"in situ", reside en que los COV's contaminantes son recuperados como materia prima y no han de ser gestionados como residuos peligrosos.

ESTADO DE LA TÉCNICA La alternativa al presente procedimiento para el tratamiento de sustancias con contenido en COV's, se encuentra en las plantas de incineración y en las plantas de destilación. Las plantas de tratamiento biológico y los procedimientos de estabilización, no son factibles para el tratamiento de sustancias que contengan cantidades apreciables de COV's.

Una aportación fundamental del procedimiento resulta de su aplicación a COV's <BR> no admitidos en plantas incineradoras (alta concentración en halógenos, azufre, etc. ) y tampoco admitidos en plantas de destilación (temperaturas de autoignición en bombas <BR> de vacío, temperaturas criogénicas de condensación, etc. ). Un ejemplo de COV con dichas características es el sulfuro de carbono.

El procedimiento objeto de la patente permite reciclar sulfuro de carbono contaminado e igualmente permite la destilación de aguas y lodos contaminados de sulfuro de carbono, en todos los casos de forma totalmente segura y con recuperación de un sulfuro de carbono de total pureza.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El procedimiento objeto de esta patente de invención precisa para su aplicación de los elementos siguientes : una vasija de tratamiento o stripper; una fuente de calentamiento con su unidad electrónica de regulación; un condensador con su sistema de refrigeración ; un criocondensador de COV's con su tanque de nitrógeno líquido; y un colector con calentador de nitrógeno.

La vasija de tratamiento o stripper ha de disponer de los siguientes componentes : difusores de vapor de agua y nitrógeno; una sonda de temperatura; un agitador; una válvula de seguridad; y tubuladuras diversas para las líneas de gases de emisión, vapor de agua, nitrógeno y drenaje del stripper.

El procedimiento objeto de la presente patente de invención comprende las operaciones siguientes : - Llenado de la vasija de tratamiento o stripper con la carga de COV's a destilar.

- Programación de la temperatura de destilación en la unidad electrónica de regulación de vapor. La temperatura de destilación vendrá determinada por la temperatura de ebullición de los COV's y la potencia frigorífica del sistema de condensación. La potencia frigorífica instalada ha de ser suficiente para contrarrestar los calores específicos y latentes de la corriente de gases generados en el stripper (nitrógeno, vapor de agua y COV's).

- Programación en el panel de control del criocondensador de los parámetros de temperatura del circuito de criocondensación, en función de la temperatura de fusión y límites de emisión de los COV's.

Inyección de vapor, stripping con nitrógeno caliente y agitación de la carga en el stripper. El caudal de nitrógeno de stripping ha de estar limitado, ya que al ser incondensable, es enfriado a temperaturas criogénicas a su paso por el criocondensador y consume parte de la potencia frigorífica instalada.

- Conducción de los gases de emisión del stripper al condensador, con condensación de vapor de agua y en menor medida de COV's.

- Conducción de los gases no condensados al criocondensador, con condensación de los COV's contaminantes.

- Disposición en un colector del nitrógeno gasificado en el criocondensador para su calentamiento y posterior inyección al stripper.

- Finaliza la destilación cuando se verifique la ausencia de disolvente en los condensados del criocondensador. En la fase final de destilación, al producirse una menor vaporización de COV's y por tanto demanda de potencia frigorífica, se puede incrementar la temperatura de destilación.

El stripping con nitrógeno caliente aporta cualidades al procedimiento en los aspectos siguientes : 1. Reduce la temperatura de ebullición de los COV's. De acuerdo con la Ley de Dalton la tensión total del vapor será la suma de las tensiones parciales, por lo que los COV's se comportan como en una destilación a presión reducida.

2. Inertiza la corriente de gases, evitando así la formación de atmósferas inflamables o explosivas.

3. Actúa como agente portador de los COV's desde la vasija de tratamiento hasta el criocondensador, haciendo innecesario el uso de extractores.

4. Actúa como coadyuvante o incluso como sustituto del agitador de la carga durante la destilación.

5. Actúa como fuente localizada de calor mejorando la eficiencia del stripping.

DESCRIPCION DE LA FIGURA ADJUNTA Para facilitar la explicación se acompaña la descripción de una figura en la que se representa, a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, la disposición del equipamiento para un ejemplo de tratamiento de una carga con COV's contaminantes.

Los elementos designados con números en la figura 1 corresponden a las partes que se indican a continuación : La vasija de tratamiento o stripper-1-dispone de difusores de vapor de agua-2- una red difusora de nitrógeno-3-un agitador-4-y una sonda de temperatura-5-. La sonda de temperatura envía la señal a una unidad electrónica-6-que regula el vapor aportado por la fuente de vapor-7-. Los gases de emisión-8-son conducidos a un condensador-9-conectado a un refrigerador de agua glicolada-10-. Los gases no condensados pasan a un criocondensador de COV's-11-alimentado por una fuente de nitrógeno líquido-12-. Se introducen los parámetros de temperatura en el panel de control del criocondensador-13-en función de los límites de emisión de COV's en los gases tratados-14-. La línea de nitrógeno gas a su salida del criocondensador-15-va conectada a un colector con calentador de nitrógeno-16-para reutilización del nitrógeno como fuente de stripping-17-.

MODO PREFERENTE DE REALIZACION DE LA INVENCIÓN Un caso representativo de aplicación del procedimiento se presenta en el tratamiento de aguas y lodos contaminados por disolvente. Los disolventes a destilar han de tener una temperatura de ebullición o punto azeotrópico con el agua inferior a 100 °C y una temperatura de fusión inferior a-20°C.

A la vista de la figura 1 y de acuerdo con la descripción del procedimiento, la secuencia operacional es la siguiente : - Instalación de equipos y carga del stripper con las aguas y lodos contaminados de disolvente.

- Programación de la temperatura de destilación en la unidad electrónica de regulación de vapor, en concordancia con la potencia frigorífica disponible.

Programación en el panel de control del criocondensador de los parámetros de temperatura del circuito de criocondensación, en función de la temperatura de fusión y límites de emisión del disolvente.

Inyección de vapor, stripping con nitrógeno caliente y agitación de la carga en el stripper. La inyección de vapor puede ser sustituida por otro sistema de calentamiento (resistencias eléctricas, intercambiadores de calor, etc.).

Conducción de los gases de emisión del stripper al condensador, con condensación de vapor de agua y en menor medida de vapor de disolvente.

El condensador, conectado a un refrigerador de agua glicolada, previene la formación de tapones de hielo en el criocondensador y permite reducir el consumo de nitrógeno líquido.

Conducción de los gases no condensados al criocondensador, con condensación del vapor de disolvente. El criocondensador dispone de un sistema de calentamiento"defrosting"que sirve para eliminar los tapones de hielo, por lo que en ocasiones se puede prescindir del condensador y su refrigerador de agua glicolada.

Disposición del nitrógeno de salida del criocondensador en un colector para su calentamiento y posterior inyección al stripper. El colector dispone de una válvula de descarga, que permite liberar a la atmósfera u otra instalación el nitrógeno no demandado por el stripper.

Finaliza la destilación cuando se verifique la ausencia de disolvente en los condensados del criocondensador. En la fase final de destilación, al producirse una menor vaporización de disolvente y por tanto demanda de potencia frigorífica, se puede incrementar la temperatura de destilación.