Procedimiento de eliminación de plásticos contenidos en residuos urbanos e industriales e instalación para la puesta en práctica del mismo.

Procedimiento de eliminación de plásticos contenidos en residuos urbanos e industriales

, e instalación para la puesta en práctica del mismo.

El proceso, previsto para eliminar plásticos contenidos en residuos urbanos e industriales, se basa en realizar una pirolisis de los materiales plásticos previamente preparados, de manera que en esa pirolisis se obtienen hidrocarburos en forma de gas e hidrocarburos líquidos, siendo los gases tratados en un sistema de lavado, a partir del cual los gases lavados pasan por un deshumidificador, antes de impulsarlos hacia un gasómetro de acumulación de los gases, mientras que los residuos sólidos o hidrocarburos líquidos resultantes del proceso de lavado son enviados para el correspondiente tratamiento de separación de las aguas de los restantes hidrocarburos.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201331343.

Solicitante: HUGUET I FARRÉ, Jordi.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: HUGUET I FARRÉ,Jordi.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > CRACKING DE LOS ACEITES DE HIDROCARBUROS; PRODUCCION... > C10G1/00 (Producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de esquistos, arena petrolífera o materiales sólidos carbonosos no fundidos o materiales similares, p. ej. madera, carbón (recuperación mecánica de aceites a partir de esquistos, arena petrolífera o similares B03B))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > DESTILACION DESTRUCTIVA DE MATERIAS CARBONOSAS PARA... > Destilación destructiva, especialmente adaptada... > C10B53/07 (de materiales poliméricos sintéticos, p. ej. neumáticos (recuperación o tratamiento de residuos de compuestos orgánicos macromoleculares o de composiciones basadas en tales compuestos por tratamiento térmico en seco para obtener materiales parcialmente despolimerizados C08J 11/10; producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de caucho o residuos de caucho C10G 1/10))

PDF original: ES-2533141_A1.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a procedimiento de eliminación de plásticos contenidos en residuos urbanos e industriales, en donde se realiza un tratamiento térmico mediante horno de limpieza en continuo, en base pirolítica y a baja temperatura, permitiendo con ello descomponer los plásticos para obtener diferentes tipos de hidrocarburos, tanto líquidos como gaseosos, y la total eliminación del plástico como residuo.

Es igualmente objeto de la invención la instalación para la puesta en práctica del procedimiento anterior, realizándose el proceso en un circuito aislado y controlado.

El proceso de la invención admite distintos tipos de materiales plásticos, como son polietileno tereftalato, polietileno de alta densidad, cloruro de polivinilo, polietileno de baja densidad, polipropileno y poliestireno, de manera que tales materiales pueden ser procesados tanto solos como mezclados, salvo el PVC que siempre debe procesarse mezclado con otros, en una proporción máxima del 5%.

El objeto de la invención es conseguir una eliminación total de residuos plásticos, con nula generación de C02 y obtener hidrocarburos tanto gaseosos como líquidos que podrán usarse en parte como combustible para calentamiento del propio sistema, y el restante para generación de energía eléctrica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La mayor parte de sistemas en base pirolítica tienen como objetivo la eliminación de todo tipo de residuos, nuestra propuesta se centra de forma especializada en la eliminación de

plásticos. Una ventaja respecto a cualquier otro tipo de tecnología es que podemos incorporar hasta un 5% de PVC, ya que el sistema de limpieza de gases nos permite recoger el cloro mediante el sistema de limpieza de gases implementado en nuestra solución técnica.

En la actualidad hay instalaciones en Europa y Gran Bretaña de hornos en base pirolítica, con capacidades que no superan las 6.000 toneladas anuales, y su funcionamiento no es en continuo como la que se plantea. Nuestra propuesta llega a las 8.000 toneladas anuales de eliminación y el régimen de funcionamiento es en continuo, con paradas técnicas de manteniendo.

En ningún caso de las instalaciones conocidas, se da el proceso de limpieza de gases, con el método que estamos planteando, de manera que no pueden garantizar la reducción de emisiones de CO2 que nuestro sistema propone.

Todos los ejemplos existentes y que conocemos que están en uso, trabajan a altas temperaturas, por encima de los 900°C, lo que significa que no están limitadas las emisiones de dioxinas ni de furanos. En nuestra propuesta, el hecho de no trabajar directamente con llama, ni alcanzar los 500°C de temperatura, logramos reducir a la mínima expresión las emisiones de dioxinas y reduciendo a 0,000 los furanos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El procedimiento que se preconiza se basa en una serie de fases o etapas operativas mediante las que se consigue eliminar los residuos plásticos contenidos en residuos urbanos e industriales, y a la vez obtener hidrocarburos en estado sólido o líquido, para su aprovechamiento.

Concretamente el procedimiento de la invención comprende las siguientes fases operativas:

- Trituración del material plástico hasta el estado de viruta, con un tamaño máximo de 1 cm de diámetro.

- Secado de dicho material plástico mediante tambor rotativo y aire caliente, con una humedad máxima del 5%.

- Transporte del material plástico seco hasta la entrada de un horno pirolítico, donde se produce la pirolisis del material a una temperatura comprendida entre 250° C y 500° C.

- Descomposición del material plástico en el horno pirolítico, obteniendo diferentes cadenas de hidrocarburos, unos en forma de gas y otros hidrocarburos mezclados con agua, es decir sólidos.

- Lavado de los gases procedentes de la etapa anterior.

- Deshumidificación de los gases lavados en la etapa anterior, para eliminar el máximo de humedad contenida en dichos gases.

- Almacenamiento de los gases en un gasómetro, para su utilización como combustible.

- Separación de los hidrocarburos mezclados con agua, mediante centrifugación, para conseguir la separación de los propios hidrocarburos respecto del agua.

- Recuperación del agua utilizada a lo largo del proceso y tratamiento de la misma mediante un sistema de carbón activo, con objeto de garantizar la absorción de los restos de hidrocarburos y reutilización de la misma en la etapa de lavado de gases.

Las etapas concretas anteriormente referidas son susceptibles de variar dependiendo de los materiales a tratar y de los compuestos a conseguir.

Complementariamente el procedimiento es susceptible de incluir una etapa para quemar el caudal nominal producido por la planta, en caso de llenado máximo del acumulador de gas, basándose dicha etapa la utilización de una antorcha auxiliar de capacidad suficiente para quemar ese caudal nominal producido por la planta.

Es igualmente objeto de la invención la instalación para la puesta en práctica del procedimiento referido con anterioridad, instalación que comprende en primer lugar una tolva de recepción del material, seguida de un sistema de alimentación del material hacia el horno pirolítico, donde se produce la transformación o descomposición del material plástico, de manera que la tolva de recepción del material incorpora interiormente un removedor y un sistema de vibración en correspondencia con un tramo tronco-cónico invertido que conforma la parte inferior de la tolva, conectándose la salida de ésta, a través de una conexión elástica y con la interposición de una válvula de carga, con un conducto que alimenta a un transportador helicoidal del material hacia el horno pirolítico, existiendo antes de alcanzar el

transportador helicoidal, una cámara de recepción del material con sistema estanco, así como una compuerta de acceso a la misma, que abre un cilindro donde existe un sistema de limpieza y una prensa que prensa el material a tratar, con una válvula de extracción de aire.

En el transportador helicoidal existe un tapón de seguridad intermedio definido por acumulación del material plástico, de manera que a partir de esa cámara de recepción del material y correspondiente transportador helicoidal, el material alcanza el horno pirolítico, constituido éste por una cámara aislada y calorifugada, en el interior de la cual existe un cilindro cerrado herméticamente, que determina la propia cámara de pirolisis, con un tambor rotativo o trommel en su interior, comprendiendo además externamente a esa cámara, la correspondiente cámara de combustión donde se genera el calor necesario para el funcionamiento del proceso.

El sistema de calentamiento estará constituido por quemadores de gas y ventiladores para distribuir correctamente el calor, trabajando los quemadores de gas generalmente con el combustible almacenado en el gasómetro o acumulador de gas, aunque deberá existir una alimentación externa a la instalación para iniciar el proceso.

En cuanto a la cámara de pirolisis, la misma es cilíndrica, con materiales resistentes tanto al calor (refractarios) como a la corrosión, estando dispuesta en sentido longitudinal con respecto a la cámara de combustión y dispone de abertura para la entrada de material, para salida de gases y para salida de restos sólidos, presentando un cierre totalmente hermético con prensa-estopas en los dos extremos, para el eje de soporte del tambor rotativo, estando este constituido por materiales resistentes, al igual que la cámara de pirolisis, formando un cuerpo con ésta pero aislado de la cámara de combustión.

La cámara de combustión, además de la salida para los gases,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Procedimiento de eliminación de plásticos contenidos en residuos urbanos e industriales, cuya eliminación se realiza por descomposición de los plásticos, en un circuito aislado y controlado, mediante sistema de pirolisis, pudiendo descomponer plásticos tales como polietileno tereftalato, polietileno de alta densidad, cloruro de poliviinilo, polietileno de baja densidad, polipropileno y poliestireno, caracterizado porque comprende las siguientes fases operativas:

- Trituración del material de plástico hasta el estado de viruta, con un tamaño máximo de 1 cm de diámetro;

- Secado del material plástico triturado, mediante tambor rotativo y aire caliente, con una humedad máxima del 5%;

- Transporte del material de plástico seco hasta un proceso de pirolisis;

- Descomposición mediante el proceso de pirolisis del material plástico, en diferentes cadenas de hidrocarburos;

- Lavado de los gases originados en la pirolisis, en donde también se originan hidrocarburos líquidos;

- Conducción de los gases procedentes de la etapa anterior hasta un sistema de deshumidificación para eliminar al máximo la humedad contenida en el gas;

- Almacenamiento de los gases tras su deshumidificación, en un gasómetro o acumulador de gas, para su utilización como combustible o para otros usos.

2.- Procedimiento de eliminación de plásticos contenidos en residuos urbanos e industriales, según reivindicación 1, caracterizado porque previa a la etapa de almacenamiento de gases en el gasómetro o acumulador de gas, se ha previsto una etapa constituida por una antorcha auxiliar para quemar el caudal nominal producido por la instalación, en caso de llenado máximo del gasómetro.

3.- Procedimiento de eliminación de plásticos contenidos en residuos urbanos e industriales, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque los hidrocarburos líquidos originados en el lavado de los gases, son enviados a un sistema de separación por centrifugación para separar los diferentes hidrocarburos respecto del agua.

4.- Procedimiento de eliminación de plásticos contenidos en residuos urbanos e industriales,

según reivindicación 3, caracterizado porque el agua separada de los hidrocarburos, es tratada mediante un sistema de carbón activo, para garantizar la absorción de los restos de hidrocarburos y permitir la recuperación del agua en el propio proceso de tratamiento o eliminación de los plásticos.

5.- Instalación para la eliminación de plásticos contenidos en residuos urbanos e industriales, caracterizada porque comprende una tolva (1) de trituración de material plástico, un transportador (2) hacia un tambor rotativo de secado (3), desde el cual el material plástico, a través de un transportador (4), es enviado a una tolva vertical (5), a continuación de la cual existe un sistema de alimentación del material plástico hacia un horno pirolítico (6), en el que se produce la descomposición del material plástico, con una cámara de pirolisis (19) y un tambor rotatorio interno (20), con una salida (26) de residuos sólidos, y una salida (25) de gas, a continuación de cuya salida se ha previsto un sistema de lavado formado por dos depósitos (36, 36) a los que se inyecta agua a través de un conducto común (35), a continuación de los cuales existe un sistema de deshumidificación (53) de los gases procedentes del sistema de lavado, mientras que los depósitos (36, 36) presentan una salida de agua y sólidos común (43), desde la cual los sólidos son centrifugados en una centrifugadora (46) y posteriormente tratados con carbón activo en depósitos (50), para recuperación del agua que se inyecta de nuevo al sistema de lavado (36, 36), con la particularidad de que los gases deshumidificados en el deshumidificador (53) son enviados a un gasómetro (59) de acumulación de gas.

6.- Instalación para la eliminación de plásticos contenidos en residuos urbanos e

industriales, según reivindicación 5, caracterizada porque el depósito (5) de almacenamiento del material plástico a tratar, incluye un tramo inferior tronco-cónico (5) con un vibrador (8), e interiormente un removedor (7), de manera que entre la salida de ese tramo tronco-cónico (5) y el propio hormo pirolítico (6) se ha previsto un sistema de transporte constituido a

partir de una conexión elástica (9) seguida de una válvula de carga (10) y a continuación un

cilindro (11) con un émbolo (13) y un sistema de limpieza (12), a través de cuyo pistón o prensa (3) el material plástico es prensado y a través de una compuerta (15) pasa a una cámara (16) que se continúa en un transportador helicoidal (17) con un tramo intermedio carente de helicoide para definir un tapón de seguridad intermedio (18).

7.- Instalación para la eliminación de plásticos contenidos en residuos urbanos e

industriales, según reivindicaciones 5 y 6, caracterizada porque la cámara de pirólisis (19) está aislada, calorifugada y es estanca, estableciéndose externamente la cámara de combustión (21) en la que se produce el calentamiento por medio de unos quemadores (22) y una distribución correcta del calor por ventiladores (23); habiéndose previsto que la cámara de pirolisis (19) incluya una salida de gases (25) y la salida de residuos sólidos (26) hacia una cámara exterior o sistema de venteo (34), hermética y con sistema de despresurización (30) e inertización por eyección de nitrógeno (31), comprendiendo la cámara hermética (28) un contenedor interno (32) con facultad de introducirse y extraerse a través de una compuerta (33).

8.- Instalación para la eliminación de plásticos contenidos en residuos urbanos e

industriales, según reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque los depósitos (36, 36) de

lavado de gases, presentan su tramo inferior (37) tronco-cónico, desembocando en un depósito de vaciado controlado (38), con los extremos tronco-cónicos (38) y un tapón (39) formado por el propio líquido, así como una válvula de descarga (40), desembocando esos depósitos de vaciado controlado (38) en un conducto común (43) en el que se ha previsto una bomba (44) que envía los hidrocarburos o mezcla de hidrocarburos y líquido hacia el sistema de separación de agua del resto de hidrocarburos.

9.- Instalación para la eliminación de plásticos contenidos en residuos urbanos e

industriales, según reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque en el conducto de envío de los gases hacia el gasómetro (59) de acumulación de gases, se ha previsto una válvula reguladora de presión (60) y una válvula de tres vías (61), a la salida de la cual se ha previsto una antorcha (62) como elemento auxiliar para el quemado del sobrante de gas.

10.- Instalación para la eliminación de plásticos contenidos en residuos urbanos e

industriales, según reivindicaciones 5 a 9, caracterizada porque en el deshumidificador (53), con su entrada (52) de gas procedente del sistema de lavado, comprende un separador de gotas (54), así como un tapón (55) formado por la condensación del agua en el fondo del correspondiente depósito que forma dicho deshumidificador (53), incluyendo éste una salida con bomba (57) para los gases y una salida de líquido con bomba (58).