REACTOR GASIFICADOR PIROLITICO.

Reactor gasificador pirolítico.

Se trata de un dispositivo que permite un desarrollo continuo y rápido del proceso de pirólisis-gasificación,

para ello cuenta con una cámara de gasificación (1), concéntrica a otra cámara de refrigeración (2), que la envuelve y que actúa como refrigerante a la vez que provoca el precalentamiento del aire, que actúa como comburente y que es producido por una soplante (9), pasando, antes de su introducción en la cámara (1) por un recuperador de calor (11), complementándose el sistema con un compresor (15) que suministra aire a presión, que es regulado por electroválvulas asociadas a controladores de temperatura (17), disponiendo dicha cámara de gasificación (1), de un eje transportador-mezclador (3) que actúa sobre todo el combustible que llega a la cámara (1) desde una tolva de alimentación (7), haciendo que las moléculas reaccionen térmicamente para producir CO y H{sub,2} con un alto rendimiento

Reactor gasificador pirolítico.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo de gasificación pirolítica que ha sido especialmente concebido y realizado para obtener notables ventajas respecto a otros sistemas existentes de análoga finalidad.

Para ello el reactor de la invención, tiene forma cilíndrica horizontal, con soportes de acero e interior de acero inoxidable, disponiendo de una cámara de refrigeración y eje móvil mezclador - transportador. Además esta diseñado de tal forma que puede ser transportado como una sola pieza, con lo que se reduce el tiempo de montaje en el lugar de ubicación.

El objeto de la invención es, por tanto, proporcionar un nuevo reactor gasificador que presenta una gran resistencia mecánica, pudiéndose garantizar su buen comportamiento de trabajo, a temperaturas de hasta 1000ºC.

Antecedentes de la invención

Se conocen numerosos equipos y tecnologías dedicadas a la realización de la combustión pirolítica - gasificación, pero presentan una serie de limitaciones que suponen desventajas frente al reactor que se pretende patentar.

Entre estos inconvenientes, cabe destacar que no son capaces de realizar y establecer controles de la temperatura por cada una de las distintas zonas de gasificación, además carecen de eje mezclador - transportador que permita el desarrollo del proceso a una velocidad constante.

A todo ello hay que añadir que no disponen de un sistema de refrigeración para la cámara de combustión, y por consiguiente tampoco utilizan el calor que en ella se genera para el precalentamiento del aire comburente.

Por todo ello, estos sistemas que existen actualmente en el mercado, constituyen unos medios de realizar este tipo de reacciones de gasificación y pirolisis poco adecuados, ya que presentan problemas y desventajas que impiden el buen desarrollo de las citadas reacciones.

Descripción de la invención

El reactor gasificador pirolítico que la invención propone, resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en los distintos aspectos comentados, puesto que se trata de un dispositivo que presenta una nueva estructura que permite conseguir un desarrollo continuo y rápido de las reacciones de pirolisis y gasificación.

Para ello, y de forma más concreta, el reactor gasificador pirolítico de la invención está constituido por dos cámaras concéntricas, una cámara de gasificación y otra de refrigeración, que la envuelve, que disponen de entradas y salidas de aire y gases, reguladas por válvulas.

La cámara de gasificación o cámara central está destinada a contener el combustible que llega hasta ella, así como a los gases producto de la combustión incompleta, mientras que la cámara de refrigeración o cámara envolvente actúa como aislamiento, estando separada de la cámara central por medio de una cámara de aire que se encuentra refrigerada, y que actúa como intercambiador, de modo que es utilizada para el precalentamiento del comburente.

La cámara de gasificación se materializa en un cuerpo cilíndrico, preferentemente de acero inoxidable, en cuya parte superior están dispuestas una serie de toberas que permiten la introducción del aire precalentado a alta temperatura. Se ha previsto que en el interior de dicha cámara se encuentre instalado un eje transportador - mezclador, que permite imprimir un movimiento de rotación al combustible en el interior de la cámara, con una velocidad regulable.

Dicho elemento transportador - mezclador, está dotado de un husillo transportador, materializado por ejemplo en un tornillo sinfín, y de paletas mezcladoras - transportadoras, unas simples, por lo que la velocidad que transmiten al combustible es baja, y otras dobles, cuya velocidad de transporte y mezclado es mayor.

Como se ha comentado anteriormente, la cámara de gasificación es concéntrica a una cámara de refrigeración que la envuelve. Ésta también se materializa en un cuerpo cilíndrico de acero al carbono, recubierta de un material aislante como puede ser, por ejemplo, lana mineral. La función de esta cámara es la de refrigerar la cámara de gasificación, aprovechando el calor robado para precalentar el comburente hasta que alcance la temperatura adecuada para llevar a cabo la reacción de pirolisis.

Para suministrar el combustible a la cámara de gasificación, ésta dispone de una tolva de alimentación, preferentemente de acero inoxidable. El combustible es mezclado con un soporte gasificante que consiste en una mezcla de carbón de coke, carbonato cálcico y magnético. A la salida de esta tolva de alimentación el sistema cuenta con un mechero de gas, utilizado para comenzar la ignición del combustible. Una vez en la cámara de gasificación, el eje transportador - mezclador actúa sobre él haciendo que sus moléculas reaccionen térmicamente, produciendo así CO y H₂, con un rendimiento aproximado del 80%, con lo que se consigue una mejora en los rendimientos conseguidos por los equipos que existen en el mercado.

El dispositivo dispone de una soplante capaz de suministrar el caudal de aire necesario para llevar a cabo el proceso, y de un compresor encargado de proporcionar a elevada presión el aire complementario que se precisa en el proceso de gasificación y pirolisis.

Complementariamente, se ha previsto que el reactor gasificador pirolítico propuesto por la invención cuente con un recuperador de calor, que rodea al tubo de alimentación de aire, y en el que se produce el intercambio de calor de los humos con el comburente a introducir en el reactor.

Para el control del aire introducido al reactor desde el compresor, hay instaladas en el interior de la cámara de gasificación electroválvulas asociadas a controladores de temperatura que son comandados por sondas pirométricas, regularmente distribuidas a lo largo de toda la cámara de gasificación, lo que permite mantener un control por zonas de la temperatura de gasificación.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una representación esquemática del dispositivo completo que constituye el reactor gasificador pirolítico que la invención propone.

La figura 2.- Muestra una representación esquemática del eje transportador y mezclador de combustible que va instalado en el interior de la cámara de gasificación.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como el reactor gasificador pirolítico que la invención propone está constituido por una cámara de gasificación (1), concéntrica a otra cámara de refrigeración (2) que la envuelve, dotadas ambas de entradas y salidas para el aire y gases, como más adelante se detalla.

La cámara de gasificación (1) o cámara central, está constituida por un cuerpo cilíndrico de acero inoxidable, concretamente de Inox 304, que, según distintos ejemplos de realización preferente, presenta un diámetro de 200 mm, 250 mm o 300 mm, con una longitud de 4000 mm, 5000 mm y 6000 mm en cada caso.

Esta cámara de gasificación (1) está destinada a contener el combustible que llega hasta ella y los gases que se derivan de la combustión incompleta. En su interior se ha previsto la instalación de un eje transportador - mezclador (3), dotado de movimiento de rotación y cuya velocidad puede ser regulada y adecuada al proceso que se lleva a cabo. Este eje (3) es el encargado de transportar y mezclar el combustible en el interior de la cámara de gasificación (1), de manera que actúa sobre todo el combustible haciendo que sus moléculas reaccionen térmicamente para producir CO y H₂.

El eje transportador - mezclador (3) está constituido por tres tipos distintos elementos transportadores, uno de ellos es un husillo transportador (4), materializado en un tornillo sinfín de, por ejemplo, un metro de longitud, mientras que los otros elementos son paletas mezcladoras, unas simples (5), que abarcan unos cuatro metros de longitud del eje, seguidas de otras paletas dobles (6), de un metro de longitud. Las paletas simples (5) imprimen un movimiento lento, mientras que...

1. Reactor gasificador pirolítico, caracterizado porque está constituido por una cámara de gasificación (1) concéntrica a una cámara de refrigeración (2) que la envuelve, dotada de entradas y salidas para el aire que llega desde una soplante (9), previo paso por la cámara de refrigeración (2) y un recuperador de calor (11), y desde un compresor (15), habiéndose previsto que la cámara de gasificación (1) esté dotada de un eje transportador - mezclador (3) que actúa sobre todo el combustible que llega a dicha cámara (1), haciendo que las moléculas reaccionen térmicamente produciendo CO y H₂.

2. Reactor gasificador pirolítico, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el eje transportador - mezclador (3) dispone de distintos elementos, como son un husillo transportador o tornillo sinfín (4), paletas mezcladoras - transportadoras simples (5) y dobles (6).

3. Reactor gasificador pirolítico, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cámara de gasificación (1) cuenta con una tolva de alimentación (7) para el suministro de combustible y de soporte gasificante.

4. Reactor gasificador pirolítico, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tolva de alimentación (7) lleva acoplado un mechero (8) para provocar la ignición de combustible en la fase de arranque del sistema.

5. Reactor gasificador pirolítico, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por contener un soporte gasificante compuesto por una mezcla de coke y carbonato cálcico, en una proporción, por ejemplo, de 2/3 de carbonato cálcico y 1/3 de carbón de coke.

6. Reactor gasificador pirolítico, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aire producido por el compresor (15) que se introduce en la cámara de gasificación (1) es regulado mediante electroválvulas por medio de controladores de temperatura asociados a sondas pirométricas (17).