Aparato y método de gasificación.

Un aparato para el tratamiento de material de desecho orgánico,

incluyendo el aparato:

medios (12) de tolva que tienen medios (18) de control de flujo para controlar la velocidad de flujo de materialdesde dichos medios de tolva;

por lo menos una unidad (20, 22) de pirólisis que comprende una cámara (50) en la que están montadas unapluralidad de paletas (60), estando colocadas las paletas (60) una encima de otra en lados alternos de lacámara (50) de modo que en su paso a través de la unidad, desde la parte superior hasta su fondo, el materialcae de cada paleta a la siguiente paleta más abajo en forma de cascada, siendo las paletas (60) tambiénajustables en posición para controlar la velocidad de flujo de material a través de la cámara, y medios (26, 24,52) de calentamiento para calentar dicha cámara; medios (70) para retirar productos gaseosos generados en launidad de pirólisis, siendo reciclados o recogidos dichos productos gaseosos, y medios (32) de recolección dematerial de desecho tratado, caracterizado porque las paletas (60) están montadas sobre medios de pivote yestán en la forma de placas ajustables por pivote, porque está provisto de sensores de temperatura dentro de launidad (20, 22) de pirólisis y porque la posición de las paletas (60) respectivas es automáticamente ajustable,vía un sistema de control, en respuesta a señales de estos sensores de temperatura.

Aparato y método de gasificación

La presente invención se refiere a un aparato de gasificación para el tratamiento de material de desecho orgánico o de material contaminado con materiales orgánicos.

Los sistemas de gasificación están previstos para destruir compuestos de -CH-, básicamente materiales orgánicos. Tales materiales pueden constituir una corriente de desechos en si mismos tal como los desechos de “bolsa negra” municipales o de materiales que han contaminado sitios de trabajo. Los sistemas de gasificación calientan desechos orgánicos o tierra, por ejemplo, contaminados con aceite, por ejemplo, a una temperatura generalmente en el intervalo de alrededor de 700 a alrededor de 800ºC en un medio sustancialmente libre de oxígeno para descomponer las moléculas de cadena larga en moléculas más pequeñas que, idealmente, se pueden recoger y reciclar o usar como combustible.

Los compuestos orgánicos, si se calientan en ausencia de oxígeno, se descompondrán en compuestos de más bajo peso molecular. Los sólidos se pueden descomponer, a menudo cambiando su forma física en líquidos o gases. La velocidad de descomposición depende de la temperatura y por consiguiente de la disponibilidad de energía. Por lo tanto, el producto resultante obtenido depende de la temperatura de tratamiento y del tiempo al que el material contaminado ha estado a esa temperatura.

Sin embargo, muchos sistemas de gasificación existentes están muy poco controlados y el procedimiento va demasiado lejos porque los contaminantes se degradan completamente dentro del aparato de gasificación para dar carbono (e hidrógeno) que es de poca utilidad para cualquier industria y se deben desechar con seguridad. Además, la generación de carbono puede provocar que el aparato se atasque por revestimiento de sus superficies internas impidiendo de este modo el flujo de material de desecho a través del aparato y reduciendo también la eficiencia de transferencia de calor al material de desecho que fluye a través del aparato.

Los sistemas de gasificación conocidos generalmente utilizan ventiladores o palas movidas mecánicamente para mover y distribuir calor en el sistema y tienen las siguientes desventajas adicionales: pobre control de los parámetros del procedimiento, que conducen a poco control de los productos finales producidos; partes móviles mecánicas en medios de alta temperatura que conducen a requerimientos de mantenimiento regular y frecuentes interrupciones del procedimiento.

El documento US 3.150.063 describe un aparato apropiado para el tratamiento de material de desecho orgánico, incluyendo el aparato medios de tolva que tienen medios de control de flujo para controlar la velocidad de flujo de material de dichos medios de tolva; por lo menos una unidad de pirólisis que comprende una cámara en la que están montadas una pluralidad de paletas, estando colocadas los paletas una encima de otra en lados alternos de la cámara de modo que en su paso a través de la unidad, desde la parte superior hasta su fondo, el material cae de cada paleta sobre la siguiente paleta inferior en forma de cascada, siendo también las paletas ajustables en posición para controlar la velocidad de flujo de material a través de la cámara, y medios de calentamiento para dicha cámara; medios para retirar productos gaseosos generados en la unidad de pirólisis; y medios de recogida de material de desecho tratado según el preámbulo de la reivindicación 1, así como el método correspondiente según el preámbulo de la reivindicación 8.

El documento US 3.841.836 describe un aparato para el procesado químico de polímeros en el que una pluralidad de bandejas ajustables por pivote se montan una sobre otra en lados alternos de una cámara de procesamiento vertical de modo que el polímero fundido fluye de una bandeja sobre la siguiente bandeja inferior. La pendiente de las bandejas es ajustable en respuesta a la viscosidad del polímero que se detecta por medios de detección apropiados.

Según un primer aspecto de la presente invención se proporciona un aparato para el tratamiento de material de desecho orgánico como se especifica en la reivindicación 1.

Según un segundo aspecto de la presente invención se proporciona un método para tratar material de desecho orgánico como se especifica en la reivindicación 8.

En una realización preferida del método de la presente invención, el material de desecho se calienta sustancialmente en ausencia de oxígeno o aire.

En esta memoria descriptiva la expresión “material de desecho potencialmente en partículas” se desea que cubra cualquier material que se pueda descomponer físicamente en “partículas” que se pueden alimentar a través del aparato. De este modo, tal material puede incluir, por ejemplo, materiales contaminados tales como; terrones de tierra; materiales de construcción tales como hormigón, cemento, piedra, agregado y ladrillería, por ejemplo, que se puede pre-triturar en trozos suficientemente pequeños; y arena, por ejemplo. Alternativamente, el material de desecho orgánico puede comprender una corriente de desecho en si misma e incluir materiales tales como; desechos de “bolsa negra” municipales, neumáticos, papel desechado, material de cartón y envases, desechos naturales tales como cortes de madera de bosque, agujas de pino y similares. Claramente esta lista no es exhaustiva y solo lista unas pocas de las fuentes potenciales de material que se puede tratar por el aparato y método según la presente invención.

Cualquier desecho a pirolizar necesitaría ser tratado para asegurar que las partículas de desecho son de un tamaño correcto y el contenido de humedad es de un nivel aceptable. Esto se puede conseguir por una combinación de algunos o todos de los siguientes procedimientos conocidos: tratamiento con vapor de agua a alta temperatura, segregación, secado y desmenuzamiento. Los desechos municipales, por ejemplo, requerirían tratamiento con vapor de agua a alta temperatura en un autoclave y a continuación segregación del contenido metálico, ferroso y no ferroso con el uso de imanes y separación por corrientes de Eddy, por ejemplo, seguido de secado. Los recortes de madera se pueden tratar, por ejemplo, por desmenuzamiento y secado.

El material orgánico puede comprender materiales gaseosos adsorbidos u ocluidos sobre la superficie de partículas de desecho; material orgánico líquido empapado en el material de desecho o materiales orgánicos tales como materiales plásticos sintéticos de desecho solos o mezclados con otros materiales de desecho.

En el aparato según la presente invención, se usa la gravedad para promover y ayudar al flujo del material a través del aparato, estando dispuestas sus unidades componentes generalmente de manera vertical. Sin embargo, se puede utilizar también ayuda adicional en forma de vibradores o agitadores en el aparato y método de la presente invención para ayudar al flujo de material.

Como se mencionó anteriormente, el procedimiento para descomponer grandes moléculas en moléculas más pequeñas se lleva a cabo preferentemente en ausencia de oxígeno o aire. De este modo, el aparato según la presente invención, cuando se usa para implementar el método de la presente invención, tanto como sea posible, excluye la introducción de aire en el sistema. En esta memoria descriptiva los materiales de desecho se calientan preferente y sustancialmente en ausencia de oxígeno. Aunque es imposible que el aparato o procedimiento esté completamente libre de oxígeno o completamente sellado a su introducción en términos absolutos, la descripción de “absolutamente libre de oxígeno” se debe entender que significa que se han dado pasos razonables en cuanto a la ingeniería de procesos para evitar el acceso libre de aire a las cámaras de calentamiento en las que se está calentando el material de desecho.

Los medios de tolva pueden ser un recipiente o depósito que tiene una cara superior abierta para recibir desechos que se recarga periódica o continuamente para mantener un volumen relativamente grande de desechos para ser tratados en él y formar un sello con el recipiente y de este modo excluir la entrada a gran escala de aire. Los medios de tolva pueden tener una porción inferior troncocónica, por ejemplo, para canalizar los desechos hacia los medios de control de flujo que puede ser una válvula rotatoria compartimentalizada movida mecánicamente conocida en la técnica y que sirve también para excluir... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para el tratamiento de material de desecho orgánico, incluyendo el aparato:

medios (12) de tolva que tienen medios (18) de control de flujo para controlar la velocidad de flujo de material desde dichos medios de tolva;

por lo menos una unidad (20, 22) de pirólisis que comprende una cámara (50) en la que están montadas una pluralidad de paletas (60) , estando colocadas las paletas (60) una encima de otra en lados alternos de la cámara (50) de modo que en su paso a través de la unidad, desde la parte superior hasta su fondo, el material cae de cada paleta a la siguiente paleta más abajo en forma de cascada, siendo las paletas (60) también ajustables en posición para controlar la velocidad de flujo de material a través de la cámara, y medios (26, 24, 52) de calentamiento para calentar dicha cámara; medios (70) para retirar productos gaseosos generados en la unidad de pirólisis, siendo reciclados o recogidos dichos productos gaseosos, y medios (32) de recolección de material de desecho tratado, caracterizado porque las paletas (60) están montadas sobre medios de pivote y están en la forma de placas ajustables por pivote, porque está provisto de sensores de temperatura dentro de la unidad (20, 22) de pirólisis y porque la posición de las paletas (60) respectivas es automáticamente ajustable, vía un sistema de control, en respuesta a señales de estos sensores de temperatura.

2. Un aparato según la reivindicación 1, que incluye adicionalmente vibradores o agitadores operativos para ayudar al flujo de material a través de la unidad de pirólisis.

3. Un aparato según la reivindicación 1 o 2, en el que la posición de cada paleta (60) es individualmente ajustable.

4. Un aparato según cualquier reivindicación precedente, que incluye adicionalmente medios (34) para contener un material (36) de ayuda al tratamiento para ser pasado a través de dicha por lo menos una unidad (20, 22) de pirólisis.

5. Un aparato según cualquier reivindicación precedente, en el que la cámara (50) de la unidad (20, 22) de pirólisis en la que están montadas la paletas (60) está sellada a la entrada de oxígeno.

6. Un aparato según cualquier reivindicación precedente, en el que los medios de calentamiento incluyen una cámara (52) exterior que rodea por lo menos las paredes verticales de la cámara (50) en la que están montadas las paletas (60) y medios (24) para suministrar gases de calentamiento a dicha cámara (52) exterior.

7. Un aparato según cualquier reivindicación precedente que tiene una pluralidad de unidades de pirólisis.

8. Un método para tratar material de desecho orgánico que comprende las etapas de:

proporcionar por lo menos una unidad (20, 22) de pirólisis que tiene una cámara (50) en la que están montadas una pluralidad de paletas (60) una encima de otra en lados alternos;

suministrar el material a una tolva;

alimentar el material a una velocidad controlable desde la tolva (12) a un extremo superior de la cámara (50) de modo que cuando pasa hacia abajo cae de cada paleta (60) sobre la siguiente paleta inferior a modo de cascada;

calentar la cámara (50) ;

ajustar la posición de las paletas para controlar la velocidad de flujo de material a través de la cámara;

retirar los productos gaseosos de la cámara para recoger y/o reciclar; y

recoger el material de desecho del fondo de la cámara, caracterizado porque las paletas (60) están montadas sobre medios de pivote y están en la forma de placas ajustables por pivote y por las etapas adicionales de detectar la temperatura en la cámara (50) y ajustar automáticamente la posición de las paletas (60) en respuesta a la temperatura que se ha detectado.

9. Un método según la reivindicación 8, que incluye la etapa adicional de suministrar un material (36) de ayuda al tratamiento a dicha por lo menos una unidad (20, 22) de pirólisis y pasar dicho material (36) de ayuda al tratamiento a través de dicha por lo menos una unidad (20, 22) de pirólisis simultáneamente con dicho material de desecho.

10. Un método según la reivindicación 9, que incluye la etapa adicional de calentar dicho material (36) de ayuda al tratamiento antes de su entrada en dicha por lo menos una unidad (20, 22) de pirólisis.

11. Un método según la reivindicación 9 o 10, en el que dicho material de ayuda al tratamiento es arena.

12. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 8 a11, en el que dicho material de desecho se calienta dentro de la cámara (50) de dicha por lo menos una unidad (20, 22) de pirólisis sustancialmente en ausencia de oxígeno.