Método, sistema y recipiente de reciclaje de recursos.

Método de reciclaje, que comprende:

una primera etapa de sustitución de la atmósfera en un recipiente (18) que contiene un objeto a tratar con un atmósfera libre de oxígeno;

una segunda etapa de calentamiento del objeto en el recipiente a una temperatura prescrita utilizando un calentador (185) preinstalado en el recipiente mientras se mantiene la atmósfera libre de oxígeno en el recipiente a fin de liberar un gas específico a partir del objeto, y guiado del gas liberado como un primer producto a un dispositivo exterior del recipiente mientras se mantiene el primer producto en un estado aislado del aire para obtener el primer producto en un estado fluido;

y una tercera etapa de refrigeración del interior del recipiente a una temperatura inferior a la temperatura a la cual el carbono arderá mientras se mantiene continuamente la atmósfera libre de oxígeno en el recipiente y se obtiene un residuo que permanece en el recipiente como un segundo producto.

Método, sistema y recipiente de reciclaje de recursos Campo técnico La presente invención se refiere a un método y a un sistema de reciclaje para residuos o similares, a un método y a un sistema de producción de materiales de carbono tales como carbono inerte, nanotubos de carbono, y carbono activado mediante la utilización de dichos residuos, y un recipiente adecuado para dichos métodos y sistemas.

Antecedentes técnicos La eliminación de residuos se ha centrado en los últimos años en una magnitud todavía mayor en el reciclaje de residuos para producir materiales utilizables. El concepto reciclaje se está desarrollando gradualmente a través de la eliminación selectiva de residuos y similares. Sin embargo no se han obtenido todavía resultados satisfactorios debido a estrictas restricciones sociales y económicas relacionadas con la mano de obra, instalaciones, costes y otros factores relacionados con los requisitos para la eliminación selectiva.

Hay una demanda creciente para impedir, sobre la vida social, actividades humanas que tengan como resultado un deterioro del medio ambiente global. Un episodio especialmente significativo en conexión con la eliminación de residuos es cómo suprimir la emisión y disipación de dióxido de carbono, dioxinas, óxidos de nitrógeno (NOx) , óxidos de azufre (SOx) , hollín, metales pesados y similares producidos en el proceso de incineración u otro tratamiento de los residuos. Por ejemplo, el dióxido de carbono que se produce cuando los residuos que contienen carbono son incinerados, contribuye no obstante al efecto invernadero, y se llevan a cabo complejos esfuerzos para intentar controlar sus emisiones a la atmósfera. La incineración de residuos que contienen cloro produce adicionalmente un grupo de sustancias que tienen una gran toxicidad, las cuales de forma general son referidas colectivamente como dioxinas. Bajo las presentes circunstancias, la emisión al aire puede controlarse en alguna magnitud mediante la incineración a una temperatura adecuadamente alta, el mantener una temperatura de incineración constante, la utilización de un dispositivo de recocido, o similar, pero la supresión adicional de la emisión de dioxinas todavía permanece como un problema que se tiene que resolver.

Por lo tanto, un sistema de eliminación de residuos en un futuro próximo tiene que ser un sistema que pueda reproducir un gran volumen de recursos útiles a partir de residuos, y ser construido y hacerse servir sin comportar mucho tiempo y mano de obra, grandes instalaciones, o elevados costes, y que sea respetuoso con el medio ambiente sin producir o liberar dióxido de carbono o dioxinas. El sistema descrito en la patente japonesa nº 2651994, por ejemplo, es un sistema de ejemplo conocido que responde parcialmente a dichas demandas sociales. El sistema descrito produce carbono activado a partir de neumáticos de desecho mediante el calentamiento de los neumáticos de desecho en una atmósfera de nitrógeno que no contiene oxígeno. Este sistema no produce dióxido de carbono porque los neumáticos de desecho que se calientan se mantienen aislados del oxígeno y los metales tales como los cables de acero y similares contenidos en los neumáticos de residuos, pueden recuperarse en un estado reutilizable no degradado. El sistema divulgado se refiere al reciclaje de neumáticos de desecho, y no libera dióxido de carbono o similares.

El documento americano US-A-5673635 divulga un proceso para reciclar residuos orgánicos donde los residuos se introducen en un recipiente aislado así como un gas inerte para extraer el oxígeno del recipiente. El recipiente se caliente a continuación, se filtra el gas y se almacena en un contenedor.

Este sistema patentado, sin embargo, tiene un horno denominado cámara de carbonización o similar como su unidad básica de configuración, requiere de forma general de la instalación de muchas cámaras u hornos incluyendo una pluralidad de cámaras de carbonización y sus cámaras de reserva para contingencias o similares, y estas cámaras u hornos han de estar dispuestas en una configuración sellable que evite cualquier contacto con el aire. Por lo tanto, la escala de sus instalaciones (dimensiones y peso) , costes operativos (corriente eléctrica y costes de la energía calorífica y costes de la mano de obra) , y similares son todos desfavorablemente grandes.

Dicho sistema puede producir carbono activado mediante el tratamiento de residuos, pero requiere que los residuos sean tratados en un estado libre de oxígeno para así transformar el carbono activado en carbono inerte a fin de obtener carbono inerte. El carbono inerte (por ejemplo, carbón vegetal blanco) no tiene sensiblemente poros y tiene una densidad alta de carbono y proporciona un gran volumen de rayos infrarrojos lejanos irradiados desde los elementos de carbono en comparación con el carbono activado con muchos poros y una baja densidad de carbono. De este modo, el carbono inerte es útil para aplicaciones que emplean radiación infrarroja lejana (por ejemplo, un método de utilizarlo como el contenido de una almohada infrarroja, un método de utilizarlo como los contenidos del hormigón infrarrojo, etc.) . El carbono inerte también es útil porque los nanotubos de carbono y similares pueden ser producidos mediante la activación del carbono inerte. En consecuencia, hay una gran demanda de un sistema que puede producir en masa carbono inerte mediante la obtención directa del carbono inerte.

Descripción de la invención De acuerdo con un aspecto de la presente invención, la presente invención proporciona ventajosamente un método y un sistema de reciclaje capaces de reciclar residuos eficazmente en instalaciones a pequeña escala y a bajo coste utilizando un método que no libera emisiones en exceso o tóxicas.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, la presente invención también proporciona ventajosamente un método y un sistema de fabricación de material de carbono, capaces de obtener carbono inerte mediante el reciclaje de compuestos macromoleculares.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, la presente invención además proporciona ventajosamente un método y un sistema de fabricación de material de carbono, que produce materiales de carbono útiles tales como nanotubos de carbono (tal como se utiliza en esta memoria, "nanotubos de carbono" de forma amplia se refiere colectivamente a nanotubos de carbono de una sola capa, nanotubos de carbono multicapa, nanocuernos de carbono y similares) , carbono activado de calidad, y similares a partir de carbono inerte, a patir de compuestos macromoleculares a bajo coste y en grandes cantidades mediante producción en continuo.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, la presente invención también proporciona ventajosamente un recipiente que puede ser utilizado con el método y el sistema de reciclaje descritos anteriormente, y el método y el sistema de fabricación de material de carbono.

Para lograr las ventajas anteriores, para el método y el sistema de reciclaje de la presente invención, se utiliza un recipiente con un calentador incorporado para llevar a cabo el método de reciclaje en una atmósfera libre de oxígeno (indicando una idea general de una atmósfera de nitrógeno, una atmósfera de gas inerte o similares en esta memoria) . Concretamente, la presente invención se realiza y consigue los efectos, los cuales no pueden ser obtenidos por los sistemas conocidos hasta ahora, incluyendo la reducción de la escala de las instalaciones, reducción de costes, eficacia de reciclaje mejorada, y similares, al transformar una unidad de objetos en tratamiento tales como neumáticos de desecho, caucho, vinilo, plástico, y otros compuestos macromoleculares de petróleo y con base de resina desde un horno a un recipiente con un calentador incorporado mientras se mantienen las diversas ventajas que poseen los sistemas preferidos que tratan e incineran el objeto de residuo para eliminar. La presente invención puede ser aplicada a un sistema que no sea sólo para la eliminación de residuos sino también para la separación de una sustancia objetivo a partir de un objeto a tratar, y particularmente a sistemas en general que necesiten obtener la sustancia objetivo en un estado no oxidado, tal como carbono inerte. Cuando se supone que el objeto es un compuesto macromolecular y se obtiene como resultado carbono inerte, se pueden obtener materiales de carbono tales como nanotubos de carbono y carbono activado mediante un tratamiento de activación para oxidar carbono inerte con gas en alta temperatura (vapor, dióxido de carbono) o similares.

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1.Método de reciclaje, que comprende:

una primera etapa de sustitución de la atmósfera en un recipiente (18) que contiene un objeto a tratar con un atmósfera libre de oxígeno; una segunda etapa de calentamiento del objeto en el recipiente a una temperatura prescrita utilizando un calentador (185) preinstalado en el recipiente mientras se mantiene la atmósfera libre de oxígeno en el recipiente a fin de liberar un gas específico a partir del objeto, y guiado del gas liberado como un primer producto a un dispositivo exterior del recipiente mientras se mantiene el primer producto en un estado aislado del aire para obtener el primer producto en un estado fluido; y una tercera etapa de refrigeración del interior del recipiente a una temperatura inferior a la temperatura a la cual el carbono arderá mientras se mantiene continuamente la atmósfera libre de oxígeno en el recipiente y se obtiene un residuo que permanece en el recipiente como un segundo producto.

2. Método de reciclaje según la reivindicación 1, en el que:

la segunda etapa se lleva a cabo dos o más veces; una temperatura de calentamiento del objeto en cada una de la pluralidad de segundas etapas se determina de manera que la temperatura de calentamiento en una etapa posterior es más alta que aquélla en la segunda etapa precedente y de acuerdo con el gas a liberarse como el primer producto en esa etapa; y un camino de guiado y una destinación guiada para la adquisición del primer producto, se determinan independientemente para cada una de la pluralidad de segundas etapas.

3. Método de reciclaje según la reivindicación 1, en el que la segunda etapa es cualquiera de una etapa de obtención de agua como el primer producto, una etapa de obtención de un fluido que contiene cloro como el primer producto, y una etapa de obtención de un gas macromolecular o un fluido producido a partir del gas macromolecular como el primer producto.

4. Método de reciclaje según la reivindicación 1, en el que:

la primera etapa se lleva a cabo con un primer dispositivo para alimentar al menos un gas reductor o un gas inerte, conectados al recipiente a través de una primera tubería de distribución; la segunda etapa se lleva a cabo con el primer dispositivo conectado al recipiente a través de la primera tuber tubería de distribución y un segundo dispositivo como el dispositivo exterior del recipiente conectado al recipiente a través de una segunda tubería de distribución; y el recipiente está situado en un estado sellado cuando sea necesario desconectar la tubería de distribución entre el recipiente y el primer o segundo dispositivo a fin de mover el recipiente desde una etapa a la siguiente etapa.

5. Método de reciclaje según la reivindicación 4, en el que se determina una localización de puesta en práctica diferente para cada etapa, y una tubería de distribución requerida para la puesta en práctica de cada etapa en las localizaciones individuales de puesta en práctica, se extiende a la localización de puesta en práctica para así permitir un tratamiento simultáneo de una pluralidad de recipientes en un método de línea de montaje mediante el movimiento secuencial de los recipientes desde una etapa a una etapa siguiente.

6. Método de reciclaje según la reivindicación 4, en el que las localizaciones de puesta en práctica de al menos la primera y la segunda etapas están diseñadas para que sean una localización común para permitir la realización de al menos la primera y segunda etapas sin mover el recipiente, y todas las tuberías de distribución requeridas para la primera y segunda etapas se extienden hasta dicha localización común.

7. Sistema de reciclaje, que comprende:

medios de conversión para sustituir la atmósfera en un recipiente que contiene un objeto a tratar con una atmósfera libre de oxígeno; medios de obtención de un primer producto para calentar el objeto en el recipiente a una temperatura prescrita utilizando un calentador instalado en el recipiente mientras se mantiene la atmósfera libre de oxígeno en el recipiente a fin de liberar un gas prescrito a partir del objeto y para guiar el gas liberado como un primer producto a un dispositivo exterior del recipiente mientras se mantiene el gas liberado en un estado aislado del aire a fin de obtener el primer producto en un estado fluido; y medios de obtención de un segundo producto para refrigerar el interior del recipiente a una temperatura inferior que la temperatura a la cual el carbono arderá mientras se mantiene continuamente la atmósfera libre de oxígeno en el recipiente y se obtiene un residuo que permanece en el recipiente como un segundo producto.

8. Sistema de reciclaje según la reivindicación 7, en el que:

los medios de conversión son medios para convertir la atmósfera en el recipiente en una atmósfera libre de oxígeno utilizando un primer dispositivo para alimentar al menos un gas reductor o un gas inerte conectado a un recipiente a través de una primera tubería de distribución; los medios de obtención de un primer producto son medios para obtener el primer producto mediante el segundo dispositivo, con el primer dispositivo conectado al recipiente a través de la primera tubería de distribución y un segundo dispositivo como el dispositivo exterior del recipiente conectado al recipiente a través de una segunda tubería de distribución; y el recipiente está situado en un estado sellado cuando la tubería de distribución entre el recipiente y el primer o segundo dispositivo está desconectada.

9. Método de fabricación de material de carbono, que comprende:

una primera etapa de sustitución de la atmósfera en un recipiente que contiene un compuesto macromolecular con una atmósfera libre de oxígeno; una segunda etapa de calentamiento de un objeto a tratar en el recipiente a una temperatura prescrita utilizando un calentador instalado en el recipiente mientras se mantiene la atmósfera libre de oxígeno en el recipiente a fin de liberar un gas prescrito a partir del objeto y guiado del gas liberado como un primer producto a un dispositivo exterior del recipiente mientras se mantiene el gas liberado en un estado aislado del aire a fin de obtener el primer producto en un estado fluido; y una tercera etapa de refrigeración del interior del recipiente a una temperatura inferior a la temperatura a la cual el carbono arderá mientras se mantiene continuamente la atmósfera libre de oxígeno en el recipiente y se obtiene carbono inerte como un segundo producto que es un residuo que permanece en el recipiente.

10. Método de fabricación de material de carbono según la reivindicación 9, en el que se producen nanotubos de carbono a partir del carbono inerte obtenido en la tercera etapa.

11. Método de fabricación de material de carbono según la reivindicación 9, en el que se produce carbono activado a partir del carbono inerte obtenido en la tercera etapa.

12. Recipiente utilizado para llevar a cabo un método de reciclaje, en el que: el recipiente está formado para tener una abertura cubierta a través de la cual puede introducirse un objeto a tratar y a través de la cual puede recuperarse un segundo producto, una entrada a la cual está conectada una primera tubería de distribución y una salida a la cual está conectada una segunda tubería de distribución y está dotada adicionalmente con: una estructura de ayuda al transporte para utilizar cuando se mueve el recipiente, y un calentador instalado dentro del recipiente para calentar el objeto en el recipiente.