Pelet molturable.

Un método para producir un pelet adecuado para molerlo en forma de un polvo fino,

que comprende los pasos de:

(a) formar una corriente de alimentación de residuos que comprende:

(i) un componente de polímero A que comprende, con relación al peso total de la corriente de residuos, al menos 25% en peso de un componente de película de plástico B que tiene una relación de área de sección transversal (A) a longitud (L) de menos de 0, 2, y en donde se determina dicha relación A/L midiendo la dimensión longitudinal más larga de la película de plástico (L), la dimensión latitudinal más larga (W) y el espesor (D), con el área de sección transversal (A) de una partícula del componente B definida como W x D, y en donde se da A en mm2 y se da L en mm, y

(ii) un componente de celulosa C de al menos 20% en peso con relación al peso total de la corriente de residuos,

(b) peletizar la corriente de residuos con un dispositivo de peletización de tal manera que al menos parte del componente de película de plástico B se convierta en un componente D, que tiene una relación A/L de al menos 0, 2, por tratamiento químico y/o térmico, en donde el pelet tiene menos de 15% en peso del componente B con relación al peso total del pelet y en donde el componente D, si se le trata térmicamente, se deriva del componente de película de plástico B que ha sido no más que parcialmente fundido.

Pelet molturable.

Esta invención se refiere a la preparación de un pelet derivado de residuos domésticos e industriales que contienen partículas de plástico y de celulosa. En particular, la invención se refiere a un pelet con buena molturabilidad y al procedimiento de fabricación del mismo.

En respuesta a campañas regulatorias y legislativas medioambientales, económicas y asociadas se ha producido una tendencia incrementada al reciclaje de residuos domésticos e industriales. Análisis de ciclo de vida de procesos de reciclaje indican que la descontaminación y clasificación de corrientes de componentes residuales individuales no es frecuentemente viable en términos económicos y medioambientales. Por tanto, se pone un énfasis creciente sobre la utilización de residuos industriales y domésticos como fuente de combustible para la generación de energía y otras aplicaciones industriales.

El documento US 6, 635, 093 aborda este problema con la producción de un pelet combustible forzando una corriente de residuos de celulosa y de plástico a través de agujeros de una matriz de peletización con una relación de longitud a diámetro de al menos 5 de tal manera que el calor de fricción fundía la porción exterior del pelet. El pelet resultante estaba suficientemente duro como para ser alimentado directamente a un horno y, si se requería, para ser efectivamente molido con una distribución de tamaños de partículas que tenía al menos un 80% en peso del pelet molido a menos de 2 mm. Aunque los pelets de esta invención exhibían propiedades de molienda mejoradas en comparación con pelets convencionales, se requieren todavía más mejoras referentes a la molturabilidad de una fuente de combustible.

Un objeto de la presente invención consiste en producir un pelet con buena molturabilidad a partir de un proceso eficiente en energía.

En una realización de la presente invención se proporciona un método para producir un pelet adecuado para molerlo en forma de un polvo fino, que comprende los pasos de:

(a) formar una corriente de alimentación de residuos que comprende:

(i) un componente de polímero A que comprende, con relación al peso total de la corriente de residuos, al menos 25% en peso de un componente de película de plástico B que tiene una relación de área de sección transversal (A) a longitud (L) de menos de 0, 2 y

(ii) un componente de celulosa C de al menos 20% con relación al peso total de la corriente de residuos,

(b) peletizar la corriente de residuos con un dispositivo de peletización de tal manera que al menos parte del componente de película de plástico B se convierta en un componente D, que tiene una relación A/L de al menos 0, 2, por medio de un tratamiento químico y/o térmico,

en donde el pelet tiene menos de 15% en peso de componente B con relación al peso total de pelet y en donde el componente D, si se le trata térmicamente, se deriva del componente de película de plástico B, que ha sido no más que parcialmente fundido.

Se ha encontrado inesperadamente que mediante el control o selección de la composición de una corriente de alimentación y la conversión de las propiedades de la corriente de alimentación por peletización, según se define en la presente invención, pueden producirse pelets de buena molturabilidad de una manera eficiente en energía.

Se puede conseguir una molturabilidad mejorada eliminando o reduciendo los componentes más elásticos (o menos rígidos) de la corriente de alimentación de residuos durante el proceso de peletización. La rigidez del componente de película de plástico B es proporcional al módulo de elasticidad Em y a la relación del área de sección transversal de la película de plástico con respecto a la longitud de dicha película de plástico (A/L) . El aumento de rigidez del componente B y, por tanto, su conversión en el componente D pueden conseguirse mediante un incremento de la relación A/L. Típicamente, la longitud de la película no puede reducirse eficientemente con dispositivos de molienda convencionales. Esto se debe a la elasticidad de la película, la cual hace que los intentos de cortar la película den como resultado cierto alargamiento de una porción de la película, aumentando así una porción de la longitud de la película. Sin embargo, la relación A/L del componente que contiene la película puede incrementarse a través de ligazón química de la película consigo misma o a través de tratamiento térmico. Ejemplos de agentes ligantes adecuados se incluyen colas y resinas naturales y sintéticas. Preferiblemente, una proporción de la corriente de alimentación comprende un componente residual suficientemente rico en cola o resina natural, de tal manera que el agente ligante está comprendido dentro de la corriente de alimentación.

Preferiblemente, el pelet tiene menos de 15% en peso del componente B, más preferiblemente menos de 10% en peso del componente B, aún más preferiblemente menos de 8% en peso del componente B, aún más preferiblemente menos de 6% en peso del componente B y muy preferiblemente menos de 4% en peso. Cuanto más bajo sea el porcentaje en peso del componente B, tanto mejor será la multurabilidad del pelet.

El control de la proporción del componente B por encima de un nivel mínimo permite que se mantengan las prestaciones de molienda, al tiempo que se reduce la entrada de energía al evitar la energía adicional para reducir el componente B a niveles que no impacten sobre las prestaciones de la operación de molienda efectuada aguas abajo. Por consiguiente, en algunas realizaciones el componente es preferiblemente de al menos 1% en peso o incluso 2% en peso.

Se ha visto que la película de plástico con una relación A/L de menos de 0, 2 es particularmente difícil de moler en forma de un polvo fino con una distribución de tamaños de partículas de tal manera que el 90% en peso de las partículas, más preferiblemente el 95% en peso e incluso más preferiblemente el 97% en peso sean de menos de 2 mm de diámetro. Reduciendo la proporción de partículas superiores a 2 mm, el polvo tiene buenas propiedades de transportabilidad y combustión.

Preferiblemente, la relación A/L del componente de película de plástico B es inferior a 0, 18, más preferiblemente inferior a 0, 15, aún más preferiblemente inferior a 0, 12 y muy preferiblemente inferior a 0, 10. En general, cuanto más baja sea la relación A/L, tanto más bajas serán la rigidez y la multurabilidad de la película de plástico. Por tanto, se mejoran las prestaciones de molienda convirtiendo estos componentes en una forma más molturable.

La relación A/L se determina midiendo la dimensión longitudinal más larga de la película de plástico (L) , la dimensión latitudinal más larga (W) y el espesor (D) , con el área A de la sección transversal de una partícula del componente B definida como W x D. El espesor típico de la película de plástico refleja el de un material de embalaje de residuos que constituye típicamente una gran proporción del material residual. El espesor típico de plástico residual está en el intervalo de 10 a 100 !m y más generalmente en el intervalo de 20 a 50 !m. Sin embargo, los plásticos laminados pueden tener una profundidad de hasta 200 ó 300 !m. Un ejemplo de las dimensiones que delimitan una película de plástico con una relación A/L de 0, 2 es W = 20 mm, D = 250 !m (A = 5 mm2) y L = 25 mm.

DEFINICIÓN DE COMPONENTES

En general, la corriente de residuos comprende celulosa (componente C) y materiales plásticos (componente A) que constituyen un total de al menos 70% en peso de la mezcla, preferiblemente al menos 75% en peso de la mezcla, más preferiblemente al menos 80% en peso, aún más preferiblemente al menos 85% en peso y muy preferiblemente al menos 90% en peso, basándose cada porcentaje en componentes sólidos totales. Típicamente, la mezcla de celulosa/plástico proviene de material residual, tal como residuos domésticos (incluyendo residuos municipales y urbanos) y/o residuos industriales. El material celulósico puede proceder, por ejemplo, de papel, cartón, cajas de cartón de bebidas, madera, pañales, vendajes y textiles, tales como algodón, viscosa y rayón. El material plástico puede proceder, por ejemplo, de material de embalaje, tal como material polímero en forma de hoja o película. En principio, todos los tipos de polímeros termoplásticos pueden estar presentes en la mezcla de residuos.

El componente de polímero A representa al menos 25% en peso y preferiblemente al menos 30% en peso, más preferiblemente... [Seguir leyendo]

1. Un método para producir un pelet adecuado para molerlo en forma de un polvo fino, que comprende los pasos de:

(a) formar una corriente de alimentación de residuos que comprende:

(i) un componente de polímero A que comprende, con relación al peso total de la corriente de residuos, al menos 25% en peso de un componente de película de plástico B que tiene una relación de área de sección transversal (A) a longitud (L) de menos de 0, 2, y en donde se determina dicha relación A/L midiendo la dimensión longitudinal más larga de la película de plástico (L) , la dimensión latitudinal más larga (W) y el espesor (D) , con el área de sección transversal (A) de una partícula del componente B definida como W x D, y en donde se da A en mm2 y se da L en mm, y

(ii) un componente de celulosa C de al menos 20% en peso con relación al peso total de la corriente de residuos,

(b) peletizar la corriente de residuos con un dispositivo de peletización de tal manera que al menos parte del componente de película de plástico B se convierta en un componente D, que tiene una relación A/L de al menos 0, 2, por tratamiento químico y/o térmico,

en donde el pelet tiene menos de 15% en peso del componente B con relación al peso total del pelet y en donde el componente D, si se le trata térmicamente, se deriva del componente de película de plástico B que ha sido no más que parcialmente fundido.

2. El método según la reivindicación 1, en el que al menos parte del componente de película de plástico B se convierte en el componente D calentando el componente de película de plástico B y el componente de celulosa C en el paso de peletización (b) durante un tiempo suficiente y a una temperatura suficiente de tal manera que el componente D comprenda una estructura compuesta derivada del componente B y el componente C.

3. El método según la reivindicación 1, en el que se convierte el componente B en el componente D por calentamiento de fricción proveniente del dispositivo de peletización de tal manera que la temperatura del exterior del pelet que sale del dispositivo de peletización esté entre 100ºC y 125ºC.

4. El método según la reivindicación 1, en el que el componente D se deriva del componente de película de plástico B que está químicamente ligado al componente de celulosa C por un agente ligante químico.

5. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, un paso de recocido.

6. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la peletización de la corriente de alimentación forma un pelet que tiene una porción exterior y una porción de núcleo, y en el que el dispositivo de peletización transfiere calor a la porción de núcleo de tal manera que el componente de película de plástico B se fusione parcialmente sobre el componente de celulosa C, produciendo así el componente D en la porción de núcleo.

7. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la peletización de la corriente de alimentación forma un pelet que tiene una porción exterior y una porción de núcleo, y en el que el dispositivo de peletización transfiere calor a la porción de núcleo de tal manera que el componente de película de plástico B se contraiga o se funda parcialmente, convirtiendo así el componente B en el componente D en la porción de núcleo del pelet.

8. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la corriente de material residual se suministra al dispositivo de peletización a una temperatura T1 de a lo sumo 90ºC.

9. El método según la reivindicación 8, en el que el dispositivo de peletización comprende un molde con agujeros que tienen un diámetro D de a lo sumo 14 mm y una relación R de longitud de agujero efectiva L a diámetro de agujero D de al menos 7, eligiéndose los valores de R y T1 uno con relación a otro de modo que la temperatura T2 de los pelets que salen del molde esté entre 100 y 125ºC y la subida T2-T1 de temperatura sea de al menos 10ºC.

10. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, el paso de ensayar los pelets para evaluar el porcentaje en peso del componente B y, si el componente B está por encima de 15% en peso, ajustar las condiciones del proceso de tal manera que los pelets futuros tengan un contenido de componente B de menos de 15% en peso.

11. Un pelet obtenible por el método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

12. Un método para preparar partículas finamente molidas, que comprende el paso de moler un pelet producido por un método que incluye los pasos de:

(a) formar una corriente de material de alimentación que comprende:

(i) un componente de polímero A que comprende, con relación al peso total de la corriente de residuos, al menos 25% en peso de un componente de película de plástico B que tiene una relación de área de sección transversal (A) a longitud (L) de menos de 0, 2, y en donde dicha relación A/L se determina midiendo la dimensión longitudinal más larga de la película de plástico (L) , la dimensión latitudinal más larga (W) y el espesor (D) , con el área de sección transversal A de una partícula del componente B definida como W x D, y en donde se da A en mm2 y se da L en mm, y

(ii) un componente de celulosa C de al menos 20% en peso con relación al peso total de la corriente de residuos,

(b) peletizar la corriente de residuos con un dispositivo de peletización de tal manera que al menos parte del componente de película de plástico B se convierta en un componente D, que tiene una relación A/L de al menos 0, 2, por tratamiento químico y/o térmico,

en donde el pelet tiene menos de 15% en peso del componente B con relación al peso total del pelet y en donde el componente D, si se le trata térmicamente, se deriva del componente de película de plástico B que ha sido no más que parcialmente fundido.

13. El método según la reivindicación 12, en el que se muele el pelet utilizando un molino de aire.

14. El método según la reivindicación 12 ó 13, en el que el pelet molido comprende una distribución de tamaños de partículas con menos de 10% en peso superior a 2 mm.

15. Uso del pelet molido producido según una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14 como fuente de combustible.

16. El pelet según la reivindicación 11, que comprende, con relación al peso total del pelet:

un componente de polímero A que comprende más de 0% en peso y menos de 15% en peso de un componente de película de plástico B;

al menos 20% en peso de un componente de celulosa; y al menos 5% en peso de un componente de plástico D,

en donde el componente de película de plástico B tiene una relación de área de sección transversal (A) a longitud (L) de menos de 0, 2 y el componente de plástico D tiene una relación A/L de al menos 0, 2.