Dispositivo y procedimiento para el tratamiento continuo de residuos.

Aparato para tratar residuos, que comprende:

un reactor (10) compuesto de un tanque estatico externo (15) que puede contener los residuos a presion,

un rotor inverso (8) dispuesto dentro del tanque estatico externo (15), comprendiendo el rotor inverso (8) unprimer tubo (12) y un segundo tubo (14), siendo cada uno de los tubos primero y segundo (12, 14) cilindricoy teniendo un eje longitudinal, siendo los tubos primero y segundo coaxiales con respecto a sus ejeslongitudinales, siendo el primer tubo (12) de mayor diametro que el segundo tubo (14), una pale helicoidalinterior (18) dispuesta en una pared interior de dicho segundo tubo (14) que define un primer trayecto deflujo (20) para residuos cuando el rotor inverso (8) se gira alrededor de los ejes longitudinales de los tubosprimero y segundo (12, 14), una pale helicoidal exterior (16) que une a modo de puente una superficieexterior del segundo tubo (14) y una superficie interior del primer tubo (12), definiendo la pale helicoidalexterior (16) un segundo trayecto de flujo (22) para residuos cuando el rotor inverso (8) se gira alrededor delos ejes longitudinales de los tubos primero y segundo (12, 14), siendo los trayectos de flujo primero ysegundo (20, 22) direccionalmente opuestos con respecto a los ejes longitudinales de dichos tubos, demanera que el giro del rotor inverso (8) en el sentido de giro alrededor de su eje provoca un movimiento delos residuos en dos sentidos axialmente opuestos.

Dispositivo y procedinniento para el tratamiento continuo de residuos

Antecedentes y sumario de la invencion

El procedimiento y el dispositivo mostrados y descritos en el presente documento son para la esterilizaciOn continua

deresiduos urbanos sOlidos, residuos de animates de cria, residuos y productos agricolas y productos alimenticios. Los residuos o productos se colocan en un tanque de presión, denominado reactor, y se someten a ciertas temperaturas y presiones elevadas durante un tiempo variable que depende del material que va a esterilizarse, de manera que el producto este completamente esterilizado cuando se retira. Los residuos tratados de esta manera se transforman y pueden usarse posteriormente.

Se conocen bien los sistemas de esterilizacion de inyección de vapor de recipiente cerrado para esterilizar residuos medicos, productos alimenticios, maderas, etc. Estos sistemas estan compuestos de varies fases: aumento de temperatura y presión, mantenimiento de temperatura para esterilizacion, enfriamiento y descompresion (retirada de todo el vapor interno) .

Algunos de estos sistemas se usan para esterilizar residuos urbanos solidos y desechos domesticos. El material 15 organic° implicado se transforma mediante el proceso y puede usarse de nuevo, una vez que este parcialmente seco, para generar energia e incluso para fabricar productos.

En este tipo de procesos se usan tanques de presión generalmente cilindricos, y los residuos en el tanque se someten a cierta temperatura y presion. El movimiento dentro del tanque facilita la separacion de los materiales y la extracciOn del agua que contienen. Por esta razor', los procesos ya en uso consisten en varies fases en el tanque de

presion. Como se ha mencionado anteriormente:

• Fase de aumento de temperatura

• Ease de mantenimiento de temperatura para esterilizaciOn

• Fase de enfriamiento

• Fase de descompresion (eliminacion de todo el vapor interno)

Como parte del estado de la tecnica, son ejemplares los siguientes documentos: US 5427650; WO 03026101; WO 2007/079968; WO 2008/065002; WO 2008/010854; US 7.303.160; WO 03/025101; EP 0 870 433; U.S. 5.091.158; GB 2.452.289; GB 2.456.074 o GB 2370242.

El sistema de una compania Ilamada Ambiensys S.L., como se describe en las solicitudes de patente PCT/EP2006/012556, y PCT/EP2007/062353 procesa residuos de modo semicontinuo introduciendo cantidades limitadas de residuos por totes en diversos momentos durante el proceso. Este sistema tambien se basa en la gravedad para retirar el material procesado del sistema.

Los sistemas de la tecnica anterior tienen problemas inherentes que surgen de la introduccion periódica de grandes cantidades de residuos que van a esterilizarse en el tanque de presión y/o la ineficacia con la que se manejan los residuos. En el procesamiento por lotes, se desperdicia una energia significative, ya que para cada lote el tanque

debe presurizarse, inyectarse vapor, mantenerse la temperatura y presion durante el tiempo necesario para la esterilizaciOn, despresurizarse el tanque y retirarse el lote de residuos. Cada una de estas fases requiere inherentemente un gran consumo de energia, adernas de prolongar el tiempo necesario para procesar cada lote.

Aparte de esto, los procesos usados son bastante complejos para inyectar vapor y para extraer liquidos mientras se mantiene la presiOn, temperatura y el movimiento de giro dentro del tanque de presiOn.

El procedimiento y el aparato descritos en el presente documento alivian estos problemas trabajando de manera continua, evitando la necesidad de compresiones y descompresiones sucesivas en el reactor cada vez que se cargan o descargan los materiales que van a esterilizarse. Esto ahorra un tiempo considerable en el proceso de

esterilizacion y aumenta la produccion, y ahorra mucha energia, ya que reduce el consumo de combustibles fosiles para producir vapor a media presion.

Los dispositivos mostrados y descritos en el presente documento son particularmente adecuados para el tratamiento de esterilizacion continuo de residuos urbanos solidos, residuos de ganaderia, residuos y productos agricolas, residuos industriales que pueden asimilarse, y residuos y productos alimenticios.

El metodo dado a conocer en el presente documento este caracterizado por someter a cualquiera de los residuos o productos mencionados a un proceso de tratamiento continuo, no por lotes; es decir, los residuos se introducen ininterrumpidamente en el tanque de presión, en el que el tratamiento se regula por tiempo a temperaturas de hasta 170°C y presiones de hasta 7 bares.

Otro aspecto de esta invenciOn es que los productos o residuos esterilizados se retiran ininterrumpidamente sin que el interior del tanque pierda presion o temperatura. Esto alcanza el ciclo continuo completo. Los productos o residuos entran, se tratan y se retiran de manera continua y no por lotes o unidades de carga. Por tanto esta invencion constituye un sistema nuevo en este mercado.

Otra caracteristica de esta invencion es que la continuidad del proceso trae consigo ahorros extraordinarios en el consumo de energia del proceso.

Otro aspecto importante de esta invencion es que la continuidad del proceso aumenta de manera notable la capacidad de producciOn, ya que evita completamente cualquier tiempo muerto.

Otro aspecto de la invencion es que introduce un dispositivo para el tratamiento de esterilizaciOn con caracteristicas quelo diferencian de aquellos que ya existen en el mercado.

El aparato mostrado y descrito en el presente documento esta compuesto de un reactor, tambien compuesto de un tanque externo estatico que puede contener los residuos a presiOn, y un tanque giratorio interno o rotor inverso que esta compuesto de un primer tubo y un segundo tubo, siendo cada uno de los tubos primero y segundo cilindrico y teniendo un eje longitudinal, siendo los tubos primero y segundo coaxiales con respecto a sus ejes longitudinales, siendo el primer tubo de mayor diametro que el segundo tubo, una pala helicoidal interior dispuesta en una pared interior de dicho segundo tubo que define un primer trayecto de flujo para residuos cuando los tubos se giran alrededor de sus ejes longitudinales, una pala helicoidal exterior que une a modo de puente una superficie exterior del segundo tubo y una superficie interior del primer tubo, definiendo la pala helicoidal exterior un segundo trayecto de flujo para residuos cuando los tubos se giran alrededor de sus ejes longitudinales, siendo los trayectos de flujo

primero y segundo direccionalmente opuestos con respecto a los ejes longitudinales de dichos tubos, de manera que el giro de los tubos en sentido de giro alrededor de su eje provoca el movimiento de los residuos en dos sentidos axialmente opuestos.

Los tubos primero y segundo son general y preferiblemente no perforados y forman un "rotor inverso." El rotor inverso hace que los residuos materiales o productos introducidos en el reactor se muevan hacia delante y atras hacia el tanque giratorio interno, permaneciendo dentro en un movimiento sustancialmente continuo e ininterrumpido durante el tiempo necesario para su esterilizacion. Debido a que el rotor inverso tiene dos trayectos de flujo, se reduce el tiempo para la esterilizaciOn en comparacion con los sistemas en la tecnica anterior. La instalaciOn de este rotor inverso proporciona ventajas significativas con respecto a los procesos que ya existen en el mercado, concretamente: 1) ahorros de energia significativos con respecto a los sistemas en el mercado ya que el rotor inverso hace posible acortar la longitud del reactor y de ese modo su peso, reduciendo por tanto la energia requerida para su movimiento de giro, 2) ahorros de energia significativos porque el menor tamano del reactor significa tambien un menor volumen del tanque que debe presurizarse reduciendo por tanto el consumo de vapor 3) ahorros de energia significativos debido a que el rotor inverso tambien permite la aplicacion en un tiempo mas corto de la presión requerida y la temperatura requerida en el area de introduccion y extraccion de residuos o productos 4) ahorros de energia significativos usando el excedente de vapor a traves de los depósitos de compensaciOn para la introduccion y extracciOn de residuos o productos 5) aumento significativo en la producciOn comparado con otros sistemas en el mercado precisamente porque el menor tamano del rotor inverso produce una implementacion de presion y temperatura mas rapida en el area de entrada y extraccion de residuos o productos 6) el reactor es menor que los que ya existen en el mercado, y su funcionamiento y manejo son mas simples y menos costosos de... [Seguir leyendo]

Aparato para tratar residuos, que comprende:

un reactor (10) compuesto de un tanque estatico externo (15) que puede contener los residuos a presion, un rotor inverso (8) dispuesto dentro del tanque estatico externo (15) , comprendiendo el rotor inverso (8) un primertubo (12) y un segundo tubo (14) , siendo cada uno de los tubos primero y segundo (12, 14) cilindrico y teniendo un eje longitudinal, siendo los tubos primero y segundo coaxiales con respecto a sus ejes longitudinales, siendo el primer tubo (12) de mayor diametro que el segundo tubo (14) , una pale helicoidal interior (18) dispuesta en una pared interior de dicho segundo tubo (14) que define un primer trayecto de flujo (20) para residuos cuando el rotor inverso (8) se gira alrededor de los ejes longitudinales de los tubos primeroy segundo (12, 14) , una pale helicoidal exterior (16) que une a modo de puente una superficie exterior del segundo tubo (14) y una superficie interior del primer tubo (12) , definiendo la pale helicoidal exterior (16) un segundo trayecto de flujo (22) para residuos cuando el rotor inverso (8) se gira alrededor de los ejes longitudinales de los tubos primero y segundo (12, 14) , siendo los trayectos de flujo primero y segundo (20, 22) direccionalmente opuestos con respecto a los ejes longitudinales de dichos tubos, de

maneraque el giro del rotor inverso (8) en el sentido de giro alrededor de su eje provoca un movimiento de los residuos en dos sentidos axialmente opuestos.

2. Aparato segOn la reivindicacion 1, en el que:

un primer dispositivo de introducción (26) tiene un tornillo sinfin que dirige los residuos hacia el segundo dispositivo de introducciOn (24) a traves de una valvula de entrada (28) , un segundo dispositivo de

introducción (24) tiene un tornillo sinfin que dirige los residuos hacia un extremo del reactor (10) para introducir los residuos en el segundo tubo (14) del rotor inverso (8) .

3. Aparato segun la reivindicaciOn 1, en el que:

un primer dispositivo de extraccion (32) tiene un tornillo sinfin que mueve los residuos desde un extremo del primer tubo (12) a traves de una primera valvula de salida (29) hasta un segundo dispositivo de extraccion (31) , el segundo dispositivo de extraccion (31) tiene un tornillo sinfin que expulsa los residuos desde el segundo dispositivo de extracción (31) a traves de una segunda valvula de salida (30) .

4. Aparato segun la reivindicacion 1, en el que:

un conjunto de cuatro ruedas estan montadas en la pared interior del tanque estatico externo (15) , estando el rotor inverso (8) soportado en las ruedas para su movimiento de giro dentro del reactor (10) .

5. Aparato segOn la reivindicacion 1, en el que:

el reactor (10) tiene un orificio de vapor (23) a traves del que puede introducirse vapor en el reactor (10) a

presion y temperatura elevadas, y el reactor (10) tiene un orificio de extracción de liquid () (19) a traves del

que pueden retirarse sustancias lixiviadas del reactor.

6. Aparato segOn la reivindicacien 1, en el que:

eltanque estatico es un tanque estatico externo (15) que puede presurizarse y cilindrico;

en el que el tanque estatico (15) tiene un extremo proximo (11) y extremos distales (13) ; y

en el que los trayectos de flujo primero y segundo (20, 22) son direccionalmente opuestos con respecto a los ejes longitudinales de dichos tubos (12, 14) , de manera que el giro del rotor inverso (8) alrededor de su eje provoca el movimiento de los residuos a traves de dicho primer trayecto de flujo (20) lejos del extremo

proximo (11) del reactor (10) y hacia el extremo próximo (11) a traves del segundo trayecto de flujo (22) cuando se gira el rotor inverso (8) .

7. Aparato segun la reivindicacion 6, en el que:

el reactor (10) comprende edemas dispositivos de introducciOn primero y segundo (26, 24) sincronizados entre si, cada uno con un tornillo sinfin, estando el primer dispositivo de introduccion (26) dispuesto para

dirigirlos residuos hacia el segundo dispositivo de introducción (24) a traves de una valvula de entrada (28) , estando el segundo dispositivo de introducción (24) dispuesto para dirigir los residuos hacia el extremo próximo (11) del reactor (11) y hacia el primer trayecto de flujo (20) .

8. Aparato segim la reivindicacion 6, en el que:

el reactor (10) comprende edemas dispositivos de extracciOn primero y segundo (32, 31) , cada uno con un tornillosinfin, estando el primer dispositivo de extracciOn (32) dispuesto para mover los residuos desde el extremo proximo (11) del reactor (10) hasta un segundo dispositivo de extraccion (31) , el reactor (10)

comprende ademas un conjunto de cuatro ruedas montadas en la pared interior del tanque estatico externo (15) , estando el rotor inverso (8) montado en tales rodillos para el movimiento de giro hacia el tanque estatico externo (15) , el reactor (10) comprende adernas un orificio de vapor (23) a traves del que puede introducirse vapor en el reactor (10) a presión y temperatura elevadas, y el reactor (10) tiene una abertura

deextraccion de liquido (19) a traves de la que pueden retirarse sustancias liquidas del reactor (10) .

9. Aparato segOn la reivindicaciOn 1 6 6, en el que

el reactor (10) comprende ademas dispositivos de introduccion primero y segundo (24, 26) sincronizados entre 51, cada uno con un tornillo sinfin, estando el primer dispositivo de introducciOn (24) dispuesto para dirigir los residuos hacia el segundo dispositivo de introduccion (26) a traves de una valvula de entrada (28) ,

estandoel segundo dispositivo de introducción (26) dispuesto para dirigir los residuos hacia el extremo prOximo (11) del reactor (10) y hacia el primer trayecto de flujo (20) ; y

el reactor (10) comprende ademas dispositivos de extraccion primero y segundo (32, 31) sincronizados entre Si, cada uno con un tornillo sinfin, estando el primer dispositivo de extracción (32) dispuesto para mover los residuos desde el extremo próximo (11) del reactor (10) hasta un segundo dispositivo de

extracciOn (31) ; y

el reactor (10) comprende ademas un conjunto de cuatro rodillos montados en la pared interior del tanque estatico externo (15) del reactor (10) , estando el rotor inverso (8) montado de manera giratoria en los rodillos para su movimiento dentro del tanque estatico externo (15) ; y

el reactor comprende ademas un orificio de vapor (19) a traves del que puede introducirse vapor en el

tanqueestatico externo (15) a presion y temperatura elevadas, y el reactor (10) tiene una abertura de extracción de liquid° (19) a traves de la que pueden retirarse sustancias liquidas del tanque estatico externo (15) , actuando conjuntamente entre si al menos uno de los dispositivos de introduccion (24, 26) y at menos uno de los dispositivos de extracción (32, 31) con fines de utilizacion de excedente de vapor.

10. Procedimiento para el tratamiento continuo de material tat como residuos urbanos solidos, residuos de

ganaderia, residuos y productos agricolas, residuos alimenticios y/o productos alimenticios, que comprende:

colocar el material que va a tratarse en un tanque de presiOn (15) ,

hacer que el material se mueva a traves del tanque de manera sustancialmente continua e ininterrumpida con una primera pala helicoidal (16) a traves de un primer trayecto de flujo interior (20) en el tanque (15) en

unaprimera direccion axial y con una segunda pala helicoidal (18) a traves de un segundo trayecto de flujo exterior (22) en una segunda direccion axial opuesta a la primera direccion axial, siendo los trayectos de flujo primero y segundo (20, 22) generalmente concentricos, y

extraer el material del tanque de presión (15) .

11. Procedimiento segOn la reivindicaciOn 10, que comprende adernas:

laetapa de hacer que el material se mueva a trues de los trayectos de flujo primero y segundo (20, 22) incluye someter al material a una o ambas de temperatura elevada y presión elevada durante el tiempo suficiente para esterilizar el material.

12. Procedimiento segun la reivindicaciOn 11, que comprende adennas:

el flujo de residuos a traves de los trayectos de flujo primero y segundo (20, 22) es hacia adelante y atras y estaprovocado por el giro de un rotor inverso (8) en un Unico sentido de giro con el uso de un unico motor.

13. Procedimiento segun la reivindicaciOn 10, que comprende ademas:

14. Procedimiento segOn la reivindicacion 10, que comprende adernas:

una etapa preliminar de predimensionar el material antes de colocar el material dentro del tanque de presión (15) .

ajustarla temperatura y presión de funcionamiento, dependiendo del tipo de material que se trata, y

sincronizar las etapas de colocacion y extracción con dispositivos de introducción (24, 26) y dispositivos de extraccion (32, 31) sincronizados, por lo que la colocacion de material dentro de y la extracciOn de material del tanque de presion (15) es sustancialmente continua e ininterrumpida, y el tanque de presion (15) no necesita abrirse a presion atmosferica durante el funcionamiento de los dispositivos de introduccion (24, 26)

ylos dispositivos de extracción (32, 31) .

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