Procedimiento de destilación de productos sólidos orgánicos.

Procedimiento de tratamiento de materiales sólidos orgánicos del tipo en el que se llevan a cabo las fases siguientes:

- introducción de los materiales tratados triturados en forma de copos en una unidad de reacción que forma una columna; - calefacción de dichos materiales en la parte baja de la columna de reacción en apoyo sobre una rejilla de translación y refrigeración en su parte superior;

- introducción en la parte baja de la columna de reacción de gases calientes con concentración de oxígeno reducida y transferencia de los gases en la columna de reacción con circuito de reciclado de los gases a la salida, incorporando un generador de gases calientes, un quemador, un sobrepresionador y una re-inyección de los gases reciclados;

- evacuación de las masas de materiales tratados que se encuentran en el estado de productos carbonados en la parte baja de la columna de reacción mediante el control de la rejilla móvil;

caracterizado por el hecho de que el procedimiento lleva a cabo una operación de destilación a partir de la energía aportada por los gases calientes en la parte baja de la columna de reacción a una temperatura (T1) entre 170° y 350° C que garantiza la función de ruptura de los enlaces orgánicos en los materiales, y por el hecho de que procedimiento lleva a cabo en el transcurso de la operación de destilación un control constante entre la temperatura (T1) de los gases calientes antes de la entrada en la parte baja de la columna de reacción y la temperatura (T2) de los materiales que se encuentran en la zona situada por encima de la rejilla de la columna del reactor, y la comparación relativa en continuo de dichas temperaturas (T1 - T2), y por el hecho de que cuando las temperaturas de los gases de introducción (T1) y aquella (T2) medida en un tramo de algunos centímetros de materiales situados por encima de la rejilla, son idénticas, correspondientes a la situación de evacuación de todos los enlaces orgánicos de los materiales por evaporación y transporte por los gases calientes desde abajo hacia arriba en la columna, se procede a la evacuación de dicho tramo de material a dicha temperatura (T2) para recolectar un producto compuesto en gran parte por carbono y que constituye una materia prima secundaria.

Procedimiento de destilación de productos sólidos orgánicos.

La invención se refiere al sector técnica del reciclado de los sólidos orgánicos, y en particular al reciclado de las maderas contaminadas, incluidas aquellas tratados con CCA (cobre, cromo, arsénico) que se suelen utilizar en aplicaciones tales como los postes eléctricos, postes telefónicos, y también en otras aplicaciones tales como los residuos agrícolas, por ejemplo.

En la aplicación específica del reciclado de las maderas contaminadas, se ha desarrollado un procedimiento de tratamiento de las maderas en el marco de la patente EP 772663 que es propiedad del Solicitante. Este procedimiento llamado « CHARTHERM » lleva a cabo una combustión adiabática que se define por las fases siguientes.

Las maderas tratadas se trituran en forma de copos de madera para ser introducidas en un reactor de gran altura y que forma una columna, por un lado, de combustión en su parte baja y, por otro lado, de refrigeración en su parte alta. En la parte baja del reactor, los copos se someten a una combustión adiabática provocada por gases calientes con concentración de oxígeno reducida y a una temperatura del orden de 400° C, cargándose la masa de copos situados por encima de la zona de combustión de calor excedente transportada por los gases provocando una refrigeración progresiva de estos gases hasta alcanzar una temperatura inferior a 65° C, formando un gradiente inverso de temperatura, y provocando una condensación que, en el contacto con los copos, deposita en estos las partículas en especial metálicas, alquitrán y vapor, que los gases de combustión contienen. Los gases de combustión no compresibles descargados de cualquier metal pesado se evacuan fuera del reactor. La concentración de oxígeno de los gases de combustión introducidos en la parte baja del reactor es muy reducida para evitar la inflamación de los copos, y aumentar el efecto reductor. El carbón de madera obtenido de la combustión de los copos incluye la reducción de los metales pesados y otros elementos contaminantes con vistas a un reciclado en otras aplicaciones de tratamiento.

La instalación de realización del procedimiento « CHARTHERM » se dispone tal como se describe a continuación:

El reactor compuesto por una columna incluye de abajo a arriba de la columna:

- un cenicero estanco dotado de un sistema de evacuación de las cenizas,

- una entrada de los gases calientes situados en la parte baja del reactor,

- una rejilla oscilante que permite evacuar los productos carbonizados y organizar mediante efectos vibratorios una circulación hacia abajo de los copos de madera,

- una zona de refrigeración y de filtrado de los gases establecida por encima de la zona de combustión,

- una entrada estanca de alimentación de copos de madera situada en la parte alta del reactor,

- al mismo nivel de esta última, una salida de los gases de combustión protegida por una rejilla destinada a evitar el vuelo de los copos y medios de reparto radial uniforme de los copos.

El propio procedimiento lleva a cabo las fases siguientes:

- introducción de los materiales tratados triturados en forma de copos en un reactor que forma una columna;

- combustión de dichos materiales en la parte baja del reactor apoyados sobre una rejilla oscilante y refrigeración en su parte alta;

- introducción en la parte baja del reactor de gases calientes con concentración de oxígeno reducida y transferencia de los gases en la columna del reactor con circuito de reciclado de los gases incorporando un generador de aire caliente, un quemador, un compresor y un dispositivo intercalado de lavado de humos y gases reciclados;

- evacuación de las masas de materiales tratados que se encuentran en el estado de residuos en la parte baja de los reactores mediante el control de la rejilla móvil.

El inventor ha realizado unas publicaciones de la presenta solicitud en relación con EP 772663 a saber: J. HERY: "A complete industrial process to recycle CCA-treated wood" ENVIRONMENTAL IMPACTS OF PRESERVATIVE-TREATED WOOD, [Online] 8 febrero 2004 (2004-02-08) , páginas 313-322, XP002346050 Orlando, Florida, USA Extraído de Internet: URL:http://www.ccaconference.org/pre/docum ent/ FLEnvCentTreatedWoodProceedings2. pdf> [Extraído el 2005-09-21] HELSEN L y AL: "Total recycling of CCA treated wood waste by low-temperature pyrolysis" WASTE MANAGEMENTE, ELSEVIER, NEW YORK, NY, US, vol. 18, no. 6-8, octubre 1998 (1998-10) , páginas 571-578, XP004158825 ISSN:0956-053X.

En la práctica, el procedimiento tal como se describe proporciona resultados de explotación interesantes con la obtención al final de cenizas de carbón de madera.

Sin embargo, el Solicitante ha querido optimizar aún más este procedimiento con una finalidad muy precisa, a saber la obtención en la fase final de productos recolectados y reducidos que puedan constituir una materia prima secundaria, lo cual no es de ningún modo posible actualmente. Este proceder del Solicitante también tiene como objetivo aumentar las capacidades de utilización de la instalación en la que se lleva a cabo el procedimiento y por lo tanto mejorar aún más su productividad y su rentabilidad.

Según una primera característica de la invención, en el procedimiento de tratamiento de materiales sólidos orgánicos y en especial para el reciclado de las maderas tratadas se llevan a cabo las fases siguientes:

-introducción de los materiales tratados triturados en forma de copos en una unidad de reacción que forma una columna;

-calefacción de dichos materiales en la parte baja de la columna de reacción apoyados sobre una rejilla de translación y refrigeración en su parte superior;

-introducción en la parte baja de la columna de reacción de gases calientes con concentración de oxígeno reducida y transferencia de los gases en la columna de reacción con circuito de reciclado de los gases a la salida, incorporando un generador de gases calientes, un quemador, un sobrepresionador y una re-inyección de los gases reciclados;

- evacuación de las masas de materiales tratados que se encuentran en el estado de productos carbonados en la parte baja de la columna de reacción mediante el control de la rejilla móvil;

siendo el procedimiento estando destacable por el hecho de que se lleva a cabo una operación de destilación a partir de la energía aportada por los gases calientes en la parte baja de la columna de reacción a una temperatura Tl entre 170° C y 370° C que garantiza la función de ruptura de los enlaces orgánicos en los materiales, y por el hecho de que el procedimiento lleva a cabo en el transcurso de la operación de destilación un control constante entre la temperatura (T1) de los gases calientes antes de la entrada en la parte baja de la columna de reacción y la temperatura (T2) de los materiales que se encuentran en la zona inmediatamente por encima de la rejilla de la columna del reactor, y la comparación relativa en continuo de dichas temperaturas (T1 - T2) , y por el hecho de que cuando las temperaturas de los gases (T1) de introducción y aquella (T2) medida en un tramo estrecho de algunos centímetros de materiales situados por encima de la rejilla, son idénticos, correspondiente a la situación de evacuación de todos los enlaces orgánicos de los materiales por evaporación y transporte por los gases calientes desde abajo hacia arriba en la columna, se procede a la evacuación de dicho tramo de material a dicha temperatura (T1 = T2) para recolectar un producto compuesto en gran parte por carbono y que constituye una materia prima secundaria.

Estas y otras características aparecerán con más claridad en lo que sigue de la descripción.

Para fijar el objeto de la invención, esta se ilustra de una manera no limitativa en las figuras de los dibujos donde:

-la figura 1 es una vista de la instalación de realización del procedimiento según la invención.

-la figura 2 es una vista en sección de la columna de reacción.

-la figura 3 es una vista de carácter esquemático de la rejilla.

Con el fin de hacer más concreto el objeto de la invención, se describe a continuación de una manera no limitativa ilustrada en los dibujos.

La instalación representada de manera esquemática en la figura 1 comprende una columna de reacción en forma de columna (1) de gran altura en la cual se encaminan por arriba con ayuda de un convoyador o equivalente unos copos previamente triturados. Estos copos contienen naturalmente de por su naturaleza una proporción elevada de carbono y de otros minerales así como eventualmente metales pesados resultantes de tratamientos... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de tratamiento de materiales sólidos orgánicos del tipo en el que se llevan a cabo las fases siguientes:

- introducción de los materiales tratados triturados en forma de copos en una unidad de reacción que forma una columna;

- calefacción de dichos materiales en la parte baja de la columna de reacción en apoyo sobre una rejilla de translación y refrigeración en su parte superior;

- introducción en la parte baja de la columna de reacción de gases calientes con concentración de oxígeno reducida y transferencia de los gases en la columna de reacción con circuito de reciclado de los gases a la salida, incorporando un generador de gases calientes, un quemador, un sobrepresionador y una reinyección de los gases reciclados;

-evacuación de las masas de materiales tratados que se encuentran en el estado de productos carbonados en la parte baja de la columna de reacción mediante el control de la rejilla móvil;

caracterizado por el hecho de que el procedimiento lleva a cabo una operación de destilación a partir de la energía aportada por los gases calientes en la parte baja de la columna de reacción a una temperatura (T1) entre 170° y 350° C que garantiza la función de ruptura de los enlaces orgánicos en los materiales, y por el hecho de que procedimiento lleva a cabo en el transcurso de la operación de destilación un control constante entre la temperatura (T1) de los gases calientes antes de la entrada en la parte baja de la columna de reacción y la temperatura (T2) de los materiales que se encuentran en la zona situada por encima de la rejilla de la columna del reactor, y la comparación relativa en continuo de dichas temperaturas (T1 - T2) , y por el hecho de que cuando las temperaturas de los gases de introducción (T1) y aquella (T2) medida en un tramo de algunos centímetros de materiales situados por encima de la rejilla, son idénticas, correspondientes a la situación de evacuación de todos los enlaces orgánicos de los materiales por evaporación y transporte por los gases calientes desde abajo hacia arriba en la columna, se procede a la evacuación de dicho tramo de material a dicha temperatura (T2) para recolectar un producto compuesto en gran parte por carbono y que constituye una materia prima secundaria.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que la operación de destilación de los materiales se efectúa según un ciclo en continuo y progresivo alternativo que incluye fases de re-condensación o de re-calefacción y fragmentación de las moléculas orgánicas, volviéndose dichas moléculas orgánicas cada vez más ligeras para evacuarse hacia arriba de la columna de reacción.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho que la tramo de material que se sitúa en la columna de reacción en contacto con la rejilla se mineraliza por evaporación de sus componentes orgánicos, y por el hecho de que durante las fases operativas del procedimiento de destilación en el seno de la columna, las moléculas orgánicas evaporadas son arrastradas por el flujo de gases calientes hacia arriba de la columna y que se encuentran a temperaturas más reducidas que las llevan a volverse a condensar, y por el hecho de que la evacuación del tramo inferior de material mineralizado arrastrará en la columna de reacción de los materiales con un nuevo periodo de recalefacción y de fragmentación de las moléculas orgánicas, que se vuelven en el ciclo cada vez más ligeras y finas, y por el hecho de que se llena la columna de reacción con una cantidad nueva de material a tratar correspondiente a aquella evacuada.

4. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que emplea una válvula (V) dispuesta en la parte alta de la columna de reacción, que garantiza la función de control y de comparación en continuo de la diferencia de presión entre las partes baja y alta de la columna y, según su ajuste, permite aumentar la presión en la parte baja de la columna para favorecer la estratificación de las capas de material.

5. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho que los gases a la salida de la columna de reacción se encaminan hacia una zona de lavado y de secado, pudiendo dichos gases incluir moléculas orgánicas en fase gaseosa (hidrocarburos) provenientes de la fase de destilación.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que el espesor de un tramo de material en contacto con la rejilla y pudiendo situarse a una temperatura (T2) igual a aquella (T1) de los gases calientes de introducción, es del orden de 5 cm.

7. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado en su aplicación al reciclado de las maderas tratadas.

8. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado en su aplicación al tratamiento de los residuos agrícolas.

9. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado en su aplicación al tratamiento de los excrementos de aves.

10. Instalación de realización del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 del tipo que emplea 5 un reactor compuesto por una columna (1) que incluyen de abajo a arriba de la columna:

- un volumen estanco dotado de un sistema de evacuación de los productos mineralizados.

- una entrada de los gases calientes situados en la parte baja 1A del reactor,

- una rejilla (7) móvil que permite evacuar los productos carbonizados y organizar por efecto tijera una 10 circulación hacia abajo de los productos mineralizados,

- una zona de refrigeración y de filtrado de los gases establecida por encima de la zona de reacción,

- una entrada estanca de alimentación de sólidos orgánicos triturados situada en la parte alta del reactor,

- al mismo nivel de esta última, una salida de los gases de combustión protegida por una rejilla destinada a evitar el vuelo de los copos y medios de reparto radial uniforme de los productos sólidos orgánicos 15 triturados, caracterizada por el hecho de que incluye, en la parte alta de la columna, una válvula (V) que interviene en el control y la comparación en continuo de la diferencia de presión entre la entrada y la salida de los gases en la columna, y medios de medida y de ajuste según un control continuo de la temperatura (T1) de los gases calientes antes de la entrada en la parte baja de la columna del reactor, y de la temperatura (T2) de los materiales que se encuentran en la zona inmediatamente por encima de la rejilla, y

por el hecho de que incluye una rejilla (6) constituida por dos componentes (7a - 7b) , un componente fijo (7a) en la parte baja de la columna y un componente móvil (7b) situado encima, en superposición que define un espacio en forma de cojín de gases con lecho fluido, teniendo dichos componentes (7a - 7b) cada uno unas aberturas (7a1 - 7b1) respectivamente circulares y oblongas para autorizar el paso y circulación de los materiales, y por el hecho de que la columna es cónica con parte reducida hacia arriba.