Planta procesadora para la valoración vectorial energética deconstructiva de residuos sólidos urbanos.

Planta procesadora para la valorización vectorial energética deconstructiva de residuos sólidos urbanos.

Planta procesadora para la valorización energética de residuos sólidos urbanos que utiliza como materia prima los subproductos higienizados procedentes de plantas de tratamiento de residuos, y que obtiene como productos: a. combustibles sintéticos a partir de la degradación termoquímica de los materiales termoplásticos, b. combustible líquido o gaseoso a partir de la degradación termoquímica de la materia orgánica y c. metales limpios susceptibles de ser utilizados en procesos de obtención de hidrógeno.

PLANTA PROCESADORA PARA LA VALORACIÓN VECTORIAL ENERGÉTICA DECONSTRUCTIVA DE RESIDUOS SÓLIDOS URIlANOS

RESUMEN lOE LA INVENCIÓN

Planta pnx:esadora para la valorización vectorial energética deconstructiva de residuos sólidos urbanos a partir de los subproductos obtenidos previamente de una planta de tratamiento por higienización.

Mediante un novedoso enfoque basado en las particularidades de los subproductos obtenidos previamente en una planta de tratamiento por higienización de residuos sólidos urbanos se acomete su valorización energética mediante la obtención de combustibles sintéticos líquidos y gaseosos a través de diversos procesos de reacción en función de las características y naturaleza de cada material a procesar.

La planta persigue y logra en un alto poro~ntaje de ratio la autosuficiencia energética así como un rendimiento elevado mediante un máximo aprovechamiento de los recursos auto producidos y de los subproductos generados en la propia planta logrando así un mínimo impacto ambiental.

Así mismo se consigue convertir en recursos aprovechables los residuos de otros procesos industriales ajenos mediante el empleo de los mismos como agentes catalizadores en diversas fases del proceso.

OBJETO D'E LA INVENCIÓN

La presente invención tiene por objeto el procesamiento de subproductos de Residuos Sólidos Urbanos, R.S.U. previamente obtenidos en una planta de tratamiento basada en la tecnología de reactor autoclave de higienización. La presente planta tiene por objeto la valorización, como vector energético, de los diferentes residuos que como productos de contenedor depositados por los consumidores llegan a las plantas de reciclado de Residuos Sólídos Urbanos. Para la obtención de combustibles sintéticos deconstruidos moleculannente, en el reactor se produce una reacción termoquímica al aplicarle temperatura. A medida que ésta se eleva progresivamente por encima de los 100 grados centígrados los tennoplásticos presentan hidrocarburos contenidos en los mismos que al enfriarse producen un petróleo sintético y/o parafina, que debidamente refinado se convierte en gasolina, gasoil, queroseno u otros combustibles. Con respecto a la materia orgánica hay que indicar que nos referimos a una materia orgánica específica en su presentación, propiedades fisicas, químkas y energéticas resultado de un procesamiento de R.S.U. tratados en plantas de recidaje que utilicen procesos de higienización en reactores-autoclaves y se transfonnan en unos residuos homogéneos en forma de hebras de un color pardo susceptible de transfonnarse bien en combustible líquido o en un vector energético en forma de gas, dependiendo de las reacciones tennoquímicas que provoquemos en el reactor mediante el agente gasificante. Finalmente los metales que igualmente que los otros componentes de los R.S.D. han pasado por el proceso de higienización en el autoclave mantienen inalterables las mismas propiedades que como dicho metal tenían antes del proceso de higienización, pero no obstante estos metales se presentan ahora limpios de otros productos que en su función anterior les fueron aplicados en su superficie. Esto los convierte en vectores energéticos adecuados, fruto de ese proceso de higienización, para que mediante las reacciones químicas provocadas por otras sustancias sean susceptibles de liberar eficientemente hidrógeno en el reactor preparado al efecto. El tratamiento que se propone represelll.ta una gran novedad en cuanto a la llamada ley de las tres erres, que propugna por este orden: Reducir, Reutilizar y finalmente Reciclar. Cuando un material o producto doméstico usado se desgasta, rompe o inutiliza, alcanzando así el final de su vida útil, nonnalmente llega a su fase de reciclado. En plantas de R.S.U. que utilizan reactores-higienizadores en vez de la típica cinta transportadora donde la selección se hace a mano, prácticamente todo el residuo sólido ur1:mlo se transforma en subproductos valorizados: materia orgánica, tennoplásticos, metales e inertes. Estos subproductos pasan a incorporarse a sus circuitos naturales de comercialización, lo cual significa que nuevamente hay que emplear energía en su transfonnación. lPues bien, el modelo alternativo y novedoso que se propone se basa en valorizar esos subproductos integralmente como vectores energéticos, de tal fonna que en lugar de requerir y consumir nuevamente energía, muy al contrario pasan a constituir por si mismos un aporte energético al sistema al tratarse de subproductos de gran energía pote:ncial en fonna de combustible en sus estados sólido, líquido o gaseoso, en lugar de nueva y cic1icamente, fonnatos comunes de materia orgánica, termoplásticos o metales. El proceso de higienización en el reactor

mediante vapor de agua., genera un lixiviado que se recoge, mediante circuito, en una depuradora incorporada al sistema. El residuo final de este lixiviado también albergará la condición de vector energético al contener fracciones aceitosas susceptibles de ser valorizadas energéticamente.

También aplicando el principio de retroalimentación la planta puede ser autosuficiente lOen el balance energético si auto cons\une toda o parte de la energía que produce en cualquiera de sus fonnas.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Existen distintas plantas para el tratamiento de residuos de los cuales obtener productos combustibles. E91402910 Describe una planta incineradora de residuos sólidos urbanos. En la cual la basura ha de entrar ya clasificada y granulada a un tamaño específico, con lo cual existe una labor anterior del tratamiento de los residuos que se pasa por alto. Por norma general al reactor entrarán tanto matl~ales orgánicos como inertes y estos pueden reducir en gran medida la eficiencia del proceso, ya que awnenta la cantidad de residuos a tmtar disminuyendo los que son s\l!'iCeptibles de convertirse en combustibles. Finalmente se calienta agua para obtene:r energía Las emisiones de C02 en este proceso son elevadas y como resultado final obtenemos en el reactor un residuo en fonna de cenizas de dificil Y costoso tratamiento, una gran cantidad de materiales descartados que forzosamente tenninaran en vertedero y de los cuales únicamente obtendremos energía eléctrica P200700288 presenta un procedimiento para la obtención de combustibles líquidos a partir de residuos, procedentes tanto de las basuras urbanas, como de los residuos JO industriales, sin abordar específicamente el modo de clasificación, separación y posterior tratamiento, y es aquí donde nos encontramos con el principal problema: no es factible tmtar en un mismo reactor residuos de tan variada y particular naturaleza como los desperdicios hospitalarios, desechos dc la industria automovilística junto con basuras domesticas y esperar procesarlos conjuntamente de manera eficaz para obtener combustibles sintéticos. La inmensa mayoría de estos procedimientos colisiona claramente con el principal obstáculo que es no disponer de una materia prima clasificada y homogénea que realmentt~ pueda ser tratada en un reactor. Las emisiones tóxicas que pueden producir material<:s de alto peligro biológico como los residuos hospitalarios y los residuos químicos procedentes de la industria, no pueden ser tratados indiferentemente, ya que se corre el riesgo de emitir a la atmósfera, partículas muy peligrosas y nocivas; por lo que finalmente el proceso es de muy dudoso rendimiento y efectividad al no disponer de materia prima adecuada. En la planta procesadora para la valorización vectorial energética deconstructiva de residuos sólidos urbanos que se exponc en la presentc memoria descriptiva, se cierra todo el ciclo, ya que la materia prima procede de un reactor autoclave de higienización y los gases y cenizas producidas en el proceso han sido tratadas, para que finalmente todo lo generado sea reutilizable y no se produzca ningún tipo de residuo.

BREVE DESCRII~CION DE LOS DmUJOS

Con objeto de ilustrar la explicación que va a seguir, adjuntamos a la presente memoria de:scripliva una hoja de dibujo:s, en las que una figura representa la e:sencia de la presente invención, y en la que: La figura (1) muestra una vista general de la planta procesadora para la valorización vectorial energética deconstructiva de rc~siduos sólidos urbanos.

ENUMERACIÓN DE WS ELEMENTOS DE LA FIGURA 1

A continuación se enumeran los elementos de la figura 1:

I Planta de tratamiento por higienización 2 Metales 3 Tennoplástico PET 4 Resto de termoplásticos Biomasa /materia orgánica 6 Tolva 7 Motor eléctrico 8 Doble husillo 9 Magnetrón Colector de gases 11 Tuberfa 12 Electro generador a gas 13 Salida de carbonilla 14 Tolva del reactor químico Reactor químico 16 Filtro de gases 17 Salida de subproductos del reactor químico...

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1.Planta procesadora para la vIllorizaCÍón vectorial energética decoDstructiva

10 de residuos sólidos urbanos allracterizada por: utilizar los subproductos

provenientes de las plantas de tratamiento de los R.S.U. y que de otra manera

tenninarían en los vertederos al ser des:cartados por los recicladores. Diseñada también,

para utilizar como materia prima, todos aquellos materiales que han pasado por una

planta higienizadora 1, tipo esterilizador o autoclave.

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2.Planta procesadora para la vlllorización vectorial energética deconstnlctiva

de residuos sólidos urbanos según la reivindicación número uno caracterizada por:

Utilizar el Polietilentereftelado (PET) ya cristalizado y la materia orgánica en un

gasificador de baja temperatura G, del cual se extrae el gas, que alimenta el generador

20 eléctrico 12, para suministrar energía eléctrica a toda la planta, siendo su producción en

esta medida auto suficiente para mantener el funcionamiento en continuo.

3.Planta procesadora para la valorización vedorial energética deconstructiva de

residuos sólidos urbanos según la n~ivindica.ción número unO caracterizada por:

2S Extraer los combustibles, tratando la materias primas mediante radiación

electromagnética, proveniente de un magnetrón 9 y 21 , que es capaz de romper las

cadenas moleculares, a menor temperatura que otros procedimientos y por tanto con un

mejor baJance energético.

30 4. Planla procesadora para la valorización vedorial energética deconstructiva de

residuos sólidos urbanos según la rj~ivindicación número uno caracterizada por:

Disponer de un sistema de producción en continuo, gracias a su gasificador G, en fonna

de doble husillo corrotante y por el reactor para tennoplásticos 22, que integra un

sistema de extracción de cenizas 23.

5. Planta procesadora para la valorización vectorial energética deconstroctiva de residuos sólidos urbanos según la re'ivindicación número uno caracterizada por: Utilizar energía eléctrica en todos sus procesos, energía que puede ser generada por el generador eléctrico 12, o bien por el aprovechamiento de excedentes ténnicos residuales de cualquier fase de la planta de hig¡eni:¡~dora 1 o de la propia planta, optimizándose así el rendimiento energético.

6. Planta procesadora para la valonización vectorial energética deconstructiva de residuos sólidos urbanos según la reivindicación número uno caracterizada por: convertir inicialmente en hidrocarburos saturados de cadena abierta o parafina de alto poder energético y posterionnente en sus combustibles derivados, los tennoplásticos tratados en plantas de reciclaje que utilken procesos de higienización por temperatura y presión por vapor de agua en reactores-autoclaves con un esqueleto interior que gira en un plano horizontal al eje del propio fl~ctor sacudiendo y agitando en su interior los R.S.U. siendo dichos tennoplásticos únicos por la degradación tennoquímica sufrida que arroja un formato especial constituido mayonnente por mezcla de poLiolefinas y compuestos estirénicos, de aspecto amorfo, gran dureza y densidad, que además integran en su cuerpo tanto materia orgánica e inertes debido a su intensa fricción con otros R.S. U así como otros tennoplásticos parcialmente deshalogenados por el proceso de higienización antes descrito.

7. - Planta procesadora para la valoriZación vectorial energética deronstructiva de residuos sólidos urbanos según la reiviodicación número uno caracterizada por: oonvertir el aluminato de sodio resultante como subproducto en la reacción química que se produce entre el aluminio y la solución acuosa del hidróxioo de sodio, en un nuevo agente catalizador que como tal, acelera la reacción y ahorra energía en la fase líquida oorrespondiente al proceso de la conversión del tennoplástico en combustible sintético.

8. - Planta procesadora para la vaJoriución vedoria) energética dceonstructiva de residuos sólidos urbanos según la reivindicación número uno caracterizada por:

generar un subproducto carbonoso que se aplique como carga y aditivo para el

rejuvenecimiento de asfaltos o así mismo se use como medio de filtración activa y

captura de contaminantes de los lixiviados generados en la planta de higienización de

R.S.U..

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9. -Planta procesadora para la valorización vectorial energética deconstructiva de

residuos sólidos urbanos según la nivindicación número uno caracterizada por:

utilizar el nitrógeno y el dióxido de carbono emitidos por el escape de los generadores

eléctricos en los que se emplea el combustible sintético producido en la propia planta

10 que canalizados hacia el reactor 22 pW'gan y expulsan, como gases inertes, el oxígeno

que puedan portar en su formulación los termoplásticos, consolidándose así el proceso

anaerobio.

10. -Planta procesadora para la va[orlzación vectorial energética de<!onstructiva

1 S de residuos sólidos urbanos según la nivindicación número uno caracterizada por:

aprovechar las altas temperaturas de los gases de combustión emitidos por el escape de

los generadores eléctricos en los que St:~ utiliza el combustible sintético pn.xlucido en la

propia planta y de esta manera acompaiiar y favorecer el calentamiento de cualquiera de

los reactores que intervienen en la planta optimizándose así el rendimiento energético.

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11. -Planta procesadora para la valiorización vectorial energética deconstructíva

de residuos sólidos urbanos según la lreivindicación número uno caracterizada por:

aprovechar las altas temperaturas desprendidas por la reacción exoténnica producida

cuando el aluminio es atacado por la solución acuosa de hidróxido de sodio y de esta

2S manera acompañar y favorecer el calentamiento de cualquiera de los reactores que

intervienen en la planta optimizándose así el rendimiento energético.

12. -Planta procesadora para la vallorización vectorial energética deconstructiva

de residuos sólidos urbanos según la Ireivindicación número uno caracterizada por.

30 poner en disposición mediante reciclaje termoquímico los monómeros base de Jos

tennoplásticos reprocesados por la planta higienizadora 1 como fuente alternativa de materia prima para nuevos desarrollos de compuestos tennoplásticos.

13. -Planta procesadora para la vallorización vectorial energética deconstructiva de residuos sólidos urbanos según la nivindicación número uno caracterizada por: Disponer de una cadena de actuación muy eficaz de agentes catalizadores en base a la suma de efectos de la fonnulación K2, desgasiticador D y formulación K3, y convertidor catalítico 26 y formulación K4. Así se posibilita mediante su combinación sinérgica la aceleración de rendimientos, la neutralización de trazas liberadas de sulfuros, ácido cianhídrico, ácido acético, ácido ftálico, ácido naftoico, ácido benzoico, ácido fluorhídrico, ácido brornhídrico, ácido clorhídrico, ácido nitroso, ácido nítrico y asimilados. Paralelamente se logra la precipitación como subproducto en el residuo carbonoso de los heteroátomos presentes mediante saJes inocuas.

-Planta procesadora para la valOlización vectorial energética deconstructiva de residuos sólidos urbanos según la re¡""¡ndicación número uno caracterizada por: no ceñirse a una única fónnula funcional operativa de agentes catalizadores al poder ser aplicadas múltiples combinaciones de los mismos y sumar un factor diferencial de gran relevancia como es la propia capacidad: de producción y gestión del alwninato de sodio subproducto de la generación de hidrógeno, de carbón vegetal subproducto de la gasificación de materia orgánica procl;:dente de la planta higienizadora 1 y polvo de molienda de aluminio, hi.erro y cobre procedentes de la planta higienizadora 1 así como sus respectivos óxidos. Análogamente: las sales alcalinas precipitadas en el baño de neutralización del dióxido de carbono en la propia planta 15. -Planta procesadora para la vallorización vectorial energética decoDstructiva de residuos sólidos urbanos según la reivindicación número uno caracterizada por: minimizar notablemente el impacto del dióxido de carbono producido mediante su neutralización vía conversión en carbonatos y bicarbonatos a través de reacciones químicas simples y converti.rlo así mismo en un recurso valioso para su empleo dentro de los propios procesos en la planta.

16. -Planta procesadora para la valorización veetorial energética deconstructiva

de residuos sólidos urbanos según la .oeivindicación número uno caracterizada por:

emplear como suministro de agentes catalizadores de eficacia y funcionalidad por su

5 bajo coste o gratuidad los residuos abundantes de procesos industriales ajenos como la

industria alimentaria o del mánnol mediante la adición al proceso en su medida de un

fmo triturado de restos de huesos, cáscaras de bivalvos, huevos y mannolinas como

fuente de carbonato de calcio.

10 17. -Planta procesadora para la valorización vectorial energética deconstructiva

de residuos sólidos urbanos según la reivindicación número uno caracterizada por:

emplear como suministro de agentes catalizadores de eficacia y funcionalidad por su

bajo coste o gratuidad los residuos abundantes de procesos industriales ajenos mediante

la adición al proceso en su medida de un fino triturado de restos y cascotes cerámicos de

15 arcillas varias de la industria de la co:nstrucción como fuente de oxido de hierro, de

silicio y de aluminio e hidróxido de hierro.

18. -Planta procesadora para la valorización vectorial energética deconstructiva

de residuos sólidos urbanos según la .oeivindicaaón número uno caracterizada por:

20 emplear como swninistro de agentes catalizadores de eficacia y funcionalidad por su

bajo coste o gratuidad los residuos abwldantes de procesos industriales ajenos mediante

la adiciún al procesu en su medida de WI fino lriturado de piruclastos pwníticos

residuales de la industria textil como fuente de óxido de silicio. de alwninio. de hierro y

de calcio.

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19. -Planta procesadora para la valorización vectorial energética deconstructiva

de residuos sólidos urbanos según la Ireivindicación número uno caracterizada por:

emplear como suministro de agentes catalizadores de eficacia y funcionalidad por su

bajo coste o gratuidad los residuos abwldantes de procesos industriales ajenos mediante

30 la adición al proceso en su medida de Wl fmo triturado de retales de ladrillos refractarios

de alta alúmina empleados en industrias de fundición y hornos como fuente de óxido de aluminio e hidróxido de aluminio deriv8ldo.

20. -Planta procesadora para la valorización vectorial energética deconstructiva de residuos sólidos urbanos según la r-eivindicación número uno caracterizada por: emplear como suministro de agentes catalizadores de eficacia y funcionalidad por su bajo coste o gratuidad los residuos abundantes de procesos industriales ajenos mediante la adición al proceso en su medida de UD fino triturado de defensas de vehículos fuera de uso o fabricados en base polioldinica compartiendo la naturaleza de agente catalizador y termoplástico con cargas de óxido de magnesio, de silicio, de aluminio y de hierro.