Sistema de administración de desechos.

Un sistema de administración de desechos integrado (1), que comprende:

una fuente (2) de un material de desechos combustibles;

un separador (3) para separar el material de desecho combustible a partir de un material reciclable;

un secador sin aire (4) para secar el material de desechos combustibles para generar una materia prima de pirólisis;

un agente de pirólisis (5) para someter a pirólisis la materia prima de pirólisis para formar carbón de leña y pirogás; un gasificador (6) para convertir el carbón de leña y/o pirogás en singás, y

unos medios (16) para suministrar vapor caliente salido del secador sin aire (4) generado durante la generación de materia prima de pirólisis al gasificador (6).

Sistema de administración de desechos Memoria descriptiva

La presente invención se refiere a un sistema de administración de desechos y a un sistema de generación de energía que incluye el sistema de administración de desechos. El sistema de administración de desechos de la presente invención se refiere, de manera total, a los materiales de desechos los cuales incluyen materiales combustibles.

La eliminación limpia, efectiva y ambientalmente amigable de materiales de desechos domésticos e industriales, incluyendo los materiales de desecho combustibles, proporcionan desafíos constantes para la industria, los gobiernos nacionales y las autoridades locales.

Los métodos para la eliminación de los desechos, tales como el entierro de los desechos en rellenos sanitarios municipales tienen muchas desventajas. Estas incluyen la necesidad de grandes extensiones de tierra, las cuales, de otra manera, pueden ser mejor utilizadas, la perspectiva de la basura arrastrada por el viento, la atracción a las ratas y otras alimañas y la generación de gases de efecto invernadero, tales como metano, puede ser el resultado de la biodegradación de los desechos.

Otros métodos de eliminación incluyen la incineración, la cual involucra la combustión del material de desecho. Aunque con frecuencia es conveniente para la eliminación de materiales peligrosos, la incineración es un método poco popular de eliminación de desechos, en donde existe la perspectiva de gases tóxicos y otra contaminación que es liberada a la atmósfera. Los incineradores tradicionales también son conocidos por tener grandes huellas de carbono y perfiles altos.

Como una alternativa a los métodos de eliminación de desechos señalados anteriormente, es conocido el uso de los materiales de desechos combustibles como combustibles para generar energía. En un mundo en el que disminuyen las reservas de combustible fósil, la incertidumbre de suministros regulares de gas y petróleo se debe con frecuencia a factores geopolíticos, y los riesgos ambientales que posee la energía nuclear, que genera energía a partir de los materiales de desecho, se considera un campo de iniciativa atractivo. Esto se debe a que éste aborda tanto los problemas administración de los desechos como el suministro de fuentes de combustible alternativas. Sin embargo, muchos de los métodos conocidos son ineficientes en recursos, costes y energía. Por consiguiente, se han buscado los medios alternativos de administración de desechos y la conversión de materiales de desecho en fuentes de energía, que sean eficientes en recursos, costes y energía. La presente invención tiene como objetivo lograr algunos de estos medios.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de administración de desechos integrado, que comprende: una fuente de material de desecho combustible;

un separador para separar el material de desecho combustible de un material reciclable; un secador sin aire para secar el material de desecho combustible para generar una materia prima de pirólisis; un agente de pirólisis para someter a pirólisis la materia prima de pirólisis para formar carbón de leña y pirogás; un gasificador para convertir el carbón de leña en singás, y

unos medios para suministrar vapor calentado hacia afuera del secador sin aire generado durante la generación de la materia prima de pirólisis al gasificador

Adicionalmente, de acuerdo con la presente invención, se proporciona un método integrado de administración de desechos, que comprende:

(a) proporcionar una fuente de un material de desechos combustibles;

(b) separar el material de desechos combustibles del material reciclable presente en la fuente;

(c) secar el material de desecho combustible en un secador sin aire para generar una materia prima de pirólisis seca;

(d) someter a pirólisis la materia prima de pirólisis seca para formar carbón de leña y pirogás;

(e) convertir el carbón de leña en singás en un gasificador, y

(f) suministrar vapor calentado salido del secador sin aire generado durante la generación de materia prima de pirólisis al gasificador.

El sistema y método integrado de administración de desechos de la presente invención proporciona un medio eficiente en costo y energía de procesamiento industrial y materiales de desecho domésticos, mediante el cual, se obtienen los materiales combustibles adecuados para la conversión en energía corriente abajo y los materiales de desecho no considerados adecuados para la conversión en energía, pero que son reciclables, pueden separarse y procesarse por separado en una planta de reciclado. Por consiguiente, con la presente invención se puede logra un compromiso mínimo de los esfuerzos de reciclado amigables con el ambiente, contribuyendo de esta manera a los beneficios ecológicos totales del procesamiento de materiales de desecho.

Los procesos de pirólisis totalmente son más eficientes entre menor sea el contenido de humedad del material que está siendo sometido a pirólisis. En la presente invención, el uso de un secador sin aire proporciona ahorros de energía totales significativos en términos de operación del sistema, ya que se requiere aproximadamente el 3% menos de energía para operar un secador sin aire por unidad de peso del material que está siendo secado en comparación con un secador de aire convencional. Adicionalmente, los tiempos de secado reducidos del material de desecho, normalmente de 4 a 5 minutos menos son los requeridos con el secador sin aire en comparación con otras formas de secado, agregando de esta manera a la eficiencia total del sistema en términos de tiempos de procesamiento.

Adicionalmente, de acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de generación de energía que comprende el sistema de administración de desechos de acuerdo con la presente invención y que comprende adicionalmente un oxidante para la oxidación a temperatura alta del singás y pirogás generado a partir de la materia prima de pirólisis para generar calor para la producción de energía.

Todavía adicionalmente, de acuerdo con la presente invención, se proporciona un método para la generación de energía de acuerdo con la presente invención que comprende el método integrado de administración de desechos de acuerdo con la presente invención, y comprende preferiblemente el paso de:

(g) oxidar el singás y/o pirogás a alta temperatura en un oxidante para generar calor para generación de energía.

Al tener un sistema de generación de energía integrado que comprenda un sistema de administración de desechos integrado de acuerdo con la presente invención, todos los pasos desde el depósito en la planta de procesamiento de desechos de una fuente de un material de desecho de combustible hasta la generación de energía (por ejemplo, generación de energía eléctrica desde una unidad de turbina de vapor convencional) se pueden realizar en un sitio. Esto proporciona ahorros en costes y recursos significativos, debido a que reduce los costes de transporte (por ejemplo, entre una planta de separación de desechos, una planta de secado de desechos, y las plantas de pirólisis, gasificación y oxidación/generación de energía) y también permite la eficiencia de energía total mejorada a través del suministro de circuitos de retroalimentación de energía de calor entre los diversos componentes de los sistemas.

Adicionalmente, los procesos de combustión conocidos en la técnica para la generación de energía totalmente experimentan pirólisis, gasificación y oxidación de singás (u otros gases de combustión) como un proceso de paso único. En contraste, el sistema y método de generación de energía de acuerdo con la presente invención está adaptado para separar la pirólisis de una materia prima de pirólisis de material de desecho seco, la gasificación de los productos de pirólisis y la oxidación de los gases combustibles a partir del paso de gasificación. Esto permite un grado alto de control sobre cada paso, diferente en un proceso de paso único, ya que éste ocurre en un incinerador de quemado en masa convencional utilizado para la generación de energía.

Un sistema de administración de desechos integrado relacionado y el método correspondiente llevado a cabo en pasos separados se conoce del documento WO 26/117824, que describe un sistema que comprende una fuente de material de desecho combustible, un separador para separar el material de desecho combustible en fracciones que tienen diferentes tamaño de partícula, un secador para secar el material de desecho combustible para generar materia prima de pirólisis, un agente de pirólisis para someter a pirólisis la materia prima de pirólisis para formar... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de administración de desechos integrado (1), que comprende: una fuente (2) de un material de desechos combustibles;

un separador (3) para separar el material de desecho combustible a partir de un material reciclable; un secador sin aire (4) para secar el material de desechos combustibles para generar una materia prima de pirólisis; un agente de pirólisis (5) para someter a pirólisis la materia prima de pirólisis para formar carbón de leña y pirogás; un gasificador (6) para convertir el carbón de leña y/o pirogás en singás, y

unos medios (16) para suministrar vapor caliente salido del secador sin aire (4) generado durante la generación de materia prima de pirólisis al gasificador (6).

2. El sistema de administración de desechos integrado (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el separador (3) comprende uno o más de un tambor, un separador magnético, un separador balístico, un separador de corriente en remolino, un medio de separación óptico automatizado y una trituradora.

3. El sistema de administración de desechos integrado (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, en donde el secador sin aire (4) está adaptado para secar el material de desechos combustibles con vapor súper caliente como el medio de secado.

4. El sistema de administración de desechos integrado (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el secador sin aire (4) está sellado para evitar el ingreso del aire atmosférico.

5. El sistema de administración de desechos integrado (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el secador sin aire (4) comprende una superficie exterior aislante.

6. El sistema de administración de desechos integrado (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además un agente oxidante (7) para la oxidación a alta temperatura del singás y/o pirogás generado de la materia prima de pirólisis para generar calor para la producción de energía eléctrica.

7. El sistema de administración de energía de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el agente oxidante (7) comprende una salida para suministrar exceso de calor a:

(i) el secador sin aire (4); y/o

(ii) el agente de pirólisis (5).

8. El sistema de generación de energía de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, en donde el secador sin aire (4) comprende una salida para suministrar vapor desarrollado en la etapa de secado del secador sin aire al gasificador (6).

9. El sistema de generación de energía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde el sistema comprende un aparato de ciclo de vapor (9) tal como una unidad de turbina de vapor para la producción de energía eléctrica.

1. El sistema de generación de energía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, que comprende además una unidad de recuperación de calor (24) para suministrar energía de calor en exceso al secador sin aire (4), preferiblemente de un aparato de ciclo de vapor (9).

11. Un método integrado de administración de desechos que comprende:

(a) proporcionar una fuente (2) de un material de desechos combustible;

(b) separar el material de desechos combustible a partir de un material reciclable presente en la fuente (2);

(c) secar el material de desechos combustibles en un secador sin aire (4) para generar una materia prima de pirólisis seca;

(d) someter a pirólisis la materia prima de pirólisis seca para formar carbón de leña y pirogás;

(e) convertir el carbón de leña y el pirogás en singás en un gasificador (6),

y

(f) suministrar vapor caliente afuera del secador sin aire (4) generado durante la generación de materia prima de pirólisis al gasificador (6).

12. El método integrado de administración de desechos de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el material de

desecho combustible se seca en el secador de aire (4) con el uso de vapor súper caliente.

13. El método integrado de administración de desechos de acuerdo con las reivindicaciones 11 o 12, en donde el material de desecho combustible se seca para producir una materia prima de pirólisis con un contenido de humedad de a 2% en

peso, preferiblemente 2 a 18% en peso, o más preferiblemente 5 a 15% en peso.

14. Un método de generación de energía que comprende el método integrado de administración de desechos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en donde la energía puede ser energía eléctrica, y la generación de energía eléctrica puede comprender el uso de un ciclo de vapor.

15. El método de generación de energía de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende además la etapa de:

(g) oxidar el singás y el pirogás a alta temperatura en un agente oxidante (7) para generar calor para la generación de energía.