Procedimiento de valorización integral de residuos para la obtención de combustible diesel sintético.

Procedimiento de valorización integral de residuos para la obtención de combustible diesel sintético.

El procedimiento consiste en un tratamiento integral y una valorización de residuos, para obtener como producto final un combustible sintético para su utilización en motores diesel, considerando como residuos tanto los orgánicos y agrícolas como determinados residuos industriales, los residuos sólidos urbanos, los residuos de poda y jardinería, biomasa, plásticos e incluso aceites, participando en el procedimiento una etapa de despolimerización catalítica de la biomasa, y una pirolisis de los plásticos, para obtener en el primer caso combustible diesel sintético, y en el segundo caso obtener syngas que son reutilizables y aplicables dentro de la propia planta. Según el procedimiento se garantiza una producción constante y unas características homogéneas correspondientes a los productos finales obtenidos, asegurando la producción del combustible diesel sintético con un poder calorífico elevado y uniforme.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento de valorización integral de residuos, considerando como residuos los sólidos urbanos, residuos industriales, agropecuarios, biomasa en sus distintas acepciones y presentaciones, aceites minerales y vegetales, para obtener combustible diesel sintético, así como syngas para su utilización en la propia planta en la que se lleva a cabo el procedimiento.

Según el procedimiento, los residuos citados anteriormente, procedentes bien de una recogida viaria, de plantas de selección y/o tratamiento o como subproductos de transformaciones industriales o agropecuarias, son sometidos a un tratamiento integral y una valorización de los mismos, hasta alcanzar los objetivos europeos de valorización de residuos, obteniendo como resultado final un combustible sintético para su utilización en motores diesel.

En líneas generales los residuos que se emplean en el proceso de valoración, se pueden agrupar en tres tipos generales: la biomasa en cualquiera de sus acepciones, los combustibles derivados de los residuos (CDR) y plásticos específicos como el polipropileno o envases concretos como el tetrabríck que son objeto de una valoración directa y especifica propia.

El objeto de la invención es garantizar una producción constante y de unas características homogéneas de los productos citados anteriormente, con el fin de asegurar la producción del combustible diesel sintético con un poder calorífico inferior lo mas elevado y uniforme posible, con una reducción de gases contaminantes tales como C02, S02, N02, CH4.

Es también objeto de la invención eliminar los depósitos urbanos, forestales, de poda, de

procedencia agrícola, gran parte de los residuos industriales, así como prolongar el periodo de vida de los vertederos y sustituir combustibles fósiles por alternativos, reduciendo las emisiones de gas y contaminantes y alcanzando los objetivos europeos de valorización de residuos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se conocen numerosos procesos, sistemas y procedimientos para el tratamiento de residuos, de manera que en todos los casos se supone que hay una recogida de los residuos, independientemente de que éstos sean recogidos de manera selectiva o de forma indiscriminada.

Entre los procesos de uso mas frecuente se pueden citar:

- Vertedero controlado.

- Plantas de incineración con o sin recuperación de energía, con aporte complementario de gas natural o sin él.

- Plantas de compostaje de la fracción orgánica de los residuos.

- Plantas de selección o clasificación, manual o automatizada, de residuos, recogidos selectivamente o en masa.

- Plantas de biometanización, ya sea en vía seca o en vía húmeda.

- Plantas de gasificación.

- Plantas de pirolisis.

- Plantas de fermentación aerobia o aneorobia para la estabilización de residuos y posterior uso energético o combinación de las anteriores.

Debe tenerse en cuenta que la deposición de residuos en vertedero controlado deja de ser una opción válida, dado que la Directiva 2006/12/CE no considera el vertido como alternativa de tratamiento.

Por otra parte, debe tenerse en cuenta el hecho de que los residuos que son tratados actualmente pueden considerarse como correspondientes a una fracción resto que corresponde a los residuos urbanos, teniendo como destino los vertederos municipales o plantas de incineración, de biometanización o de compostaje, o bien plantas en las que se combinan dos o mas de las anteriores tecnologías, aunque recientemente han aparecido

tecnologías nuevas como la pirólisis o gasificación.

Por lo tanto, puede decirse que de las anteriores tecnologías hay algunas que se pueden considerar finalistas, es decir que constituyen un punto final al camino recorrido por el residuo, mientras que otras suponen etapas intermedias dentro de una cadena de tratamiento, dándose por hecho que existe una recogida de residuos municipales, separada o no por fracciones.

Como tecnologías finalistas pueden considerarse el vertido en vertederos controlados y la incineración, de manera que la primera de estas opciones queda restringida por la actual normativa europea actualmente comentada, que impide el vertido de residuos municipales que no hayan sido objeto de tratamiento previo y que por lo tanto solo puedan disponerse en vertedero los inertes, mientras que la incineración supone, normalmente aunque no siempre, una recuperación de energía, la cual es siempre muy inferior a la energía interna contenida en la materia que conforma el residuo, y ello debido precisamente a las pérdidas que se producen cuando la energía térmica se convierte en eléctrica en las plantas incineradoras o por pérdidas de diversos tipos en las otras tecnologías mencionadas.

Otro tipo de residuos es el llamado de rechazo, procedente de las plantas de tratamiento de residuos. Es habitual que los residuos sólidos urbanos, después de ser recogidos, transportados hasta las plantas de tratamiento no finalistas, donde se obtienen determinadas fracciones que pueden ser utilizadas para distintos fines, al tiempo que quedan otras que carecen de utilidad, requieren un tratamiento final posterior.

Entre estas plantas se encuentran las de clasificación manual, automática o mixta de residuos, las de compostaje, de biometanización y otras, de manera que en éstas se recuperan principalmente metales, papel/cartón, plásticos y materia orgánica, que en ocasiones incluso es recolectada separadamente y se recupera en forma de compost o bien mediante la obtención de biogás, con el que a continuación puede producirse energía eléctrica o bien puede emplearse para usos térmicos industriales o domiciliarios.

Siempre existe una parte nada desdeñable de los residuos admitidos que, tras todos los procesos referidos, no han podido ser clasificados, compostados, gasificados o recuperados en manera alguna. Esta fracción es llamada rechazo que igualmente puede ser objeto de

valorización o tratamiento según la invención que se propone.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El procedimiento que se preconiza permite obtener combustible sintético para su uso en motores diesel, ya sean de vehículos o instalaciones industriales, obteniéndose a partir de residuos sólidos urbanos y de otros tipos de residuos como los anteriormente comentados, de manera que el objetivo principal del proceso es optimizar el combustible a obtener, garantizando un poder calorífico inferior elevado y una calidad homogénea en cuanto a su composición físico-química, de manera que pueda garantizarse su utilización de manera inmediata y segura en los motores de ciclo diesel.

Más concretamente, el procedimiento de la invención se basa en un pretatratamiento de los residuos, con la finalidad de preparar el flujo de materiales que han de ser sometidos posteriormente o bien a un proceso de pirólisis los materiales más específicos o en su mayor parte a un proceso de despolimerización catalítica. Las condiciones del flujo pretratado y condicionado tendrán que responder a las características de: contenido de agua inferior al 17%, diámetro de los residuos inferior o igual a 10 mm, poder calorífico inferior de, aproximadamente, 4.000 kcal/kg, e impropios inferior al 3%, admitiéndose una desviación de +/-10%.

El pretratamiento tiene por objeto de cara a la invención obtener dos corrientes principales de subproductos, , una primera formada por una fracción de biomasa en la que participan residuos orgánicos, papel, cartón, celulosas, así como restos de madera, poda y jardín, y una segunda fracción formada básicamente por plásticos, aunque excluyendo el polipropileno que se recicla de manera separada para su tratamiento directo mediante pirólisis, a fin de obtener un gas que servirá para hacer funcionar una planta de cogeneración y paralelamente hacer servir el depósito residual sludge como una tercer fracción de entrada a la correspondiente despolimerización catalítica.

En una primera etapa los residuos sólidos son dispuestos en fosos donde se descargan, recogiéndose mediante cucharas y entregándose en una cinta que pasará por una cabina de selección manual, sometiéndose posteriormente a una trituración y separación de metales férricos, siguiendo posteriormente una etapa de higienización mediante secado.

Se dispondrá de dos unidades a fin de poder efectuar el tratamiento por bloques y además disponer de reserva en caso de un posible fallo en una de las unidades.

En el proceso de higienización es necesaria una alimentación con calor el cual procede de la planta de cogeneración, en la que se ha utilizado como combustible el syngas obtenido en el proceso...

1.- Procedimiento de valorización integral de residuos para la obtención de combustible diesel sintético, en donde los residuos sólidos pueden ser residuos urbanos, forestales, de poda, de procedencia agrícola, determinados residuos industriales, biomasas, plásticos e incluso aceites minerales y vegetales, caracterizado porque comprende las siguientes fases operativas:

Pretratamiento de la materia prima como residuo a tratar, para conseguir una cantidad de agua en la misma inferior al 17%, un diámetro del material inferior o igual a 10 mm y un poder calorífico de aproximadamente 4.000 kcal/kg.; con unos márgenes de +/-10%.

- Separación de las diferentes fracciones de residuos a tratar;

Higienización y secado de la fracción de biomasa respecto de las restantes fracciones de plásticos, vidrio, metales y lixiviados;

- Separación del polipropileno respecto del resto de plásticos;

Tratamiento mediante despolimerización catalítica (DPC) de la fracción biomasa;

- Separación de los metales férricos y no férricos respecto a la fracción de plásticos;

- Acondicionamiento de la fracciones de residuos resultantes en procesos de despolimerización y pirólisis;

- Calentamiento por fricción de las fracciones resultantes, incluidos los residuos de polipropileno, hasta aproximadamente 280e C;

- Despolimerización y formación de fracciones hidrocarbonadas, correspondientes a la formación de combustible diesel sintético;

- Desulfuración del combustible diesel sintético, previa separación, condensación y recogida en forma líquida.

- Pirólisis de la fracción de plásticos y tetrabrícks, para obtener syngas reutilizables en el propio proceso.

- Tratamiento y depuración de las aguas y lixiviados resultantes, tanto de los procesos de pretratamiento de la materia como de los procesos de despolimerización y de pirólisis.

2.- Procedimiento de valorización integral de residuos para la obtención de combustible diesel sintético, según reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa de pretratamiento de la materia prima, se realiza una trituración y separación de los materiales férricos y no

férricos, previa a la etapa de higienización.

3.- Procedimiento de valorización integral de residuos para la obtención de combustible diesel sintético, según reivindicación 1, caracterizado porque los residuos a tratar

corresponden a: una fracción de biomasa formada por los residuos orgánicos, papel, cartón, celulosas, restos de madera, poda y jardín; una fracción de plásticos, excluyendo el polipropileno; y una fracción del sludge procedente de la pirolisis.

4.- Procedimiento de valorización integral de residuos para la obtención de combustible 10 diesel sintético, según reivindicación 1, caracterizado porque las fracciones de biomasa, de

plásticos y de sludge de pirolisis, son sometidas a un control de masas para su correspondiente acondicionamiento, previo a la etapa de despolimerización catalítica.