Procedimiento para la fabricación de briquetas para la valorización energética de residuos de muebles.

La presente invención se refiere a un material compactado que comprende biomasa lignocelulósica y goma espuma para su uso en la fabricación de briquetas y al procedimiento para la fabricación de dichas briquetas.

PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACIÓN DE BRIQUETAS PARA LA VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS DE MUEBLES.

Campo de la invención

La presente invención se encuadra en el campo general de los materiales compactados y en 5 particular se refiere a un material compactado para su uso en la fabricación de briquetas y al método de fabricación de las briquetas.

Estado de la técnica

El uso de residuos lignocelulósicos, tipo madera, contempla recientemente un incremento significante para la producción eléctrica, ya que su uso implica una importante reducción de 10 la emisión de gases ácidos y de efecto invernadero y mejora el tratamiento de los recursos naturales. Sin embargo, un inconveniente que presentan algunos residuos lignocelulósicos es que su energía es limitada debido a su baja densidad. Por tanto, una solución es la densificación de la biomasa en pellets o briquetas para producir un material homogéneo con alta densidad energética. La uniformidad de tamaños y de formas de la biomasa densificada 15 es importante en el diseño de las calderas de combustión. Además, la densificación reduce costes en transporte, manipulación y almacenamiento. Se debe tener en cuenta que los biocombustibles densificados debe cumplir unas especificaciones de calidad para su uso no industrial (la norma correspondiente en la Unión Europea es: UNE-EN 14961). Por tanto, para uso doméstico no está permitida la combustión de madera tratada químicamente, 20 como: residuos de muebles, madera de demolición, etc. En cambio, se debe evitar que estos residuos acaben depositándose en vertederos, debido, por un lado, al alto contenido energético de éstos, y por otro lado, a los problemas medioambientales que pueden ocasionar la deposición de los residuos de madera, y por la baja densidad de éstos. Como alternativa, estos residuos pueden ser valorizados energéticamente en una central 25 termoeléctrica. Las centrales térmicas pueden quemar directamente el residuo lignocelulósico o realizar una co-combustión con carbón. De hecho en los últimos 15-20 años, varias centrales térmicas de carbón se han convertido en plantas de co-combustión. Estas transformaciones de las plantas son relativamente económicas y presentan grandes beneficios medioambientales.

Un problema frecuente en las plantas de tratamiento de residuos sólidos urbanos, es la gestión de residuos voluminosos como los residuos de muebles. Éstos están compuestos principalmente por madera y espumas de tapicería; ambos componentes presentan un

importante contenido energético, aunque las espumas presentan el problema de su baja densidad. El principal inconveniente técnico que presenta la co-combustión, es la diferencia de densidades entre los combustibles empleados, ya que puede originar problemas de alimentación del combustible a la caldera.

Las siguientes patentes se relacionan con el procedimiento de producción de briquetas combustibles:

La solicitud de patente UA 45069 se refiere a un procedimiento para la fabricación de briquetas de madera residual.

La patente DE102010027542 se refiere a un procedimiento para realizar briquetas con recursos renovables que comprenden: materiales finos no leñosos, materiales estructurales leñosos y material parcialmente descompuesto.

La patente ES ES2128259 se refiere a nuevos productos combustibles consistentes en briquetas formadas únicamente por cáscaras de frutos secos, especialmente de almendra. Los problemas que surgían con las cáscaras de los frutos secos era que debido a sus propiedades elásticas, después de una compresión mecánica recuperan parcialmente su forma inicial. La solución aportada fue prensar el material previamente secado (hasta una humedad entre 0.5 - 3 %) aplicando una calefacción entre 150 y 200 -C con presiones superiores a 300 kg/cm2.

La patente ES 2201862 se refiere a una mejora en el proceso de briquetas fabricadas a partir de cáscaras de frutos secos, como la cáscara de almendra. La solución aportada por esta patente fue realizar el proceso de briquetado aplicando una calefacción suave de 70-80 qC, sin previo secado del material.

Existe por tanto la necesidad de proporcionar un material compactado para la fabricación de briquetas que además de tener un gran contenido energético, sirva para llevar a cabo la valorización energética conjunta de los residuos de muebles (madera y espumas de tapicería, de tal forma que se gestionen los residuos derivados de la industria del mueble.

Descripción de la invención

Así pues en un primer aspecto, la presente invención se refiere un material compactado (de aquí en adelante, material compactado de la presente invención) que comprende biomasa natural y goma espuma.

En la presente invención se entiende por goma espuma, la espuma de poliuretano o de cualquier otro material de naturaleza similar procedente de restos de sofás, cojines, almohadas, sillas, colchones etc.

En un aspecto particular de la invención, la biomasa lignocelulósica está formada por 5 residuos de madera o productos derivados de la madera. Más en particular, los residuos de madera provienen de restos de muebles.

En un aspecto particular de la invención, el material compactado comprende un máximo de 30% en peso de goma espuma.

En un segundo aspecto, la presente invención se refiere al uso del material compactado de 10 la presente invención para la fabricación de briquetas.

En un tercer aspecto, la presente invención se refiere a una briqueta (de aquí en adelante, briquetas de la presente invención), que comprende el material compactado de la presente invención.

En la presente invención el término briqueta, se refiere a un bloque sólido combustible de 15 material compactado, la briqueta puede tener cualquier tipo de forma, ya sea en forma de ladrillo, cilíndrica, en forma de pastilla, de cuadrado o similar.

En un cuarto aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación del material compactado de la presente invención, que comprende los siguientes pasos:

a) triturado de los residuos de madera y goma espuma

b) prensado del material obtenido en la etapa a)

En un aspecto particular de la invención, los residuos de madera y goma espuma se trituran tienen un tamaño máximo de 25 mm.

En un aspecto particular de la invención, la compactación del material en el paso c) se realiza a una presión comprendida entre 30-100 MPa.

En un quinto aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de las briquetas de la presente invención, que comprende un procedimiento de fabricación del material compactado de la presente invención, mediante el procedimiento anteriormente descrito y que comprende los siguientes pasos:

a) triturado de los residuos de madera y goma espuma,

b) prensado del material obtenido en la etapa a),

y un paso de compactación del material obtenido en la etapa b) en forma de briqueta. Descripción de las figuras

Figura 1: Comparación de la durabilidad de las briquetas de madera de residuos de muebles y de briquetas de mezcla de espumas (con una adición del 5 % en peso).

Figura 2: Estudio de la durabilidad de las briquetas de mezcla variando el porcentaje en peso de las espumas adicionadas (realizado a una presión de compactación constante de 88 MPa).

Figura 3: Estudio de la densidad de las briquetas tras un periodo de estabilización de 24 horas (estudio realizado a una presión de compactación constante de 88 MPa).

Figura 4: Evolución de la expansión sufrida en las briquetas tras 24 horas con respecto al porcentaje de espuma adicionado, (estudio realizado a una presión de compactación constante de 88 MPa).

Figura 5: Estudio de la expansión que sufren las briquetas con el tiempo, (estudio realizado a una presión de compactación constante de 88 MPa)

Descripción detallada de la invención

Dado el alto poder calorífico que presentan los dos principales componentes de los residuos procedentes de mobiliario (maderas y espumas de poliuretano, las cuales tienen un PCI de 20 16 y 24 MJ/kg, respectivamente), y los problemas medioambientales que provocan al ser

depositados en vertederos, se hace necesario aportar una solución para su tratamiento y que ésta sea económicamente viable.

Esta solución sería la valorización energética en una central termoeléctrica o calderas industriales. Sin embargo, la combustión directa presenta ciertos inconvenientes: a) la baja 25 densidad de los residuos, especialmente de las espumas, lo que implica que su energía se vea limitada; b) problemas técnicos en las calderas de combustión al no presentar una uniformidad de tamaños y... [Seguir leyendo]

1. Material compactado caracterizado por que comprende biomasa lignocelulósica y goma espuma.

2. Material compactado según la reivindicación 1, donde la biomasa lignocelulósica está 5 formada por residuos de madera.

3. Material compactado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende un máximo de 30% en peso de goma espuma.

4. Uso del material compactado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para la fabricación de briquetas.

5. Briqueta caracterizada por que comprende el material compactado según cualquiera de

las reivindicaciones 1-3.

6. Procedimiento para la fabricación de material compactado según las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que comprende los siguientes pasos:

a) triturado de los residuos de madera y goma espuma

b) prensado del material obtenido en la etapa a)

7. Procedimiento según la reivindicación 6, donde los residuos de madera y goma espuma se trituran a un tamaño máximo de 25 mm.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 6-7, donde la compactación del material se realiza a una presión comprendida entre 30-100 MPa.

9. Procedimiento para la fabricación de briquetas según la reivindicación 5, caracterizado

por que comprende el procedimiento de fabricación de un material compactado según cualquiera de las reivindicaciones 6-8 y un paso de compactación de dicho material en forma de briqueta.