Procedimiento de producción de combustibles sólidos de alta eficacia y respetuoso con el medio ambiente que usa residuos orgánicos de alto contenido en agua, y sistema combinado de energía térmica y energía eléctrica que usa dicho procedimiento.

La presente invención se refiere a un procedimiento de producción de combustibles sólidos de alta eficacia y respetuoso con el medio ambiente que usa residuos orgánicos de alto contenido en agua,

y, más específicamente, se refiere a un procedimiento de producción de un combustible sólido que usa residuos orgánicos de alto contenido en agua, comprendiendo el procedimiento: (a) una etapa de mezclado de residuos en la que se introducen residuos orgánicos de alto contenido en agua y residuos municipales en un reactor basado en Fe y se mezclan; (b) una etapa de hidrólisis en la que se añade vapor a alta temperatura al reactor y se somete a presión la mezcla de residuos orgánicos y residuos municipales y a continuación se agita en el estado presurizado de manera que la mezcla se hidroliza; (c) una etapa de reducción de la presión en la que se evacua el vapor en el reactor y se reduce rápidamente la presión del interior del reactor y se deja reposar de manera que proporciona a los residuos orgánicos de la etapa (b) un bajo peso molecular o de manera que se amplía el área superficial específica de los residuos municipales de la etapa (b) y descomponiendo así los mismos; (d) una etapa de presión diferencial o de vacío en la que el reactor se sitúa bajo presión diferencial o de vacío, y se elimina el contenido en agua del producto de reacción de la etapa (c); y (e) una etapa de formación de combustible sólido en la que el producto de reacción de la etapa (d) se somete a secado natural y moldeo por compresión de manera que se produce un combustible sólido que tiene un contenido en agua de entre el 10 y el 20%.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/KR2013/004323.

Solicitante: HA, Jae-hyeon.

Nacionalidad solicitante: República de Corea.

Dirección: 101-1302 (Hotan-dong, Daedong Digital Whangto Apt.), 7, Gaho-ro 44beon-gil Jinju-si Gyeongsangnam-do 660-788 REPUBLICA DE COREA.

Inventor/es: HA,Jae-hyeon.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B09B3/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B09 ELIMINACION DE DESECHOS SOLIDOS; REGENERACION DE SUELOS CONTAMINADOS.B09B ELIMINACION DE DESECHOS SOLIDOS.Destrucción de desechos sólidos o su transformación en algo útil o no nocivo.
  • C02F11/12 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS.C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro  B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 11/00 Tratamiento de los fangos; Dispositivos a este efecto. › por deshidratación, secado o espesamiento.
  • C10L5/40 C […] › C10 INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS QUE CONTIENE MONOXIDO DE CARBONO; COMBUSTIBLES; LUBRICANTES; TURBA.C10L COMBUSTIBLES NO PREVISTOS EN OTROS LUGARES; GAS NATURAL; GAS NATURAL DE SINTESIS OBTENIDO POR PROCEDIMIENTOS NO PREVISTOS EN LAS SUBCLASES C10G   O   C10K; GAS DE PETROLEO LICUADO;   USO DE ADITIVOS PARA COMBUSTIBLES O FUEGOS;   GENERADORES DE FUEGO. › C10L 5/00 Combustibles sólidos (producidos por solidificación de combustibles fluidos C10L 7/00; briquetas C10F 7/06). › basadas esencialmente en materiales de origen no mineral.
  • F24H1/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24H CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA O DE AIRE, QUE TIENEN MEDIOS PARA PRODUCIR CALOR, EN GENERAL (sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor C09K 5/00; hornos de cracking térmico no catalítico C10G 9/20; dispositivos, p. ej. válvulas, para ventilación o aireación de recintos F16K 24/00; purgadores de agua de condensación o dispositivos análogos F16T; producción de vapor F22; aparatos de combustión F23; estufas domésticas u hornillas F24B, F24C; sistemas de calefacción doméstica o de otros lugares F24D; hornos, hornos de cuba, retortas F27; cambiadores de calor F28; dispositivos o elementos de calentamiento eléctrico H05B). › Calentadores de agua que tienen medios para producir calor, p. ej. caldera, calentador de agua instantáneo, calentador de agua por acumulación térmica (F24H 7/00, F24H 8/00 tienen prioridad; partes constitutivas F24H 9/00; calderas de vapor F22B; estufas u hornillas de uso doméstico con medios adicionales para calentar agua F24B 9/00, F24C 13/00).

Fragmento de la descripción:

Procedimiento de producción de combustibles sólidos de alta eficacia y respetuoso con el medio ambiente que usa residuos orgánicos de alto contenido en agua, y sistema combinado de energía térmica y energía eléctrica que usa dicho procedimiento 5

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento de producción de combustibles sólidos de alta eficacia y respetuoso con el medio ambiente que usa residuos orgánicos de alto 10 contenido en agua y a un sistema combinado de energía térmica y energía eléctrica que usa dicho procedimiento a la vez que reduce de forma apreciable el mal olor.

Antecedentes de la técnica 15

Los residuos orgánicos como los lodos y los excrementos del ganado se tratan en general usando tecnologías como la incineración, la fermentación, el secado directo o indirecto, etc. En el caso de la incineración, se producen dioxinas y una gran cantidad de sustancias perjudiciales y se requiere una gran cantidad de energía suministrada externamente junto con un mayor coste de instalación, con lo cual la incineración mencionada anteriormente 20 presenta el inconveniente de no ser económica. Además, existe también el problema de que se requiere una gran cantidad de energía para reducir el contenido en agua del 80% al 15% en el transcurso del secado directo o indirecto, y se genera mal olor debido a los combustibles sólidos durante el proceso de secado y después del proceso de secado. En el caso de la fermentación, aparecen algunos problemas porque se genera mucho mal olor, y 25 la eficacia energética es baja, y se necesita mucho tiempo para tratar las aguas residuales. Desde enero de 2012 se ha probado la evacuación marina de los lodos de desechos y los excrementos del ganado en relación con la eficacia del protocolo relacionado. Además, se espera que la evacuación marina de aguas con residuos de alimentos que se produce en el curso del tratamiento de los residuos de alimentos se prohíba a partir de enero de 2013. 30

Está en curso una tecnología para desarrollar un combustible sólido con el fin de tratar residuos orgánicos de alto contenido en agua en las fuentes de energía. En este caso, se requiere necesariamente reducir el contenido en agua por debajo del 15%. Dicha tecnología de proceso de combustible sólido se clasifica en secado y carbonización. En términos de la 35 cantidad total de energía, lo más preferido es el secado. El mal olor que se genera en el curso del secado y el mal olor que se genera en el curso del almacenamiento y el uso del combustible producido son problemáticos.

Descripción de la invención 40

En consecuencia, un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento de producción de combustibles sólidos de alta eficacia y respetuoso con el medio ambiente que use residuos orgánicos de alto contenido en agua que hagan posible reducir apreciablemente el mal olor. 45

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema combinado de energía térmica y energía eléctrica que use un combustible sólido producido de la forma anterior.

Solución técnica 50

Para conseguir los objetos anteriores, como un aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento de producción de combustibles sólidos de alta eficacia y respetuoso con el medio ambiente que usa residuos orgánicos de alto contenido en agua, que comprende:

(a) una etapa de mezclado de residuos en la que se introducen residuos orgánicos de alto contenido en agua y residuos sólidos municipales y se mezclan en un reactor basado en Fe; 5 (b) una etapa de hidrólisis en la que se somete a presión una mezcla de residuos orgánicos y residuos sólidos municipales añadiendo vapor a alta temperatura en el reactor y se agita en el estado presurizado para de ese modo hidrolizar la mezcla; (c) una etapa de despresurización en la que se controla el reactor para que permanezca en estado normal después de que el interior del reactor se despresurice de forma súbita evacuando el vapor 10 del interior del reactor, y la mezcla se tritura por despolimerización de los residuos orgánicos tratados durante la etapa (b) o mediante el aumento del área superficial específica de los residuos sólidos municipales tratados durante la etapa (b) ; (d) una etapa de presión diferencial o de vacío en la que se elimina el agua del reactivo tratado durante la etapa (c) proporcionando la condición de presión diferencial o de vacío al reactor; y (e) una etapa de 15 preparación de combustible sólido en la que se prepara un combustible sólido para el que el contenido en agua es del 10-20% mediante secado natural del reactivo tratado durante la etapa (d) .

Para conseguir los objetos anteriores, como otro aspecto de la presente invención, se 20 proporciona un sistema combinado de energía térmica y energía eléctrica que usa el combustible sólido producido por el procedimiento descrito anteriormente.

Efectos ventajosos 25

La presente invención se caracteriza porque el combustible sólido puede producirse mediante el secado eficaz del agua interna de los residuos orgánicos de manera que se degrade con más eficacia la materia orgánica y el mal olor con la ayuda del poder de degradación del radical de vapor y la reacción de peptona promovida por el catalizador de reacción de Fe introduciendo y mezclando residuos orgánicos de alto contenido en agua y 30 residuos sólidos municipales en un reactor basado en Fe y añadiendo vapor a alta temperatura y presión y de manera que se trituren y se degraden completamente los residuos orgánicos basándose en la despresurización súbita. En particular, la presente invención hace posible producir combustible sólido en un tiempo breve al potenciar enormemente la eficacia del secado de manera que los residuos orgánicos no degradados 35 se sometan a despolimerización a través de la despresurización súbita después de que se introduzca vapor a alta temperatura y presión y de que se incremente el área superficial específica expandiendo los residuos sólidos municipales.

Además, el combustible sólido producido según la presente invención puede proporcionarse 40 a modo de buenas fuentes de energía que pueden sustituir a la energía fósil gracias a su poder calorífico. De este modo, es posible generar eficazmente electricidad basándose en el sistema generador combinado de energía térmica y energía eléctrica usando las fuentes de energía mencionadas anteriormente.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista que ilustra un sistema de tratamiento de residuos orgánicos de alto contenido en agua según la presente invención.

La figura 2 es una curva del cambio del producto iónico y el cambio de la permitividad del agua.

Modos de realizar la invención

La presente invención se dirige a un procedimiento de producción de combustibles sólidos de alta eficacia y respetuoso con el medio ambiente que usa residuos orgánicos de alto contenido en agua que hacen posible secar eficazmente el agua interna de los residuos 5 orgánicos de manera que se degrade con efectividad muy superior la materia orgánica y el mal olor con la ayuda del poder de degradación del radical de vapor y la reacción de la peptona promovida por el catalizador de reacción de Fe introduciendo y mezclando residuos orgánicos de alto contenido en agua y residuos sólidos municipales en un reactor basado en Fe y añadiendo vapor a alta temperatura y presión y de manera se trituren y degraden 10 completamente los residuos orgánicos basándose en la despresurización súbita.

A continuación se describirá en detalle la presente invención.

La presente invención se dirige a un procedimiento de producción de un combustible sólido 15 que usa residuos orgánicos de alto contenido en agua, que incluye (a) una etapa de mezclado de residuos en la que se introducen y se mezclan residuos orgánicos de alto contenido en agua y residuos sólidos municipales en un reactor basado en Fe; (b) una etapa de hidrólisis en la que se somete a presión una mezcla de los residuos orgánicos y los residuos sólidos municipales añadiendo vapor a alta temperatura en el reactor y se agita en 20 el estado presurizado para de ese modo hidrolizar la mezcla; (c) una etapa de despresurización en la que se controla el reactor para que permanezca en estado normal después de que se despresurice de forma súbita el interior del reactor evacuando el vapor del interior del reactor, y la mezcla se tritura mediante despolimerización de los residuos orgánicos tratados durante la etapa (b) o incrementando el área superficial específica de los 25 residuos sólidos municipales tratados durante la etapa (b) ; (d) una etapa de presión diferencial o de vacío...

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de producción de combustibles sólidos de alta eficacia y respetuoso con el medio ambiente que usa residuos orgánicos de alto contenido en agua, que comprende: 5

(a) una etapa de mezclado de residuos en la que se introducen y se mezclan residuos orgánicos de alto contenido en agua y residuos sólidos municipales en un reactor basado en Fe;

(b) una etapa de hidrólisis en la que se somete a presión una mezcla de los residuos orgánicos y los residuos sólidos municipales añadiendo vapor a alta temperatura en el reactor y se agita en el estado presurizado para de ese modo hidrolizar la mezcla;

(c) una etapa de despresurización en la que se controla el reactor para que permanezca en 15 estado normal después de que el interior del reactor se despresuriza de forma súbita mediante evacuación del vapor desde el interior del reactor, y la mezcla se tritura mediante despolimerización de los residuos orgánicos tratados durante la etapa (b) o incrementando el área superficial específica de los residuos sólidos municipales tratados durante la etapa (b) ; 20

(d) una etapa de presión diferencial o de vacío en la que se elimina el agua del reactivo tratado durante la etapa (c) proporcionando la condición de presión diferencial o de vacío al reactor; y 25

(e) una etapa de preparación de combustible sólido en la que se prepara combustible sólido cuyo contenido en agua es del 10-20% mediante secado natural del reactivo tratado durante la etapa (d) .

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa (a) , los residuos 30 de alto contenido en agua son uno o más de los residuos seleccionados entre residuos de excrementos de ganado, lodos de aguas cloacales y residuos de alimentos y contienen el contenido en agua de más del 80%, y los residuos sólidos municipales contienen papel y plásticos.

3. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que en la etapa (a) , los residuos de alto contenido en agua y los residuos sólidos municipales se introducen en una proporción de 3, 5-4:0, 5-1 y se mezclan.

4. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que en la etapa (a) , los residuos 40 de alto contenido en agua y los residuos sólidos municipales se introducen en una proporción de llenado de.

7. 90% en el reactor basado en Fe y se mezclan.

5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa (b) , la mezcla de los residuos orgánicos y los residuos sólidos municipales se someten a presión de 45 manera que la presión interna del reactor llega a se.

2. 25 atm añadiendo el vapor d.

20. 250º C al reactor usando una caldera conectada al reactor.

6. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa (c) , la presión se despresuriza de forma súbita para que la atmósfera llegue a ser de 0, 9-1, 1 atm por 50 evacuación del vapor desde el interior del reactor durante 10-120 segundos.

7. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa (d) , la condición de presión diferencial o de vacío se proporciona al reactor durante 10-15 minutos usando una bomba de vacío conectada al reactor para eliminar de ese modo el 5-10% del agua del reactivo tratado durante la etapa (c) .

8. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el combustible sólido 5 preparado en la etapa (e) tiene un poder calorífico bajo por encima de 5.000 kcal/kg.

9. Un sistema combinado de energía térmica y energía eléctrica caracterizado porque la electricidad se genera usando vapor sobrecalentado producido suministrando el combustible sólido a un reactor en el que el combustible sólido es producido por el 10 procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.


 

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