PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA EL TRATAMIENTO DE RESIDUOS.

Procedimiento para el tratamiento de residuos sólidos urbanos que comprende los pasos de introducir los residuos a tratar en el interior de un cuerpo tubular cuyas paredes laterales están provistas de una pluralidad de perforaciones;

y someter el conjunto formado por el cuerpo tubular y los residuos en él introducidos a una atmósfera de trabajo de gas a una presión superior a 4 bar y a una temperatura entre 115°C y 200°C, durante por lo menos 15 minutos, y simultáneamente, girar el cuerpo tubular alrededor de su eje longitudinal para agitar mecánicamente los residuos introducidos fluyendo los líquidos liberados por éstos al exterior del cuerpo tubular a través de las perforaciones de sus paredes laterales. Un aparato para llevar a cabo dicho procedimiento comprende un cuerpo tubular cilíndrico y giratorio dispuesto en el interior de un tanque de presión fijo, el cual está adaptado para recoger los líquidos liberados por los residuos

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200600046.

Solicitante: AMBIENSYS, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: BARCELONA.

Inventor/es: RIBAS LOPEZ,RAFAEL, RIBAS MARTINEZ,OSCAR.

Fecha de Solicitud: 10 de Enero de 2006.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 28 de Abril de 2011.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61L11/00 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61L PROCEDIMIENTOS O APARATOS PARA ESTERILIZAR MATERIALES U OBJECTOS EN GENERAL; DESINFECCION, ESTERILIZACION O DESODORIZACION DEL AIRE; ASPECTOS QUIMICOS DE VENDAS, APOSITOS, COMPRESAS ABSORBENTES O ARTICULOS QUIRURGICOS; MATERIALES PARA VENDAS, APOSITOS, COMPRESAS ABSORBENTES O ARTICULOS QUIRURGICOS (conservación de cuerpos o desinfección caracterizada por los agentes empleados A01N; conservación, p. ej. esterilización de alimentos o productos alimenticios A23; preparaciones de uso medico, dental o para el aseo A61K). › Métodos de desinfección o esterilización especialmente destinados a residuos.
  • B09B3/00 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.

Clasificación PCT:

  • A61L11/00 A61L […] › Métodos de desinfección o esterilización especialmente destinados a residuos.
  • B09B3/00 B09B […] › Destrucción de desechos sólidos o su transformación en algo útil o no nocivo.
PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA EL TRATAMIENTO DE RESIDUOS.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento y aparato para el tratamiento de residuos.

Sector técnico de la invención

La invención hace referencia a un procedimiento para el tratamiento de residuos, particularmente para el tratamiento de residuos sólidos urbanos, en el que los residuos a tratar son sometidos a unas condiciones de sobre presión y temperatura durante un periodo de tiempo determinado, suficiente para su esterilización y transformación en subproductos aprovechables, así como a un aparato para llevar a cabo dicho procedimiento.

Antecedentes de la invención

En la actualidad, existen distintos procedimientos para el tratamiento de residuos sólidos urbanos o basuras domésticas, así como equipos especialmente adaptados para llevar a cabo dichos procedimientos, cuyo objetivo es el de adecuar los residuos para facilitar su posterior separación y aprovechamiento mediante circuitos de reciclaje y/o valorización energética.

En el campo de la técnica, una práctica ya conocida es la llamada higienización de los residuos, en la que los residuos son esterilizados y parcialmente desecados, y en la que la fracción orgánica de los residuos se transforma en un subproducto homogeneizado aprovechable energéticamente. Para ello, los residuos se exponen durante un periodo de tiempo predeterminado a un baño de vapor de agua, a elevada temperatura, a la vez que son agitados mecánicamente con el objetivo, entre otros, de extraer los líquidos que los residuos contenían mediante un sistema especialmente adaptado de drenaje y extracción. Normalmente, el tratamiento de los residuos se lleva a cabo en un recipiente cerrado herméticamente, como un tanque de presión o autoclave, en el interior del cual los residuos son agitados y sometidos al baño de vapor.

A diferencia de los autoclaves utilizados para la esterilización de alimentos, utensilios médicos reutilizables o envases, en los que se requiere inmovilizar los objetos a esterilizar, en los autoclaves destinados al tratamiento de residuos es fundamental, tal y como se ha explicado anteriormente, que los residuos introducidos en el autoclave sean mezclados y agitados mecánicamente en su interior, lo que además de provocar la liberación de los líquidos contenidos garantiza el contacto de todos los residuos con el vapor de agua en el interior del autoclave así como la formación de conglomerados de fibra orgánica como subproducto aprovechable energéticamente.

Por otro lado, los citados autoclaves sólo están adaptados para drenar el vapor condensado, a diferencia de los autoclaves utilizados para el tratamiento de residuos sólidos urbanos en los que es necesario extraer del interior del autoclave los líquidos que desprenden los residuos, algunos de los cuales requieren de un tratamiento de limpieza posterior, además del vapor condensado en el interior del autoclave.

Otra gran diferencia es que la gran cantidad de residuos generados en los grandes núcleos de población, obliga a aumentar las dimensiones de los autoclaves destinados al tratamiento de los residuos, ya que las instalaciones de tratamiento deben tener una capacidad suficiente para tratar al mismo tiempo un volumen elevado de residuos.

Por todos estos motivos, la configuración y las características técnicas de los autoclaves y dispositivos similares destinados a tratar residuos sólidos urbanos son muy diferentes a la de los autoclaves utilizados en el sector alimenticio o sanitario.

En primer lugar, con el objetivo de someter a los residuos a una agitación constante durante su tratamiento en el interior de los autoclaves, éstos están convencionalmente formados por grandes recipientes o tanques de presión cilíndricos y rotatorios, capaces de girar alrededor de su eje longitudinal. Esta solución implica el uso de materiales adecuados para resistir las tensiones y oscilaciones mecánicas a que están sometidos los recipientes por el hecho de ser giratorios, y a la vez para resistir las elevadas presiones y temperaturas existentes en el interior de los recipientes. De igual modo, las paredes interiores de los recipientes, que están en contacto directo con los residuos, deben resistir las agresiones mecánicas a que están sometidas debido a que los residuos sólidos, al ser agitados, impactan y rozan continuamente contra las paredes interiores de los recipientes, así como a las agresiones químicas de los líquidos desprendidos de los residuos sólidos durante su tratamiento, algunos de ellos corrosivos.

Como ejemplos de recipientes como los anteriormente descritos, se citan los documentos US 5427650 y WO 03025101 como parte representativa del estado de la técnica.

El documento US 5427650 describe un método para el tratamiento de residuos y un recipiente o tanque de presión para llevar a cabo dicho método. Dicho recipiente es cilíndrico y rotatorio y está provisto en un extremo de una abertura, para la introducción y la extracción de los residuos a tratar, y en su extremo contrario de un pasaje para la introducción de vapor de agua en el interior del recipiente. El vapor condensado en el interior del recipiente es extraído por el mismo pasaje por el que se introduce el vapor, y es succionado al someter el interior del recipiente a una sobre presión.

El documento WO 03025101 describe un método para tratamiento de residuos en un recipiente hermético, en el cual el material residual es tratado con una fuente de vapor a una temperatura de al menos 130ºC a una presión en exceso de 2 barg (bar medido), durante al menos 20 minutos, todo ello sometiendo el recipiente a rotación y mezclando el material residual mediante paletas helicoidales provistas, a tal efecto, en las paredes interiores del recipiente. Dicho recipiente está provisto en un extremo de una abertura para la introducción y extracción de los residuos y, en su extremo contrario, de un pasaje para la entrada del vapor de agua. A diferencia del recipiente descrito en el documento US 5427650, este recipiente giratorio está provisto de un pasaje independiente para la salida de los condensados y los líquidos liberados por los residuos, también dispuesto en el extremo contrario al extremo provisto de la abertura para la introducción y extracción de los residuos. El eje longitudinal del recipiente está ligeramente inclinado respecto de la horizontal mientras se lleva a cabo el tratamiento de los residuos en su interior, por lo que los líquidos libreados durante su tratamiento se acumulan en la zona del recipiente en la que está provista el pasaje de salida de los líquidos. Para evitar el taponamiento del pasaje de extracción, el recipiente está provisto en su interior de un dispositivo de filtro que permite el paso de los líquidos en dirección al pasaje de salida pero que impide el paso de los residuos.

Además de los inconvenientes anteriormente citados, relativos a los esfuerzos mecánicos y al desgaste interior a que están sometidos estos recipientes giratorios, los recipientes descritos en los documentos citados presentan otros inconvenientes. En primer lugar, el giro del recipiente alrededor de su eje complica las comunicaciones entre el interior y el exterior del recipiente, especialmente por lo que refiere a los pasajes para la entrada de vapor de agua y para la salida de los líquidos, si no se desea alterar las condiciones de presión y temperatura en el interior del recipiente y obstaculizar el movimiento giratorio al que éste está sometido. Para ello, en las realizaciones descritas en los documentos US 5427650 y WO 03025101, los recipientes está provistos en su extremo cerrado, y sobre el eje longitudinal del mismo, de juntas de estanqueidad rotativas a través de la cuales las conducciones que comunican el recipiente con el exterior se mantienen fijas mientras el recipiente gira alrededor de su eje. Esta solución permite extraer los líquidos y condensados del interior del recipiente sin detener el giro del mismo, pero encarece mucho el coste de fabricación de los recipientes, introduce componentes que requieren de un elevado mantenimiento, como es la junta de estanqueidad rotativa, y restringe la ubicación de dichos pasajes a una zona muy concreta del extremo cerrado de los recipientes, impidiendo, por ejemplo, la buena dispersión del vapor introducido en los recipientes.

En segundo lugar, la extracción de los líquidos del interior de los recipientes no es muy efectiva, con lo que los residuos contienen un alto grado de humedad una vez terminado su tratamiento en el interior de los recipientes. Además, otro inconveniente reside en los filtros...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el tratamiento de residuos, particularmente para el tratamiento de residuos (17) sólidos urbanos, caracterizado porque comprende los pasos de:

a) introducir los residuos a tratar en el interior de un cuerpo tubular (6) cuyas paredes laterales (6b) están provistas de una pluralidad de perforaciones (7); y

b) someter el conjunto formado por el cuerpo tubular y los residuos en él introducidos a una atmósfera de trabajo de gas a una presión superior a 4 bar y a una temperatura entre 115ºC y 200ºC, durante por lo menos 15 minutos, y simultáneamente, girar el cuerpo tubular alrededor de su eje longitudinal (19) para agitar mecánicamente los residuos introducidos, fluyendo los líquidos (25) liberados por los residuos al exterior del cuerpo tubular a través de las perforaciones de sus paredes laterales.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque para someter el conjunto formado por el cuerpo tubular (6) y los residuos (17) en él introducidos a la citada atmósfera de trabajo, el procedimiento comprende, con posterioridad a la introducción de los residuos en el citado cuerpo tubular, la operación de encerrar el cuerpo tubular en un recinto de trabajo estanco y de inyectar gas a una temperatura entre 115ºC y 200ºC al interior de dicho recinto hasta alcanzar una presión superior a los 4 bar.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el gas inyectado en el interior del recinto de trabajo es dirigido contra el cuerpo tubular (6) por dispositivos difusores (12) dispuestos enfrentados y regularmente distribuidos a lo largo de la longitud del cuerpo tubular.

4. Procedimiento según la reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque el gas inyectado es vapor de agua (23).

5. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque comprende, después de someter el conjunto formado por el cuerpo tubular (6) y los residuos (17) en él introducidos a la citada atmósfera de trabajo, las operaciones de reducir paulatinamente la presión de la atmósfera de trabajo de gas hasta alcanzar la presión atmosférica inicial, mediante la extracción de dicho gas del recinto de trabajo, y simultáneamente, de enfriar y secar los residuos (17) introducidos en el cuerpo tubular mediante la inyección de un gas de secado al interior del recinto de trabajo, el cual alcanza los residuos a través de las perforaciones (7) de las paredes laterales (6b) del dicho cuerpo tubular.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el gas de secado inyectado en el interior del recinto de trabajo es dirigido contra el cuerpo tubular (6) por dispositivos difusores (12) dispuestos enfrentados y regularmente distribuidos a lo largo de la longitud del cuerpo tubular.

7. Procedimiento según la reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque el gas de secado inyectado es aire seco.

8. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque mientras se llevan a cabo las operaciones simultáneas de reducir la presión de la atmósfera de trabajo de gas y de enfriar y secar los residuos (17), el cuerpo tubular (6) gira alrededor de su eje longitudinal (19).

9. Procedimiento según las reivindicaciones 2 a 8, caracterizado porque los líquidos (25) que fluyen al exterior del cuerpo tubular (6) a través de las perforaciones (7) de sus paredes laterales (6b), así como el vapor de agua condensado en el interior del recinto de trabajo, son recogidos por la pared de fondo del citado recinto de trabajo, y porque el procedimiento comprende el paso de extraer del recinto de trabajo de forma controlada dichos líquidos recogidos, reduciéndose el nivel de humedad en el interior de dicho recinto de trabajo, y por ende de los residuos.

10. Aparato (1) para el tratamiento de residuos (17), particularmente para el tratamiento de residuos sólidos urbanos, que comprende un tanque de presión (2) provisto de al menos una abertura (3) para la introducción y la extracción de los residuos de su interior, de al menos una entrada (4) para un gas, tal como vapor de agua (23) o aire, y de al menos una salida (5) para los condensados, los líquidos (25) que liberan los residuos durante el tratamiento y el propio gas, caracterizado porque dicho tanque de presión es fijo y porque el aparato comprende además un cuerpo tubular (6) cilíndrico y giratorio, abierto por un extremo (6c), y cerrado por su extremo contrario mediante una tapa (6a), dispuesto en el interior del tanque de presión y destinado a contener los residuos introducidos en el tanque y a agitarlos mecánicamente al girar el cuerpo tubular alrededor de su eje longitudinal (19), estando las paredes laterales (6b) del cuerpo tubular provistas de una pluralidad de perforaciones (7) a través de las cuales puede penetrar el gas en el cuerpo tubular y pueden fluir los líquidos hacia el exterior del mismo, siendo recogidos por el tanque de presión.

11. Aparato (1) según la reivindicación 10, caracterizado porque el tanque de presión (2) comprende una porción principal (8) tubular cilíndrica, cerrada en su extremo posterior por una tapa exterior (9), y porque el cuerpo tubular (6) está dispuesto coaxial a dicha porción principal y está apoyado, mediante unos medios de deslizamiento, sobre la superficie interna de las paredes del tanque de presión, determinándose una cámara intermedia (10) entre la porción principal del tanque de presión y el cuerpo tubular.

12. Aparato (1) según la reivindicación 10, caracterizado porque la tapa (6a) del cuerpo tubular (6) está dispuesta enfrentada a la tapa exterior (9) de la porción principal (8) del tanque de presión (2) y está unida solidariamente a un eje de accionamiento (20), que atraviesa, por una junta estanca (22), la citada tapa exterior de la porción principal del tanque de presión y que está acoplado a un motor situado en el exterior de dicho tanque de presión.

13. Aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, caracterizado porque el tanque de presión (2) comprende una porción anterior (13) tubular hueca, de sección creciente, unida sin solución de continuidad por su extremo de sección mayor al extremo abierto de la porción principal (8), en cuyo extremo de sección menor está dispuesta la abertura (3) del tanque de presión, así como una compuerta (30) acoplable de forma estanca y amovible a la citada abertura.

14. Aparato (1) según las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque el cuerpo tubular (6) abarca prácticamente la totalidad del cuerpo principal (8) del tanque de presión (2), y porque el extremo abierto (6c) del citado cuerpo tubular sobresale de la embocadura de la abertura de entrada (3) de dicho tanque de presión.

15. Aparato (1) según las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque el cuerpo tubular (6) está provisto interiormente de una serie de aletas longitudinales (15) y/o de paletas helicoidales (16) que se proyectan desde la superficie interior de la pared lateral del citado cuerpo tubular, destinadas remover y a desplazar en la dirección longitudinal, respectivamente, los residuos (17) introducidos en dicho cuerpo tubular con el giro, en un sentido u otro, del cuerpo tubular alrededor de su eje longitudinal (19).

16. Aparato (1) según las reivindicaciones 10 a 15, caracterizado porque las entradas (4) para el gas están dispuestas en la parte superior de la pared lateral de la porción principal (8) cilíndrica del tanque de presión (2).

17. Aparato (1) según la reivindicación 16, caracterizado porque las entradas (4) para el gas están conectadas a al menos un correspondiente conducto (11) que se extiende longitudinalmente por el interior del tanque de presión (2), a lo largo de la cámara intermedia (10), estando dicho conducto dotado de una serie de dispositivos difusores (12) a través de los cuales se expulsa el gas en el interior del tanque de presión.

18. Aparato (1) según las reivindicaciones 11 a 17, caracterizado porque la porción principal (8) cilíndrica del tanque de presión (2) está inclinada respecto de la horizontal, para permitir la canalización y la conducción del líquido (25) recogido por el tanque de presión hacia la parte más inferior (14) del citado tanque de presión, y porque la salida (5) del mismo está dispuesta en dicha parte más inferior, estando provista la salida de un elemento de válvula para la extracción controlada de los líquidos, acumulados en dicha parte más inferior, al exterior del tanque de presión.

19. Aparato (1) según las reivindicaciones 10 a 18, caracterizado porque el cuerpo tubular (6) comprende un armazón, cubierto por unas chapas perforadas sujetas entre ellas mediante unos medios de unión (26).

20. Aparato (1) según la reivindicación 19, caracterizado porque el armazón del cuerpo tubular (6) está compuesto por aros (34) transversalmente dispuestos respecto de su eje longitudinal (19) y separados a una cierta distancia, unidos entre ellos mediante unas varillas longitudinales (35).

21. Aparato (1) según las reivindicaciones 10 a 20, caracterizado porque el tanque de presión (2) está fabricado con acero al carbono y porque las paredes del tanque de presión comprenden en su cara interna (18), al menos parcialmente, una capa de imprimación protectora (36) contra los elementos corrosivos que pudieran contener los residuos (17) introducidos en él, así como contra el ambiente de humedad constante al que estará expuesto.

22. Aparato (1) según la reivindicación 21, caracterizado porque la capa de imprimación protectora (36) es del tipo aluzinc o similar.

23. Aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 22, caracterizado porque las paredes de la porción principal (8) del tanque de presión (2) comprenden en su cara externa un recubrimiento aislante térmicamente (27).

24. Aparato (1) según la reivindicación 23, caracterizado porque el recubrimiento (27) comprende una capa interior (28), de material aislante térmico como lana de roca o similar, y una capa exterior (29) embellecedora de acero inoxidable.

25. Aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 24, caracterizado porque la abertura (3) del tanque de presión (2) comprende unos medios de apoyo adaptados para recibir el sustento, al menos parcialmente, de una cinta transportadora introducida por la misma abertura para abocar los residuos (17) al interior del tanque de presión.


 

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