ES2243132B1 - Proceso para el reciclado de caucho de neumatico en desuso, instalacion para llevarlo a cabo. - Google Patents
Proceso para el reciclado de caucho de neumatico en desuso, instalacion para llevarlo a cabo. Download PDFInfo
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Abstract
Proceso para el reciclado de caucho de neumático en desuso, instalación para llevarlo a cabo. La presente invención describe un proceso para la conversión de caucho de neumático de desecho, al someterlo a un proceso de termólisis en atmósfera inerte, a presión atmosférica y en continuo, en una novedosa instalación donde los aceites obtenidos son recuperados en fracciones de hidrocarburos cuyos rangos de ebullición se encuentran comprendidos entre las obtenidas del petróleo. Adicionalmente, se obtienen como subproductos derivados, productos carbonosos o negro de carbón, que pueden tener aplicaciones energéticas o utilizarse como materia prima para producir carbones activos y gases no condensables de alto poder calorífico, que pueden aprovecharse para autoconsumo durante el proceso o bien pueden ser transformados en energía eléctrica.
Description
Proceso para el reciclado de caucho de neumático
en desuso, instalación para llevarlo a cabo.
La invención se refiere al proceso de termólisis
para el reciclado de caucho de desecho procedente de neumático
fuera de uso, así como al diseño de la instalación requerida. Más
concretamente, la invención se relaciona con el reciclado de
cauchos, plásticos, biomasa y residuos urbanos.
En la actualidad no existen sistemas de gestión
adecuados, como por ejemplo en el caso de neumáticos fuera de uso
ni tampoco existe ninguna normativa que regule este residuo, al que
se le puede aplicar la Ley 10/1998 de Residuos. Este residuo, que en
1998 alcanzó la cifra de 2.522.640 Tm en la UE en 1998, se gestionó
de la siguiente manera:
- -
- una gran parte (el 40%) fue recogido por servicios municipales o por los talleres, y transportado posteriormente a los vertederos públicos donde se depositó directamente o previa molienda.
- -
- el 11% se exportó a países con legislación menos restrictiva
- -
- el 11%, especialmente el de camión, fue recauchutado
- -
- el 18% fue reciclado, aprovechando sus componentes para otros usos distintos
- -
- el 20% se utilizó en generación de energía.
Así pues, el vertido (opción que estará
prohibida en el 2006, directiva 99/31/CE) y la generación de
energía son las dos opciones más abundantes.
La valorización energética en 1998 en USA
alcanzó el 90% y en Japón el 51%. El grupo de TDF/CDN de la UE
aconsejó (Informe del grupo de Trabajo de la UE sobre Combustibles
Derivados del Neumático, 1998) el recauchutado de al menos un 25% y
la valorización de al menos un 65% del neumático viejo generado a
partir del año 2001.
Para la valorización energética del neumático
fuera de uso se han probado diversos procesos (Roy, C. et
al, Remediation. Winter 1994/5, 111-130) que
incluyen la despolimerización, pirolisis, combustión, incineración
y gasificación. Dentro de los procesos térmicos, la incineración es
una alternativa que se ha mostrado viable, pero el método de
incineración dominante (T. Malcow, Waste Management, in press), el
massburn grate incineration, genera emisiones peligrosas y residuos
dañinos. La mayoría de los otros procesos citados se han
desarrollados en laboratorio y todavía no se ha realizado su
escalado a nivel comercial.
Dados los problemas medioambientales,
principalmente atmosféricos, debido a emisiones tóxicas, que la
utilización directa como combustible (A.M. Mastral, M.S. Callén, R.
Murillo, T. García, Enironmental Science Technology, 1999, 33,
4155-4158; J.M. Ekmann, S.M. Smouse, J.C. Winslow,
M. Ramezan, N.S. Harding, IEACR/90, IEA Coal Research, London,
1996, p 18) de los polímeros implica, la forma adecuada de
valorizar este residuo es someterlo a un proceso térmico para su
conversión en aceites, negro de carbón y gases de elevado poder
calorífico. Estos productos derivados tienen salidas comerciales
que notablemente aumentan el valor añadido del neumático fuera de
uso.
Sin embargo, a diferencia de los procesos
conocidos hasta ahora, con la presente invención se consigue una
conversión efectiva del neumático sin que sea necesario el
co-procesado de mezclas (A. M. Mastral, R. Murillo
(1997), Método para producir aceites sintéticos y productos
almacenables de energía calorífica mediante
co-procesado de materiales de caucho de desecho y
carbón. Patent number US 5960123, ES 009800650; A. M. M astral, R.
Murillo (2001), Catalizador para la mejora de aceites sintéticos
generados a partir de material polímero de desecho. Patente ES
200102329).
La presente invención describe un proceso
termolítico para la conversión de caucho de neumático fuera de uso,
que es recuperado como aceites por condensación, así como, el
diseño de la instalación necesaria para llevarlo a cabo y que
comprende: un sistema de alimentación, compuesto por tolvas
comunicadas entre sí por válvulas, un reactor de lecho móvil, un
sistema de enfriamiento para el material carbonoso resultante a la
salida del reactor, un sistema de condensación de la mezcla de gases
que constituyen la fracción de hidrocarburos y un sistema de salida
para los gases más ligeros no condensados en las condiciones de
trabajo.
Producto del novedoso diseño y construcción de
la instalación minimiza reacciones que modifiquen la calidad de los
productos de conversión, así como tiempos de residencia que
influyan en la calidad de los aceites obtenidos.
La presente invención se basa en que los
inventores han observado que es posible el reciclado de caucho de
neumático en desuso, mediante un proceso termolítico realizado en
continuo, en atmósfera inerte y a presión atmosférica, que se
realiza, en condiciones para controlar las variables que modifican
la calidad de los productos de conversión, así como tiempos de
residencia que influyan en la calidad de los subproductos
obtenidos, en una instalación especialmente diseñada para la
realización del mismo.
De la termólisis se obtienen unos aceites que
son recuperados por medio de unos condensadores convencionales en
fracciones de hidrocarburos cuyos rangos de ebullición se
encuentran comprendidos entre los derivados del pe-
tróleo.
tróleo.
Además, se recupera por un lado material
carbonoso sólido, negro de carbón en el caso del neumático de
desecho, y una mezcla de gases no condensables, ambos susceptibles
de posteriores transformaciones para incrementar su valor comercial.
Así, el material carbonoso puede tener aplicaciones energéticas o
bien ser utilizado como materia prima para producir carbones
activos. Por lo que respecta a los gases condensables, pueden
aprovecharse para autoconsumo durante el proceso y así aportar la
energía necesaria o bien, pueden ser transformados en energía
eléctrica para su descarga a la red.
Así, un objeto de la presente invención lo
constituye un proceso de reciclaje de neumático en desuso, en
adelante proceso de la presente invención, basado en un proceso
termolítico realizado en continuo, en atmósfera inerte y a presión
atmosférica, que se realiza en condiciones de control de
temperatura y tiempo de procesado, para evitar modificaciones
posteriores que varíen la naturaleza de los productos originalmente
obtenidos, en una instalación especialmente diseñada para la
realización del mismo, y que comprende las etapas siguientes:
- a)
- alimentación del neumático en desuso en continuo,
- b)
- tratamiento termolítico, caracterizado porque permite tratamientos a temperaturas controladas entre 350 y 850ºC,
- c)
- proceso de enfriamiento del material carbonoso resultante,
- d)
- sistema de recogida de las fracciones de aceites por rangos de ebullición requeridos mediante condensación, caracterizado por la especificidad en la recuperación de los productos líquidos obtenidos, y
- e)
- conversión de los gases no condensables en productos inertes y recuperación de energía en forma de calor.
El término "atmósfera inerte" tal como se
utiliza en la presente invención, se refiere, a un gas no reactivo
a la temperatura del proceso (por ejemplo, N_{2}, He y demás
gases nobles).
Por tanto, en una primera etapa (a) el neumático
usado troceado que llega al sistema de alimentación se ha sometido
previamente a un proceso criogénico o de molienda, hasta alcanzar
un tamaño máximo de 20 mm.
El sistema de alimentación (Figura 2) está
constituido por: tres tolvas cónicas comunicadas entre sí por
válvulas, un tornillo sinfín dosificador, válvulas para equilibrar
presiones y un sistema de distribución de la alimentación. Su diseño
permite alimentar y utilizar neumático usado con una distribución
de tamaños muy amplia, especialmente si se compara con la que seria
necesario en caso de utilizar un lecho fluidizado.
Las tres tolvas se colocan en posición vertical
una encima de otra y separadas entre sí por válvulas que en
posición cerrada impiden el paso de sólido entre ellas.
El neumático usado va pasando a través de las
tres tolvas de manera que una cinta transportadora o cualquier otro
sistema de transporte, deposita una cierta cantidad en la primera
de ellas. A continuación, se procede a la apertura de la válvula que
comunica la primera y segunda tolva de modo que el residuo cae por
gravedad a la tolva intermedia. Una vez que ha caído todo el
caucho, se cierra la válvula abierta previamente y se procede a
purgar de aire la segunda tolva. Para ello, se introduce nitrógeno
gas o cualquier otro gas no reactivo a su interior por medio de una
tubería auxiliar situada en su parte inferior. El gas barrido sale
al exterior, directamente a la atmósfera por una tubería situada en
la parte superior de la tolva. Tras el tiempo de purgado necesario
se procede a cerrar las válvulas que regulan el paso de gases al
interior y exterior de la segunda tolva y se abre la válvula que
comunica la segunda y tercera tolva. De nuevo el caucho cae por
gravedad a la tercera tolva de manera que al alcanzarla se
encuentra en atmósfera inerte, y en estas condiciones se alimenta al
reactor. El caucho pasa de la tercera tolva al tornillo sinfín,
hasta alcanzar el sistema de distribución. Una vez que el caucho ha
abandonado el sistema de distribución de sólidos, se encontrará
uniformemente depositado sobre la cinta transportadora que se
encuentra a alta temperatura (la temperatura de termólisis elegida).
El reactor dispone de controladores PID de temperatura por zonas,
entre 350 y 850ºC, así como control adicional del tiempo de
termólisis, entre 5 y 30 minutos. El caucho va adquiriendo energía
(b) del entorno en forma de calor que se transmite por conducción
desde la cinta, por convección por el gas circundante a las
partículas y por radiación desde las paredes laterales del reactor.
La energía adquirida por el residuo es suficiente para la ruptura
de los enlaces químicos del material sólido de manera que se liberan
compuestos y fragmentos ó radicales que se estabilizan en
compuestos tipo hidrocarburo. Esta liberación de productos se lleva
a cabo durante el recorrido del caucho sobre la cinta
transportadora y tiene lugar a lo largo de toda la longitud
del
reactor.
reactor.
Con este sistema se consigue reducir el tiempo
de contacto entre los radicales generados de forma que se minimiza
la recombinación de los mismos, y los productos liberados poseen un
punto de ebullición más bajo que en el caso de que se utilicen otros
sistemas que no tienen en cuenta este hecho. Los productos
liberados son barridos de la zona de reacción gracias al gas no
reactivo de arrastre que se introduce dentro del reactor y lo
abandonan a través de dos tuberías calorifugadas que conducirán los
vapores a la zona de los condensadores.
En una etapa posterior (c), el material
carbonoso sólido resultante, formado fundamentalmente por el negro
de carbón que forma parte de los neumáticos usados y parte del
componente inorgánico y metales que constituyen el neumático, deja
el reactor bien por gravedad o ayudado por una rasqueta, y pasa al
tornillo sinfín encamisado con agua, que actúa como sistema de
enfriamiento. Aquí, es forzado a desplazarse y se enfría. Su diseño
es tal, que permite la conversión y recogida del material carbonoso
a baja temperatura en condiciones seguras para su posterior
almacenamiento/transformación en condiciones atmosféricas.
Una vez finalizado el proceso termolítico, los
gases procedentes de la desvolatilización del caucho en el reactor,
se condensan (d). El sistema de condensación de la instalación
(Figura 4) comprende tres condensadores en serie, del tipo
carcasa-tubos refrigerados por agua según normas
TEMA, y permiten la condensación parcial de la corriente de salida
del reactor, permitiendo un primer fraccionamiento de los productos
liberados en la termólisis en fracciones cuyos rangos de punto de
ebullición se hallan comprendidos entre la fracción comercial
gasolina, la de queroseno y la de gas oil.
Finalmente, en las condiciones de trabajo, se
obtienen una mezcla de gases no condensables (e). Estos, en una
simplificación del proceso, pueden ser eliminados por combustión en
antorcha según se van generando, aunque es posible su
aprovechamiento en relación al poder calorífico de los mismos, bien
para suministrar las necesidades de la propia planta, haciéndola
auto suficiente desde el punto de vista energético ó pueden ser
transformados en energía eléctrica mediante un motor rotativo o una
turbina de gas para su descarga a la red eléctrica la energía
generada. Además, al tratarse de un sistema estanco y trabajar en
atmósfera inerte se evita la oxidación de los aceites con lo que se
asegura la obtención de productos de mayor calidad.
Otro objeto de la presente invención lo
constituye una instalación necesaria para la realización del
proceso de la presente invención, en adelante instalación de la
presente invención (Figura 1), que comprende:
- i)
- un sistema de alimentación, compuesto de un conjunto de tolvas comunicadas entre si por válvulas (Figura 2), que permite procesar un flujo constante y uniformemente distribuido del caucho a tratar,
- ii)
- un reactor de lecho móvil (Figura 3), que permite una distribución de tamaños de partícula amplia. El diseño del reactor de la Figura 3, es el idóneo para el tratamiento del caucho,
- iii)
- un sistema de enfriamiento a la salida del reactor (Figura 4) para enfriar el material sólido resultante,
- iv)
- un sistema de condensación de la mezcla de gases que constituyen la fracción de hidrocarburos, y
- v)
- un sistema de salida para la fracción gaseosa no condensable en las condiciones de trabajo.
En resumen, la presente instalación posee un
sistema de alimentación novedoso, un diseño del reactor en el que
se minimizan los procesos retrogresivos y un sistema de
condensación que permite la recogida de las fracciones líquidas
obtenidas en función de sus puntos de ebullición.
Figura 1.- Vista general en alzado de la
instalación.
- A
- - Filosofía planta
Figura 2.- Vista de la disposición en alzado del
sistema de alimentación que muestra las tres tolvas y la entrada de
la alimentación al reactor.
- B
- - Sistema de alimentación
Figura 3.- Vista del reactor de termólisis que
comprende carcasa, cinta transportadora, cilindros, ejes, cadenas y
motor, así como salidas de sólido y gases.
- C
- - Reactor de termólisis
Figura 4.- Vista de la disposición en alzado de
los condensadores y del sistema de enfriamiento de sólidos.
- D
- - Condensadores y sistema de enfriamiento de sólidos
- Lista de designaciones de las Figuras
- B1
- - Purga de aire
- B2
- - Entrada de nitrógeno
- C1
- - Conexión a válvula para sangrado
- C2
- - Salida agua de refrigeración
- D1
- - Entrada agua de refrigeración.
Se diseñaron y construyeron los equipos que
componen la instalación (Figura 1) objeto de esta invención y que
comprenden: un sistema de alimentación (Figura 2), un reactor de
lecho móvil (Figura 3), un sistema de enfriamiento de sólidos a la
salida del reactor (Figura 3), un sistema de condensación para los
gases (Figura 4) y un sistema de salida para la fracción gaseosa no
condensable.
El sistema de alimentación consta de tres tolvas
cónicas comunicadas entre sí por válvulas, un tornillo sinfín
dosificador, válvulas para equilibrar presiones y un sistema de
distribución del caucho (Figura 2).
Las tres tolvas se colocan en posición vertical
una encima de otra y separadas entre sí por válvulas que en
posición cerrada impiden el paso del caucho entre ellas. Las tres
se construyeron en acero inoxidable con un espesor de 5 mm y tienen
forma cónica truncada mediante un plano perpendicular al eje del
cono Las válvulas utilizadas son de tipo bola, van actuadas
mecánicamente y poseen un diámetro interior de paso de 150 mm y
están construidas en material inoxidable.
La parte superior de la primera tolva está
totalmente abierta a la atmósfera para permitir la alimentación del
caucho. El diámetro mayor es de 1014 mm y el menor de 150 mm. El
ángulo en la punta del cono es de 93º. La altura de la parte cónica
antes del truncamiento es de 427 mm. Finalmente, la longitud del
cilindro prolongación de la parte truncada es de 98 mm. Por lo
tanto el volumen total de la tolva es de 0,22915 m^{3}.
La segunda tolva se encuentra cerrada a la
atmósfera por dos válvulas, una en la parte superior que la separa
de la primera tolva y otra en la inferior que la separa de la
tercera. El diámetro mayor es de 1012 mm y el menor de 150 mm. El
ángulo en la punta del cono es de 53º. La altura de la parte cónica
antes del truncamiento es de 848 mm. Finalmente, la longitud del
cilindro prolongación de la parte truncada es de 98 mm. Por lo
tanto el volumen total de la tolva es de 0.22825 m^{3}.
La tercera tolva se encuentra también cerrada a
la atmósfera, en la parte superior por una válvula que la comunica
con la segunda tolva y en la parte inferior por el tornillo sinfín
que alimenta al reactor. El diámetro mayor es de 1511 mm y el menor
de 150 mm. El ángulo en la punta del cono es de 53º. La altura de
la parte cónica antes del truncamiento es de 848 mm. Finalmente, la
longitud del cilindro prolongación de la parte truncada es de 89
mm. Por lo tanto el volumen total de la tolva es de 0.89846
m^{3}.
La segunda y tercera tolvas se comunican, además
de por la válvula por la que cae el caucho, por una tubería que
equilibra las presiones para facilitar la caída del sólido. A su
vez, van provistas de un tubo de acero de 30 mm de diámetro
interior, colocado en la parte superior plana de la tolva, que se
utiliza para evacuar el aire del interior y evitar la entrada de
oxígeno en el reactor. Además, poseen otro tubo de entrada de gas
inerte, también de 30 mm de diámetro interior, colocado en la parte
inferior lateral de la tolva y dotado de su correspondiente válvula
antirretorno. La segunda y tercera tolva se comunican, además de
por la válvula por la que cae el caucho, por una tubería que
equilibra las presiones para facilitar la caída del caucho.
El caucho pasa de esta última tolva a un
tornillo sinfín, hasta alcanzar el sistema de distribución de la
alimentación. Aquí la corriente se divide en dos partes iguales para
conseguir una mejor distribución a lo ancho del reactor. El
tornillo sinfín comprende un motor eléctrico, la camisa y el
tornillo propiamente dicho. El motor eléctrico utilizado, puede ser
cualquiera que proporcione la potencia necesaria para mover el
caucho y que disponga de un sistema de control capaz de modificar
las revoluciones a las que gira. La camisa está colocada rodeando
al tornillo propiamente dicho y conecta el final de la tolva 3 con
el sistema de dosificación de caucho de forma que el sólido se
evacúa por gravedad. Tiene un diámetro interior de 100 mm de manera
que encaja perfectamente con el tornillo que va en su interior.
Dispone a su vez de otra camisa exterior por la que circula agua de
refrigeración para evitar un sobrecalentamiento de la alimentación y
que dificultaría la tracción del caucho. Finalmente, el tornillo
propiamente dicho se sitúa en el interior de la camisa y se mueve a
través de un eje por la acción del motor eléctrico. Está construido
en acero inoxidable y tiene una longitud de 1090 mm.
Respecto al sistema de distribución de la
alimentación fue construido en acero inoxidable, tiene una altura
total de 600 mm, una anchura total de 260 mm y un fondo de 100
mm.
El reactor (Figura 3) de la instalación objeto
de esta invención es de tipo lecho móvil y opera en atmósfera
inerte. Dispone de controladores PID de temperatura por zonas,
entre 350 y 850ºC, así como control adicional del tiempo de
termólisis, entre 5 y 30 minutos. En el diseño del reactor hay que
tener en cuenta la carcasa, la cinta transportadora, los cilindros,
los ejes, los motores y las cadenas. Tiene una longitud total,
medida en su parte exterior de 6900 mm, y en su parte interior de
6580 mm. La anchura total en su parte exterior es de 770 mm y en su
parte interior de 450 mm.
La carcasa del reactor, recubre todo el reactor
y está construida en chapa de acero inoxidable de 5 mm, en su parte
interior, y con chapa de 2 mm en su parte exterior y aislante de
tipo fibra de vidrio, entre las chapas exterior e interior. En su
parte superior, la carcasa forma un ángulo recto con los laterales,
pero en la inferior está inclinada de manera que, en el extremo
corto el ángulo formado es de 100º. Por lo tanto, la altura de la
carcasa en este extremo es de 1253 mm. No es posible dar el ángulo
de la carcasa en el lateral corto ya que en esta zona se localizan
otros elementos como el sistema de extracción de sólidos. Posee dos
orificios por los que se puede acceder a las partes interiores del
reactor permitiendo de manera cómoda su mantenimiento y limpieza.
El primero de ellos se encuentra en el lateral corto y tiene una luz
de 200 mm de lado. El segundo de ellos tiene el mismo paso de luz
pero se sitúa en el lateral largo. Ambos orificios están cenados en
condiciones normales mediante una chapa atornillada que presiona
una junta estanca. En la parte superior de la carcasa se encuentran
localizadas las tuberías para la extracción de gases del interior
del reactor. Se trata de dos tubos, uno de 150 mm y otro de 250 mm
de diámetro interior construidos en acero inoxidable y poseen una
capa de aislante a su alrededor no inferior a 100 mm y convergen
para así tener una única salida del reactor que conduzca a los
condensadores. La capa de aislante que rodea al reactor en su parte
superior y en los laterales, alberga las resistencias eléctricas
que proporcionan la energía necesaria en forma de calor para que se
produzca la reacción química de la termólisis. En los laterales de
la carcasa hay unos orificios por los que se introducen los ejes
que mueven los rodillos que sujetan la cinta interior y van
provistos de juntas que garantizan la estanqueidad del sistema.
La cinta transportadora se sitúa en el interior
de la carcasa, está construida en acero inoxidable y su longitud
total desplegada es de 12500 mm y su anchura es de 350 mm. Debe
estar articulada para poder girar por lo que se construye con
eslabones enlazados entre sí con tornillos y remaches de acero
inoxidable. Tiene un grosor de 20 mm, y en su parte lateral
exterior se eleva hasta 50 mm, y un fondo de 20 mm para así evitar
que el caucho caiga fuera de la misma. La cinta se sujeta sobre 8
cilindros de acero inoxidable de 400 mm de diámetro y 350 mm de
altura. En su parte central presentan un orificio de 100 mm por el
que se introduce el eje y al que se unen por medio de
soldadura.
Los ejes también están construidos en acero
inoxidable y tiene una altura de 1750 mm. Como hemos comentado
anteriormente, atraviesan los cilindros y se encargan de transmitir
la fuerza para mover la cinta transportadora.
En la instalación van dos motores eléctricos
para mover las cadenas que van unidas a los ejes y que proporcionan
la fuerza para mover todo el conjunto. Los motores pueden ser
cualesquiera que cuenten con un sistema de regulación de tal manera
que se puedan variar las revoluciones a las que gire la cinta y así
modificar el tiempo de residencia del caucho en el interior del
reactor.
El sistema de enfriamiento de la instalación,
para el material carbonoso obtenido es un sencillo tornillo sinfín
(Figura 3) encamisado con agua. El diámetro interior del tubo en el
cual se introduce el tornillo es de 100 mm y su longitud total es de
2400 mm. El tornillo propiamente dicho ajusta perfectamente en el
diámetro interior del tubo y tiene una longitud de 2230 mm,
comunicando la parte final del reactor con el exterior. Por lo que
respecta a la camisa de agua, rodea totalmente al tubo en el cual se
sitúa el tornillo sinfín y es de forma cilíndrica, estando la
entrada y salida de agua en extremos opuestos. El diámetro interior
es de 400 mm y la longitud de 1690 mm.
El sistema de condensación de la instalación
(Figura 4) comprende tres condensadores en serie, del tipo
carcasa-tubos refrigerados, según normas TEMA. El
diseño de estos condensadores, tamaño de la carcasa y número de
tubos de los mismos es el necesario para que la UA (kj/ºCh) sea en
el caso de reciclado de neumático de 223,2 kj/ºCh en el primer
condensador, de 135,6 kj/ºCh en el segundo y de 145,7 kj/ºCh en el
tercer condensador. Aquí condensan los gases procedentes de la
desvolatilización del caucho en el reactor, en fracciones cuyos
rangos de punto de ebullición se hallan comprendidos entre la
fracción comercial gasolina, la de queroseno y la de gas oil.
Para finalizar, la instalación también dispone
de un sistema de salida para la fracción gaseosa no condensable en
las condiciones de trabajo (Figura 3). Estos gases, pueden (e) ser
eliminados por combustión en antorcha según se van generando, aunque
es posible su aprovechamiento en relación al poder calorífico de
los mismos, bien para suministrar las necesidades de la propia
planta, haciéndola auto suficiente desde el punto de vista
energético ó descargar a la red eléctrica la energía generada.
El ejemplo que a continuación presentamos
describe la conversión de 100 Kg/h de caucho troceado.
El caucho fue troceado con procedimiento
criogénico o mediante molino de cuchillas a un tamaño máximo de 20
mm. Llega al sistema de alimentación y atraviesa las tolvas 1 y 2
hasta llegar a la tolva 3 que alimenta el reactor en atmósfera de
nitrógeno ya que, en una tolva previa un flujo de nitrógeno igual o
superior a 5 m^{3}N/h desplaza el aire de la misma.
La tolva 3 descarga sobre un tornillo sinfín en
cuyo final, y donde ayudado por un flujo de N_{2} de 31
m^{3}N/h, hay un sistema de distribución del caucho, de tal manera
que éste queda uniformemente distribuido alcanzando una altura de
20 mm en un lecho de 5,27 m de longitud y 0.26 m de anchura.
El lecho se desplaza a lo largo del reactor, que
está a 550ºC, a velocidad controlada siendo el tiempo de residencia
de 15 min. Transcurrido este tiempo, el residuo sólido remanente,
negro de carbón 34 Kg/h, se descarga en el sistema de enfriamiento
del material carbonoso donde es forzado a desplazarse y refrigerado.
A la salida de este sistema de enfriamiento, el material carbonoso
es estable para su almacenamiento en condiciones atmosféricas.
Los gases obtenidos, 66,5 m^{3}/h, pasan a
través del sistema de condensación formado por los tres
condensadores en serie, tipo TEMA.
En el primer condensador, que se encuentra a
240ºC, condensan 29 L/h de una fracción de aceites compuesta por:
menos de un 5% de compuestos que hierben en el rango de las
gasolinas, aproximadamente un 5% en el rango de los querosenos y
aproximadamente un 90% en el del gas oil. En el segundo condensador,
que se encuentra a 110ºC, condensan 30 L/h de una fracción de
aceites compuesta por aproximadamente un 35% de compuestos que
hierben en el rango de las gasolinas, aproximadamente un 30% en el
rango de los querosenos y aproximadamente el 30% en el del gas oil.
En el tercer condensador, que se encuentra a 30ºC, condensan 12 L/h
de una fracción de aceites compuesta por: aproximadamente un 95% de
compuestos que hierben en el rango de las gasolinas y el 5%
restante en el rango de los querosenos.
De este tercer condensador sale a 30ºC un caudal
de gas de cola de 8 m^{3}/h, denominados gases no
condensables.
Estos gases no condensables son eliminados por
combustión en antorcha ó bien, puede aprovecharse su poder
calorífico para cubrir las necesidades de la propia planta,
haciéndola autosuficiente ó descargar el excedente a la red
eléctrica.
Claims (2)
1. Proceso de reciclaje de caucho de neumático
caracterizado porque es un proceso termolítico realizado en
continuo, en atmósfera inerte y a presión atmosférica, que se
realiza en condiciones de control de temperatura y tiempo de
procesado, para evitar modificaciones posteriores que varíen la
naturaleza de los productos originalmente obtenidos y que comprende
las etapas siguientes:
- a)
- alimentación del caucho en continuo,
- b)
- tratamiento termolítico, caracterizado porque permite tratamientos a temperaturas controladas entre 350 y 850ºC,
- c)
- proceso de enfriamiento del material carbonoso resultante,
- d)
- sistema de recogida de las fracciones de aceites por rangos de ebullición requeridos mediante condensación, que minimiza los procesos secundarios que varían la naturaleza de los líquidos obtenidos, caracterizado por la especificidad en la recuperación de dichos productos, y
- e)
- conversión de los gases no condensables en productos inertes y recuperación de energía en forma de calor.
2. Instalación necesaria para la puesta a punto
del proceso según la reivindicación 1 caracterizada porque
comprende las siguientes partes:
- i)
- un sistema de alimentación compuesto por tolvas comunicadas entre si por válvulas que permite tratar un flujo constante y uniformemente distribuido del material sólido a tratar (Figura 2),
- ii)
- un reactor de lecho móvil, que permite tratar caucho troceado con una distribución de tamaños muy amplia y porque el lecho dentro del reactor se desplaza a lo largo del mismo a velocidad constante y permite un control de la estancia del material alimentado entre 5 y 30 minutos,
- iii)
- un sistema de enfriamiento a la salida del reactor (Figura 4) para enfriar el material sólido resultante,
- iv)
- un sistema de condensación de la mezcla de gases que constituyen la fracción de hidrocarburos, y
- v)
- un sistema de salida para la fracción gaseosa no condensable en las condiciones de trabajo.
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