ES2380143A1 - Procedimiento de gasificación de residuos y correspondiente instalación para la ejecución del mismo. - Google Patents
Procedimiento de gasificación de residuos y correspondiente instalación para la ejecución del mismo. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2380143A1 ES2380143A1 ES201001435A ES201001435A ES2380143A1 ES 2380143 A1 ES2380143 A1 ES 2380143A1 ES 201001435 A ES201001435 A ES 201001435A ES 201001435 A ES201001435 A ES 201001435A ES 2380143 A1 ES2380143 A1 ES 2380143A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- waste
- synthesis gas
- gas
- gasification
- reactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002309 gasification Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 69
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 53
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 52
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 25
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 18
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 6
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims 1
- 239000010860 exempt radioactive waste Substances 0.000 claims 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical group 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 3
- 239000012633 leachable Substances 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 241000238366 Cephalopoda Species 0.000 description 2
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 150000002483 hydrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Procedimiento de gasificación de residuos y correspondiente instalación para la ejecución del mismo.El procedimiento de la invención consiste en que unos residuos de cualquier naturaleza, y previo tratamiento de los mismos en una etapa (1), se hagan pasar a un reactor (10) con una temperatura superior a 1.200ºC, obteniéndose gas de síntesis y productos inorgánicos que son recogidos en unos depósitos (14) para su posterior utilización como componentes de construcción, mientras que el gas de síntesis desde el reactor (10) en el que la temperatura de los 1.200ºC se alcanza mediante aportación de oxígeno (12) y gas natural (13), es sometido a una fase de enfriamiento y posterior limpieza en columnas de lavado (20), pasando finalmente por un electro-filtro (21), para obtener un gas de síntesis totalmente limpio que es aplicado a una planta de generación eléctrica (23), para conseguir energía eléctrica.
Description
Procedimiento de gasificación de residuos y
correspondiente instalación para la ejecución del mismo.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de gasificación de residuos, previsto con la
finalidad de tratar y valorizar todo tipo de residuos, ya sean
peligrosos o no peligrosos, para obtener un gas de síntesis
combustible utilizable para generación de electricidad, con la
particularidad de que los compuestos inorgánicos son recogidos
independientemente y pueden ser utilizados en la fabricación de
baldosas y otros elementos de construcción.
Es igualmente objeto de la invención la
instalación para la ejecución o puesta en práctica del
procedimiento, en base a la cual se consiguen unos elevados
rendimientos térmicos y mínimos problemas ambientales en el
tratamiento y correspondiente gasificación de los residuos.
El procedimiento permite tratar todo tipo de
residuos, tanto sólidos como pastosos o incluso líquidos,
limitándose a residuos sólidos urbanos, residuos hospitalarios,
residuos industriales (peligrosos y no peligrosos), restos de
pinturas, disolventes, PVC, líquidos contaminantes, aceites con bajo
poder calorífico, etc., así como neumáticos y cenizas de
incineración.
Hoy en día existen dos grandes desafíos en lo
que es la tecnología para tratamiento de residuos y que corresponden
a:
- -
- Aprovechamiento energético de residuos como respuesta al agotamiento de las energías fósiles, cada día mas preocupante considerando las demandas corrientes de energía.
- -
- El respeto absoluto a la salud humana y el medio ambiente.
Pues bien, existen convencionalmente dos
procedimientos térmicos para el tratamiento de residuos, uno basado
en la incineración y otro basado en la pirólisis.
Pues bien, teniendo en cuenta que los procesos
térmicos, en los que las temperaturas son mayores de 600º, provocan
una descomposición de compuestos químicos de forma irreversible,
sin recuperación de material original, se tiene que en dichos
procesos térmicos para descomposición de materia orgánica siempre
está presente el oxígeno, diferenciándose unos de otros en la
cantidad en que dicho oxígeno es aportado al proceso.
El proceso en que el oxígeno se aporta en una
mínima cantidad o nula, es el denominado pirólisis, mientras que en
la máxima aportación de oxígeno el proceso corresponde a la
incineración.
Debido a una presencia masiva de oxígeno, la
incineración transforma todos los compuestos de carbono e hidrógeno
en CO_{2} y agua, liberando en la cámara de combustión toda la
energía contenida en la materia.
Hay que tener en cuenta que todo proceso de
incineración lleva consigo un contenido en cenizas no vitrificadas y
una fracción de inquemados, siendo ambos susceptibles de poder
producir lixiviados, con los consiguientes problemas que de ello se
derivan.
El procedimiento de gasificación de residuos,
para tratamiento y valorización de éstos, se basa en someter a los
residuos a una temperatura como mínimo de 1.200ºC, cuya temperatura
se consigue con un aporte de gas natural y oxígeno.
En la combustión de los residuos a 1.200ºC, como
mínimo, se obtiene un gas de síntesis combustible que es utilizable
posteriormente para la generación de electricidad, y en donde los
compuestos inorgánicos quedarán recogidos convenientemente,
resultando no lixiviables ni tóxicos, con unas propiedades de dureza
y resistencia que los hacen susceptibles de ser utilizados en la
fabricación de baldosas y otros elementos de la construcción.
Igualmente, los metales pesados resultantes al igual que la mayoría
de las sustancias contaminantes contenidas en los residuos, son
también fundidos y quedan totalmente inertizados.
Mas concretamente, el procedimiento de la
invención se basa en llevar a cabo un
pre-tratamiento de los residuos, sometiéndose éstos
a una trituración y posterior limpieza del material, separándose en
esta fase del proceso las impurezas férricas de los materiales no
férricos, de manera que tras esa fase de limpieza, el producto
resultante se almacena convenientemente para hacerlo pasar a un
proceso de combustión en un reactor, previo paso por un sistema de
alimentación del producto combustible anteriormente comentado.
En el reactor al que accede el producto
combustible tras el proceso de pre-tratamiento,
alcanza una temperatura de 1.200ºC, en base a la inyección de gas
natural y de oxígeno, de manera que las altas temperaturas
producidas en los residuos provocan una disociación molecular
completa de los compuestos orgánicos, los cuales bajo las estrictas
condiciones de temperatura y control de oxígeno, se combinan para
producir un gas de síntesis, mientras que los compuestos
inorgánicos se funden y son recogidos en forma de basalto fundido,
recogiéndose posteriormente en depósitos húmedos para su posterior
utilización como componentes de construcción.
El gas de síntesis obtenido es sometido
posteriormente a una limpieza, previo enfriamiento del mismo, en
donde tiene lugar el paso de dicho gas de síntesis por un quencher,
teniendo lugar la separación de partículas que puedan contener gas
de síntesis, mediante el paso del producto a través de un separador
ciclónico, para recogerse esas partículas en un decantador, pasando
el resto del producto, es decir el gas de síntesis a través del
sistema o proceso de limpieza del mismo, que se realiza mediante
lavado con ácido, para finalmente hacerlo pasar a través de un
electro-filtro donde se completa la limpieza.
Por último, el gas de síntesis totalmente limpio
será enviado a un sistema de generación eléctrica, es decir se
utilizará como combustible para generar electricidad, previo paso
por un compresor, comprendiendo el sistema de generación eléctrica
una turbina de gas en la que se produce energía eléctrica,
aprovechándose los gases de escape para una segunda etapa de
producción eléctrica, previo paso por una caldera y por una turbina
de vapor.
La instalación para la ejecución o puesta en
práctica del procedimiento referido comprende en primer lugar unas
cintas transportadoras en las que los residuos en bolsas pasan a un
reductor, donde tiene lugar la trituración de dichos residuos,
existiendo a continuación un separador para conseguir la limpieza de
esos residuos triturados, en cuyo separador tiene lugar la
separación de los productos férricos de los no férricos, pasando el
producto combustible o residuo separado de esos materiales, a un
foso de almacenamiento, mediante cintas y pulpos que descargan el
producto combustible en esos fosos de almacenamiento.
A continuación de esos medios de
pre-tratamiento de los residuos, se ha previsto una
tolva como elemento intermedio entre 1 foso de almacenamiento
comentado y un reactor donde tiene lugar el calentamiento de los
residuos a 1.200ºC, constituyendo esa tolva un medio de alimentación
al reactor, a base de tornillos y elementos similares.
En el reactor, cuya temperatura puede llegar a
alcanzar e incluso sobrepasar los 1.200ºC, en base al aporte de
oxígeno y gas natural, tiene lugar la correspondiente gasificación,
ya que debido a las altas temperaturas producidas en los residuos se
provoca una disociación molecular completa de los compuestos
orgánicos, los cuales bajo estrictamente condiciones de temperatura
y control de oxígeno en el reactor, se combinan para producir el gas
de síntesis, siendo éste evacuado desde el reactor, por la parte
superior del mismo, para ser sometido posteriormente a una etapa de
limpieza.
En cuanto a los compuestos inorgánicos
resultantes, se funden y son recogidos en el fondo del reactor en
forma de basalto fundido, que por efecto de la gravedad cae al fondo
del reactor y desde el cual son extraídos y recogidos en unos
depósitos húmedos diseñados para este fin.
La instalación comprende además unos medios de
enfriamiento del gas de síntesis y a continuación unos medios de
limpieza de dicho gas de síntesis, de manera que los medios de
enfriamiento consisten en un quencher, donde por medio de la
evacuación del agua se produce el enfriamiento de dichos gases de
síntesis, ya que el agua que alimenta el circuito absorbe el calor y
se evapora. En este proceso de enfriamiento se produce además la
separación de las partículas que pudiera contener el gas de
síntesis, separación que se realiza por medio de un separador
ciclónico, a continuación del cual existe un decantador donde son
precisamente recogidas esas partículas.
En cuanto a la limpieza del propio gas de
síntesis, la misma se realiza en unas columnas de lavado de ácidos,
para posteriormente hacerlas pasar a través de unos medios de
electro-filtrado, obteniéndose ya definitivamente el
gas de síntesis limpio para su utilización como combustible en una
planta de generación eléctrica, de manera tal que ese producto
combustible o gas de síntesis antes de entrar en la planta de
generación eléctrica se hace pasar a través de un compresor, y a
continuación de éste una turbina de gas donde tiene lugar la
generación eléctrica, con la particularidad de que los gases de
escape resultantes pueden ser aprovechados para una segunda etapa de
producción eléctrica en una turbina de vapor, previo paso por una
caldera, existiendo una chimenea en comunicación con la caldera para
evacuación de los gases al exterior.
Por consiguiente, mediante el procedimiento e
instalación referidos, se lleva a cabo el tratamiento de residuos
para obtener un gas de síntesis combustible que posteriormente se
utiliza en turbinas de gas para obtener energía eléctrica, con la
particularidad de que los compuestos inorgánicos quedan recogidos en
una matriz vítrea, no lixiviable ni tóxica, con unas propiedades de
dureza y resistencia que la hacen susceptible de ser utilizada en la
fabricación de baldosas y otros componentes de construcción,
mientras que los metales pesados son también fundidos en la matriz
vítrea de basalto, quedando totalmente inertizados.
Es importante destacar el hecho de que en el
proceso de gasificación de acuerdo con el objeto de la invención, el
aporte de oxígeno participa en una cantidad que es exactamente el
50% del oxígeno estequiométrico, de manera que la inyección de
oxígeno en gas natural en cantidades muy controladas permite:
- -
- Conseguir las altas temperaturas superiores a 1.200ºC que descomponen la materia orgánica y la transforman en gas de síntesis capaz de entregar su poder calorífico a la turbina de gas. La composición básica de este gas de síntesis es CO y H_{2}.
- -
- La combinación de las altas temperaturas de mas de 1.200ºC y el tiempo de residencia superior a 2 segundos dentro del reactor, aseguran que todos los componentes orgánicos peligrosos sean destruidos sin posibilidad de volverse a sintetizas, habiéndose previsto que en el interior del reactor tengan lugar tres tipos de reacciones que dan origen al gas de síntesis.
El primer tipo de reacción es el cracking
térmico, en el que las moléculas complejas son disociadas en
moléculas mas ligeras formando gases de hidrocarburos e
hidrógeno.
El segundo tipo de reacción es la de oxidación
parcial, mediante la cual se favorece la formación de monóxido de
carbono necesario para fijar el carbono que se produce en la
disociación molecular. Como consecuencia de estas reacciones también
se produce algo de dióxido de carbono y de agua, de manera que estos
dos últimos compuestos, que resultan normalmente reacciones de
oxidación completa, tienen un efecto negativo sobre el valor
calorífico del gas de síntesis formado, por lo que es indispensable
mantener un control exhaustivo de la cantidad de oxígeno que entra
al reactor para minimizar las reacciones de oxidación completa,
realizándose para ello un análisis continuo del CO que actuará sobre
la correspondiente válvula que introduce el oxígeno en el reactor,
para controlar exactamente la cantidad necesaria en cada momento. A
la temperatura de 1.200ºC existente en el. reactor, es prácticamente
imposible la presencia de CO_{2} por ser un compuesto inestable a
esta temperatura en atmósferas reductoras.
El tercer tipo de reacción corresponde a la
reformación, en la que tiene lugar la ensamblación de elementos
primarios en nuevas moléculas. Por ejemplo, la reacción entre
carbono y agua forma monóxido de carbono e hidrógeno, y al mismo
tiempo el carbono reacciona con el dióxido de carbono para formar
monóxido de carbono. Estas reacciones contribuyen a la formación de
un gas enérgico y a la disminución de los elementos oxidados que
disminuyen el valor calorífico del gas de síntesis.
Como ya se ha dicho con anterioridad, el gas de
síntesis generado en el reactor estará formado principalmente por CO
y H_{2} aunque también contendrá pequeñas cantidades de impurezas,
fundamentalmente en forma de ácido clorhídrico, ácido sulfídrico y
partículas sólidas, componentes éstos que deben ser eliminados
basándose en lavados ácidos y básicos que acondicionan el gas de
síntesis de modo que puede ser utilizado en el sistema de generación
eléctrica en ciclo combinado y que las emisiones estén, en todo
caso, dentro de los límites marcados por la legislación.
El enfriamiento del gas de síntesis a la salida
del reactor, debe realizarse para que aquel se enfríe hasta 90ºC, de
manera que ese enfriamiento brusco limita la posibilidad de que se
produzcan las reacciones de síntesis de dioxinas y furanos presentes
en todos los procesos térmicos. El vapor de agua resultante en el
proceso de enfriamiento se incorpora a la masa del gas de síntesis y
es eliminado en las correspondientes torres de lavado.
Mediante el procedimiento e instalación de la
invención, con excepción de los residuos de muy bajo poder
calorífico, la energía recuperada es siempre superior al equivalente
térmico de la electricidad consumida por el proceso, lo cual
permite comercializar o utilizar parte de la electricidad
generada.
Por último decir que el basalto obtenido,
independientemente al gas de síntesis para la obtención de energía
eléctrica, presenta un grado de lixiviado cinco veces menor que el
correspondiente al vidrio de una botella, cuatro veces menor que el
mármol, dos veces menor que el granito y una vez menor que el pirex,
lo que permite que el basalto pueda ser comercializado en diferentes
sectores, principalmente en la elaboración de baldosas, materiales
de construcción, relleno para carreteras, joyería, etc.
Por lo tanto, todos los
sub-productos obtenidos a partir del tratamiento de
los residuos, presentan una salida comercial que valorizan el propio
residuo, y ello sin ningún tipo de problemas para el medio
ambiente.
Entre las ventajas mas destacables que se
consiguen en base al procedimiento e instalación de la invención,
pueden destacarse las siguientes:
- -
- La ausencia de combustión de los residuos hace que el proceso no genere ninguna emisión contaminante superior a los límites contaminantes establecidos, siendo los contenidos en elementos tóxicos (dioxinas y furanos) muy inferiores a los de otros procesos térmicos convencionales.
- -
- Obtención de tres únicos productos resultantes en la gasificación, cuales son un gas de síntesis con valor energético, un vidrio basáltico inerte, totalmente inocuo, no tóxico y no lixiviable, y unas sales recuperadas de las etapas de enfriamiento y limpieza, que irán a un gestor autorizado.
- -
- Posibilidad de tratar todo tipo de residuos, tanto sólidos como pastosos y líquidos.
- -
- Obtención de componentes de un valor comercial, como es el gas de síntesis para obtener energía eléctrica, y como es el basalto para su utilización como material de construcción y para la elaboración de baldosas, de manera que los ingresos correspondientes de esos valores, mejorarán el rendimiento financiero de la planta o instalación para la puesta en práctica o ejecución del procedimiento de la invención.
Para complementar la descripción que
seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor
comprensión de las características del invento, de acuerdo con un
ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña
como parte integrante de dicha descripción, un único plano en donde
con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
La figura 1.- Muestra una representación
esquemática o diagrama de bloques del procedimiento de la
invención.
Como se puede ver en la figura referida, el
proceso de gasificación de residuos se lleva a efecto mediante un
previo tratamiento de dichos residuos, en una etapa de
pretratamiento (1) del material, en la que a través de cintas
transportadoras (2) los residuos (1') son enviados a un reductor (3)
donde tiene lugar la trituración de los residuos, pasando a
continuación a una etapa de limpieza (4) en la que tiene lugar la
separación de los componentes férricos de los no férricos, contando
para ello con un separador electromagnético (5) y con un separador
no férrico (6), para obtener impurezas férricas (7) y materiales no
férricos (8), respectivamente.
Los residuos son depositados en la cinta o
cintas transportadoras (2) en bolsas que son descargadas desde
respectivos camiones, y que contendrán residuos de muy diversas
clases o tipos, desde residuos municipales hasta aceites, residuos
peligrosos, neumáticos, maderas, hasta residuos hospitalarios.
Una vez triturados son transportados hasta un
sistema o etapa de limpieza (4), en la que tiene lugar, como se
decía con anterioridad, la separación de los productos férricos de
los no férricos, para lo cual existirán unas bandas transportadoras
que hacen pasar el material por el separador electromagnético (5),
donde se eliminan los materiales férricos, y a continuación por un
separador (6) de materiales no férricos.
En esa etapa de pretratamiento (1) de los
residuos, se ha previsto además el almacenamiento del producto
tratado de acuerdo con las fases anteriores, en donde esos productos
tratados, como material o producto combustible, tras su depositado y
almacenamiento en los fosos (9), es alimentado a un reactor de
gasificación (10), previo paso por una tolva de alimentación (11)
como medio de alimentación de los residuos al reactor (10), tolva
(11) donde se deposita el material procedente de los fosos de
almacenamiento (9), por medio de pulpos y una serie de cadenas y
tornillos sin fin compactadores que conducirán el producto
combustible al interior del reactor (10), al que se inyecta oxígeno
(12) y gas natural (13), para conseguir elevar la temperatura por
encima de los 1.200ºC, de manera que esas altas temperaturas
producidas en los residuos provocan una disociación molecular
completa de los compuestos orgánicos, consiguiéndose por fin el gas
de síntesis que es evacuado por la parte superior del reactor (10)
para ser enviado a una etapa de limpieza.
Los compuestos inorgánicos resultantes en el
reactor, se funden y son recogidos en el fondo de dicho reactor
(10), desde cuyo fondo son extraídos y se recogen en depósitos
húmedos (14) diseñados a tal fin.
Para la limpieza de las sustancias contaminantes
e impurezas que conlleva el gas de síntesis obtenido en el reactor
(10), se le somete a una fase de limpieza como se decía con
anterioridad, para lo cual ese gas de síntesis se hace pasar
primeramente por una etapa de enfriamiento (15), en la que tiene
lugar un enfriamiento brusco hasta una temperatura inferior a los
90ºC, lo cual tiene lugar en un enfriador quencher (16), y tras ello
llevar a cabo una separación en un separador ciclónico (17) para la
separación de las partículas respecto del gas de síntesis,
recogiéndose esas impurezas o partículas en un decantador (18).
A continuación el gas de síntesis se hace pasar
a través de una etapa de limpieza (19) propiamente dicha, la cual
comprende unas torres p columnas de lavado (20) con ácidos, a
continuación de la cual dicho gas de síntesis se hace pasar por un
electro-filtro (21) donde se completa su
limpieza.
El agua resultante de las fases de enfriamiento
y limpieza (15 y 19) anteriormente referidas, es recogida en una
planta (22) para el tratamiento y depuración de la misma.
El gas de síntesis tras la etapa de limpieza, es
decir totalmente limpio, se hace pasar a un sistema o planta de
generación eléctrica (23), previo paso por un compresor (24) y en
cuya planta de generación eléctrica (23) existe una turbina de gas
(25), asociado a un generador eléctrico (26), de manera que los
gases de escape pueden ser aprovechados para una segunda etapa de
producción eléctrica en una turbina de vapor (27), previo paso por
una caldera (28), de manera que en esa turbina de vapor (27) tiene
lugar la segunda etapa de generación eléctrica, según el bloque
(29), complementándose esta planta de generación eléctrica con una
chimenea (30) de evacuación de gases al exterior.
Claims (4)
1. Procedimiento de gasificación de residuos,
que teniendo por finalidad el tratamiento y valorización de
cualquier tipo de residuo, ya sea sólido, líquido u otros, se
caracteriza porque comprende las siguientes fases
operativas:
- -
- Pre-tratamiento de los residuos, en el que tiene lugar una trituración de los mismos, así como una separación de los materiales férricos y no férricos, y correspondiente almacenamiento del producto resultante;
- -
- Calentamiento de los residuos pre-tratados en la fase anterior, a una temperatura de, al menos, 1.200ºC, mediante aporte de oxígeno y gas natural;
- -
- Generación de gas de síntesis por disociación molecular completa de los compuestos orgánicos debido a las altas temperaturas.
- -
- Fundición de los compuestos inorgánicos que conllevan los residuos gasificados en la fase anterior, como basalto fundido que es recogido para conseguir componentes utilizables en la construcción;
- -
- Limpieza del gas de síntesis obtenido en el calentamiento de los residuos, previo enfriamiento de dicho gas de síntesis, obteniéndose en ese enfriamiento una separación del propio gas de síntesis y de las partículas que puede contener el mismo, teniendo lugar la recogida de dichas partículas;
- -
- Lavado del gas de síntesis tras la fase de enfriamiento, haciéndose pasar finalmente por un electro-filtro de completación de la limpieza del mismo, siendo este aplicado por último a una planta de generación eléctrica para producir electricidad.
2. Instalación para la gasificación de residuos,
de acuerdo con el procedimiento de la reivindicación 1ª,
caracterizado porque comprende una etapa (1) de
pre-tratamiento de los residuos, en cuya etapa se
incluyen unas cintas transportadoras (2) de introducción de los
residuos hacia un reductor (3) en el que tiene lugar la trituración
de los propios residuos, existiendo a continuación de dicho reductor
(3) un sistema separador (4) que mediante separadores
electromagnéticos (5) y no férricos (6), tiene lugar la separación
de impurezas férricas (7) y materiales no férricos (8);
comprendiendo además dicha etapa de pre-tratamiento
(1) un foso (9) de almacenamiento de los residuos triturados y
exentos de esos materiales e impurezas férricas y no férricas; con
la particularidad de que a continuación de dichos fosos de
almacenamiento se ha previsto una tolva (11) con cintas
transportadoras u otros medios para alimentar los residuos tratados
en la etapa (1) a un reactor (10) en cuyo interior existe una
temperatura superior a los 1.200ºC mediante aportación de oxígeno
(12) y gas natural (13), con la particularidad de que en ese reactor
(10) tiene lugar la gasificación de los compuestos orgánicos,
consiguiéndose un gas de síntesis y partículas correspondientes a
compuestos inorgánicos que se funden y son recogidos en depósitos
húmedos (14) para su posterior utilización en el campo de la
construcción; habiéndose previsto igualmente a continuación del
reactor (10) una etapa de limpieza (19) del gas de síntesis, previo
paso de éste a través de una etapa de enfriamiento (15) que incluye
un enfriador (16) para enfriar el gas de síntesis hasta 90ºC, a
continuación del cual se ha previsto un separador ciclónico (17)
donde las partículas que contiene el gas de síntesis son separadas y
recogidas en un decantador (18) previsto a continuación, incluyendo
la etapa de limpieza (19) unas torres de lavado (20) con ácidos y un
electro-filtro (21) por el que finalmente es pasado
el gas de síntesis, como componentes totalmente limpio, el cual es
susceptible
de aplicarse a una planta de generación eléctrica (23).
de aplicarse a una planta de generación eléctrica (23).
3. Instalación para la gasificación de residuos,
según reivindicación 2, caracterizado porque el agua
resultante en las fases de enfriamiento (15) y de limpieza (19) del
gas de síntesis, es recogida en una planta (22) para tratamiento y
depuración de dicha agua.
4. Instalación para la gasificación de residuos,
según reivindicación 2, caracterizado porque la planta de
generación eléctrica (23) incluye una turbina de gas (25) para
generación eléctrica (26), recibiendo dicha turbina de gas (25) el
gas de síntesis previo paso por un compresor (24); habiéndose
previsto que los gases resultantes de esa turbina de gas se hagan
pasar por una caldera (28) a continuación de la cual se ha previsto
una turbina de vapor (27) mediante la que se consigue la energía
eléctrica (29) en una segunda etapa de generación eléctrica.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201001435A ES2380143B1 (es) | 2010-10-10 | 2010-10-10 | Procedimiento de gasificación de residuos y correspondiente instalación para la ejecución del mismo. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201001435A ES2380143B1 (es) | 2010-10-10 | 2010-10-10 | Procedimiento de gasificación de residuos y correspondiente instalación para la ejecución del mismo. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2380143A1 true ES2380143A1 (es) | 2012-05-09 |
| ES2380143B1 ES2380143B1 (es) | 2013-05-07 |
Family
ID=45974159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201001435A Withdrawn - After Issue ES2380143B1 (es) | 2010-10-10 | 2010-10-10 | Procedimiento de gasificación de residuos y correspondiente instalación para la ejecución del mismo. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2380143B1 (es) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846748A1 (en) * | 1996-12-03 | 1998-06-10 | Ebara Corporation | Method and apparatus for recovering energy from wastes |
| FR2780320A1 (fr) * | 1998-06-24 | 1999-12-31 | Austruy Christiane | Procede de recyclage, de transformation et d'elimination des dechets menagers et industriels banaux, avec production d'energie a partir d'un combustible fabrique avec les dechets tries |
| JP2005298783A (ja) * | 2004-04-09 | 2005-10-27 | Tadayoshi Tomita | 固体廃棄物ガス化発電システム |
| WO2005123285A1 (en) * | 2004-06-17 | 2005-12-29 | Sorain Cecchini Ambiente Sca S.P.A. | Method and system for the recycling of municipal solid wastes, and exploitation of the wasted solid recovery fuel |
| WO2008104058A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-04 | Plasco Energy Group Inc. | Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation |
-
2010
- 2010-10-10 ES ES201001435A patent/ES2380143B1/es not_active Withdrawn - After Issue
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846748A1 (en) * | 1996-12-03 | 1998-06-10 | Ebara Corporation | Method and apparatus for recovering energy from wastes |
| FR2780320A1 (fr) * | 1998-06-24 | 1999-12-31 | Austruy Christiane | Procede de recyclage, de transformation et d'elimination des dechets menagers et industriels banaux, avec production d'energie a partir d'un combustible fabrique avec les dechets tries |
| JP2005298783A (ja) * | 2004-04-09 | 2005-10-27 | Tadayoshi Tomita | 固体廃棄物ガス化発電システム |
| WO2005123285A1 (en) * | 2004-06-17 | 2005-12-29 | Sorain Cecchini Ambiente Sca S.P.A. | Method and system for the recycling of municipal solid wastes, and exploitation of the wasted solid recovery fuel |
| WO2008104058A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-04 | Plasco Energy Group Inc. | Gasification system with processed feedstock/char conversion and gas reformulation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2380143B1 (es) | 2013-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Moustakas et al. | Demonstration plasma gasification/vitrification system for effective hazardous waste treatment | |
| US9874113B2 (en) | System and method for reutilizing CO2 from combusted carbonaceous material | |
| Byun et al. | Thermal plasma gasification of municipal solid waste (MSW) | |
| Moustakas et al. | Solid waste management through the application of thermal methods | |
| JP3723061B2 (ja) | 酸素富化ガスを利用した煙突のない廃棄物の完全資源化処理方法 | |
| Galvagno et al. | Pyrolysis process for treatment of automobile shredder residue: preliminary experimental results | |
| Zhong et al. | Thermal characteristics and fate of heavy metals during thermal treatment of Sedum plumbizincicola, a zinc and cadmium hyperaccumulator | |
| Dai et al. | PCDD/Fs in wet sewage sludge pyrolysis using conventional and microwave heating | |
| JP2014211298A (ja) | 焼却機能並びに溶融機能を同一型炉内に収めた発電機能付焼却溶融一体型テルミット式溶融炉 | |
| CN107952786B (zh) | 一种固体危废的处理方法 | |
| Kumar et al. | Waste management by waste to energy initiatives in India | |
| Zhang et al. | Migration and transformation of sulfur and zinc during high-temperature flue gas pyrolysis of waste tires | |
| Soni et al. | Gasification–a process for energy recovery and disposal of municipal solid waste | |
| Traven | Sustainable energy generation from municipal solid waste: A brief overview of existing technologies | |
| Guo et al. | The fate of As, Pb, Cd, Cr and Mn in a coal during pyrolysis | |
| KR101337495B1 (ko) | 고체 상태 가연성 물질의 열분해장치 | |
| Alsaqoor et al. | Effects of utilization of solid and semi-solid organic waste using pyrolysis techniques | |
| Sujarittam et al. | Thermochemical conversion characteristics of biosolid samples from a wastewater treatment plant in Brisbane, Australia | |
| ES2380143A1 (es) | Procedimiento de gasificación de residuos y correspondiente instalación para la ejecución del mismo. | |
| Lázár et al. | High-temperature gasification of RDF waste and melting of fly ash obtained from the incineration of municipal waste | |
| Lapcik et al. | Possibilities of gasification and pyrolysis technology in branch of energy recovery from waste | |
| Abdibattayeva et al. | Profound thermal treatment of oil waste in heliodevices equipped with concentrated elements | |
| Sajid et al. | Thermal Waste Management Techniques | |
| LAPČÍK | Pyrolysis Technologies and Energy Recovery from Waste in the Czech Republic | |
| RU2295092C2 (ru) | Способ высокотемпературной переработки отходов жизнедеятельности мегаполиса без выброса окиси углерода и углекислого газа в атмосферу |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2380143 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20130507 |
|
| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20131017 |