ES2387145A1

ES2387145A1 - Process of pyrolysis of biomass in two stages with mechanical heater (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES2387145A1
Application number: ES201030622A
Authority: ES
Inventors: Juan Ventura Medina Aguiar
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2012-09-14
Anticipated expiration: 2030-04-28
Also published as: ES2387145B1

Abstract

Biomass pyrolysis process in two stages with mechanical heater. It consists of a two-stage pyrolysis process of residual biomass dissolved in low temperature process oil that allows liquid hydrocarbons to be obtained from biomass, suitable for storage and subsequent use. It has a special design mechanical heater with which the appropriate temperature gradients and ultrasonic cells that are used in a second stage are achieved. To achieve lysis at low temperature, a two-stage process is used, one of rapid heating of a treated biomass mixture and a second stage where a sonochemical reactor, where the lysis is finished with a suitable temperature to minimize the production of gases and solids of the process. The cavitation heater is capable of operating at high temperatures (more than 400ºc), with high performance that prevents the formation of hot spots that can generate carbonaceous residues. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

OBJECT OF THE INVENTION

La Patente de Invención a que se refiere la presente Memoria, se destina a garantizar la explotación y la propiedad exclusivas, en todo el territorio nacional, de un proceso de pirolisis de biomasa en dos etapas con calentador mecánico. The Invention Patent referred to in this Report is intended to guarantee the exclusive exploitation and ownership, throughout the national territory, of a two-stage biomass pyrolysis process with mechanical heater.

CAMPO DE LA INVENCIÓN FIELD OF THE INVENTION

Esta invención tiene su aplicación dentro de necesidades de tratamiento de materiales de origen animal o vegetal (C12S 3/00), con el fin de la transformación de la energía contenida en la biomasa a la forma líquida apta para su This invention has its application within the treatment needs of materials of animal or plant origin (C12S 3/00), in order to transform the energy contained in the biomass into the liquid form suitable for

15 almacenamiento prolongado y posterior utilización para procesos térmicos, generación de electricidad, cogeneración, industria química y cualquier otra aplicación. 15 prolonged storage and subsequent use for thermal processes, electricity generation, cogeneration, chemical industry and any other application.

20 ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN. La pirolisis de biomasa es un proceso conocido y aplicado desde la antigüedad. Dentro de los procesos industriales más conocidos figuran la obtención de carbón de leña en instalaciones tradicionales y la destilación fraccionada de la madera para obtención de productos sólidos, líquidos y gases para síntesis y/o 20 BACKGROUND OF THE INVENTION. Biomass pyrolysis is a process known and applied since ancient times. Among the best known industrial processes include obtaining charcoal in traditional facilities and fractional distillation of wood to obtain solid, liquid and gas products for synthesis and / or

25 combustión. Más reciente es la pirolisis de plásticos y otros polímeros orgánicos, para su aprovechamiento energético en instalaciones de incineración, hornos de cemento y otras aplicaciones como la de producción de hidrocarburos líquidos. 25 combustion More recent is the pyrolysis of plastics and other organic polymers, for their energy use in incineration facilities, cement kilns and other applications such as the production of liquid hydrocarbons.

Con la presente invención se consigue la transformación en hidrocarburos líquidos de la biomasa de origen vegetal que actualmente, en el mejor de los casos, tiene aprovechamientos energéticos bien por la incineración directa o previa peletización para usos indusriales y domesticos. With the present invention, the transformation into liquid hydrocarbons of the biomass of plant origin is achieved, which currently, in the best of cases, has energy uses either by direct incineration or prior pelletization for industrial and domestic uses.

Las ventajas de los combustibles en estado líquido son numerosas. Citaremos entre otras su elevada densidad energética, su manejo mediante tecnologías de uso generalizado, su conservación por largos periodos de tiempo y, sobre todo, la mayor parte de los consumidores tanto industriales, agrícolas, domésticos, transporte y The advantages of liquid fuels are numerous. We will cite among others its high energy density, its management through widespread use technologies, its conservation for long periods of time and, above all, the majority of consumers, both industrial, agricultural, domestic, transportation and

10 automoción se alimentan de combustibles derivados del petróleo y recientemente biodiesel, etanol y sus mezclas. 10 automotive fuels fuels derived from petroleum and recently biodiesel, ethanol and mixtures thereof.

Tiene por tanto enorme interés el transformar la biomasa vegetal en hidrocarburos líquidos para su uso bien directamente o mediante labores posteriores de refino. It is therefore of great interest to transform vegetable biomass into liquid hydrocarbons for use either directly or through subsequent refining work.

15 La transformación se consigue mediante la pirólisis de la biomasa seca y particulada en un proceso de baja temperatura ( menor de 420 ºC) y en estado líquido, disuelta en un carrier (aceite térmico o similar) mediante la aplicación de un gradiente de temperaturas adecuado, primeramente en el propio depósito de dilución, hasta 15 The transformation is achieved by the pyrolysis of dry and particulate biomass in a low temperature process (less than 420 ºC) and in a liquid state, dissolved in a carrier (thermal oil or similar) by applying a suitable temperature gradient , first in the dilution tank itself, up to

20 temperaturas comprendidas entre 170 y 220 ºC, y posteriormente en el calentador mecánico que se describe, donde la temperatura debe ser elevada hasta un máximo de 400 ºC, utilizando para ello la cavitación de alta energía, que se consigue con frecuencias de 15 a 25 Khz., mediante la configuración especial del rotor y de la disposición de entradas y salidas del aparato. Normalmente la temperatura, según 20 temperatures between 170 and 220 ° C, and subsequently in the mechanical heater described, where the temperature must be raised to a maximum of 400 ° C, using high energy cavitation, which is achieved with frequencies of 15 to 25 Khz., Through the special configuration of the rotor and the arrangement of inputs and outputs of the device. Normally the temperature, according to

25 naturaleza de la biomasa, basta con ser elevada hasta el rango de 320 a 350 ºC. En casos extremos por razones de rendimiento y conveniencia de proceso deben ser alcanzados los 400 ºC. Los vapores producidos pasan a ser condensados bien en una única etapa, si se dispone de carrier suficiente como consumible, o bien en dos etapas de condensación, donde además de selectividad en composición de hidrocarburo condensado se consigue garantizar la disponibilidad de carrier para disolución de la biomasa seca. 25 nature of biomass, it is enough to be elevated to the range of 320 to 350 ° C. In extreme cases for reasons of performance and convenience of process should be reached 400 ° C. The produced vapors become condensed either in a single stage, if sufficient carrier is available as a consumable, or in two stages of condensation, where in addition to selectivity in condensed hydrocarbon composition it is possible to guarantee carrier availability for dissolution of the dry biomass

El enriquecimiento en polímeros de elevado punto de ebullición procedentes del Enrichment in high boiling polymers from

5 reflujo del condensador aconseja la instalación de una segunda etapa de cavitación, con control más fino de la temperatura del proceso y donde se añadirá catalizador inorgánico cristalino (compuesto por mezclas de filosilicatos alcalinos naturales con zeolitas artificiales, preferentemente las del tipo A, de elevada acidez) para intensificar la rotura (lisis) catalítica de las macromeléculas hasta tamaños inferiores 5 Condenser reflux advises the installation of a second stage of cavitation, with finer control of the process temperature and where crystalline inorganic catalyst will be added (consisting of mixtures of natural alkaline phyllosilicates with artificial zeolites, preferably those of type A, high acidity) to intensify the catalytic breakage (lysis) of macromolecules to smaller sizes

10 a C30-32. También se acompaña al catalizador sales cálcicas en polvo, para regular el pH en el rango básico y secuestrar otros metales contaminantes contenidos principalmente en los aceites usados. 10 to C30-32. Calcium powder salts are also accompanied to the catalyst, to regulate the pH in the basic range and sequester other contaminating metals contained mainly in the used oils.

Con las dos etapas descritas pueden conseguirse rendimientos de transformación 15 del orden de 2 Kg. de biomasa seca por litro de combustible líquido. With the two stages described, transformation yields of the order of 2 kg of dry biomass per liter of liquid fuel can be achieved.

DESCRIPTION OF THE INVENTION

La presente invención comprende un proceso de pirolisis en dos etapas de biomasa residual a baja temperatura, entendiendo como biomasa a la materia The present invention comprises a two-stage pyrolysis process of residual biomass at low temperature, understood as biomass to the matter

20 orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía siendo el objetivo del invento la obtención de hidrocarburos en estado líquido. Comprende también el calentador mecánico necesario para conseguir los gradientes de temperatura adecuados y con un rendimiento energético optimo. La segunda etapa se lleva a efecto con células ultrasónicas. Organic originating in a biological process, spontaneous or provoked, usable as an energy source, the objective of the invention being to obtain hydrocarbons in a liquid state. It also includes the mechanical heater necessary to achieve adequate temperature gradients and optimum energy efficiency. The second stage is carried out with ultrasonic cells.

25 La consecución de la pirólisis a baja temperatura se fundamenta en un proceso en dos etapas. La primera a su vez diferenciada en dos fases, una primera de calentamiento rápido de una mezcla de harina de biomasa con un fluido de proceso (carrier), en un tanque de dilución, a temperaturas entre 170 y 220 ºC, donde se eliminan los vapores de agua y otros volátiles y una segunda fase en aparato convertidor que se describe en el próximo párrafo, donde se incrementa la temperatura hasta el 80% aproximadamente del valor máximo (420 ºC) mediante un proceso combinado de agitación y cavitación. La cavitación produce localmente altas presiones y temperaturas que intensifican la rotura molecular de los polímeros, 25 The achievement of low temperature pyrolysis is based on a two-stage process. The first in turn differentiated into two phases, a first of rapid heating of a mixture of biomass flour with a process fluid (carrier), in a dilution tank, at temperatures between 170 and 220 ° C, where the vapors are eliminated of water and other volatiles and a second phase in converter apparatus described in the next paragraph, where the temperature is increased to approximately 80% of the maximum value (420 ° C) by a combined stirring and cavitation process. Cavitation produces locally high pressures and temperatures that intensify the molecular breakage of polymers,

5 rindiendo combustibles líquidos de viscosidades en el rango de aceites ligeros, e incluso gasóleo si la condensación se produce en dos etapas y con control del reflujo. 5 rendering liquid fuels of viscosities in the range of light oils, and even diesel if condensation occurs in two stages and with reflux control.

La segunda etapa aplica un reactor sonoquímico compuesto de una o varias células The second stage applies a sonochemical reactor composed of one or more cells

10 ultrasónicas. Se aceleran las reacciones químicas gracias a la energía de las ondas sonoras, donde merced a una o varias células, tanto en serie, paralelo y/o configuración mixta, operando en régimen de 15 a 25 Khz, con posible presencia de catalizadores metálicos, minerales y/o sintéticos, se culmina la lisis molecular con un alto grado de control de la temperatura, minimizando la producción de gases y de 10 ultrasonic The chemical reactions are accelerated thanks to the energy of the sound waves, where thanks to one or several cells, both in series, parallel and / or mixed configuration, operating in regime of 15 to 25 Khz, with possible presence of metallic catalysts, minerals and / or synthetic, molecular lysis is culminated with a high degree of temperature control, minimizing the production of gases and

15 sólidos del proceso. 15 solids of the process.

Si bien la primera componente de la invención es el proceso descrito, la segunda componente es el dispositivo mecánico de calentamiento por cavitación y capaz de operar a elevadas temperaturas (más de 400 ºC). Although the first component of the invention is the process described, the second component is the mechanical cavitation heating device and capable of operating at high temperatures (more than 400 ° C).

20 La transformación energética de energía mecánica a térmica se produce con elevado rendimiento y en el seno del propio fluido de proceso, merced al rozamiento de la agitación y las implosiones de la cavitación, evitando la formación de puntos calientes que puedan generar residuos carbonosos. 20 The energy transformation from mechanical to thermal energy is produced with high performance and within the process fluid itself, thanks to the friction of the agitation and implosions of the cavitation, avoiding the formation of hot spots that can generate carbonaceous residues.

25 El sistema propuesto es válido para aplicaciones en pequeña escala, doméstico, comunitario, agrícola e industrial, como aplicaciones preferentes, o a gran escala en complejos ambientales. Pueden ser incorporados complementariamente a la biomasa otros polímeros orgánicos frecuentes en las explotaciones agrícolas e industriales generadoras de biomasa tales como plásticos, textiles y gomas, preferiblemente no clorados, y aceites usados. Para este supuesto será necesaria la captura de los contaminantes de estos polímeros mediante sales cálcicas, conjuntamente con las cenizas procedentes de la biomasa. 25 The proposed system is valid for small-scale, domestic, community, agricultural and industrial applications, as preferred applications, or large-scale applications in environmental complexes. Other organic polymers frequent in the biomass-generating agricultural and industrial farms such as plastics, textiles and rubber, preferably non-chlorinated, and used oils can be incorporated in addition to the biomass. For this case, it will be necessary to capture the contaminants of these polymers by means of calcium salts, together with the ashes from the biomass.

DESCRIPTION OF THE DRAWINGS.

Para comprender mejor el alcance de esta invención, vamos a describirla sobre los dibujos adjuntos en los que se ha materializado un diseño preferido de la misma dado a título de ejemplo y sin carácter limitativo. To better understand the scope of this invention, we will describe it on the accompanying drawings in which a preferred design of the same given by way of example and without limitation has materialized.

10 En el dibujo 1 se describe el calentador mecánico. En esencia consta de 3 cuerpos. De fuera adentro tenemos primeramente el alojamiento del rodamiento, donde la temperatura es controlada por un circuito externo de aceite, hasta los 120 ºC. Progresando hacia el interior está un segundo cuerpo donde entra el líquido a 10 Drawing 1 describes the mechanical heater. In essence it consists of 3 bodies. From the outside inside we first have the bearing housing, where the temperature is controlled by an external oil circuit, up to 120 ° C. Progressing inward is a second body where the liquid enters

15 calentar, normalmente a temperatura inferior a 220 ºC si se utilizan sellos mecánicos con Vitón como polímero, ( puede ser superior para otros sellos especiales). En la cámara interior se encuentra el rotor, conformado mediante la ejecución de orificios 15 heat, usually at a temperature below 220 ° C if mechanical seals with Viton are used as polymer, (may be higher for other special seals). In the inner chamber is the rotor, formed by the execution of holes

o entallas ( en el dibujo orificios), donde el líquido al progresar hacia la salida sufre una intensa agitación que deriva en cavitación focalizada dentro de los orificios. or notches (in the drawing holes), where the liquid when progressing towards the exit undergoes intense agitation that results in focused cavitation within the holes.

20 Tanto la agitación como la cavitación producen la transformación de la energía mecánica aplicada al rotor en energía térmica, con la garantía de que el punto de máxima temperatura estará en el seno del propio líquido. 20 Both agitation and cavitation produce the transformation of the mechanical energy applied to the rotor into thermal energy, with the guarantee that the maximum temperature point will be within the liquid itself.

La figura 1 muestra una vista en sección del reactor calentador de cavitación y 25 La figura 2 muestra una vista esquemática del invento con los motores. Figure 1 shows a sectional view of the cavitation heater reactor and Figure 2 shows a schematic view of the invention with the motors.

Podemos comprobar que, en los dibujos se distinguen tres compartimentos y en los que el extremo (2) recibe el aceite de lubricación y refrigeración del rodamiento (15) por los conductos abiertos al efecto en el plato (1). El compartimento intermedio (4) constituido por los platos (3) y (7) recibe el fluido a procesar desde el conducto (5) y lo pasa por los orificios (6) del plato (7) hasta el cuerpo central donde se aloja el rotor (8) y el anillo (9) de separación de los dos cuerpos simétricos de la cámara de reacción. El eje (11) tiene 8 entallas, 4 en cada We can verify that, in the drawings, three compartments are distinguished and in which the end (2) receives the lubrication and cooling oil from the bearing (15) through the conduits open for this purpose in the plate (1). The intermediate compartment (4) constituted by the plates (3) and (7) receives the fluid to be processed from the duct (5) and passes it through the holes (6) of the plate (7) to the central body where the rotor (8) and the separation ring (9) of the two symmetrical bodies of the reaction chamber. The shaft (11) has 8 notches, 4 in each

5 lado, para alojar los 6 sellos (12) y los laberintos (14), además del rodamiento (15). El amarre estructural lo producen los espárragos (16) para el cuerpo central (8 uds.) y los (17) para los cuerpos laterales (2x2x8 uds.), tal y como se observa en la fig. 1. Los extremos de los ejes (18) instalan los acoplamientos a motores (19), como se indica en el esquema de accionamiento (fig.2). 5 side, to accommodate the 6 seals (12) and the labyrinths (14), in addition to the bearing (15). The structural tie is produced by the studs (16) for the central body (8 pcs.) And the (17) for the lateral bodies (2x2x8 pcs.), As shown in fig. 1. The ends of the shafts (18) install the motor couplings (19), as indicated in the drive diagram (fig. 2).

10 El material procesado sale por el conducto (10), en cuyo interior existe un tabique divisor que prolonga el anillo (9) de separación de flujos desde ambos lados, que se unirán aguas arriba evitando trasiegos desde una cámara a la otra. 10 The processed material exits through the conduit (10), inside which there is a dividing partition that extends the ring (9) of separation of flows from both sides, which will be joined upstream avoiding racking from one chamber to the other.

PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

15 Como se puede observar en los dibujos, con la configuración descrita, realizada a escala aproximada entre los ejes vertical y horizontal, se consigue un escalonamiento de las presiones y temperaturas, de modo que ambas magnitudes crecen en sentido inverso. 15 As can be seen in the drawings, with the described configuration, carried out at an approximate scale between the vertical and horizontal axes, a staggering of the pressures and temperatures is achieved, so that both magnitudes grow in the opposite direction.

20 La cámara central, de mayor temperatura será la de menor presión, lo que se garantiza tanto con la presión de alimentación hasta (5), como con el ligero vacio producido desde (10). La cámara intermedia (4), recibe el fluido relativamente frio (170 a 220 ºC en esta aplicación para biomasa) y a una presión prácticamente igual a la atmosférica. 20 The central chamber, with a higher temperature, will be the one with the lowest pressure, which is guaranteed both with the supply pressure up to (5), and with the slight vacuum produced from (10). The intermediate chamber (4) receives the relatively cold fluid (170 to 220 ° C in this application for biomass) and at a pressure practically equal to atmospheric.

25 La cámara extrema (2) recibe un aceite limpio y frio (20 a 40 ºC), con presión suficiente para producir un enfriamiento en el extremo del eje que permita al rodamiento operar a temperatura inferior a 120 ºC (máx. 140 ºC). En caso de fuga de algún retén se garantiza que la dirección del fluido es hacia el interior, por lo que el único fallo que puede producir un escape al exterior 25 The end chamber (2) receives a clean and cold oil (20 to 40 ° C), with sufficient pressure to produce a cooling at the end of the shaft that allows the bearing to operate at a temperature below 120 ° C (max. 140 ° C). In case of leakage of a seal, it is guaranteed that the direction of the fluid is inwards, so the only fault that can produce an escape to the outside

será el del sello (12) anexo al rodamiento (13), que será de aceite limpio de contaminantes y en pequeña cantidad. Su reparación será así inmediata, sin necesidad de desmontaje del conjunto del aparato. It will be the seal (12) attached to the bearing (13), which will be of clean oil of contaminants and in small quantity. Its repair will be immediate, without the need to disassemble the device as a whole.

El sello interior (12), cuya avería es la más probable por razón de su mayor The inner seal (12), whose breakdown is the most likely because of its greater

5 temperatura y agresividad del fluido, tiene anexo un laberinto metálico (14) que ante una pérdida de las juntas tóricas del sello limitará la fuga desde la cámara (4) hacia el cuerpo central. Con esto se protege al eje de posible abrasión si el fluido incorpora en suspensión contaminantes sólidos inorgánicos, posibles en la biomasa de origen. 5 temperature and aggressiveness of the fluid, a metallic labyrinth (14) is attached, which, due to a loss of the o-rings of the seal, will limit the leakage from the chamber (4) to the central body. This protects the shaft from possible abrasion if the fluid incorporates inorganic solid contaminants in suspension, possible in the source biomass.

10 Los materiales utilizados para su construcción pueden ser preferentemente, para el eje, aceros de alta resistencia (F-127) o inoxidables (316), aceros St-52 o inoxidable para las partes estacionarias, tornillos de alta resistencia (12.9), sellos cerámicos, laberintos metálicos de aleaciones de cobre y rodamientos convencionales, de bolas y rodillos, con grupo de juego C3 o superior. 10 The materials used for its construction may be, for the shaft, high strength steels (F-127) or stainless (316), St-52 steels or stainless for stationary parts, high strength screws (12.9), seals ceramics, metal labyrinths of copper alloys and conventional ball and roller bearings, with C3 or higher play group.

15 Pueden, según aplicación, disponer de un sistema externo de lubricación y refrigeración, limitando su temperatura entre 120 y 140 ºC, empleando como refrigerante un aceite SAE 10 de baja viscosidad y temperatura de evaporación superior a 140ºC. Se completará con un depósito elevado, con intercambio de calor, produciendo una circulación por bombeo y/o convección del aceite y con una 15 They can, depending on the application, have an external lubrication and cooling system, limiting their temperature between 120 and 140 ° C, using a SAE 10 oil of low viscosity and evaporation temperature greater than 140 ° C as a refrigerant. It will be completed with an elevated tank, with heat exchange, producing a circulation by pumping and / or convection of the oil and with a

20 presión absoluta en el rodamiento de al menos 1,1bar. Como se ha descrito, este cuerpo va atornillado a un segundo cuerpo intermedio, donde se produce la entrada del material a procesar, con temperatura del orden de 170 a 220 ºC, y presión aproximada de 1 bar. 20 absolute pressure in the bearing of at least 1,1bar. As described, this body is screwed to a second intermediate body, where the material to be processed enters, with a temperature of the order of 170 to 220 ° C, and an approximate pressure of 1 bar.

25 En cuanto al rotor, simétrico en relación a cualquier plano bisector, irá dotado de hileras de orificios ciegos dispuestos en dirección radial, si bien con ángulo de inclinación hacia el sentido contrario al de giro, de unos 15 a 20 grados, intensificando así el fenómeno de la cavitación en líquidos viscosos como es el caso. Todas las cámaras y el rotor han previsto los orificios para permitir el paso de un solo eje (18) acoplado con dispositivo dentado al medio acoplamiento del motor (19), permitiendo así absorber la importante dilatación del eje del rotor. 25 As for the rotor, symmetrical in relation to any bisector plane, it will be provided with rows of blind holes arranged in radial direction, although with an inclination angle towards the opposite direction of rotation, of about 15 to 20 degrees, thus intensifying the Cavitation phenomenon in viscous liquids as is the case. All the chambers and the rotor have provided the holes to allow the passage of a single shaft (18) coupled with a toothed device to the half coupling of the motor (19), thus allowing the significant expansion of the rotor shaft to be absorbed.

La posibilidad, no despreciable, de fuga de los sellos es lo que aconseja no The possibility, not negligible, of leaking seals is what advises not

5 introducir el catalizador con el material a calentar, que agravaría aún más el problema con el potencial de abrasión sobre el eje, sellos y anillo de paso del líquido, degradando la fiabilidad del aparato calentador. Véase que el único sello que obligaría a una parada de reparación es el más externo, que opera con aceite limpio y baja temperatura. En este caso, una fuga interior será tolerable dado que se 5 introduce the catalyst with the material to be heated, which would further aggravate the problem with the potential for abrasion on the shaft, seals and ring of the liquid, degrading the reliability of the heating apparatus. See that the only seal that would force a repair stop is the most external, which operates with clean oil and low temperature. In this case, an internal leak will be tolerable given that

10 producirá paso hacia el interior de la cámara de calentamiento. El laberinto dispuesto al efecto limitará éste paso de modo automático, ya que su expansión con la temperatura debe ser inferior a la del eje y tenderá a obturarlo aún más. 10 will produce passage into the heating chamber. The labyrinth provided for this purpose will limit this step automatically, since its expansion with temperature must be lower than that of the axis and will tend to seal it further.

Para los ejes de considerable longitud, como son los empleados para tratar 15 biomasa, se recomienda un doble accionamiento, con electromotores iguales y compensados en cada extremo del eje, girando en el mismo sentido. For shafts of considerable length, such as those used to treat biomass, a double drive is recommended, with equal and compensated electric motors at each end of the shaft, rotating in the same direction.

El invento podrá disponer de un depósito decantador de sólidos-cenizas con entrada desde unidad sonó-química y salida líquida a tanque de salida del calentador mecánico, a condensador los gases y vapores. La salida inferior es para The invention may have a solid-ash decanter tank with input from sonochemical unit and liquid outlet to the output tank of the mechanical heater, to condenser gases and vapors. The bottom output is for

20 los residuos sólidos, incluyendo cenizas, catalizador degradado, sales y la pequeña fracción de coque que se haya podido formar. Otros elementos auxiliares necesarios para la implementación del invento descrito son: Un sistema de venteo de gases, con al menos un electro-ventilador extractor, 25 que genere depresión en los tanques y condensadores. 20 solid waste, including ashes, degraded catalyst, salts and the small fraction of coke that may have formed. Other auxiliary elements necessary for the implementation of the described invention are: A gas venting system, with at least one extractor fan, which generates depression in the tanks and condensers.

Un sistema de control con PLC, sensores y activadores, en función de las variables medidas de caudal de gases no condensables, temperaturas, presiones y pH y variables controladas peso o caudal de alimentación, temperatura a la salida del calentador dinámico por cavitación, caudal de alimentación a células sónicas, A control system with PLC, sensors and activators, depending on the measured variables of non-condensable gas flow, temperatures, pressures and pH and controlled variables weight or feed flow, temperature at the outlet of the dynamic cavitation heater, flow rate sonic cell feeding,

5 5

10 10

15 fifteen

20 twenty: uso doméstico, o varios centenares de Kw. para complejos ambientales ya que la domestic use, or several hundreds of Kw. for environmental complexes since the

diferencia en el proceso de pequeña a gran escala estará en los sistemas de predifference in the process from small to large scale will be in pre systems

tratamiento treatment: y en el fraccionamiento de los condensadores y/o columna de Y in he division from the capacitors I column from

destilación, así como las dimensiones de las distintas partes del sistema, y desde distillation, as well as the dimensions of the different parts of the system, and from

luego, el material empleado then the material used

Claims

1.-Biomass pyrolysis process in two stages with mechanical heater.

characterized by the fact of constituting a biomass pyrolysis process with

temperature controlled and below 420 ºC, in two stages, consisting of a

5 first stage of rapid heating and elimination of gases and water vapor in dilution tank, followed by an increase in temperature in mechanical heater by friction and cavitation, and a second stage of reaction adjustment by means of stationary sonochemical reactors, which can be complemented by an acid catalyst according to nature and state of the feed.

10 2. Biomass pyrolysis process in two stages with mechanical heater, according to the 1st claim, and characterized by having an installation to carry out a pyrolysis process that has a device for heating by friction and cavitation, the latter being preferred, with

15 operating temperatures up to 400 ° C, with at least three bodies with their respective chambers, which achieve inverse pressure and temperature gradients, to avoid risks of leaks and breakdowns.

3.-Two-stage biomass pyrolysis process with mechanical heater,

20 according to the first claim, and characterized in that it consists of an installation for carrying out a pyrolysis process that has a sono-chemical reaction process adjustment device easily reconfigurable in series or parallel of the ultrasound cells ( stationary ultrasonic reactors).

SPANISH OFFICE OF THE PATENTS AND BRAND

Application no .: 201030622

SPAIN

Date of submission of the application: 04.28.2010

Priority Date:

REPORT ON THE STATE OF THE TECHNIQUE

51 Int. Cl.: B01J19 / 10 (2006.01) C10G1 / 00 (2006.01)

RELEVANT DOCUMENTS

Categoría Category: 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas 56 Documents cited Claims Affected

A A To: P. R. GOGATE, ET. AL. “A review of applications of cavitation in biochemical engineering/biotechnology”,Biochemical Engineering Journal 44 (2009) 60-72, puntos 1, 2.1, 3.5 US 6035897 A (KOZYUK OLEG VYACHESLAVOVICH) 14.03.2000, columna 4, líneas 49-63 1-3 1-3 P. R. GOGATE, ET. TO THE. “A review of applications of cavitation in biochemical engineering / biotechnology”, Biochemical Engineering Journal 44 (2009) 60-72, points 1, 2.1, 3.5 US 6035897 A (KOZYUK OLEG VYACHESLAVOVICH) 14.03.2000, column 4, lines 49-63 1-3 1-3

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones □ para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims □ for claims no:

Fecha de realización del informe 24.08.2012 Date of realization of the report 24.08.2012: Examinador I. González Balseyro Página 1/4 Examiner I. González Balseyro Page 1/4

REPORT OF THE STATE OF THE TECHNIQUE

Application number: 201030622

Minimum documentation sought (classification system followed by classification symbols) B01J, C10G Electronic databases consulted during the search (name of the database and, if possible, terms of

search used) INVENES, EPODOC, WPI, TXTUS, TXTEP1, TXTGB1, XPESP, HCAPLUS

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WRITTEN OPINION

Application number: 201030622

Date of Written Opinion: 24.08.2012

Statement

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986): Reivindicaciones Reivindicaciones 1-3 SI NO Claims Claims 1-3 IF NOT

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986): Reivindicaciones Reivindicaciones 1-3 SI NO Claims Claims 1-3 IF NOT

The application is considered to comply with the industrial application requirement. This requirement was evaluated during the formal and technical examination phase of the application (Article 31.2 Law 11/1986).

Opinion Base.-

This opinion has been made on the basis of the patent application as published.

State of the Art Report Page 3/4

WRITTEN OPINION

Application number: 201030622

1. Documents considered.-

The documents belonging to the state of the art taken into consideration for the realization of this opinion are listed below.

Documento Document: Número Publicación o Identificación Fecha Publicación Publication or Identification Number publication date

D01 D01: P. R. GOGATE, ET. AL. “A review of applications of cavitation in biochemical engineering/biotechnology”, Biochemical Engineering Journal 44 (2009) 60-72, puntos 1, 2.1, 3.5 18.10.2008 P. R. GOGATE, ET. TO THE. “A review of applications of cavitation in biochemical engineering / biotechnology”, Biochemical Engineering Journal 44 (2009) 60-72, points 1, 2.1, 3.5 18.10.2008

D02 D02: US 6035897 A (KOZYUK OLEG VYACHESLAVOVICH) 14.03.2000 US 6035897 A (KOZYUK OLEG VYACHESLAVOVICH) 14.03.2000

2. Statement motivated according to articles 29.6 and 29.7 of the Regulations for the execution of Law 11/1986, of March 20, on Patents on novelty and inventive activity; quotes and explanations in support of this statement

The object of the invention is a biomass pyrolysis process, which is carried out at a temperature below 420 ° C in two stages: a first stage of heating in a mechanical heater by friction and cavitation, and a second stage in a reactor stationary sonochemical; as well as the installation to carry out said process.

Document D01 discloses a process that uses cavitation in a sonochemical reactor to carry out a transesterification reaction and obtain biodiesel from vegetable oils.

Document D02 discloses a method and an apparatus for carrying out sonochemical reactions in liquid medium. In said document it is mentioned that the conditions that are reached during cavitation are sufficient for a liquid phase pyrolysis process to take place. (See column 4, lines 49-63).

None of the documents D01-D02 cited or any relevant combination thereof reveals a biomass pyrolysis process that is carried out by a mechanical heater and a stationary sonochemical reactor.

Therefore, it is considered that the invention set forth in claims 1-3 meets the requirements of novelty and inventive activity, as set forth in Articles 6.1 and 8.1 of the Patent Law.

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