ES2402644B1 - Planta procesadora de residuos urbanos e industriales para producción de carburantes mediante reactor termo solar. - Google Patents

Planta procesadora de residuos urbanos e industriales para producción de carburantes mediante reactor termo solar. Download PDF

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Abstract

Planta procesadora de residuos urbanos e industriales para la producción de carburantes mediante reactor termosolar.#La planta abarca como elementos principales un sistema de clasificación selectiva de polímeros mediante un molino triturador, balsas, sinfines (B1 a B8) y norias extractoras (N1 a N3), una novedosa extrusora solar (2) irradiada por un concentrador termosolar semicircular (3) con mecanismo de seguimiento solar con inclinación (4) que transmite eficazmente la radiación y altas temperaturas del concentrador semicircular (3) a la extrusora solar (2) que genera un gel polimérico que alimenta en continuo al reactor (5) para la obtención de combustibles que es calentado principalmente por un concentrador parabólico (6) y complementariamente por otras fuentes de energía.#El reactor (5) es acompañado por una serie de destiladores y tanques acumuladores de combustible.#Finalmente un reactor químico (17) que mediante los residuos del reactor (5) y reactivos químicos produce gases hidrogenados.

Description

PLANTA PROCESADORA DE RESIDUOS URBANOS E INDUSTRIALES PARA PRODUCCIÓN DE CARBURANTES MEDIANTE REACTOR TERMO SOLAR.
5 RESUMEN DE LA INVENCIÓN
Planta procesadora de residuos urbanos e industriales para la producción de carburantes mediante reactor tenno solar.
lOA través de un planteamiento innovador a la hora de considerar sus requerimientos energéticos la planta procesadora de residuos persigue al emplear la energía termo solar un factor diferencial competitivo y único para la obtención rentable de carburantes a partir de residuos sólidos tanto urbanos como industriales diariamente generados. De este modo se pone en valor un factor productivo comúnmente desaprovechado por la
1 S industria en general yel sector del reciclaje en particular.
Se busca igualmente minimizar la huella ambiental que toda industria inevitablemente genera optimizando y combinando autónomamente diversas fuentes para cubrir los requerimientos energéticos del proceso de obtención de combustibles de la planta
20 procesadora de residuos.
Una estudiada operativa a la hora de combinar las diversas materias primas al ser incorporadas a su correspondiente proceso igualmente pone de manifiesto el potencial del modelo de tratamiento de residuos y producción de combustibles.
25 Se expone por tanto una dinámica de racionalización en lo industrial y en lo económico haciendo aflorar recursos subestimados como son básicamente los residuos sólidos y la energía termo solar como un modelo contrapuesto al actual derroche e infrautilización de bienes y recursos a nivel mundial. 30
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene por objeto el tratamiento de los diferentes materiales orgánicos e inorgánicos que se producen como residuo, bien sean domésticos o industriales. La presente planta tiene por objeto el tratamiento de los diferentes residuos que llegan a los vertederos. En su primera fase se separaran los distintos materiales y más tarde estos serán introducidos en los reactores correspondientes. Los plásticos junto con la biomasa serán tratados en su correspondiente reactor, donde la temperatura proporcionada por los captadores termo solares y demás fuentes energéticas alterará por completo su estatismo molecular. Posteriormente en los diferentes tanques acumuladores de combustible se licuarán a la temperatura y presión necesarias, para la obtención de carburantes: gases hidrogenados, hidrocarburos de cadenas moleculares de diverso tamafio, parafinas, aceites pesados y compuestos asfálticos. En el reactor destinado al procesado de desechos metálicos, se realizará una reacción quimica exotérmica que sin necesidad de aporte energético pTOducirá una liberación de hidrógeno.
El método que se propone presenta distintas ventajas. A diferencia de otras plantas de producción de combustible que utilizan como materia prima petróleo o sus derivados, conforme a la presente invención no se necesita una materia prima homogénea como fuente primaria y única, por lo que se pueden emplear prácticamente todos los residuos, tanto orgánicos como inorgánicos producidos por nuestra sociedad.
Por otra parte, gracias al sistema de captación termo solar, no es necesario recurrir al cien por cien de un aporte energético exterior para la producción en planta de los diferentes combustibles.
ESTADO DE LA TÉCNICA
5 \O
Existen distintas plantas para el tratamiento de residuos de los cuales obtener productos combustibles. WO 2004/060587 describe un método y un aparato para la obtención de un combustible sólido a partir de deshechos orgánicos, e incluye un tratamiento biológico del que se obtiene un material con una humedad no superior a un 45%, que posterionnente es secado para su utilización como combustible sólido. DE 19838011 describe un método para la producción de biodiesel a partir del suero de la leche obteniendo aceites simples a partir de los triglicéridos existentes en dicho suero.
15
DE 19637909 divulga un procedimiento para el aprovechamiento de la madera vieja que incluye la extracción de la ligoina, una fermentación alcohólica, y un tratamiento anaerobio del substrato obtenido, siento utilizado el producto residual como fertilizante.
20
ES 2273594 divulga un método para el tratamiento de residuos orgánicos que incluye una previa extracción de los productos inorgánicos y un tratamiento microbiológico del que se obtiene una mezcla de alcoholes y glicerinas que es tratada posteriormente.
25 30
BREVE DESCRIPCION DE WS DmUJOS Con objeto de ilustrar la explicación que va a seguir, adjuntamos a la presente memoria descriptiva cinco hojas de dibujos, en las que cinco figuras representan la esencia de la presente invención, y en la que: La figura (1) muestra una vista general la planta de procesado y producción de combustibles. En la figura (2) se muestra una vista del reactor de polímeros. En la figura (3) se muestra una vista del reactor químico. En la figura (4) se muestra una vista del
concentrador solar. En la figura (5) se muestra una vista del proceso de clasificación de polímeros.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención consiste en una planta procesadora de residuos que mediante diferentes procesos termo catalíticos y apoyándose primordialmente en energía termo solar logra transformar eficazmente los desperdicios heterogéneos que llegan a los vertederos en diversos tipos de combustibles: gases, combustibles líquidos para motores de ciclo Otto. carburantes de mayor densidad susceptibles de ser utilizados en motores diesel y así mismo combustibles de mayor densidad aptos para su utilización en calderas industriales y altos hornos.
Las ventajas de la planta de tratamiento de residuos para su trasformación en carburantes son claras: se proporciona un aprovechamiento a materiales hasta ahora desechables que ya en vertedero carecen de utilidad alguna.
El conjunto de basura mezclada una vez llega al vertedero pasa a una planta de separación selectiva al uso que clasifica los materiales poliméricos, tos metales y la fracción orgánica. Los polímeros entran en el molino triturador (B 1) donde son triturados, posteriormente mediante la cinta transportadora (B2) pasan a la balsa de flotación (83) que contiene agua, donde debido a su densidad se separan el polipropileno y el polietileno, que flotan en superficie y son retirados por la noria extractora (NI), el tomillo sin fin (B4) extrae del fondo de la balsa (B3) el resto de polímeros pasándolos a la balsa (85) que contiene agua con una mezcla de sal al veinte por ciento. La noria extractora (N2) extrae de la superficie el poliestireno. El tornillo sin fin (B6) conduce los polímeros a la balsa (B7) la cual está nena de agua con una concentración del cincuenta por ciento de sal. La noria extractora (N3) extrae de la superficie el polietilentereftelato y el tomillo sin fin (B8) extrae los residuos sobrantes. Los polímeros ya clasificados y la materia orgánica pasan a 1a tolva (1) en la dosificación adecuada para su tratamiento. De la tolva (1) salen por el tornillo sin fin de
la extrusora solar (2) radiada térmicamente por el concentrador termo solar semicircular
(3) que eleva la temperatura a un rango de 200"-300° centígrados transformando así los compuestos poliméricos en un gel. El mecanismo de seguimiento solar con inclinación variable (4) se encarga de mantener el concentrador termo solar semicircular (3) focalizado para captar y proyectar la mayor radiación solar posible. El gel entra en el
reactor de polímeros (5) por la entrada (PI) procediendo a su carga. La temperatura aumenta gracias al ciclo combinado compuesto por: la resistencia eléctrica (P3), los quemadores de parafina o aceites pesados (P9) y las ondas lumínicas luz amplificada (P8) la cual es transmitida por la manguera de fibra óptica (P7) que es potenciada por la lente focal (P6) y que incide en el receptor térmico (P5). Los ladrillos refractarios (P1O) proporcionan el aislamiento ténnico conveniente al reactor (5). La temperatura aumenta hasta entre 4000 y 600° centígrados en su interior. Los gases son expulsados por el conducto de salida (P2) y una vez concluido el proceso los residuos salen por el conducto (p4). El concentrador termo solar parabólico (6) capta la radiación solar en la sección rellectante (8 1) concentrándolo en la lente focal (82) que introduce las ondas lumínicas amplificadas antes referidas en la manguera de fibra óptica (s3) transportando a través de la misma dicho rayo hasta el receptor térmico (P5) que transmite el calor al reactor de polímeros (5). El gas sale del reactor (5) por la salida (P2), continúa por la tubería de condensación de vapor (7) y pasa al tanque de condensación (8) en el que se depositan los combustibles más densos como son las parafinas. Los combustibles algo más ligeros como los aceites pesados quedan depositados en el tanque (9) y los carburantes similares a la gasolina quedarán depositados en el tanque (10). Finalmente los gases llegan a través de la tubería (12) y quedan almacenados gracias al compresor
(13) en el tanque (11). Los residuos que salen del reactor (5) por la salida (P4) pasa por la tubería (16) hasta llegar a la entrada de de carga (Ql) por la que entra al reactor químico (17) al que le
sigue el depósito de residuos pulverizados (18). Una vez en el interior se añaden los reactivos químicos por la tubería de entrada (Q2). Se acciona el sistema de licuación
(QS) que mueve las palas imantadas (Q6) gracias al anillo giratorio portador de los
imanes de neodimio (Q7) accionado por el motor eléctrico (Q8). Los gases
hidrogenados son expulsados por la tuberia de gas (Q3) y pasan al tanque de almacenamiento (19) pudiendo asi acceder bien a la pila de combustible (20) o al
motogenerador por gas (21) para producir por ambas vías energía eléctrica. El residuo que se expulsa por la válvula extractora (Q4) es conducido a su correspondiente
depósito (18).
s

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Planta procesadora de residuos urbauos e industriale! para producción de carburantes mediante reactor termo solar, uraeterizada por: comprender un sistema de clasificación selectiva de polímeros, una extrusora solar (2) generadora de un gel polimérico que alimenta al reactor (5) de polímeros para la obtención de combustibles que es calentado principalmente por un concentrador parabólico (6) y finalmente un reactor qlÚmico (17) para la obtención de gases hidrogenados. '
  2. 2.-Planta procesadora de residuos urbanos e industriales para producción de carburantes mediante reactor termo solar, según reivindicación 1, caracterizada por: integrar un sistema de clasificación optimizada y específica de familias de materias primas poliméricas que consta de un molino triturador (81), baJsas (B3), (B5), (B7), sinfines extractores (B2), (B4), (B6), (B8) Y norias extractoras (NI), (N2) Y (N3).
  3. 3.-Planta procesadora de residuos urbanos e industriales para producción de carburantes mediante reactor termo solar según la reivindicaci6n 1 caracterizada por: incorporar una extrusora solar (2) irradiada por un concentrador termo solar semicircular (3) guiado por un mecanismo de seguimiento solar con inclinación (4) que así permite transmitir con eficacia la radiación y altas temperaturas del concentrador semicircular (3) a la extrusora solar (2) la cual genera un gel de polimeros que es encaminado al reivindicado reactor (5).
  4. 4.. Planta procesadora de residuos urbanos e industriales para producci6n de carburantes mediante reactor tenno solar según la reivindicación t caracterizada por: canalizar la radiación solar mediante un concentrador termo solar parabólico (6), focal izar dicha radiación mediante una lente (S2) y transportar el rayo de luz amplificado (P8) a través de una manguera de fibra óptica (S3) en cuyo extremo se integra una lente focal (P6) que transmite el rayo de luz amplificado (P8) al receptor térmico (P5) que calienta el reactor de polímeros (5) junto a las fuentes complementarias: resistencia eléctrica (P3) y quemadores de gas o parafina (P9)
  5. 5.- Planta procesadora de residuos urbanos e industriales para producción de
    5 carburantes mediante reactor termo solar según la reivindicación 1 car~cterizad. por: contener un reactor quimico (17) que emplea como materiales de base para la reacción química productora de gases hidrogenados los residuos del reactor de polímeros (5).
    10 6.-Planta procesadora de residuos urbanos e industriales para producción de carburantes mediante reactor termo solar según la reivinditación 1 caracterizada por: transformar el gas hidrógeno acumulado en el tanque (19) para producir energía eléctrica limpía mediante pila de combustible (20).
    15 ~.-Planta procesadora de residuos urbanos e industriales para producción de carburantes mediante reactor termo solar según la reivindicación 1 caracterizada por: integrar un sistema licuador (Q5) movido mediante un anillo giratorio con imanes de neodimio (Q7), que potencia y mejora la reacción.
    20 8.~ Planta procesadora de residuos urbanos e industriales para producción de carburantes mediante reactor termo solar según la reivindicación 1 caracterizada por: funcionar en modo continuo mediante la reivindicada extrusora solar (2) que aporta de manera constante y no en lotes el material al reactor (5) desarrollando el proceso sin interrupciones ni nuevas cargas.
    25 9.~ Planta procesadora de residuos urbanos e industriales para producción de carburantes mediante reactor termo solar según la reivindicación 1 caracterizada por: emplear diversas fuentes de energía complementarias para el calentamiento del reactor de polímeros (5) • principalmente la termo solar mediante el reivindicado
    30 concentrador parabólico (6), eléctrica mediante la resistencia (P3) y a modo de .retro
    alimentación mediante el consumo de una fracción de la propia producción de combustibles mediante los quemadores de gas o parafina (P9).
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