ES2589765T3 - Molino para triturar basura - Google Patents

Abstract

Molino (20) para triturar basura (R), que comprende: al menos una cámara (22) de trituración definida por una pared (24) lateral y por un suelo (26), y al menos dos rotores (301, 302) que pueden girar alrededor de ejes X1 y X2 sustancialmente verticales, respectivos, en el que cada uno de los rotores (301, 302) comprende un cubo (32) y una pluralidad de cadenas (34) conectadas al cubo (32) y diseñadas, durante la rotación del rotor (30), para barrer parte de la cámara (22) de trituración, caracterizado por que el molino (20) comprende además al menos una trampilla (42) para permitir la retirada periódica de los cuerpos no triturables y en el que la retira de los cuerpos no triturables es realizada por medio de la apertura automática de la trampilla (42).

Description

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DESCRIPCION

Molino para triturar basura

La presente invention se refiere a un molino para triturar basura, en particular, para la trituration fina de residuos solidos urbanos (RSU), residuos industrials, residuos especiales y residuos procesables de manera similar, para los propositos de conversion en combustible derivado de residuos (CDR) o combustible solido secundario. La invencion se refiere tambien a una planta para reciclar energfa a partir de residuos.

El area de aplicacion preferida de la invencion es el de la trituracion de residuos solidos urbanos, a la cual se hara una amplia referencia durante la description siguiente, sin excluir por ello otras posibles aplicaciones que tienen requisitos similares.

En conexion con el tratamiento de residuos, se conocen una serie de diferentes aparatos de trituracion, que se describen brevemente mas adelante en algunas de sus caractensticas esenciales.

Un primer tipo de planta es el descrito en la patente italiana IT1317056. Esta planta ha sido disenada con el fin de implementar un procedimiento de tratamiento de residuos relativamente complejo. Por lo tanto, se caracteriza por una sucesion de aparatos, cada uno de los cuales esta disenado para realizar una funcion espedfica en el marco del procedimiento global. En esta planta, los residuos solidos urbanos (RSU) son convertidos en lo que se denomina combustible derivado de residuos o CDR.

Este tipo de planta conocido, aunque muy apreciado debido a la calidad del producto terminado, no carece de desventajas.

Una primera serie de desventajas consiste en aquellas asociadas con la complejidad y, por lo tanto, con la naturaleza delicada del procedimiento de tratamiento de residuos. En particular, un punto debil de la planta ha sido identificado en el molino de cuchillas en contra-rotation, cuyo funcionamiento se ve afectado o es prevenido facilmente por el material que es diffcil de triturar. Durante el tratamiento de los residuos solidos urbanos, a pesar de la reciente legislation cuyo objetivo es garantizar el reciclado o la elimination alternativa de los residuos especiales, no es posible excluir la presencia de cuerpos que tienen una estructura muy fuerte, tfpicamente cuerpos minerales o metalicos que son no magneticos (y por lo tanto no pueden ser eliminados por los dispositivos situados normalmente aguas arriba de la etapa de trituracion, tales como los denominados separadores de metal). La presencia de dichos cuerpos previene el funcionamiento correcto del molino de cuchillas en contra-rotacion y, por lo tanto, de toda la planta descrita en el documento IT 1317056. Por lo tanto, siempre que se produce dicho un evento, es necesario detener toda la planta y el personal de mantenimiento debe intervenir para retirar los cuerpos que no pueden sertriturados.

Una segunda serie de desventajas asociadas con este tipo de plantas es la del consumo total de energfa requerido para toda la operation de procesamiento. Este consumo de energfa puede ser cuantificado en una cifra de mas de 250 kW por cada tonelada de residuos tratados. Esta cifra es relativamente alta, en particular en vista del hecho de que es necesario anadir la energfa adicional necesaria para eliminar, antes de cargar la maquina, todos aquellos elementos que puedan ocasionar problemas (tfpicamente masas metalicas y minerales de cualquier tamano) y, finalmente, reducir el tamano de partfcula del material. El CDR descargado desde la planta esta compuesto, de hecho, de partes que tienen un tamano de partfcula en la region de 25-30 mm, que es demasiado grande para el abastecimiento directo de combustible de un quemador si el CDR no se combina con una cantidad mayor de otro combustible, tfpicamente un combustible fosil. Tal como estan las cosas en la actualidad, por lo tanto, el CDR producido por las plantas de tipo conocido, para poder asegurar una combustion eficaz, debe ser usado en cantidades de entre el 25% y el 35%. De manera alternativa, el tamano de dicho CDR podna reducirse adicionalmente para conseguir un tamano de partfcula de aproximadamente 5-10 mm, con un aumento adicional en el consumo de energfa, reduciendo adicionalmente de esta manera la eficiencia energetica global del procedimiento de procesamiento.

Ademas de las desventajas indicadas anteriormente, se ha encontrado una desventaja adicional: la presencia en el RSU de cuerpos que no pueden ser triturados resulta en el uso de una gran cantidad de energfa mecanica que, cuando se prolonga en el tiempo hasta la eliminacion de dichos cuerpos no triturados, resulta en un aumento local de la temperatura. Dentro de la masa de RSU que esta siendo procesada, que en su conjunto permanece a una temperatura proxima a la temperatura ambiente, algunos puntos pueden alcanzar por lo tanto temperaturas que son mucho mas altas, incluso del orden de cientos de grados Celsius. Estas temperaturas pueden producir facilmente un ablandamiento de las fracciones de polnriero presentes en el RSU y, con el tiempo, la obstruction de las rejillas de salida para los residuos triturados.

Un segundo tipo de planta conocido es el descrito en el documento de patente EP2062645A1. Esta planta ha sido desarrollada espeaficamente para el tratamiento de los denominados residuos de aparatos electricos y electronicos (RAEE). Comprende un molino que consiste en una camara de trituracion dentro de la cual funciona un rotor. El rotor comprende un cubo al que se conectan algunas cadenas. La rotacion del cubo causa la rotacion de las cadenas que, sometidas a la fuerza centnfuga, se disponen radialmente y barren la camara de trituracion. El RAEE, introducido desde

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arriba, es golpeado por las cadenas y es sometido a una serie de impactos y movimientos de rebote que hacen que se rompa gradualmente.

El uso de este tipo de molino ha demostrado ser relativamente eficaz solo en conexion con el RAEE para el que ha sido disenado. Generalmente, este tipo de residuos tiene una estructura bastante ngida que, por lo tanto, da lugar a colisiones elasticas y, tras impactos mas violentos, a fracturas elasticas-quebradizas que absorben una baja cantidad de energfa de deformacion. Debido a estas caractensticas del RAEE, en un corto penodo de tiempo se producen un gran numero de golpes e impactos, resultando en una rotura eficiente del material a un tamano de partfcula aceptable.

Sin embargo, el uso de este tipo de molino no ha probado ser adecuado para otros tipos de residuos, tfpicamente RSU y residuos procesables de manera similar (denominados en general mas adelante como RSU en breve). De hecho, dichos residuos tienen una estructura que, aunque no puede definirse facilmente, en general tiene un comportamiento muy diferente con relacion a los impactos, en comparacion con el RAEE. De hecho, la masa de RSU tiene un comportamiento elasto-plastico o incluso un comportamiento visco-plastico cuando hay una fraccion humeda significativa. Dicho comportamiento resulta en colisiones que son en su mayona inelasticas y que absorben una gran cantidad de energfa de deformacion. En otras palabras, el RSU, introducido desde arriba al molino, es golpeado por las cadenas y, sin ninguna accion de rebote, se adhiere a las mismas y simplemente empieza a girar. Los efectos primarios generales de este comportamiento del RSU consisten en largos tiempos de permanencia en el interior de la camara de trituracion y alto consumo de energfa debido al proceso de fragmentacion que se consigue por medio de la rotura sucesiva producida por la friccion. Junto a estas desventajas, hay al menos otra desventaja resultante de la misma. El largo tiempo de permanencia del RSM en el interior de la camara de trituracion y la gran cantidad de energfa mecanica absorbida por el mismo resulta en un aumento general de la temperatura de la masa que esta siendo procesada. Este aumento de temperatura puede resultar facilmente en un ablandamiento de las fracciones de polfmero presentes en el RSU y, en este caso tambien, en la obstruccion de las rejillas de salida para los residuos triturados.

El documento US 3606265 describe un aparato de fragmentacion de residuos que comprende dos rotores, que pueden estar equipados con cadenas.

Por lo tanto, el objeto de la presente invencion es superar al menos parcialmente las desventajas indicadas anteriormente con referencia a la tecnica anterior.

En particular, una tarea de la presente invencion es proporcionar un molino adecuado para triturar los diferentes tipos de residuos.

Otra tarea de la presente invencion es proporcionar un molino que tenga una alta eficiencia energetica.

Otra tarea de la presente invencion es proporcionar un molino con una estructura simple.

Otra tarea de la presente invencion es proporcionar un molino que permita una reduccion en el contenido bacteriano presente en la masa tratada dentro del mismo.

Otra tarea de la presente invencion es proporcionar una planta que permita un reciclaje facil y eficiente de energfa a partir de los residuos, en particular del RSU.

El objeto y las tareas indicados anteriormente se consiguen mediante un molino segun la reivindicacion 1 y mediante una planta segun la reivindicacion 13.

Los rasgos caractensticos y otras ventajas de la invencion emergeran a partir de la descripcion proporcionada a continuacion de una serie de ejemplos de realizacion, proporcionados a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- La Figura 1 muestra una vista en planta de un molino segun la invencion;

- La Figura 2 muestra una vista lateral de un molino similar al de la Figura 1, donde, en aras de una mayor claridad, se ha eliminado parte de la pared lateral;

- La Figura 3 muestra esquematicamente una vista en planta de otra realizacion del molino segun la invencion;

- La Figura 4 muestra esquematicamente una vista en planta de otra realizacion del molino segun la invencion;

- La Figura 5 muestra esquematicamente una vista en planta de otra realizacion del molino segun la invencion;

- La Figura 6 muestra esquematicamente una vista en planta de otra realizacion del molino segun la invencion;

- La Figura 7 muestra una vista en planta de un molino similar al mostrado en la Figura 1;

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La Figura 8 muestra una vista en planta de un molino similar al de la Figura 1 esquematicamente un primer modo de funcionamiento de la invencion;

en la que se ilustra

La Figura 9 muestra una vista en planta de un molino similar al de la Figura 1 esquematicamente un segundo modo de funcionamiento de la invencion;

en la que se ilustra

Las Figuras 10.a a 10.f muestran esquematicamente una serie de realizaciones del detalle indicado por X en la Figura 2;

La Figura 11 muestra una vista en planta de un molino similar al de la Figura 1 con algunas partes mostradas semi-transparentes;

La Figura 12 muestra una vista en planta de un molino similar al de la Figura 3 con algunas partes mostradas semi-transparentes;

La Figura 13 muestra una vista en seccion transversal a lo largo de la lmea XIN-XIN de la Figura 12; y

- La Figura 14 muestra una vista axonometrica de un molino similar al de la Figura 11, donde, en aras de una

mayor claridad, se han eliminado algunas partes accesorias.

Con referencia a las figuras adjuntas, un molino para triturar residuos o basura R se indica, en su conjunto, mediante 20.

El molino 20 comprende al menos una camara 22 de trituracion definida por una pared 24 lateral y un suelo 26. El molino 20 comprende tambien al menos dos rotores 301 y 302 que pueden girar alrededor de los ejes X1 y X2 sustancialmente verticales respectivos. Cada uno de los rotores 30 comprende un cubo 32 y una pluralidad de cadenas 34 conectadas al cubo 32 y disenadas para barrer parte de la camara 22 de trituracion durante la rotacion del rotor 30.

Tal como ya se ha indicado anteriormente, cada uno de los rotores 30 del molino 20 segun la invencion define un eje X de rotacion espedfico. En la presente descripcion, se han adoptado algunas convenciones, tal como se indica a continuacion. Se entiende que "axial" significa la direccion de cualquier lmea recta paralela al eje X. Se entiende que "radial" significa la direccion de cualquier semi-recta que tiene su origen en el eje X y es perpendicular al mismo. Se entiende que "circunferencial" (o "tangencial") significa la direccion de cualquier (lmea recta tangente a una) circunferencia centrada en el eje X y dispuesta en un plano perpendicular al mismo.

El molino 20 es sometido tambien a la aceleracion de la gravedad indicada en la Figura 2 por el vector g. La descripcion siguiente se refiere, excepto cuando se indique espedficamente lo contrario, al molino 20 en la configuracion de trabajo, es decir, los conceptos vertical, horizontal, alto, bajo, etc., comunes se definen espedficamente con referencia a la aceleracion de la gravedad g.

Tal como puede observarse en las Figuras adjuntas (en particular, las Figuras 2 y 7), la camara 22 de trituracion tiene internamente un numero de volumenes 28 de trituracion que corresponden al numero de rotores 30 presentes en el molino 20. El volumen 28 de trituracion de un rotor 30 espedfico se define aqrn como el volumen, incluido dentro de la camara 22 de trituracion, definido mediante una interpolacion axial de las circunferencias dentro de las cuales giran las cadenas 34 de ese rotor 30 espedfico. Por su naturaleza, este volumen se caracteriza por una simetrfa de rotacion alrededor del eje X respectivo. Segun las realizaciones mostradas en las Figuras adjuntas, todas las cadenas 34 de un rotor 30 individual tienen una longitud identica y por lo tanto los volumenes 28 de trituracion asumen la forma de cilindros circulares rectos.

Segun otras realizaciones (no mostradas), dichos volumenes asumen otras formas que se considera que son adecuadas para gestionar el flujo de los residuos R en el interior del molino 20.

Segun algunas realizaciones del molino 20, los volumenes 28 de trituracion de los rotores 30 estan separados unos de otros.

Segun las realizaciones mostradas en las Figuras 1, 3, 4 y 6 a 9 adjuntas, la camara 22 de trituracion se obtiene a partir de la suma neta de los volumenes 28 de trituracion de los rotores 30 individuales. En otras palabras, no hay ninguna parte del area en planta de la camara 22 de trituracion que no este incluida dentro de uno de los volumenes 28 de trituracion y que, por lo tanto, no se vea afectada por la rotacion de al menos una cadena 34.

Segun estas realizaciones, la pared 24 lateral esta conformada, por lo tanto, de manera que siga con precision el perfil de los volumenes 28 de trituracion y, por lo tanto, el de la camara 22 de trituracion. Puede observarse como en las figuras adjuntas, en aras de una mayor claridad, se muestra una distancia relativamente grande entre los extremos radiales de las cadenas 34 y la pared 24 lateral. En realidad, esta distancia es marcadamente mas pequena. De manera similar, en las Figuras 2 y 7 adjuntas, en aras de una mayor claridad, se muestra una distancia relativamente grande entre el volumen 28 de trituracion y la pared 24 lateral que sigue su perfil. En realidad, esta distancia es marcadamente mas pequena.

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Segun la realization mostrada en la Figura 5, en cambio, la camara 22 de trituration se obtiene de la suma de los volumenes 28 de trituracion de los tres rotores 30 mas un numero de volumenes de conexion. En otras palabras hay algunas partes del area en planta de la camara 22 de trituracion que no estan incluidas dentro de ninguno de los volumenes 28 de trituracion y que, por lo tanto, no se ven afectados por la rotation de una cadena 34. De hecho, tal como puede observarse, los volumenes 28 de trituracion del molino en la Figura 5 son totalmente identicos a los del molino 20 mostrado en la Figura 4, mientras que las camaras 22 de trituracion respectivas son diferentes. Mientras que la camara 22 de trituracion del molino 20 en la Figura 4 tiene un area en planta que consiste en tres lobulos que siguen los volumenes 28 de trituracion, la camara 22 de trituracion del molino 20 segun la Figura 5 tiene un area en planta circular, mas grande que la anterior.

Tal como puede observarse, en las Figuras 4 a 6 adjuntas, la camara 22 de trituracion tiene internamente un numero de obstaculos 46. Estos obstaculos 46 llenan los espacios de las camaras 22 de trituracion que no pertenecen a ninguno de los volumenes de trituracion. Puede considerarse que forman una continuation ideal de la pared 24 lateral. La presencia de los obstaculos 46 tiene una funcion doble. En primer lugar, los obstaculos previenen la acumulacion de masas de residuos en puntos en la camara 22 de trituracion que no son alcanzados por ninguna cadena 34. La acumulacion y la consiguiente presencia de residuos R que no estan sometidos a la action de las cadenas 34 resultarfan en una reduction global de la eficiencia del proceso. Ademas, los obstaculos 46 ofrecen superficies y bordes adicionales adecuados para generar los impactos necesarios para romper los residuos R.

Segun ciertas realizaciones, los ejes X de rotacion de los rotores 30 estan fijados, cada uno con respecto al otro y con respecto a las paredes 24 de la camara 22 de trituracion. En otras palabras, la distancia interaxial entre dos rotores 30i y 302 de un mismo molino 20 es fija; por lo tanto los ejes Xi y X2 de los dos rotores 30i y 302 no pueden ser movidos uno hacia el otro o uno lejos del otro.

Segun las realizaciones mostradas en las figuras adjuntas, la pared 24 lateral es sustancialmente vertical y tiene una forma cilmdrica, al menos a lo largo de secciones, mientras que el suelo 26 es sustancialmente horizontal. Segun otras posibles realizaciones, por ejemplo, la pared 24 lateral podrfa estar inclinada de manera que tenga una configuration conica a lo largo de secciones. Esta solution podrfa ser util, por ejemplo, para tener en cuenta las formas espedficas elegidas durante la etapa de diseno para los volumenes 28 de trituracion de los rotores 30. Ademas, el suelo 26 podrfa no ser plano, podrfa ser no horizontal o podrfa no ser plano ni horizontal. El suelo podrfa tener, por ejemplo una configuracion inclinada, aunque solo sea a lo largo de secciones. Esta solucion podrfa ser util en condiciones particulares para facilitar la expulsion de ciertas fracciones de los residuos R que estan siendo procesados en el interior del molino 20.

Tal como puede entenderse a partir de las figuras adjuntas, en el interior de cada molino 20, los volumenes 28 de trituracion de los diversos rotores 30 son adyacentes entre sf en pares, definiendo una zona 38 de tangencia a traves de la cual los dos volumenes 28 se comunican entre sf. En otras palabras, en las zonas 38 de tangencia no hay ningun obstaculo fijo que se oponga al paso de material a partir desde el volumen 28i de trituracion de un rotor 30i al volumen 282 de trituracion del rotor 302 adyacente.

A la luz de los comentarios anteriores y con referencia particular a las Figuras 8 y 9, a continuacion se describe en detalle el principio de funcionamiento del molino 20 segun la invention. El residuo R introducido desde arriba al molino 20 cae por medio de la gravedad y de una manera mas o menos aleatoria entra en contacto con las cadenas 34 de los rotores 30. Tal como ya se ha descrito con relation a la tecnica anterior, en general el RSU se comporta caracterfsticamente de manera que causa la generation de colisiones sustancialmente inelasticas. Como resultado, despues de unos pocos impactos debidos al paso de los residuos a traves de los niveles de rotacion de las diversas cadenas 34, el propio residuo termina en el suelo 26 y siendo accionado de manera giratoria por la cadena 34 mas baja. Sin embargo, a diferencia de lo que ocurre en molinos del tipo conocido, los residuos que empiezan a girar en el interior del molino 20 segun la invencion son sometidos a una serie adicional de impactos que los reducen rapidamente al tamano de parrfcula deseado. El movimiento de rotacion de las cadenas 34 imparte una alta velocidad circunferencial a los residuos R y, por consiguiente, los somete a una elevada aceleracion centrffuga. Esto significa que cualquier residuo que comienza a girar junto con una cadena 34 se adhiere a la pared 24 lateral y es transportado a lo largo de la misma en la direction circunferencial hasta la zona 38 de tangencia, donde la pared 24 lateral sigue una trayectoria diferente de la del volumen 28 de trituracion.

En este punto, pueden ocurrir dos fenomenos diferentes dependiendo de si la rotacion de los dos rotores 30 adyacentes es en la misma direccion o en direcciones diferentes.

Con referencia espetifica a la Figura 8, se describe a continuacion el efecto que se produce en la zona 38 de tangencia entre dos rotores 30 adyacentes que giran en la misma direccion. En esta situation, los residuos girados por el rotor de la derecha y los residuos girados por el rotor de la izquierda entran en contacto entre sf. De hecho, la aceleracion centrffuga que actua sobre ambos tiende a hacer que se muevan unos hacia los otros. El impacto entre dichos residuos se produce a una velocidad relativa muy alta definida por la suma de las velocidades tangenciales de los residuos propulsados desde el lado derecho y el lado izquierdo. Estas velocidades son similares en terminos de modulo, pero tienen una direccion opuesta. El efecto de estos impactos es el de causar una trituracion rapida de los residuos R, La eficacia de esta accion

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puede ser ayudada por la presencia esporadica, en el interior de la masa de residuos R a ser tratada, de cuerpos que no pueden ser triturados. De hecho, estos cuerpos mantienen una gran capacidad de impacto contra otros residuos, provocando la rotura de los mismos.

Con referencia espedfica a la Figura 9, se describe a continuacion el efecto que se produce en la zona 38 de tangencia entre dos rotores 30 adyacentes que giran en la direccion opuesta. En esta situacion, los residuos girados por el rotor de la derecha y los residuos girados por el rotor de la izquierda entran en contacto entre st De hecho, la aceleracion centnfuga que actua sobre ambos tiende a hacer que se muevan unos hacia los otros. El impacto se produce entre los residuos y el borde de la esquina definida por la pared 24 lateral. De hecho, las velocidades tangenciales de los residuos propulsados desde el lado derecho y el lado izquierdo tienen el mismo modulo y la misma direccion. En este caso tambien, el efecto de estos impactos es el de causar una trituracion rapida de los residuos. En este caso tambien, la eficacia de esta accion puede ser ayudada por la presencia esporadica, en el interior de la masa de residuos R a ser tratada, de cuerpos que no pueden ser triturados. De hecho, estos cuerpos mantienen una gran capacidad de impacto contra otros residuos, causando la rotura de los mismos contra el borde de la esquina.

Segun una realizacion, la velocidad tangencial de los extremos de las cadenas 34 es igual a aproximadamente 270 km/h ± 30%, por lo tanto, la velocidad tangencial vana entre aproximadamente 190 km/h y aproximadamente 350 km/h.

En vista de los valores anteriores, el impacto que se produce entre los residuos en el interior de un molino, tal como el mostrado esquematicamente en la Figura 8, se produce a una velocidad relativa de aproximadamente 540 km/h ± 30%, definida por la suma de las velocidades tangenciales de los residuos propulsados desde el lado derecho y el lado izquierdo; por lo tanto, la velocidad de los impactos vana entre aproximadamente 380 km/h y aproximadamente 700 km/h.

Segun algunas realizaciones de la invencion, las cadenas 34 pueden estar presentes en un numero diferente y pueden tener formas, tamanos y pesos diferentes. Las Figuras 1 a 6 muestran solo rotores con cuatro cadenas 34 en los que se usa un solo tipo de cadena. Por el contrario, la Figura 7 muestra de manera esquematica una serie de posibles variantes de las cadenas 34. El rotor de la izquierda usa seis cadenas, mientras que la cadena de la derecha usa ocho cadenas. Evidentemente, es posible usar diferentes numeros de cadenas. Tal como puede comprender facilmente la persona con conocimientos en la materia, una consideracion que surge durante la eleccion del numero de cadenas 34 para cada rotor 30 es la de equilibrar el rotor durante la rotacion para prevenir en la medida de lo posible la generacion de vibraciones que pueden ser molestas o incluso pueden dar lugar una resonancia estructural.

El rotor de la izquierda en la Figura 7 comprende tambien dos cadenas provistas de martillos 36 de extremo. Esta solucion puede ser particularmente util si el peso de la cadena 34 debe aumentarse sin aumentar excesivamente el tamano de los eslabones. De esta manera, pueden aumentarse las caractensticas de inercia con relacion a la capacidad de impacto sobre la masa de residuos R y la extension durante la rotacion, sin prescindir de la flexibilidad intermedia.

En comparacion con las cuatro cadenas 34 sin martillos 36 de extremo del rotor de la izquierda, el rotor de la derecha comprende cuatro cadenas que son mas ligeras y cuatro cadenas que son mas pesadas.

Segun otras realizaciones (no mostradas), en lugar de las cadenas reales con eslabones anulares, tales como las que pueden verse en las realizaciones mostradas, pueden usarse otros componentes flexibles que tienen un comportamiento similar. Con el fin de satisfacer requisitos espedficos, es posible usar, por ejemplo, en lugar de cadenas apropiadas, secciones de cuerda, cable, cordon o similares. De esta manera, puede entenderse que el termino "cadenas" se usa en la presente descripcion en su sentido mas amplio.

Otro parametro de diseno importante para las cadenas 34 es la posicion axial a lo largo del cubo 32. La Figura 2 muestra esquematicamente un numero de posibles disposiciones axiales. El rotor de la izquierda muestra claramente tres cadenas 34 a tres alturas diferentes, mientras que la cuarta cadena, debido a la posicion particular del cubo 32, no es visible. Por el contrario, el rotor de la derecha muestra las cuatro cadenas, desde donde puede verse (debido a la eleccion particular realizada en este caso) que una cadena individual ocupa la posicion mas alta, una cadena individual ocupa la posicion mas baja, mientras que dos cadenas, que estan diametralmente opuestas entre sf, comparten la posicion intermedia.

El numero de cadenas 34 para cada rotor 30, asf como su forma, sus dimensiones, su peso y su disposicion axial, pueden elegirse en funcion del tipo de residuo R que, en cualquier caso, debe ser procesado en el interior del molino 20.

De hecho, las cadenas 34 estan conectadas al rotor 30 respectivo de una manera ngida, pero desmontable. Esta solucion, ademas de la posibilidad de variar los parametros de diseno de las cadenas 34 usadas durante la trituracion, permite tambien que las cadenas 34 desgastadas o danadas sean reemplazadas facilmente.

Segun algunas realizaciones de la invencion, la camara 22 de trituracion comprende tambien rejillas 40 adecuadas para permitir la expulsion de los residuos triturados durante el funcionamiento del molino 20. En otras palabras, la fraccion de residuos que ya han sido triturados y que han alcanzado un tamano de partfcula suficientemente pequeno puede ser

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expulsada desde las rejillas 40 durante el funcionamiento del molino 20. Las rejillas 40 ocupan preferiblemente la parte inferior de la pared 24 lateral (como en la realizacion de la Figura 2) o parte del suelo 26 (no mostrado en las Figuras).

La expulsion de los residuos triturados se ve favorecida por la accion del rotor 30 y, en particular, las cadenas 34 que mueven constantemente la masa de residuos R que esta siendo procesada y, en particular, imparten una aceleracion centnfuga. Por lo tanto, segun esta secuencia de movimientos, la masa de residuos que todavfa no han sido triturados o que no pueden ser triturados presiona contra la masa de residuos ya triturados para empujarla fuera de la camara 22 de trituracion a traves de las rejillas 40. Otras realizaciones posibles de la rejilla 40 se muestran en las Figuras 10 adjuntas.

La Figura 7 muestra esquematicamente el angulo a sobre el que se extienden las rejillas 40. Segun la invencion, el angulo a puede ser, de manera ventajosa, de entre 90° y 270°. Un angulo a mas amplio permite una retirada mas facil y mas rapida de los residuos ya triturados, reduciendo por lo tanto su tiempo de permanencia en el interior de la camara 22 de trituracion.

Segun algunas realizaciones del molino 20, por ejemplo las que se muestran en las Figuras 11 a 14, las rejillas 40 separan la camara 22 de trituracion de una o mas camaras 48 de aspiracion que se mantienen bajo un vado por medio de una planta 50 de aspiracion. El suelo de las camaras 48 de aspiracion se comunica con un tornillo 52 de alimentacion disenado para eliminar los residuos ya triturados.

A continuacion se explica el principio de funcionamiento de estas realizaciones del molino 20. La accion de la planta 50 de aspiracion genera un flujo de aire que entra desde el exterior al interior del molino 20 desde arriba, pasa a traves de las rejillas 40 y se desplaza a lo largo de las camaras 48 de aspiracion. Por lo tanto, este flujo de aire sigue la misma trayectoria prevista para los residuos R. El flujo de aire previene que las fracciones mas volatiles de los residuos ya triturados permanezcan innecesariamente el interior de la camara 22 de trituracion o que puedan salir desde la parte superior del molino. De hecho, estas fracciones volatiles, sometidas en una medida mucho mayor a fuerzas aerodinamicas que a fuerzas de inercia, no se ven afectadas particularmente por las altas fuerzas centnfugas producidas por el rotor 30. Por esta razon, por medio de la accion del sistema 50 de aspiracion, estas fracciones pueden ser eliminadas de manera efectiva desde la camara 22 de trituracion. Por lo tanto, los residuos R ya triturados, independientemente de si consiste en residuos pesados (extruidos por la accion centnfuga del rotor 30) o residuos ligeros (aspirados por la accion de la planta 50 de aspiracion) pasan a traves de las rejillas 40. Una vez expulsadas al interior de las camaras 48 de aspiracion a traves de las rejillas 40, las fracciones mas pesadas de los residuos R caen al interior del tornillo 52 de alimentacion subyacente que las transporta a las siguientes estaciones en la planta. Por el contrario, las fracciones mas ligeras pueden ser transportadas por el flujo de aire a lo largo de la camara 48 de aspiracion y, a continuacion, a lo largo de la planta 50 de aspiracion. Tal como se muestra esquematicamente en la Figura 11, la planta 50 de aspiracion comprende una camara 54 de reposo en cuyo interior hay un aumento sustancial de la seccion transversal del conducto a lo largo del cual se lleva a cabo la aspiracion. El aumento de la seccion transversal del conducto, con el mismo el caudal del aire aspirado por la planta, resulta en una drastica reduccion de la velocidad del flujo de aire. Esta ralentizacion del flujo reduce las fuerzas aerodinamicas que actuan sobre las partfculas en suspension, cuyas partfculas pueden separarse entonces del flujo y pueden caer. Para las partfculas todavfa mas ligeras y mas volatiles que, en cualquier caso, son transportadas por el flujo de aire a pesar de ser ralentizadas, se proporciona un filtro 56 de bolsa aguas abajo de la camara 54 de reposo. El filtro 56 de bolsa se mantiene funcionando de manera eficiente de una manera conocida, por ejemplo por medio de movimientos de agitacion periodicos que hacen que las partfculas acumuladas caigan. A continuacion, las partfculas transportadas por el flujo de aire y capturadas por la camara 54 de reposo y por el filtro 56 de bolsa son transportadas entonces de nuevo al flujo principal de los residuos R ya triturados, por ejemplo, a los tornillos 52 de alimentacion.

Anteriormente, se ha hecho referencia a la presencia de cuerpos no triturables dentro de la masa de residuos R que estan siendo procesados. Esta presencia, aunque esporadica y a pesar de que teoricamente no es probable que ocurra debido a las disposiciones legales espedficas aplicables con relacion a la eliminacion de residuos, sin embargo, debe ser tenida en cuenta en la fase de diseno y durante el uso de un aparato de trituracion de residuos, tal como el molino 20 segun la invencion. En este sentido, se ha indicado anteriormente como la presencia de cuerpos no triturables puede favorecer, en cierta medida, la accion de rotura (debido a los impactos en la zona 38 de tangencia entre los diferentes volumenes 28 de trituracion) y la expulsion de los residuos triturados (debido a la fuerza centnfuga que actua sobre los cuerpos no triturables y el empuje que estos ultimos producen sobre la fraccion triturada). Sin embargo, debe evitarse la acumulacion de una cantidad excesiva de cuerpos no triturables a fin de no ocupar el volumen de trabajo ni aumentar excesivamente la carga de trabajo que actua sobre los rotores 30. Segun la invencion (vease por ejemplo la realizacion mostrada en la Figura 7), el molino 20 comprende al menos una trampilla 42 para permitir la retirada periodica de los cuerpos no triturables.

La Figura 7 muestra tambien una de las posibles configuraciones para accionar el molino 20. En la configuracion particular, cada uno de los dos rotores 30 se hace girar, mediante una transmision por correa, por medio de un motor 44 asociado.

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Obviamente, otras configuraciones de accionamiento son posibles. Por ejemplo, es posible accionar mas de un rotor 30 por medio de un unico motor 44. Esta solucion podna ser particularmente ventajosa si es necesaria para obtener una rotacion sincronizada de los diversos rotores 30. Ademas, puede disponerse una caja de cambios entre el motor 44 y el rotor 30 de manera que sea capaz de obtener diferentes velocidades de rotacion del rotor 30 dependiendo de los requisitos de procesamiento espedficos.

Segun la realization mostrada en la Figura 13, por el contrario, el motor 44 esta contenido en el interior del cubo 12 asociado, en una configuration que se conoce comunmente como un accionamiento directo. Esta configuration ofrece varias ventajas en comparacion con las configuraciones descritas anteriormente, siendo debidas dichas ventajas, en particular, a la elimination de cualquier forma de accionamiento mecanico. Sobre todo, el sistema es mas simple y, por lo tanto, asegura un mayor grado de fiabilidad y una mayor eficiencia. La simplicidad mecanica reduce tambien los costes de fabricacion y de gestion.

Por ultimo, la mayor compacidad de la solucion de accionamiento directo resulta en un despliegue mas facil y mas racional de los otros componentes auxiliares del molino 20 y/o de la planta en su conjunto.

Obviamente, en ausencia de accionamientos mecanicos intermedios, el motor 44 debe ser capaz de impartir directamente la velocidad angular correcta al rotor 30. Por lo tanto, la velocidad de rotacion del motor 44 debe ser controlada electronicamente, de manera que pueda mantenerse dentro de los valores deseados.

Por ejemplo, en una realizacion del molino 20 que tiene un diametro del rotor igual a aproximadamente 2,5 metros, con el fin de garantizar una velocidad tangencial de aproximadamente 270 km/h en los extremos de las cadenas 34, la velocidad de rotacion del motor 44 debe ser de aproximadamente 573 rpm durante el funcionamiento normal.

Obviamente, segun otras realizaciones con diferentes diametros de rotor, la velocidad de rotacion del motor 44 durante el funcionamiento normal debe ser diferente con el fin de poder mantener el valor de la velocidad tangencial de los extremos de las cadenas 34 dentro de los valores deseados.

Preferiblemente, el motor 44 es un "motor de par", es decir, un motor que es capaz de desarrollar un par elevado tambien a una velocidad de rotacion baja. Generalmente, estos motores de par son motores de imanes permanentes smcronos, preferiblemente del tipo trifasico. De manera ventajosa, el ajuste de la velocidad de rotacion del motor 44 puede conseguirse de una manera conocida por medio de un inversor.

Segun la invention, la eliminacion de los cuerpos no triturables es realizada por medio de la apertura automatica de la trampilla 42. La apertura automatica puede ser controlada, por ejemplo, por el consumo de potencia del motor 44: cuando el motor tiende hacia un consumo que excede un umbral predefinido, puede concluirse que las cadenas 34 arrastran a lo largo del suelo 26 una cantidad considerable de cuerpos no triturables. Tras alcanzar el umbral de potencia, la trampilla 42 se abre automaticamente durante unos pocos segundos, es decir, el tiempo necesario para permitir la expulsion de los cuerpos no triturables por medio de la fuerza centnfuga. El valor umbral de potencia puede ser definido en la etapa de diseno por el fabricante del molino o, de manera mas ventajosa, por el usuario del molino. De esta manera, de hecho, es posible tener en cuenta las caractensticas espedficas de los diferentes tipos de masa de residuos que pueden ser procesados.

Segun otras realizaciones del molino 20, la apertura automatica de la trampilla 42 puede ser controlada por un sistema para detectar la temperatura de la masa de residuos R en rotacion. Cuando se registra un aumento de la temperatura, puede deducirse que una cierta cantidad de cuerpos no triturables esta girando junto con los residuos y la friction producida como resultado aumenta la temperatura, al menos localmente. Cuando se alcanza un umbral de temperatura o cuando se registra un gradiente umbral en el aumento de la temperatura, la trampilla 42 se abre automaticamente durante unos pocos segundos, es decir, el tiempo necesario para permitir la expulsion de los cuerpos no triturables por medio de la fuerza centnfuga. El umbral de temperatura y/o su gradiente umbral pueden ser definidos en la etapa de diseno por el fabricante del molino o, de manera mas ventajosa, por el usuario del molino. De esta manera, de hecho, es posible tener en cuenta las caractensticas espetificas de los diferentes tipos de masa de residuos que pueden ser procesadas.

Segun otras realizaciones del molino 20, la apertura automatica de la trampilla 42 puede ser controlada por un algoritmo que tiene en cuenta el consumo de potencia del motor 44, la temperatura de los residuos R y/o el gradiente de temperatura.

La presente invencion se refiere tambien a una planta para el reciclaje de energfa a partir de residuos. La planta comprende un molino 20 segun la description anterior y un quemador adecuado para una combustion optima del CDR producido por el molino. El quemador es del tipo ampliamente conocido en el sector del reciclaje de energfa a partir de residuos y, en particular, CDR.

A la luz de la descripcion anterior, sera evidente para la persona con conocimientos en la materia como el molino 20 y la planta segun la invencion son capaces de superar la mayona de las desventajas indicadas anteriormente con referencia a

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la tecnica anterior.

En particular, sera evidente como el molino 20 segun la presente invencion es adecuado para triturar diferentes tipos de residuos. De hecho, es particularmente adecuado para triturar RSU, pero tambien es adecuado para RAEE y otros tipos de residuos solidos.

Tambien sera evidente como el molino 20 segun la presente invencion tiene una eficiencia energetica que es decididamente mayor que la de los molinos de tipo conocido. En este sentido, debena tenerse en cuenta que un estudio espedfico llevado a cabo por el presente solicitante ha cuantificado un gasto energetico tipicamente de menos de 80 kW por cada tonelada de residuos convertidos a partir de RSU en CDR con un tamano de partfcula fina (menos de 5 mm).

Ademas, sera evidente como el molino 20 segun la invencion tiene una estructura simple y fuerte que es capaz de resistir la presencia de material no triturable.

Tambien sera evidente como con la planta segun la presente invencion es posible conseguir un reciclaje facil y eficiente de energfa a partir de residuos, en particular RSU.

Finalmente, la presente invencion proporciona un molino que permite una reduccion en el contenido bacteriano presente en el RSU tratado en su interior. De hecho, la presencia de RSU en el interior de la camara de trituracion y la cantidad de energfa mecanica usada por el mismo causan un aumento gradual de su temperatura, de una manera similar a la ya descrita en conexion con los molinos de tipo conocido. En el molino segun la invencion, sin embargo, la facil expulsion de los cuerpos no triturables y el mezclado continuo conseguido por las cadenas limitan drasticamente los picos de temperatura y, al mismo tiempo, distribuyen el calor dentro de toda la masa de RSU que esta siendo procesada. La temperatura se establece generalmente en el intervalo de aproximadamente 60 a 80° C, por lo tanto, sin ningun problema en lo que respecta al ablandamiento de las fracciones termoplasticas y la consiguiente obstruccion de las rejillas. Por el contrario, el efecto que dicho calentamiento tiene sobre el RSU es el de un tratamiento similar a la pasteurizacion, es decir un tratamiento en el que el contenido bacteriano se reduce drasticamente (en aproximadamente el 90%).

La realizacion que comprende dos rotores 30 (mostrada por ejemplo en las Figuras 1, 2, 7 a 9, y 11 a 14) es la realizacion basica del molino 20. Asegura todas las ventajas indicadas anteriormente y por lo tanto representa una mejora sustancial en comparacion con los molinos de tipo conocido. La realizacion que comprende tres rotores en lmea (mostrada por ejemplo en las Figuras 3 y 12) representa una mejora adicional. A la luz de la explicacion del mecanismo para romper los residuos en el interior del molino 20, de hecho, sera evidente para la persona con conocimientos en la materia como con el molino de tres rotores, que tiene dos zonas 38 de tangencia en lugar una, es posible tratar sustancialmente el doble de la cantidad de residuos que la tratada con el molino basico con dos rotores. Tambien sera evidente como esta realizacion es particularmente eficaz, ya que, aunque hay un aumento en el tamano y el numero de componentes en comparacion con la version de dos rotores, la capacidad de eliminacion que puede conseguirse con la misma es significativamente mayor.

Otras realizaciones con tres rotores pero con varias zonas 38 de tangencia (tales como por ejemplo las ilustradas en las Figuras 4 y 5) o tambien otras realizaciones con mas de tres rotores (tales como por ejemplo la ilustrada en la Figura 6) son, por el contrario, menos ventajosas, debido principalmente a los problemas logfsticos encontrados durante el transporte y la instalacion y asociados a sus dimensiones globales.

Tal como ya se ha mencionado anteriormente, en las plantas de tipo conocido, con el fin de procesar los residuos R a fin de obtener la produccion de CDR, se preve una serie de varias maquinas: una trituradora primaria (que rompe inicialmente los residuos R en trozos de tamano mas grandes), una trituradora secundaria provista de cuchillas situadas mas cerca entre sf con el fin de reducir el tamano de las piezas, y, finalmente, una trituradora de cuchillas para obtener el tamano de partfcula final de aproximadamente 25 mm.

Sin embargo, este tamano de partfcula es relativamente grueso y, por lo tanto, con el fin de conseguir una combustion eficiente, el CDR debe ser usado junto con una cantidad porcentual mayor (65-80%) de polvo de carbon.

En el molino segun la presente invencion, por el contrario, la produccion de CDR se realiza en un solo paso. En otras palabras, el molino segun la invencion es capaz de procesar la masa de residuos como tal, es decir, tal como es suministrada por los servicios de recogida de residuos, sin ningun tratamiento intermedio. Independientemente del tamano de los residuos R entrantes, el molino segun la invencion individualmente es capaz de conseguir la pulverizacion apropiada de los mismos: la mayor parte del CDR extrafdo tiene una consistencia y tamano pulverulentos y/o filamentosos.

Los ensayos especficos realizados por el presente solicitante han demostrado que, en promedio, mas del 80% del material en la salida del molino tiene dimensiones caractensticas de menos de 1 mm.

El porcentaje restante tiene dimensiones que son ligeramente mas grandes y solo ocasionalmente llegan a 5 mm. Obviamente, dichos datos tienen un valor de caracter simplemente estadfstico; pueden determinarse ligeras variaciones

en los resultados por la naturaleza y las caracterfsticas de los residuos R entrantes.

Precisamente, es debido a esta consistencia y tamano pulverulentos y/o sin fibras que el CDR producido por el molino segun la invencion es capaz de asegurar una combustion optima hasta el punto de ser capaz de reemplazar el polvo de carbon hasta en un 100%.

5 Este resultado, junto con el gasto energetico limitado necesario para conseguirlo, es tal que el molino 20 segun la invencion representa una solucion decididamente ventajosa en comparacion con las plantas de tipo conocido.

Con relacion a las realizaciones del molino 20 descrito anteriormente, la persona con conocimientos en la materia, con el fin de satisfacer requisitos espedficos, puede realizar modificaciones a y/o sustituir los elementos descritos con elementos equivalentes, sin apartarse por ello del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

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   REIVINDICACIONES

   1. Molino (20) para triturar basura (R), que comprende:

   al menos una camara (22) de trituracion definida por una pared (24) lateral y por un suelo (26), y

   al menos dos rotores (30i, 302) que pueden girar alrededor de ejes Xi y X2 sustancialmente verticales, respectivos, en el que cada uno de los rotores (30i, 302) comprende un cubo (32) y una pluralidad de cadenas (34) conectadas al cubo (32) y disenadas, durante la rotacion del rotor (30), para barrer parte de la camara (22) de trituracion, caracterizado por que el molino (20) comprende ademas al menos una trampilla (42) para permitir la retirada periodica de los cuerpos no triturables y en el que la retira de los cuerpos no triturables es realizada por medio de la apertura automatica de la trampilla (42).
2. 2. Molino (20) segun la reivindicacion 1, que comprende ademas al menos un motor (44) para accionar de manera giratoria dichos al menos dos rotores (30i, 302) y en el que la apertura de la trampilla (42) es controlada de manera automatica en funcion del consumo de energfa del motor (44).
3. 3. Molino (20) segun la reivindicacion 1 o 2, en el que la apertura de la trampilla (42) es controlada de manera automatica en funcion de la temperatura de la masa de residuos R en rotacion.
4. 4. Molino (20) segun la reivindicacion 1, en el que se define un volumen (28) de trituracion para cada rotor (30) mediante la interpolacion axial de las circunferencias en cuyo interior giran las cadenas (34) del rotor (30).
5. 5. Molino (20) segun la reivindicacion 4, en el que la camara (22) de trituracion se obtiene a partir de la suma neta de los volumenes (28) de trituracion de los rotores (30) individuales, de manera que no hay ninguna parte del area en planta de la camara (22) de trituracion que no este incluida dentro de uno de los volumenes (28) de trituracion y que, por lo tanto, no se ve afectada por la rotacion de al menos una cadena (34).
6. 6. Molino (20) segun una cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, en el que la pared (24) lateral esta conformada de manera que siga con precision el perfil de los volumenes (28) de trituracion.
7. 7. Molino (20) segun una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que los volumenes (28) de trituracion de los diversos rotores (30) son adyacentes entre sf en pares, definiendo una zona (38) de tangencia a traves de la cual los dos volumenes (28) se comunican entre sf.
8. 8. Molino (20) segun la reivindicacion anterior, en el que en las zonas (38) de tangencia no hay ningun obstaculo fijo que se oponga al paso de un cuerpo desde un volumen (281) de trituracion de un rotor (301) al volumen (282) de trituracion del rotor (302) adyacente.
9. 9. Molino (20) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las cadenas (34) estan conectadas al rotor (30) respectivo de una manera ngida pero desmontable.
10. 10. Molino (20) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la camara (22) de trituracion comprende rejillas (40) disenadas para permitir, durante el funcionamiento del molino (20), la expulsion de la fraccion de residuos ya triturados que han alcanzado un tamano de partfcula suficientemente fino.
11. 11. Molino (20) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los ejes X de rotacion de los rotores 30 estan fijos, uno con respecto al otro y con respecto a las paredes (24) de la camara (22) de trituracion.
12. 12. Molino (20) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas una o mas camaras (48) de aspiracion separadas de la camara (22) de trituracion por medio de rejillas (40), en el que las camaras (48) de aspiracion se mantienen bajo un vacfo por medio de una planta (50) de aspiracion.
13. 13. Molino (20) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas un motor (44) para accionar de manera giratoria un rotor (30), en el que el motor (44) esta contenido en el interior del cubo (32) del rotor (30).
14. 14. Molino (20) segun la reivindicacion 3, en el que la apertura automatica de la trampilla (42) se produce cuando se alcanza un umbral de temperatura o cuando se registra un gradiente umbral en el aumento de la temperatura.
15. 15. Planta de reciclaje de energfa a partir de residuos (R), que comprende un molino (20) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores y un quemador disenado para una combustion optima del combustible derivado de residuos producido por el molino (20).