ES2765727T3 - Procesamiento térmico continuo de neumáticos usados o degradados por otras causas - Google Patents
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Abstract
l. Dispositivo para el procesamiento térmico continuo de neumáticos usados o degradados, que comprende un reactor (1) para la descomposición térmica de dichos neumáticos en productos de descomposición orgánica en la forma de hidrocarburos de bajo peso molecular y en porciones inorgánicas residuales, caracterizado porque en la parte superior del reactor (1) se encuentra una cámara de relleno (2) con un par de cierres del relleno (3), estando el espacio interno de la cámara de relleno (2) dispuesto para ser llenado con los neumáticos usados, mientras que en el fondo del reactor (1) se encuentra localizada una cámara de salida (8) de las porciones inorgánicas residuales con un par de cierres de salida (9) estando en la parte baja del reactor (1) dispuestas unas boquillas (5) para la generación de un medio inerte gaseoso suave por la oxidación de residuos de materia orgánica no reactantes de los neumáticos tratados, habiéndose previsto en la parte superior del espacio interno del reactor (1), bajo la cámara de relleno (2), al menos una boca de salida (11) del medio inerte gaseoso mencionado, el cual junto con los productos orgánicos descompuestos dispersados en forma de aerosol, son llevados a través de un separador de partículas sólidas y a través de un enfriador a un separador de partículas líquidas del aerosol enfriado, estando el separador de partículas equipado con una primera salida (21) de las partículas líquidas hacia un tanque (22) y con una salida entre operaciones de las partículas gaseosas (23), siendo dichas partículas conducidas, para el uso de energía directa por combustión, a máquinas térmicas y conducidas a una cámara de congelación (24) para la separación de gases que tienen una temperatura de condensación superior a la temperatura de la cámara, existiendo en la cámara de congelación (24) una segunda salida (25) para una parte de los gases no condensados y una tercera salida (26) para los gases no condensados faltantes. 2. Dispositivo para el procesamiento térmico continuo de neumáticos usados o degradados, según reivindicación l, caracterizado porque la cámara de salida (8) de las porciones inorgánicas residuales que cuenta con un par de cierres de salida (9), se encuentra localizada lateralmente fuera del eje del reactor (1); mientras que en el fondo del eje del reactor se encuentra dispuesto un generador (4) del medio inerte gaseoso; y a su vez, unas boquillas (5) para la generación de un medio inerte de gas se encuentran conectadas en el espacio interno a una tubería que contiene una válvula de control (6) que ajuste el paso del aire del espacio exterior del reactor (1) para el calentamiento exotérmico del medio gaseoso inerte a una temperatura deseada. 3. Dispositivo para el procesamiento térmico continuo de neumáticos usados o degradados, según reivindicación 2ª, caracterizado porque el reactor(1) está equipado con un equipo de extrusión (7) para la disposición de las porciones inorgánicas residuales del fondo del reactor (1) hacia una cámara de salida ubicada lateralmente (8). 4. Dispositivo para el procesamiento térmico continuo de neumáticos usados o degradados, según reivindicaciones 1ª, 2ª y 3ª , caracterizado porque el reactor (1) está equipado con una cinta transportadora (27) de neumáticos que los transporta hacia la cámara de relleno (2).
Description
DESCRIPCIÓN
Procesamiento térmico continuo de neumáticos usados o degradados por otras causas
Antecedentes de la invención
Las estimaciones de los expertos en el tema de la incidencia de neumáticos usados documentaron su número anual en 700 millones de unidades de neumáticos desechados. El problema de su procesamiento se resuelve en el transcurso de su uso, pero hasta ahora los resultados de la solución no han llegado al nivel de capacidad de su incidencia. Por lo tanto, los neumáticos usados se acumulan y se convierten en un problema ambiental. Las tecnologías actualmente conocidas se centran en áreas, la primera de las cuales, históricamente, parece ser la regeneración del caucho por la acción de vapor de agua sobrecalentado. La salida es lo que se denomina regeneración, que se utiliza para adiciones a la composición de caucho. Sin embargo, su producción y el número limitado de características en comparación con el caucho original, del cual surgieron, impiden que esta tecnología se generalice de manera masiva. La otra dirección en la tecnología del procesamiento de neumáticos se centra en la obtención de granalla de caucho, que encontró su aplicación/uso en la construcción y en otras áreas, como la agricultura o la producción técnica. A partir de estas tecnologías, se conocen relativamente bien las tecnologías que utilizan el sobreenfriamiento de nitrógeno líquido, cuando el caucho se vuelve frágil y luego, en este estado, generalmente se desintegra en molinos de martillos. Se conoce un procesamiento similar de desechos de caucho, en el que una trituradora mecánica se encarga de los desechos de caucho congelados, por ejemplo, por el documento US 5735471. Se utilizan otras tecnologías para obtener la granalla de los diversos tipos de molinos. Ambos tipos de tecnologías requieren la eliminación previa de las partes del talón con el contenido de los alambres de acero, cortándolas alternativamente incluso en partes más pequeñas. Esto limita esta tecnología para el procesamiento complejo de neumáticos usados.
Otro procedimiento para el uso de neumáticos usados es en su combustión. Por su valor calorífico, un neumático se encuentra al nivel del carbón bituminoso de calidad, pero, por su composición mecánica, en particular el contenido de los refuerzos de acero, es difícil de usar para la combustión práctica con el fin de obtener energía. Los hornos de combustión para obtener vapor de agua caliente, como el horno de combustión de Helnan-Freud que opera en Gran Bretaña, permiten quemar todo el neumático, pero solo por lotes, ya que la eliminación de los refuerzos de acero del horno requiere el apagado del dispositivo. Por lo tanto, el proceso tiene lugar en un régimen de lotes. Un método diferente y algo más moderno de combustión de neumáticos surge del sistema de quemadores y sopladores de aceite, que, junto con el horno giratorio, hace que la temperatura aumente a más de 1300°C y el acero se abrase y no bloquee las rejillas. El uso de tal hierro para el reciclaje es esporádico.
En los hornos de cemento se gestiona una forma relativamente sencilla de uso de neumáticos como combustible. Aquí desaparecerá todo el neumático y podrá ahorrar otra energía más costosa. Sin embargo, el consumo de neumáticos en las plantas de cemento es solo una fracción de los muchos que se acumulan.
Además, se conoce, por el modelo de utilidad checo n° 20795, un dispositivo para procesar desechos de caucho, en particular neumáticos, mediante un proceso físico-químico que consiste en al menos una cámara estanca a los gases, en la que se suministra, mediante una tubería de alimentación, un gas agresivo, como O3, humedecido por la neblina de agua, formada a través de al menos una tobera, a la que se lleva el agua a presión desde el tanque. En la cámara estanca a los gases hay colocados, en líneas opuestas entre sí, una encima de la otra, cilindros superiores y cilindros inferiores opuestos con un espacio para desechos procesados de caucho. Una de las líneas de cilindros es fija, mientras que la segunda de las líneas de cilindros se puede mover verticalmente con presión. En el lado de entrada de la cámara estanca a los gases se encuentra la zona de entrada con la tapa de entrada, y en el lado de salida se encuentra el espacio de salida con la tapa de salida, mientras que ambos espacios están provistos con la tubería de salida con una cerradura de seguridad antiexplosiones para el escape de gas y ambos, separados por cierres internos, provienen del espacio interno de la cámara estanca a los gases. La desventaja de este dispositivo está, en particular, en su relativa complejidad.
Desde el punto de vista del conocimiento tecnológico actual, podría parecer que el uso de la pirólisis es la solución final. El reactor de pirólisis competente para el procesamiento de residuos, en particular de neumáticos, se conoce, por ejemplo, por el documento Us 201 l1 l6986 o el documento WO 9320396.
Sin embargo, la pirólisis, según se realiza en estos dispositivos, requiere tanto materia prima de entrada triturada con relativa suavidad, si es posible, sin aditivos extraños, como también el calentamiento externo del reactor. Lo anterior genera a la economía del proceso una carga pesada correspondiente a los propios costes de la molienda y del calentamiento, de modo que los productos se crean con una pequeña tasa de ganancia o sin apenas ninguna, y están en condiciones de hacer que las operaciones sean económicamente autosuficientes.
El documento JP S55 160087 da a conocer un horno vertical de calentamiento interno, en el que el neumático de desecho se introduce como tal, sin ser cortado o roto, en la entrada en la parte superior del horno a través de una cámara de llenado que comprende un par de cierres de llenado. A medida que desciende, se piroliza en la zona de pirólisis, con un gas ascendente a alta temperatura producido por la combustión parcial del neumático y/o residuos sin reaccionar con aire suministrado a la cámara de combustión a través de toberas. El cable de acero residual se
descarga a través de una cámara de salida que comprende un par de cierres de salida y el gas de pirólisis se descarga del reactor a través de una salida superior, y luego se recupera como un combustible gaseoso o un aceite combustible que se licúa por condensación parcial.
El documento US 4746406 da a conocer un sistema para la recuperación de gas de pirólisis que comprende un separador de partículas, un preenfriador, un separador caliente que comprende dos salidas, una conectada a un tanque, un enfriador que funciona con una salmuera de enfriamiento que tiene una temperatura de -3 a -5°C conectada a un separador frío que tiene dos salidas.
Compendio de la invención
Las desventajas anteriores de la técnica anterior se eliminan en gran medida por el proceso según la reivindicación 1.
Descripción de los dibujos
La invención se aclara adicionalmente mediante un dibujo esquemático de una implementación ejemplar de un dispositivo en el que se lleva a cabo el procesamiento continuo de neumáticos usados o degradados por otras causas según la invención.
Ejemplo de realización de la invención
El proceso de la presente invención se lleva a cabo en un dispositivo que consiste en un reactor dispuesto verticalmente 1 para la descomposición térmica de estos neumáticos de desecho en productos orgánicos de descomposición en forma de hidrocarburos de bajo peso molecular, y partes residuales de desechos inorgánicos. En la parte superior del reactor 1 se crea una cámara 2 de llenado con un par de cierres 3 de llenado para llenar su espacio interno con los neumáticos de desecho y en la parte inferior del reactor 1 se forma la cámara 8 de entrada de las partes inorgánicas residuales con un par de cierres 9 de salida.
En la parte inferior del reactor 1 están dispuestas en sus paredes las toberas 5 para la entrada de aire para generar un medio inerte gaseoso suave por oxidación de residuos no reaccionados de materia orgánica de los neumáticos tratados. La cámara 8 de salida de las partes inorgánicas residuales con un par de cierres de producción 9 está ubicada lateralmente fuera del eje del reactor 1, mientras que en el eje del reactor 1 en su parte inferior está dispuesto el generador de medio inerte gaseoso, y las toberas para generar un medio inerte gaseoso están en su espacio interno conectadas a la tubería que tiene la válvula 6 de control para establecer el paso del aire desde el espacio externo del reactor 1 hasta el calentador exotérmico del medio inerte gaseoso a la temperatura deseada.
En la parte superior del espacio interior del reactor 1 debajo de la cámara 2 de llenado se crea entonces una abertura 11 de salida de este medio de gas inerte, junto con los productos orgánicos descompuestos dispersos en el mismo en forma de aerosol.
El dispositivo está compuesto además por un separador 12 de partículas sólidas — principalmente hollín— , en el que entra el aerosol por la abertura 14 de entrada, mientras que el separador 12 está equipado con la doble carcasa 13 para su enfriamiento por el aire. El aerosol sin partículas sólidas sale entonces del separador 12 por el respiradero 15 de salida y es llevado a través de la abertura 16 de salida al enfriador 17, provisto de un circuito 18 de enfriamiento con el flujo de agua de enfriamiento y la salida 19 de escape de aerosol enfriado, que es llevado al separador 10 de las partículas líquidas a través de la entrada 20 de suministro.
El separador 10 de partículas líquidas está equipado con la primera salida terminal 21 de las partículas líquidas en el tanque 22 y, en segundo lugar, con una salida entre operaciones 23 de las partículas gaseosas en la cámara 24 de enfriamiento para la separación de gases con una temperatura de condensación diferente; es decir, mediante la disminución de la temperatura de -20 a -40°C separa los gases con temperaturas de condensación superiores a la temperatura indicada.
El reactor 1 también está equipado con el transportador 27 de neumáticos procesados hasta su cámara 2 de llenado y con equipos 7 de extrusión para la eliminación de partes inorgánicas residuales del fondo del reactor 1 en una cámara 8 de salida ubicada lateralmente.
Después del llenado de los neumáticos procesados, el reactor 1 es cerrado por al menos uno del par de cierres 3 de llenado y por al menos uno del par de cierres 9 de salida. Después del calentamiento inicial de los neumáticos procesados en la parte inferior del reactor 1 por llama o por calentamiento eléctrico a la temperatura operativa de 600°C comienza la reacción que conlleva el comienzo de la generación de un medio inerte gaseoso en el generador 4 y haciendo funcionar el respiradero de escape, que es parte del separador 10 de las partículas líquidas. Por la válvula 6 de control se establece el paso del aire para la oxidación del contenido del espacio alrededor del generador 4, por lo que, el medio gaseoso inerte se calienta exotérmicamente hasta una temperatura cuyo valor está regido por la velocidad de flujo del aire mediante la válvula 6 de control. Este medio continúa entonces a través del reactor 1 hasta la abertura 11 de salida y descompone térmicamente los neumáticos colocados en este espacio, mientras que los productos de degradación en un estado de hidrocarburos de bajo peso molecular se distribuyen en el medio en forma de aerosol.
La continuidad del proceso se proporciona en este dispositivo por el hecho de que cuando el superior de un par de cierres 3 de llenado está abierto y el inferior está cerrado, el transportador 27 llenará la cámara 2 de llenado del reactor 1 con neumáticos procesados, con lo cual se cierra el superior del par de cierres 3 de llenado. Entonces, abriendo el inferior de un par de cierres 3 de llenado, el contenido de la cámara 2 de llenado se pone en el reactor 1. Este modo de llenado se repite periódicamente según el consumo de los neumáticos dentro del reactor. 1. Es similar en el caso con una salida de alambres y desechos inorgánicos del reactor 1, cuando, estando el superior del par de cierres 9 de salida abierto y el inferior cerrado por movimiento lineal de equipos 7 de extrusión, estos desechos inorgánicos son expulsados del fondo del reactor 1 al espacio de la cámara 8 de salida. Luego, por el cierre del superior y por la apertura del inferior de un par de cierres 9 de salida, el contenido de la cámara 8 de salida sale al contenedor ya no ilustrado.
En esto, una implementación ejemplar de la invención es un reactor 1 con una base cuadrada de 1 metro de lado y una altura de 4,5 metros, en el que, después de procesar 1426 kg de neumáticos usados, se obtuvo lo siguiente: 626 litros de combustibles líquidos con un poder calorífico de 34,3 MJ/kg, 170 kg de gas licuado, 173 kg de hierro y 137 kg de cenizas. Como medio inerte gaseoso se utilizó el medio que contenía, en volumen, la cantidad de un 64% de nitrógeno, un 13,5% de dióxido de carbono y un 0,1% de monóxido de carbono, mientras que el resto estaba formado por el vapor de agua sobrecalentado, y cuya temperatura a la entrada a la reacción ascendió a 620°C y a la salida a 220°C.
Lista de números de referencia
1 Reactor
2 Cámara de llenado
3 Cierres de llenado
4 Generador del medio de calentamiento
5 Toberas
6 Válvula de control
7 Equipo de extrusión
8 Cámara de salida
9 Cierres de salida
10 Separador de partículas liquidas
11 Abertura de salida
12 Separador de partículas sólidas.
13 Doble carcasa
14 Abertura de entrada
15 Respiradero de salida
16 Respiradero de entrada
17 Enfriador
18 Circuito de enfriamiento
19 Salida de escape
20 Entrada de suministro
21 Primera salida terminal
22 Tanque de partículas liquidas
23 Salida entre operaciones
24 Cámara de enfriamiento
25 Segunda salida terminal
26 Tercera salida terminal
27 Transportador
Claims (1)
1. Proceso de procesamiento continuo de neumáticos usados o degradados por otras causas dentro de un dispositivo de procesamiento continuo que consiste en un reactor (1), en el que estos neumáticos de desecho se descomponen térmicamente en los productos orgánicos de descomposición en forma de hidrocarburos de bajo peso molecular y partes residuales de desechos inorgánicos, en el cual en una parte superior del reactor (1) se encuentra una cámara (2) de llenado con un par de cierres (3) de llenado cuyo espacio interno se llena con los neumáticos de desecho y
en la parte inferior del reactor (1) se ubica lateralmente fuera del eje del reactor (1) una cámara (8) de salida con un par de cierres (9) de salida en la que las partes inorgánicas residuales se disponen por medio de un equipo (7) de extrusión, mientras que en el eje del reactor (1) en su parte inferior hay dispuesto un generador (4) de medio inerte gaseoso y en la parte inferior del reactor (1) hay dispuestas toberas (5) para entrada de aire por medio de las cuales se genera el medio inerte gaseoso suave por oxidación de residuos no reaccionados de materia orgánica de los neumáticos procesados, conectándose las toberas a una tubería que lleva una válvula (6) de control y el paso de aire desde el espacio externo del reactor (1) y
en la parte superior del espacio interior del reactor (1) debajo de la cámara (2) de llenado se ubica al menos una abertura (11) de salida,
en el que, después de llenar el reactor (1) con los neumáticos de desecho, el reactor (1) está cerrado por al menos uno del par de cierres (3) de llenado y por al menos uno del par de cierres (9) de salida,
se inicia una reacción de descomposición térmica por calentamiento inicial por llama o eléctrico a la temperatura operativa de 600°C,
la reacción se lleva a cabo comenzando la generación de un medio inerte gaseoso en el generador (4) y haciendo funcionar un respiradero (15) de escape que forma parte de un primer separador de partículas líquidas,
estableciéndose mediante la válvula (6) de control el paso del aire para la oxidación del contenido del espacio alrededor del generador (4), por lo que el medio gaseoso inerte se calienta exotérmicamente hasta una temperatura cuyo valor se rige por el caudal del aire mediante la válvula (6) de control, usándose el medio gaseoso inerte que continúa a través del reactor (1) hasta la abertura (11) de salida para descomponer térmicamente los neumáticos colocados en este espacio, mientras que los productos de degradación en un estado de hidrocarburos de bajo peso molecular se distribuyen en el medio en forma de aerosol,
este medio de gas inerte, que, junto con los productos orgánicos de descomposición dispersos en forma de aerosol en el mismo, es conducido a través de un segundo separador provisto (12) de partículas sólidas y un enfriador provisto (17) en el primer separador provisto (10) de partículas líquidas del aerosol enfriado que está equipado con una primera salida terminal (21) de las partículas líquidas en un tanque (22) y, en segundo lugar, con una salida entre operaciones (23) para las partículas gaseosas, que son conducidas al uso directo como energía por combustión en máquinas térmicas, son conducidas a una cámara (24) de enfriamiento para la separación de gases con una temperatura de condensación superior a la temperatura en esta cámara, desde la cual sale una segunda salida terminal (25) con una parte de gases no condensados y desde la cual sale una tercera salida terminal (26) con la parte restante de gases no condensados.
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