ES2829954T3

ES2829954T3 - Método para procesar residuos sólidos mixtos

Info

Publication number: ES2829954T3
Application number: ES11871462T
Authority: ES
Inventors: George Gitschel
Original assignee: Organic Energy Corp
Current assignee: Organic Energy Corp
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2031-12-30
Also published as: MX2014002376A; US20120048974A1; CA2847289A1; US8398006B2; MX355900B; HK1201491A1; WO2013032516A1; EP2750812A4; EP2750812B1; CN104023863B; CA3101302A1; EP2750812A1; BR112014004919A2; CA3101302C; CA2847289C; BR112014004919B1; CN104023863A

Abstract

Un método para procesar residuos sólidos mixtos, que comprende: proporcionar un flujo de residuos mixtos que comprende al menos un 10 % en peso de residuos orgánicos húmedos que tienen una densidad superior a 192 kg/m3 (12 libras/pie cúbico) y menos de 2242 kg/m3 (140 libras/pie cúbico) y al menos un 10 % en peso de residuos orgánicos secos con una densidad inferior a 192 kg/m3 (12 libras/pie cúbico) y superior a 16 kg/m3 (1,0 libra/pie cúbico), en donde se mezclan los residuos orgánicos húmedos y los residuos orgánicos secos; separar los residuos orgánicos húmedos de los residuos orgánicos secos por tamaño y densidad usando al menos dos separadores mecánicos que incluyen un separador por tamaño (324) y un separador por densidad (200) para producir un flujo orgánico húmedo intermedio enriquecido en residuos orgánicos húmedos y un flujo orgánico seco intermedio enriquecido en residuos orgánicos secos, en donde la separación incluye dimensionar los residuos mixtos para producir al menos un flujo de residuos dimensionado con un tamaño límite inferior superior a 5,08 cm (2 pulgadas) y un límite superior inferior a 45,72 cm (18 pulgadas) y una relación entre el límite superior y el límite inferior es inferior a 6, y el flujo de residuos dimensionado se separa por densidad usando el separador por densidad; convertir al menos una parte del flujo orgánico húmedo intermedio en uno o más de un producto combustible renovable, una enmienda del suelo, un fertilizante líquido, un compost, energía o una combinación de los mismos usando al menos una primera técnica de conversión; y convertir el flujo orgánico seco intermedio en uno o más de un producto combustible renovable, un producto compuesto químico, energía o una combinación de los mismos usando al menos una segunda técnica de conversión, en donde la segunda técnica de conversión es diferente de la primera técnica de conversión.

Description

DESCRIPCIÓN

Método para procesar residuos sólidos mixtos

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

I. El campo de la invención

La presente invención se refiere a un método adaptado para su uso en el reciclaje y conversión de residuos. Más específicamente, la presente invención se refiere al reciclaje y conversión de residuos sólidos derivados, por ejemplo, de desechos comerciales, industriales o residenciales.

II. La tecnología relacionada

Los consumidores comerciales, industriales y residenciales generan grandes cantidades de productos desechables y residuales (es decir, residuos sólidos urbanos) que deben manipularse y eliminarse de manera satisfactoria desde el punto de vista medioambiental. Tradicionalmente, los residuos sólidos urbanos (en adelante, "RSU") se eliminan mediante vertederos o incineración. Sin embargo, estos métodos de eliminación de residuos contaminan el suelo, el agua y el aire. Las restricciones ambientales, así como las demandas de uso del suelo para la vivienda, han reducido la cantidad de sitios disponibles para vertederos.

En respuesta, los gobiernos y el público han exigido que, siempre que sea posible, se empleen sistemas de reciclaje para conservar los recursos materiales y reducir los problemas de contaminación. Se han realizado esfuerzos para recuperar recursos valiosos tales como vidrio, plástico, papel, aluminio y metales ferrosos y no ferrosos de los materiales residuales. Por ejemplo, a los hogares de muchas ciudades se les pide que clasifiquen su basura en materiales reciclables (por ejemplo, papel, envases de plástico, envases de metal y envases de vidrio) y no reciclables. Sin embargo, las tasas de incumplimiento y de cumplimiento incorrecto son elevadas. Algunas personas no clasifican sus residuos en absoluto y otras los clasifican incorrectamente, lo que desvía los materiales recuperables al flujo de residuos o contamina el flujo reciclable con materiales residuales. El incumplimiento y el cumplimiento incorrecto reducen la eficiencia y aumentan los costes asociados con los sistemas de reciclaje operativos diseñados para procesar residuos preclasificados.

Algunos sistemas de reciclaje intentan evitar los problemas con los residuos preclasificados al intentar recuperar materiales reciclables de residuos mixtos. Sin embargo, muchos de estos sistemas están cargados de la tendencia a ser muy laboriosos para operar, mientras que ofrecen tasas de recuperación relativamente bajas de materiales reciclables.

El balance energético de muchos sistemas de reciclaje es deficiente o, en algunos casos, negativo. Algunos sistemas de reciclaje son tan ineficientes que los procesos de recuperación, transporte y reciclaje de los materiales reciclables consumen más energía de la que se podría ahorrar simplemente tirando la basura en vertederos y fabricando nuevos productos a partir de materias primas. En otros casos, se recupera tan poco de los materiales reciclables que los problemas con la eliminación del flujo de residuos prácticamente no se mitigan.

El documento US-A1-2008/0236042 desvela un método para procesar residuos sólidos mixtos que comprende proporcionar un flujo de residuos mixtos que comprende residuos orgánicos húmedos y residuos orgánicos secos, y separar los residuos orgánicos húmedos de los residuos orgánicos secos.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente divulgación se refiere a métodos y sistemas para procesar residuos que incluyen una mezcla de material orgánico húmedo y material orgánico seco y, opcionalmente, material inorgánico. Los sistemas y métodos separan mecánicamente los residuos sólidos mixtos para producir un flujo orgánico húmedo enriquecido en materiales orgánicos húmedos y un flujo orgánico seco enriquecido en materiales orgánicos secos. Cada flujo se procesa por separado para convertir al menos una parte de cada flujo en un producto renovable o reciclable.

Los productos orgánicos secos y orgánicos húmedos separados y recuperados constituyen materia prima de alta eficiencia para la conversión en energía. Los productos orgánicos húmedos pueden digerirse en un digestor anaeróbico para producir biogás o compostarse para su uso como enmienda del suelo. El biogás generado en el digestor anaeróbico se puede comprimir o licuar para su uso como combustible de transporte y/o se puede usar para generar electricidad y/o calor para su uso en el sitio y/o para su suministro a la red eléctrica o convertirse en combustible líquido. El material orgánico seco se puede reciclar y/o usar o vender como combustible de biomasa orgánica para producir calor y/o electricidad. El material inorgánico se puede reciclar y/o verter en vertederos.

La separación del material orgánico seco, los materiales orgánicos húmedos y, opcionalmente, el material inorgánico maximiza la eficacia de las técnicas de conversión posteriores. Por ejemplo, los materiales orgánicos húmedos se pueden convertir con mayor eficiencia en un digestor anaeróbico. La eliminación de materiales orgánicos e inorgánicos secos no digeribles antes de cargarlos en un digestor aumenta el volumen disponible para cultivos microbianos y producción de biogás. De manera similar, la eliminación de los materiales orgánicos húmedos y el material inorgánico de los materiales orgánicos secos aumenta la eficiencia de la conversión térmica de los materiales orgánicos secos porque se consume menos energía en la evaporación del agua y el material quemado produce menos cenizas. En el caso de que los materiales reciclables se recuperen de los materiales orgánicos secos, la eliminación de los materiales orgánicos e inorgánicos húmedos reduce la profundidad de carga en el proceso de clasificación, lo que permite que el equipo de clasificación funcione correctamente y de manera más eficiente y reduce el desgaste de la maquinaria. Además, la fracción inorgánica no reciclable puede depositarse más fácilmente en vertederos porque el volumen del material depositado en vertederos será más pequeño y más concentrado.

La necesidad de extraer de manera eficiente múltiples tipos de materiales reciclables de flujos de residuos mixtos variables es una necesidad insatisfecha desde hace mucho tiempo. La incapacidad de la industria para extraer porcentajes significativos de diferentes tipos de materiales reciclables de flujos de residuos mixtos variables ha dado lugar a campañas políticas bien conocidas en gran parte del mundo para enseñar a la población laica que es su responsabilidad clasificar manualmente los materiales reciclables en el momento y el punto de generación y su posterior eliminación. Debido al comportamiento humano natural, estos esfuerzos, aunque loables, no han dado como resultado el reciclaje deseado y los índices de diversificación correspondientes. La gran mayoría de los materiales residuales reciclables continúan siendo mal recuperados y/o utilizados. Los métodos y sistemas descritos en el presente documento satisfacen esta necesidad insatisfecha y percibida desde hace mucho tiempo mediante la recuperación eficiente de materiales reciclables usando dispositivos mecánicos que están dispuestos y configurados para manejar eficientemente un variado flujo de residuos sólidos. Además, los programas tradicionales de reciclaje residencial en la acera y los programas de reciclaje comercial requieren rutas y vehículos de recogida separados costosos y contaminantes. Además, una vez recogidos por vehículos separados, los materiales aún deben separarse y los materiales reciclables recuperarse en las instalaciones de recuperación de materiales tradicionales (IRM). Esto es muy ineficiente y costoso.

Los sistemas y métodos descritos en el presente documento pueden manejar grandes volúmenes de materiales residuales mixtos altamente variables. Los sistemas y métodos pueden extraer de manera eficiente los materiales reciclables de residuos mixtos no clasificados (por ejemplo, RSU en contenedores negros), flujos reciclables clasificados en el hogar donde el incumplimiento es alto (por ejemplo, RSU en contenedores azules) y otros tipos de RSU, tales como flujos de residuos sólidos comerciales variables de establecimientos minoristas, fabricación ligera, almacenes, edificios de oficinas, etc., y flujos de residuos industriales. Los métodos y sistemas descritos en el presente documento pueden recuperar porcentajes significativamente mayores de diferentes tipos de materiales reciclables y materiales orgánicos para la conversión en combustibles renovables y energía a partir de flujos de residuos variables en comparación con los sistemas conocidos. Esta capacidad se debe en gran parte a la separación mecánica para distribuir los materiales orgánicos húmedos de los materiales orgánicos secos y, opcionalmente, los materiales inorgánicos usando clasificadores mecánicos tales como desmenuzadoras, separadores por tamaño, separadores por densidad y/o clasificadores dimensionales, lo que crea, flujos de materiales residuales intermedios homogéneos, concentrados de los que se pueden extraer mecánicamente energías renovables y materiales reciclables. A diferencia de las plantas tradicionales de combustible derivado de desechos, el método de la invención fracciona y esparce el material residual lo suficiente para preparar los flujos intermedios para una conversión eficiente.

Estas y otras características de las realizaciones descritas en el presente documento resultarán más evidentes a partir de la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas. La reivindicación 1 desvela un método de acuerdo con la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para aclarar más lo anterior y otras ventajas y características de la presente invención, se ofrecerá una descripción más particular de la invención con referencia a realizaciones específicas de la misma que se ilustran en los dibujos adjuntos. Se aprecia que estos dibujos representan únicamente realizaciones ilustradas de la invención y, por lo tanto, no deben considerarse limitantes de su alcance. La invención se describirá y explicará con especificidad y detalle adicionales mediante el uso de los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es un esquema de un sistema mecanizado para convertir materiales residuales orgánicos secos y orgánicos húmedos mixtos (y opcionalmente materiales inorgánicos) en productos de mayor valor;

La figura 2 es un esquema que ilustra las opciones de conversión para procesar materiales orgánicos secos; La figura 3 es un esquema que ilustra las opciones de conversión para procesar materiales orgánicos húmedos; La figura 4 es un esquema que ilustra las opciones de conversión para procesar materiales inorgánicos; La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra métodos para extraer materiales reciclables de un flujo de residuos sólidos mixtos.

La figura 6 ilustra una vista en corte de un separador de tambor de aire adaptado para su uso en el sistema para separar los residuos sólidos por densidad, de acuerdo con una realización de la presente divulgación; y La figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra un sistema para separar residuos sólidos, de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

I. Introducción

La figura 1 es un esquema de un sistema de reciclaje y procesamiento de residuos integrado 100 que produce energía renovable y/o productos a partir de un material residual sólido mixto. El sistema 100 incluye una fuente de un flujo de residuos sólidos mixtos 1l0. El flujo de residuos sólidos mixtos incluye al menos un 10 % de un material residual orgánico húmedo y al menos un 10 % de un material orgánico seco y, opcionalmente, un material residual inorgánico.

El material residual mixto 110 se clasifica mecánicamente para producir materiales orgánicos húmedos 114 y materiales orgánicos secos 116, y opcionalmente materiales inorgánicos 118. El material residual se procesa en un sistema de separación mecánica 112 para producir fracciones de residuos clasificadas individuales que son adecuadas para la conversión en energía y/o productos renovables. Al menos una parte de los materiales orgánicos secos y húmedos se procesan independientemente usando procesos de conversión separados 131 y 139, respectivamente. Opcionalmente, los materiales inorgánicos 118 se pueden convertir en un producto renovable o reciclable usando técnicas de conversión inorgánica 135. La conversión orgánica seca 131 es particularmente adecuada para convertir materiales orgánicos secos en productos de mayor valor y la conversión orgánica húmeda 139 es particularmente adecuada para convertir materiales orgánicos húmedos en productos de mayor valor. Al concentrar los materiales orgánicos húmedos y secos en fracciones individuales, los procesos de conversión dedicados pueden ser mucho más eficientes en comparación con realizar el mismo proceso de conversión de residuos sólidos mixtos.

El sistema de separación 112 puede incluir componentes tales como transportadores, trituradoras y/o desmenuzadoras, cribas, clasificadores de aire, imanes, separadores de corrientes de Foucault, clasificadores y clasificadores de plástico que juntos separan el material orgánico húmedo del material orgánico seco. Un clasificador mecánico para separar los materiales orgánicos húmedos de los materiales orgánicos secos puede incluir un aparato de trituración, un aparato de clasificación por tamaños y/o un separador por densidad.

Antes de cargar el material residual 110 en el sistema de separación 112, el material residual 110 se puede clasificar manualmente para eliminar metales pesados, hormigón y elementos de roca que pueden dañar el sistema de separación 112, cartón a granel, residuos electrónicos y/o residuos/productos químicos obviamente peligrosos. La clasificación manual suele ser mínima. Por ejemplo, la clasificación manual puede ser realizada por un operador de carga del clasificador a nivel del suelo mientras carga material residual en el sistema de separación 112 o por uno o más operadores de línea que extraen artículos obviamente valiosos del flujo de residuos. En una realización preferida, menos del 40 %, 20 %, 10 % o incluso menos del 1 % (en peso) del flujo de residuos mixtos se clasifica manualmente para eliminar los materiales reciclables.

El uso de un sistema automatizado permite un mayor rendimiento y una mayor recuperación de combustibles y/o materiales reciclables. En una realización, el rendimiento del clasificador mecánico del sistema de separación es de al menos 2, 5, 10, 20, 50 o 100 toneladas métricas por hora por línea única de residuos mixtos y/o menos de 200, 150, 100 o 50 toneladas métricas por hora por línea única de residuos mixtos, o un intervalo de las tasas de producción superior e inferior anteriores. El término "línea única" está destinado a hacer referencia a una línea de entrada única que genera flujos fraccionarios únicos de diferentes materiales.

El sistema de separación 112 produce un material orgánico seco 116 que tiene un bajo contenido de humedad. En una realización, la separación produce un material orgánico seco que tiene menos del 30 % de contenido de humedad, menos del 25 % de contenido de humedad, menos del 20 % de contenido de humedad o incluso menos del 15 % de contenido de humedad. En particular, estos contenidos de humedad se pueden lograr a partir del sistema de separación sin más secado o mezcla con materiales secos para diluir el contenido de humedad.

Con referencia a la figura 2, los materiales orgánicos secos 116 se convierten en una primera técnica de conversión 131 en un material renovable. La conversión orgánica seca puede ser útil para recuperar materiales reciclables (etapa 124) y/o para la producción de combustible 120. La recuperación de materiales reciclables 124 puede incluir la separación suficiente de los materiales para producir productos básicos reciclados 107 que pueden venderse en un mercado y/o convertirse en productos reciclados 133. La producción de combustible 120 puede incluir la conversión de los materiales orgánicos secos en combustible líquido 119, la generación de energía 122, la conversión en petróleo 121 o la conversión química 109 o alguna otra forma de energía.

Incluso cuando el contenido de humedad es moderadamente alto, el combustible orgánico seco puede resultar ventajoso debido a una distribución uniforme del agua. En una realización, el sistema de separación 112 produce un material orgánico seco que tiene menos del 5 % en masa de partículas con un contenido de humedad superior al 40 % (más preferentemente superior al 30 % o incluso superior al 25 %). En una realización, el material orgánico seco tiene menos del 3 %, 2 % o incluso 1 % en masa de partículas con un contenido de humedad superior al 40 %, 30 % o 25 %.

Aunque es deseable producir una fracción orgánica seca que tenga el contenido de humedad deseado tras la separación, la presente divulgación también incluye sistemas en los que se puede secar el combustible orgánico seco. En una realización preferida, el secado se lleva a cabo usando un calor residual tal como el calor residual del sistema 122 de generación de energía de materiales orgánicos secos y/o el sistema de generación de energía a partir de biogás 145 (figura 3). En una realización preferida, el secado se lleva a cabo usando solo calor residual (es decir, no se quema combustible con el fin principal de secado).

En una realización, la divulgación se refiere a mantener un contenido de humedad deseado en la fracción orgánica seca a lo largo del tiempo. Mantener el mismo contenido de humedad a lo largo del tiempo puede ser importante para hacer funcionar un dispositivo de conversión térmica que utiliza el combustible orgánico. El sistema de separación 112 se puede hacer funcionar para minimizar la variación en el contenido de humedad del material orgánico seco 116. En una realización, un clasificador por densidad puede ajustarse hacia arriba o hacia abajo en la separación por densidad para capturar más o menos fracción orgánica húmeda para mantener un contenido de humedad deseado en el material orgánico seco. En una realización, la salida de material orgánico seco del sistema de separación 112 se mide a lo largo del tiempo y se introduce en un ordenador configurado para controlar uno o más componentes del sistema de separación 112 para lograr un contenido de humedad deseado en el material orgánico seco 116.

Con referencia a la figura 3, los materiales orgánicos húmedos 114 se convierten en un material renovable usando una segunda técnica de conversión 139. La segunda técnica de conversión puede incluir digestión anaeróbica, que típicamente se lleva a cabo procesando los materiales orgánicos húmedos 114 en un preproceso 134 y digiriendo el material húmedo en un digestor anaeróbico 126. Como alternativa, los materiales orgánicos húmedos 114 se pueden procesar en un digestor aeróbico 130 o convertir usando compostaje 129. Los productos del digestor anaeróbico 126 pueden incluir biogás 132 o digerido 128. El biogás 132 puede acondicionarse o limpiarse usando acondicionamiento 141 y luego convertirse en gas natural comprimido 143. Como alternativa, el biogás 132 puede usarse en la generación de energía 145, convertirse en gas de gasoducto o industrial 147, o convertirse en un combustible líquido (por ejemplo, a través de un proceso de Fischer Tropsch).

El digerido del digestor anaeróbico 126 o del digestor aeróbico 130 puede procesarse adicionalmente usando separación sólido/líquido para producir una enmienda del suelo y/o fertilizante líquido 137. Los sólidos del digerido 128 se pueden mejorar aún más usando compostaje 129.

Los materiales inorgánicos 118 también se pueden procesar para producir productos renovables. La elección de procesar materiales inorgánicos 118 tiende a depender en gran medida del tipo de material y de la proximidad de un mercado para las renovables a la ubicación del sistema 100. Los materiales inorgánicos se pueden convertir en materiales de construcción 153, que se pueden usar en hormigón o como enmienda del suelo. Los productos de vidrio pueden fundirse y reprocesarse para producir productos de vidrio reciclado 155. Los metales tienden a tener un alto valor, pero pueden ser difíciles de extraer con los sistemas tradicionales. Por el contrario, el sistema de separación altamente eficaz de la divulgación puede recuperar productos metálicos reciclados 157 a partir de materiales tales como componentes electrónicos y otros materiales residuales heterogéneos difíciles de separar. II. Separación de residuos orgánicos húmedos de residuos orgánicos secos

Se usa separación mecánica para separar los componentes del flujo de residuos mixtos para producir un flujo orgánico húmedo enriquecido en materiales orgánicos húmedos y un flujo orgánico seco enriquecido en materiales orgánicos secos. La figura 5 ilustra un diagrama de flujo que muestra un proceso de ejemplo 140 para extraer materiales reciclables y renovables de residuos mixtos. Las etapas 152 para separar los materiales orgánicos húmedos de los materiales orgánicos secos implican todos o una parte de las siguientes etapas: (i) proporcionar un flujo de residuos sólidos 142, (ii) fragmentar los residuos sólidos mixtos, (iii) fraccionar el flujo de residuos por tamaño 146, fraccionar el flujo de residuos por densidad 148, y clasificar mecánicamente 150.

A. Suministro de flujo de residuos sólidos

Los flujos de residuos utilizados en los métodos y sistemas descritos en el presente documento incluyen una mezcla de diferentes tipos de materiales sólidos. El flujo de residuos incluye materiales renovables y reciclables que, una vez separados de otros tipos de materiales o residuos renovables y reciclables, pueden utilizarse y, por lo tanto, tienen valor. En una realización, los residuos sólidos mixtos pueden ser residuos sólidos urbanos ("RSU") (es decir, basura o desperdicios). Los RSU son un tipo de material residual que incluye predominantemente residuos domésticos, a veces con la adición de residuos comerciales y/o industriales recogidos por un municipio o un contratista contratado por un municipio o por empresas comerciales o industriales dentro de un área determinada.

Los residuos sólidos comerciales son un tipo de residuos tales como la basura que generalmente se recogen de negocios tales como edificios de oficinas o establecimientos comerciales. Los residuos sólidos industriales se encuentran generalmente en industrias de fabricación pesada. Los RSU y los residuos comerciales generalmente no incluyen los residuos industriales peligrosos. El residuo mixto puede ser un residuo del "contenedor negro" en el que la fuente del residuo ha realizado poca o ninguna eliminación de material renovable y reciclable o, como alternativa, puede ser un residuo reciclado o de "contenedor azul" que incluye una mezcla de materiales residuales renovables y reciclables (también denominados "residuos de un solo flujo"). Los residuos de un solo flujo pueden ser comerciales o residenciales y pueden tener un incumplimiento bajo o alto.

Los residuos mixtos contienen una serie de componentes que solo tienen valor como material renovable y reciclable cuando se separan de otros componentes. Estos materiales renovables y reciclables pueden incluir una variedad de plásticos; materiales de fibra, incluidos papel y cartón; metales, incluidos metales ferrosos y metales no ferrosos tales como latón y aluminio; vidrio; textiles; caucho; y madera. Preferentemente, el flujo de residuos incluye 1, 2, 3 o más materiales de alto valor que incluyen, pero sin limitarse a, uno o más de papel, plástico y material no ferroso. Aunque incluso pequeños porcentajes de estos materiales pueden ser valiosos, separar los materiales renovables y reciclables entre sí y otros componentes en flujos de residuos sólidos mixtos es un desafío enorme. Esto es especialmente cierto cuando es necesario separar y recuperar dos, tres, cuatro o más tipos diferentes de materiales renovables y reciclables.

Los métodos y sistemas descritos en el presente documento incluyen proporcionar un flujo de residuos sólidos mixtos que incluye al menos un 10 % de material orgánico húmedo y al menos un 10 % de material orgánico seco que está mezclado. El flujo de residuos mixtos también puede incluir materiales inorgánicos que pueden ser renovables y reciclables o no renovables y no reciclables.

La cantidad de materiales renovables y reciclables en el flujo, el porcentaje de material renovable y reciclable recuperado y el valor del material renovable y reciclable tienen un impacto significativo sobre la viabilidad económica de extraer los materiales renovables y reciclables mediante clasificación mecanizada (siendo los valores más grandes más deseables).

En una realización, el flujo de residuos mixtos incluye al menos el 10 % en peso de residuos orgánicos secos seleccionados del grupo de plástico tridimensional típicamente rígido, película plástica, papel, cartón, textiles, caucho y madera. El flujo de residuos mixtos puede incluir al menos el 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 40 %, 50 %, 70 % o 90 % en peso de un material orgánico seco y menos del 90 %, 80 %, 60 %, 50 %, 40 %, 30 %, 25 %, 20 % o 15 % en peso de un material orgánico seco o un intervalo de cualquiera de los límites superiores o inferiores anteriores. En una realización, el flujo de residuos mixtos puede incluir al menos un 10 % en peso de materiales orgánicos húmedos seleccionados del grupo de residuos de alimentos (residuos industriales, urbanos o de cocina doméstica), residuos animales (por ejemplo, estiércol tal como excrementos humanos o de otro animal), o residuos vegetales (por ejemplo, recortes de césped industriales, urbanos o domésticos o recortes de árboles). El flujo de residuos mixtos puede incluir al menos el 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 40 %, 50 %, 70 % o 90 % en peso de un material orgánico seco y menos del 90 %, 80 %, 60 %, 50 %, 40 %, 30 %, 25 %, 20 % o 15 % en peso.

La relación de los materiales orgánicos húmedos respecto a los materiales orgánicos secos dependerá generalmente del flujo de alimentación. En algunos casos, los materiales orgánicos húmedos pueden estar más concentrados que los materiales orgánicos secos o viceversa. Sin embargo, en muchos casos, el flujo orgánico húmedo puede ser más prevalente debido a los residuos de alimentos. En una realización, el flujo orgánico húmedo es mayor en al menos el 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 30 %, 50 % o 70 % y/o más del 40 %, 50 %, 60 % u 80 % en peso de los materiales orgánicos húmedos son residuos de alimentos.

En algunas realizaciones, una parte significativa del flujo de residuos puede ser un material renovable o reciclable. Al menos una parte del flujo de residuos puede incluir un material reciclable o renovable. El flujo de residuos mixtos puede incluir al menos un 2,5 %, 5 %, 7,5 % o 10 % de un material plástico reciclable o menos del 60 %, 40 %, 20 % (en peso) o un intervalo de cualquiera de los porcentajes en peso superior e inferior anteriores de material plástico reciclable.

El flujo de residuos mixtos puede incluir al menos el 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 % o 30 % de un material de papel mixto reciclable o renovable o menos del 80 %, 70 %, 60 %, 50 % o 40 % (en peso) o un intervalo de cualquiera de los porcentajes en peso superior e inferior anteriores de material de papel mixto.

El flujo de residuos mixtos puede incluir al menos el 15 %, 25 %, 35 % de un material orgánico seco reciclable o renovable y menos del 80 %, 70 %, 60 %, 50 % o 40 % (en peso) o un intervalo de cualquiera de los porcentajes en peso superior e inferior anteriores de material orgánico seco. El flujo de residuos mixtos puede incluir residuos orgánicos húmedos, residuos orgánicos secos y/o residuos inorgánicos. En una realización, el porcentaje en peso de residuos orgánicos húmedos, residuos orgánicos secos y residuos inorgánicos en el flujo de residuos mixtos es cada uno (independientemente entre sí) al menos el 5 %, al menos el 10 %, al menos el 20 %, al menos el 50 %, o al menos el 75 % (la suma de los tres porcentajes en peso no superando el 140 %).

En una realización, el flujo de residuos mixtos puede incluir al menos el 0,5 %, 1 %, 2 %, 3 %, 4 %, 5 % de un metal reciclable o menos del 30 %, 20 %, 15 %, 10 % o 5 % (en peso) o un intervalo de cualquiera de los porcentajes en peso superior e inferior anteriores de material metálico reciclable.

En una realización, el residuo sólido urbano mixto puede ser un residuo urbano sin procesar. Por ejemplo, el flujo de residuos sólidos puede proporcionarse directamente desde un proceso de recogida de basura urbana. Como alternativa, los residuos sólidos urbanos pueden ser preprocesados parcialmente (por ejemplo, por propietarios de viviendas o empresas) para eliminar una parte de los materiales reciclables y/o recuperables. Por ejemplo, los residuos sólidos urbanos pueden derivarse de un flujo de residuos residenciales o comerciales integral que contiene los materiales remanentes que excluyen los materiales separados en origen recogidos a través de programas de reciclaje en los que una parte de ciertos materiales reciclables y/o renovables (por ejemplo, papel mixto, periódico, cartón, plásticos, metales ferrosos y no ferrosos y/o envases de vidrio) se han eliminado (es decir, los RSU pueden ser un residuo post-reciclado).

En cualquier caso (es decir, métodos que usan RSU sin procesar o RSU separados en origen), los residuos mixtos pueden clasificarse previamente manualmente para recuperar y eliminar elementos que son difíciles de desmenuzar o triturar, obviamente peligrosos y/o que son particularmente grandes (es decir, fácilmente separables) y tienen un alto valor de recuperación. La clasificación previa puede realizarse en el muelle de descarga de la instalación, antes de cargar los residuos en el sistema o puede ser realizada por personal en una línea de clasificación previa dedicada. Por ejemplo, los residuos se pueden dosificar en un transportador de clasificación previa donde el trabajo manual identifica los artículos que se clasificarán previamente. Típicamente, los artículos clasificados previamente incluirán artículos que podrían dañar o causar un desgaste excesivo a la desmenuzadora o trituradora. Los ejemplos incluyen bloques motor de automóvil, acero estructural, llantas de neumáticos, tanques de propano, bloques de hormigón, rocas grandes y similares. Los residuos peligrosos se eliminan, preferentemente, antes de triturar para evitar la contaminación con otros materiales en los residuos mixtos. Ejemplos de residuos obviamente peligrosos incluyen contenedores de disolventes y productos químicos, botes de pintura, baterías y similares.

La clasificación previa también se puede usar para recuperar artículos particularmente grandes y valiosos que se recogen fácilmente del flujo de residuos mixtos. Típicamente, los materiales reciclables recuperados en la clasificación previa serán artículos que son varias veces más grandes que la profundidad de carga del flujo del proceso, de modo que sean fácilmente visibles y se eliminen manualmente de manera eficiente. Por ejemplo, las cajas de cartón grandes (por ejemplo, contenedores de cartón ondulado), las piezas metálicas estructurales y los residuos electrónicos (por ejemplo, residuos de aparatos eléctricos y electrónicos) se pueden recuperar en la clasificación previa. El porcentaje de materiales en el flujo de residuos mixtos descrito anteriormente se refiere al porcentaje del flujo de residuos inmediatamente antes de que se fragmente y/o dimensione (es decir, después de la clasificación previa).

Como se mencionó, los métodos descritos en el presente documento permiten que los materiales se clasifiquen mecánicamente a partir de residuos sólidos urbanos incluso cuando los residuos incluyen grandes porcentajes de materiales no reciclables. En una realización, el flujo de residuos sólidos incluye al menos el 20 %, 25 %, 35 %, 50 % o 75 % de uno o más materiales de bajo valor. Los materiales de bajo valor son materiales que dificultan la separación de los materiales de alto valor y que, por sí mismos, generalmente no son económicos de separar. En una realización, los materiales de bajo valor se pueden seleccionar del grupo que consiste en materiales orgánicos húmedos, residuos vegetales, residuos de alimentos, arenilla, finos de menos de 2,54 cm (1 pulgada), asfalto, hormigón, textiles, madera, caucho, película plástica, PVC, papel de aluminio, roca, productos de consumo usados, vidrio de bajo valor (vidrio demasiado distante de un reciclador), materiales compuestos (por ejemplo, zapatillas de tenis), otros materiales que se encuentran típicamente en los residuos sólidos y combinaciones de estos. Los métodos descritos en el presente documento superan la necesidad, percibida pero no satisfecha, de recuperar económicamente (es decir, clasificar mecánicamente) todos o una parte de los valiosos materiales reciclables y/o renovables en estos flujos de residuos difíciles de manejar. Los materiales individuales de bajo valor pueden estar en el flujo de residuos sólidos en una concentración de al menos el 5 %, 10 %, 15 %, 20 % o más.

Los expertos en la materia reconocerán que la composición de los flujos de residuos sólidos varía sustancialmente durante cortos períodos de tiempo. De toda la variabilidad encontrada en los RSU, hay tres características constantes en diversos grados o porcentajes; densidad, dimensión (2-D o 3-D) y contenido de humedad. Esta invención, en parte, usa una variedad de equipos que separan por tamaño, densidad y dimensión, y luego dirige el material al equipo que separa o recupera por tipo de material (por ejemplo, tipo de resina para plástico, metal ferroso, metales no ferrosos, vidrio, papel, etc.). Para los fines de esta invención, el porcentaje de un tipo particular de material dentro del flujo de residuos se puede calcular de acuerdo con los estándares aceptables de la industria, tales como las Pautas de Eliminación de Residuos de 2011 publicadas por el Departamento de Reciclaje y Recuperación de Recursos de California (también conocido como "CalRecycle" y anteriormente conocida como la Junta de Gestión Integrada de Residuos de California) (disponible en www.calrecycle.ca.gov/wastechar/YourData.htm#Step1 y los enlaces asociados con este). Como mínimo, el muestreo de un flujo de residuos debe incluir el análisis de muestras de al menos 91 kg (200 libras) y el muestreo en una pluralidad de días, semanas y/o meses diferentes.

B. Fragmentación

La separación de los materiales orgánicos húmedos de los materiales orgánicos secos puede incluir opcionalmente triturar o desmenuzar los residuos mixtos. La fragmentación (por ejemplo, trituración o desmenuzamiento) puede mejorar la eficiencia de otros procesos tales como la separación por tamaño y la separación por densidad.

Los residuos fragmentados tendrán una variedad de tamaños de partícula. En una realización, el flujo de residuos fragmentados tiene un corte superior de 40,64 cm (16 pulgadas) o menos, 35,56 cm (14 pulgadas) o menos, 30,48 cm (12 pulgadas) o menos, 25,4 cm (10 pulgadas) o menos, o 20,32 cm (8 pulgadas) o menos o un corte inferior de más de 2,54 cm (1 pulgada), 5,08 cm (2 pulgadas), 10,16 cm (4 pulgadas) o 15,24 cm (6 pulgadas), o puede tener una distribución con un corte superior y un corte inferior de cualquiera de los cortes superior e inferior anteriores para los residuos fragmentados. En una realización, la proporción del corte superior respecto al corte inferior puede ser menor que 8, 6 o 4.

La distribución por tamaño de cualquier material fracturado en particular generalmente depende de sus propiedades materiales. Por ejemplo, algunos objetos, tales como palés de envío o neumáticos, se triturarán o desmenuzarán hasta obtener partículas de tamaño relativamente grande. Por el contrario, los materiales frágiles como el vidrio, que tienden a romperse, y los residuos de alimentos, que tienden a desmenuzarse fácilmente, serán bastante pequeños después de la fragmentación.

La desmenuzadora o trituradora usada para fragmentar el flujo de residuos mixtos puede incluir uno o más árboles que incluyen varios cabezales de corte que pueden cortar y/o desmenuzar los materiales residuales entrantes a un tamaño seleccionado. Los materiales residuales se pueden moler o desmenuzar haciendo girar rotores montados con cuchillas de corte o cuchillos contra una carcasa rígida de cuchillas, luego caen a través de la trituradora o desmenuzadora a la canasta de la criba (placa perforadora circular o cribas de diseño con aletas). Los materiales que tienen un tamaño de corte molidos menor que un tamaño seleccionado, caen a través de una criba y pasan a la siguiente etapa del proceso. Los objetos que son demasiado grandes para pasar a través de la criba típicamente se recirculan repetidamente a través de la trituradora o desmenuzadora hasta que se muelen a un tamaño que pueda pasar a través de la criba.

Varias trituradoras o desmenuzadoras de residuos sólidos disponibles en el mercado están adaptadas o pueden adaptarse para fragmentar el flujo inicial de residuos sólidos. Por ejemplo, Vecoplan, LLC de High Point, NC fabrica una serie de desmenuzadoras de residuos sólidos que pueden incorporarse al sistema y usarse en los métodos descritos en el presente documento.

Preferentemente, los residuos fragmentados del dispositivo de fragmentación se muelen o desmenuzan hasta un tamaño de menos de 45,72 cm (18 pulgadas), 40,64 cm (16 pulgadas), 30,48 cm (12 pulgadas), 25,4 cm (10 pulgadas) o 20,32 cm ( 8 pulgadas) y más de 5,08 cm (2 pulgadas), 10,16 cm (4 pulgadas), 15,24 cm (6 pulgadas), 20.32 cm (8 pulgadas), 25,4 cm (10 pulgadas), o un intervalo de cualquiera de tamaños de límite superior e inferior anteriores. La fragmentación de los RSU mixtos antes de la separación por tamaños y la separación por densidad aumentará la eficiencia de separación de los separadores por densidad.

En la presente divulgación, se describen varias etapas de fragmentación y/o fraccionamiento por tamaño con respecto a métodos y sistemas para la separación de residuos sólidos. Típicamente, cada una de estas etapas tiene un límite de tamaño asociado. Los expertos en la materia apreciarán que los materiales fraccionados presentan típicamente una distribución de partículas. La distribución de cualquier fracción particular incluirá a menudo un número insignificante de partículas por encima o por debajo del límite. A menos que se especifique lo contrario, un número límite superior (por ejemplo, 40,64 cm (16") o menos, 30,48 cm (12") o menos, 20,32 cm (8") o menos, el intervalo superior de un 20,32 cm (8") a 5,08 cm (2") sobre la fracción) generalmente significa que aproximadamente el 90 % de las partículas en la fracción particular tienen un tamaño menor que el número límite, mientras que aproximadamente el 10 % de las partículas en la fracción particular serán más grandes que el tamaño límite superior. A menos que se especifique lo contrario, un número límite inferior (por ejemplo, el intervalo inferior de 20.32 cm (8") a 5,08 cm (2") sobre la fracción) generalmente significa que aproximadamente el 90 % de las partículas en la fracción particular tienen un tamaño de mayor que el número límite, mientras que aproximadamente el 10 % de las partículas en la fracción particular son más pequeñas que el tamaño límite inferior. En algunas realizaciones, los límites pueden ser más eficientes que el 90 % y el 10 %. Por ejemplo, el número límite superior para una fracción particular del 95 % o 99 % de las partículas puede ser menor que el número límite superior y/o menos del 5 % o menos del 1 % de las partículas en la fracción puede ser menor que el tamaño límite inferior. Los números límite particulares se relacionan con la fracción particular, no con la distribución completa. Dependiendo del flujo de residuos, un porcentaje significativo del flujo de residuos de alimentación puede ser menor que el número límite inferior y/o mayor que el número límite superior, independientemente de la eficiencia del equipo de separación.

C. Separación por tamaño

Los residuos fragmentados se pueden transportar a un separador por tamaño que fracciona los residuos mixtos por tamaño para producir un flujo de residuos de dos o más tamaños (por ejemplo, al menos una fracción superior y una fracción inferior).

El dimensionamiento se puede llevar a cabo para producir flujos de residuos dimensionados con una distribución de tamaño de partícula deseada particular para facilitar la separación por densidad y para producir flujos intermedios enriquecidos en materiales reciclables o renovables particulares. Los expertos en la materia reconocerán que el flujo de residuos fragmentado se puede analizar para determinar límites de tamaño en los que las fracciones del flujo separan diferentes tipos de materiales en diferentes flujos mientras concentran tipos similares de residuos en flujos algo concentrados. Además, los flujos de residuos dimensionados pueden optimizarse para la separación por densidad creando un flujo de residuos dimensionado con una distribución de partículas estrecha.

En una realización, los flujos de residuos dimensionados pueden tener una distribución de tamaño con una relación de partículas pequeñas respecto a partículas grandes de menos de aproximadamente 10 (es decir, la relación entre el límite superior y el límite inferior tiene una relación inferior a aproximadamente 10), más preferentemente inferiora aproximadamente 8, 6 o 4. Una fracción inferior de la separación por tamaño puede tener un límite de tamaño superior de menos de aproximadamente 15,24 cm (6 pulgadas), 12,7 cm (5 pulgadas), 10,16 cm (4 pulgadas), 7,62 cm (3 pulgadas) o 5,08 cm ( dos pulgadas) y más de 1,27 cm (0,5 pulgadas), 2,54 cm (1 pulgada), 5,08 cm (2 pulgadas) o 7,62 cm (3 pulgadas), o un intervalo dentro de cualquiera de los valores superiores e inferiores anteriores para el corte de tamaño superior. La fracción superior puede tener un límite de tamaño superior de menos de 40,64 cm (16 pulgadas), 30,48 cm (12 pulgadas), 25,4 cm (10 pulgadas), 20,32 cm (8 pulgadas) o 15,24 cm (6 pulgadas) y un límite de tamaño inferior mayor de 5,08 cm (2 pulgadas), 10,16 cm (4 pulgadas), 15,24 cm (6 pulgadas) o 20,32 cm (8 pulgadas) o un intervalo dentro de cualquiera de los límites superior e inferior anteriores.

Ejemplos adecuados de un separador por tamaño que se puede usar en el presente método incluyen un separador de criba de discos con discos de caucho o acero, un separador de criba de rejilla Finger Screen, un separador de criba de tambor rotativo, un separador de criba vibratoria, una criba en cascada, una criba oscilante, cribas de discos en forma de flor y/u otros separadores por tamaño conocidos en la técnica.

Una criba de discos emplea una serie de árboles giratorios que tienen una serie de discos adjuntos con espacios entre los discos por los que pueden caer los objetos. El giro de los árboles crea una acción ondulada que agita el material entrante mientras se transporta hacia adelante. Esta agitación libera materiales más pequeños a través de las aberturas de la criba y se logra sin vibración ni cegamiento. El diseño de la criba de discos reduce en gran medida la posibilidad de atascos o agarrotamientos durante el funcionamiento. Cribas de tambor rotativo, vibratorias o de rejilla Finger Screen, cribas en cascada, cribas oscilantes, cribas de discos en forma de flor y/u otros separadores por tamaño conocidos en la técnica también logran el mismo tipo de objetivo de separación por tamaños, mientras se usan diseños de ingeniería algo diferentes. Diversos separadores por tamaño útiles en la invención están disponibles en el mercado a través de muchos fabricantes diferentes en todo el mundo. Por ejemplo, las cribas de discos, las cribas de tambor rotativo, las cribas vibratorias y las cribas en cascada están disponibles en Vecoplan, LLC de High Point, NC.

D. Separación por densidad

Uno o más de los flujos de residuos dimensionados pueden separarse por densidad para producir flujos de residuos intermedios que se enriquecen individualmente en materiales orgánicos húmedos, materiales orgánicos secos y/o materiales renovables particulares. Aunque no es necesario, la separación por densidad se realiza, preferentemente, en un aparato separado corriente abajo del separador por tamaño. La separación por densidad corriente abajo permite usar distintos separadores por densidad en fracciones de tamaño individual, lo que permite configurar los separadores por densidad individuales para materiales y flujos particulares. Las unidades separadoras por densidad se pueden calibrar para proporcionar separación entre materiales particulares en el flujo de residuos mixtos. La separación por densidad se puede usar para separar diferentes tipos de materiales tales como materiales orgánicos húmedos, materiales orgánicos secos y materiales inorgánicos, enriqueciendo así uno o más flujos intermedios particulares en uno o más tipos diferentes de materiales reciclables y/o renovables.

En los flujos de residuos urbanos mixtos, los residuos inorgánicos, los residuos orgánicos húmedos y los residuos orgánicos secos a menudo presentan densidades dentro de intervalos particulares. Por ejemplo, los materiales orgánicos secos tienden a tener una densidad superior a 16 kg/m3 (1,0 libra/pie cúbico) y menos de aproximadamente 192 o 240 kg/m3 (aproximadamente 12 o 15 libras/pie cúbico); los materiales orgánicos húmedos tienden a tener una densidad superior a 128, 160 o 192 kg/m3 (8, 10, o 12 libras/pie cúbico) y menos de aproximadamente 961, 1281 o 2242 kg/m3 (aproximadamente 60, 80 o 140 libras/pie cúbico), los materiales inorgánicos tienden a tener una densidad mayor que aproximadamente 1281 o 2242 kg/m3 (aproximadamente 80 o 140 libras/pie cúbico). Por tanto, ajustando los separadores por densidad en consecuencia, las fracciones orgánica húmeda, orgánica seca e inorgánica pueden separarse basándose en la densidad. De manera similar, los tipos particulares de materiales reciclables y/o renovables, tales como la madera y los textiles, a menudo se encuentran dentro de un cierto intervalo de densidad y pueden enriquecerse selectivamente en un flujo de residuos intermedio. Aunque las densidades anteriores son útiles para muchos flujos de residuos urbanos, los expertos en la materia reconocerán que las enseñanzas proporcionadas en el presente documento se pueden usar para analizar cualquier flujo de residuos sólidos mixtos y determinar los límites de densidad que generarán flujos de residuos intermedios enriquecidos en materiales reciclables o renovables.

En algunas realizaciones, se puede usar una serie de separadores por densidad para fraccionar adicionalmente los flujos de residuos intermedios. En los separadores por densidad corriente abajo, el límite de densidad se selecciona para fraccionar las fracciones superior o inferior recibidas del separador por densidad corriente arriba. También se puede llevar a cabo una separación por tamaños adicional en flujos separados por densidad. La separación por tamaño y densidad se lleva a cabo hasta que el flujo intermedio esté lo suficientemente enriquecido y sea homogéneo en un material reciclable o renovable particular para permitir una extracción eficiente del material reciclable o renovable usando equipos de clasificación mecanizados.

Con referencia ahora a la figura 6, se muestra un ejemplo de una unidad de separación por densidad que está adaptada para separar los residuos sólidos urbanos por densidad. La figura 6 ilustra un separador de tambor de aire 200. El separador de tambor de aire 200 incluye un transportador de entrada 204, un soplador 206, un tambor rotatorio 210, un transportador de salida 222, un transportador de fracción pesada 218 y un transportador de fracción ligera 226. Los residuos de densidad mixta 202 se alimentan en el transportador de entrada 204. A medida que se introduce el material residual 202, cae del extremo del transportador 202 donde los residuos 202 encuentran una corriente de aire 208 en movimiento procedente del soplador 206.

La fracción pesada 216 se separa del material residual mixto 202 en virtud de que es demasiado pesada para ser levantada por la corriente de aire 208. Por tanto, la fracción pesada cae delante del tambor 210 y cae sobre el transportador de fracción pesada 218. Por el contrario, los residuos más ligeros son levantados por la corriente de aire 208 y transportados sobre el tambor rotatorio 210 y transportados hacia adelante por la corriente de aire 220 o por el transportador 222. La fracción ligera 224 cae del extremo del transportador 222 y sobre el transportador de fracción ligera 226. Estas máquinas son altamente ajustables para alterar el coeficiente de separación por densidad en peso, según se desee.

La densidad relativa de la fracción pesada 216 y las fracciones ligeras 224 se puede ajustar controlando el flujo de aire a través del separador de tambor de aire 200. La velocidad del flujo de aire y el volumen de aire que pasa a través del separador de tambor 200 pueden controlarse aumentando o disminuyendo la velocidad del ventilador 206 o abriendo o cerrando la válvula 212. En general, la apertura de la válvula 212 y/o el aumento de la velocidad del ventilador 206 transportará objetos más pesados sobre el tambor 210 de modo que la fracción ligera tendrá una masa media más alta. Asimismo, cerrar la válvula 212 o disminuir la velocidad del ventilador 206 hará que la fracción pesada 216 tenga una masa promedio más baja y la fracción ligera 224 tendrá una masa promedio más baja porque solo los objetos más livianos serán transportados sobre el tambor 210. Los separadores por densidad adecuados para su uso en la presente invención incluyen, pero no se limitan a, separadores de aire disponibles de Westeria Fordertechnik GmbH, Ostbevern, Alemania. Aunque el ejemplo particular ilustrado en la figura 6 puede ser preferido en algunas realizaciones, se pueden usar otros separadores, incluidos los separadores por densidad que no incluyen tambores (por ejemplo, separadores de aire/gravedad, separadores por aire, tamizador por aire, cuchillas de aire, etc.).

Los separadores por densidad como los ilustrados en la figura 6 funcionan mejor cuando la relación entre los objetos más grandes y más pequeños que se alimentan al separador por densidad es relativamente estrecha. Por consiguiente, es preferible que la relación de los objetos más grandes respecto a los más pequeños que se alimentan a los separadores por densidad en los métodos y sistemas descritos en el presente documento sea de aproximadamente 12 a 1, aproximadamente 10 a 1, aproximadamente 8 a 1, 6 a 1 o aproximadamente 4 a 1. De la manera más preferente, la relación de los objetos más grandes respecto a los más pequeños que se alimentan a los separadores por densidad en los métodos y sistemas descritos en el presente documento es de aproximadamente 6 a 1 (es decir, donde la relación del corte superior respecto al corte inferior está en las relaciones anteriores). En una realización, los métodos y sistemas de la presente divulgación están diseñados para proporcionar materiales residuales a los separadores por densidad con relaciones de tamaño de partículas dentro de estos intervalos aproximados.

E. Medición para controlar los caudales y la profundidad de carga

Opcionalmente, los métodos también pueden incluir la medición de los flujos de residuos dimensionados y los flujos de residuos intermedios en todo el sistema para lograr un caudal másico y una profundidad de carga deseados. En una realización, el aparato de fragmentación, el separador por tamaño, el separador por densidad y/o los clasificadores mecanizados están separados por uno o más transportadores que tienen controles de velocidad variable. El control de velocidad variable se puede configurar para optimizar el flujo másico a través del aparato de fragmentación, separadores por tamaño, separadores por densidad y/o clasificadores mecanizados para optimizar la cantidad, pureza y/o valor de los materiales reciclables o renovables que se recuperan del sistema global asegurando una presentación medida y distribuida uniformemente del material a los dispositivos individuales. Se pueden usar uno o más sensores situados corriente arriba, corriente abajo o dentro de uno o más de los componentes del sistema para monitorizar la eficiencia de separación, efectividad, pureza de separación y/o tasa de recuperación de los materiales reciclables o renovables. Estos valores se pueden usar para optimizar o maximizar uno o más parámetros del sistema, tales como la cantidad de recuperación, la pureza y/o el valor de los materiales reciclables o renovables recuperados. Ejemplos de sensores que se pueden usar para controlar el caudal de los flujos de residuos incluyen sensores de nivel tales como, pero sin limitarse a, sensores ópticos y/o sensores ultrasónicos que miden la altura del material que se acumula en un transportador y/o corriente arriba de un dispositivo de medición y/o que miden el espacio abierto en una cinta. Se puede acelerar o ralentizar una cinta, dispositivo de medición u otro equipo usando los datos del sensor para garantizar que se logre un caudal o la profundidad de carga deseada en una cinta o en un equipo de procesamiento (por ejemplo, separadores por tamaño) y/o cualquier otra parte del sistema descrito en el presente documento. Otros sensores incluyen interruptores mecánicos que son activados físicamente por el flujo de residuos que se acumula más allá de un nivel deseado (por ejemplo, altura), que acciona el interruptor mecánico para proporcionar una señal que luego se puede usar para regular el flujo o la profundidad de carga. La velocidad de todos los equipos de medición, incluidos; suelos para caminar; transportadores; tambores dosificadores; desmenuzadoras y trituradoras; separadores de tambor de aire; cribas de todo tipo; alimentadores vibratorios; tolvas alimentadoras dosificadoras; niveladores de carga; y otros dispositivos de este tipo pueden controlarse y ajustarse mediante sistemas de control y otros dispositivos para medir adecuadamente el material en todas las partes de la divulgación. En algunas realizaciones, la medición puede ser crítica para obtener la alta recuperación y pureza deseadas de materiales reciclables o renovables a partir de residuos sólidos mixtos.

Los sistemas y métodos pueden incluir el uso de una pluralidad de sensores y la medición del flujo o la profundidad de carga del material residual transportado a una pluralidad de aparatos de clasificación. Aunque no es necesario, es preferible que cada aparato de clasificación tenga un sensor asociado con el mismo y que el sensor se use para controlar de forma independiente la medición de los dos o más aparatos de clasificación. Por ejemplo, se puede situar un sensor de nivel o un sensor de flujo cerca de una entrada de cualquier combinación de clasificador tridimensional, clasificador óptico, separador de corrientes de Foucault o similares.

111. Conversión de materiales renovables

El flujo orgánico seco separada y el flujo orgánico húmedo se convierten por separado en un producto renovable usando técnicas de conversión primera y segunda, respectivamente. Se puede usar cualquier número de técnicas de conversión para procesar cualquier número de flujo de residuos intermedio enriquecido separado producido en el sistema de separación 112 (figura 1). La primera y la segunda técnicas de conversión son técnicas diferentes, lo que permite seleccionar las técnicas para que sean más adecuadas para convertir materiales orgánicos húmedos o secos, respectivamente, en comparación con una técnica de conversión única. Por ejemplo, los materiales orgánicos secos se pueden convertir en combustible derivado de desechos con menos consumo de energía que los materiales que incluyen materiales orgánicos húmedos y deben secarse y los materiales orgánicos húmedos se pueden convertir en biogás en un digestor anaeróbico de manera más eficiente sin los material orgánicos e inorgánicos secos.

A. Conversión de material orgánico seco

Se puede usar cualquier número de técnicas de conversión de materiales orgánicos secos para convertir la fracción orgánica seca en un producto renovable, tal como un combustible derivado de desechos (c Dd ) o material reciclable. Ejemplos de técnicas de conversión adecuadas incluyen conversión térmica por arco de plasma, gasificación, pirólisis, conversión térmica de biomasa, conversión de plástico a petróleo, biogás a combustibles líquidos (por ejemplo, Fischer Tropsch), combustibles derivados de desechos, procesos de conversión química (por ejemplo, plásticos PETE a tereftalato).

En una realización, el material orgánico seco se puede convertir en un combustible derivado de desechos procesando los residuos orgánicos secos para que tengan un contenido de humedad y un valor de BTU deseados particulares. En una realización, el material orgánico seco puede tener un valor de kWh (BTU) en un intervalo de aproximadamente 1,17-4,39 kWh (aproximadamente 4000-15.000 BTU), más específicamente aproximadamente 1,47-2,93 kWh (aproximadamente 5000-10.000 BTU), e incluso más específicamente aproximadamente 1,76-2,34 kWh (aproximadamente 6000-8.000 BTU) y un contenido de humedad como se indicó anteriormente.

El combustible derivado de desechos (CDD) puede compactarse para permitir su envío y/o combustión adecuada en una caldera de biomasa. Típicamente, el material orgánico seco compactado 116 puede tener una densidad en un intervalo de aproximadamente 8 kg/m3 - 800 kg/m3 (aproximadamente 0,5 libras/pie3 - 50 libras/pie3), más concretamente unos 16 kg/m3 - 480 kg/m3 (aproximadamente 1 libra/pie3 - 30 libras/pie3), incluso más específicamente aproximadamente 32 kg/m3 - 320 kg/m3 (aproximadamente 2 libras/pie3 - 20 libras/pie3), y más específicamente aproximadamente 48 kg/m3 -160 kg/m3 (aproximadamente 3 libras/pie3 -10 libras/pie3).

El combustible CDD puede compactarse para formar escamas o gránulos y puede ser enviado por cualquier medio a un sitio donde se usa combustible CDD, tal como, pero sin limitarse a, una planta de cemento donde el material orgánico seco puede usarse para calentar un horno para la fabricación de cemento.

En una realización preferida, el material orgánico seco no se granula y se usa en el sitio en una o más tecnologías de conversión tales como conversión térmica o producción de electricidad. Cuando se produce energía, la electricidad se puede utilizar en el sitio o conectarse a una red eléctrica local. Debido a que la energía se genera localmente, la energía eléctrica es más valiosa ya que se perderá muy poca energía en la transmisión.

En una realización, el material orgánico seco 116 se puede usar como combustible en una caldera de biomasa para generar vapor y accionar una turbina de vapor para generar electricidad. Un ejemplo de una caldera de biomasa se describe en la publicación de solicitud de patente estadounidense 2009/0183693 de Furman.

En una realización, la caldera de biomasa se puede configurar para que se encienda usando una alimentación fluidizada. El material orgánico seco puede ser relativamente ligero y fluidizarse fácilmente para una buena combustión dentro de una caldera de biomasa fluidizante. El uso de este tipo de caldera de biomasa en combinación con la generación de energía en el sitio ahorra costes de compactación y/o granulación, produce una combustión eficiente en la caldera, permite el uso local de la electricidad y el calor residual, maximizando así el valor calórico del material orgánico seco y minimizando las emisiones de carbono.

El material orgánico seco se puede usar en un proceso de gasificación. La gasificación se puede lograr haciendo reaccionar los residuos orgánicos secos a altas temperaturas (> 700 °C), sin combustión, con una cantidad controlada de oxígeno y/o vapor para producir gas de síntesis. El gas de síntesis se puede utilizar además para producir combustibles. Hay varios procesos de gasificación diferentes disponibles para su uso con residuos orgánicos secos. Los ejemplos de gasificadores adecuados incluyen gasificadores de lecho fijo en corriente paralela, reactores de lecho fluidizado, gasificadores de flujo arrastrado y gasificadores de plasma.

En una realización, el material orgánico seco se puede convertir en un compuesto químico de alto valor (es decir, distinto de un combustible de hidrocarburo). Por ejemplo, los plásticos y el caucho se pueden convertir en poliestirenos mediante craqueo catalítico con destilación en dos etapas; el material poliolefínico se puede formar mediante craqueo catalítico y el polietilentereftalato se puede crear a partir de PETE mediante solvólisis. Las técnicas de conversión para producir estos compuestos químicos de alto valor están disponibles en Gossler Envitec GmBH (Alemania).

En otra realización más, los plásticos separados, tales como las películas plásticas, se pueden convertir en combustibles líquidos mediante técnicas de conversión de plástico en combustibles conocidas en la técnica (normalmente procesos catalíticos y/o procesos pirolíticos). Los componentes del flujo orgánico seco también se pueden convertir en biogás mediante digestión. Por ejemplo, los productos de papel pueden transformarse en pasta papelera y luego digerirse mediante digestión anaeróbica para producir biogás, que puede quemarse o convertirse en un combustible líquido usando un proceso adecuado tal como Fischer Tropsch.

Los materiales orgánicos húmedos se pueden convertir en parte usando un tratamiento biológico mecánico en el que los materiales orgánicos húmedos y secos se encapsulan y se deja que desprendan agua para reducir el contenido de agua. Los residuos orgánicos secos pueden procesarse adicionalmente a continuación usando una o más de otras técnicas de conversión.

Los métodos descritos en el presente documento también incluyen la extracción de una pluralidad de materiales reciclables o materiales renovables del flujo de residuos intermedio usando uno o más aparatos de clasificación mecanizados. El aparato de clasificación mecanizado particular usado depende del material reciclable particular o material renovable a extraer.

Con referencia de nuevo a la figura 2, el método 140 incluye (i) en una primera etapa 142, proporcionar un flujo de residuos mixtos que incluye materiales reciclables tales como papel, plástico y metal (particularmente metales no ferrosos); (ii) en una segunda etapa 144, fragmentar el flujo de residuos mixtos; (iii) en una tercera etapa 146 fraccionar el flujo de residuos mixtos por tamaño para producir una pluralidad de flujos de residuos dimensionados; (iv) en una cuarta etapa 148, fraccionar al menos una parte de los flujos de residuos dimensionados por densidad para producir una pluralidad de flujos de residuos intermedios enriquecidos individualmente en uno o más de los materiales reciclables; (v) en una quinto etapa 150, clasificar individualmente la pluralidad de flujos de residuos intermedios usando uno o más aparatos de clasificación para producir productos reciclables tales como, pero sin limitarse a, productos de papel reciclado, productos plásticos reciclados y/o productos metálicos reciclados. Opcionalmente, el método puede incluir medir y/o esparcir los flujos de residuos dimensionados a lo largo de cualquiera o todas las partes del proceso 140 para controlar el flujo másico y/o la profundidad de carga. En una realización, el aparato de clasificación puede ser un clasificador dimensional, tal como un aparato de clasificación bidimensional-tridimensional. Ejemplos de clasificadores 2D-3D incluyen separadores balísticos y/o cribas configuradas para separar artículos bidimensionales de artículos tridimensionales. Se pueden usar dos o más separadores balísticos y/o cribas, en serie o en paralelo. Los separadores dimensionales se pueden usar para recuperar uno o más materiales que se combinan con otro material que tiene una densidad similar, pero que tiene propiedades dimensionales sustancialmente diferentes (distintas del tamaño). Por ejemplo, en una realización, el separador 2D-3D se puede usar para separar plásticos rígidos (que tienden a ser tridimensionales) de películas plásticas y/o papel, que generalmente son bidimensionales y flexibles. Los plásticos bidimensionales, incluidas las películas y los materiales rígidos, generalmente tienen un espesor de menos de 1/8 de pulgada. Por tanto, los materiales bidimensionales se consideran bidimensionales porque su espesor es mucho menor que su longitud y anchura (por ejemplo, 10 veces o 140 veces menor). Además o como alternativa, se puede usar un separador 2D-3D para separar la madera (que tiende a ser más tridimensional) de los textiles (que tienden a ser más bidimensionales). Los separadores balísticos también pueden separar materiales en categorías rígidas y flexibles. Otro aparato de clasificación mecanizado que se puede usar es un clasificador óptico. El clasificador óptico puede estar configurado para separar películas plásticas del papel o separar diferentes tipos de plásticos entre sí. Por ejemplo, se puede configurar un clasificador óptico para recuperar HDPE y/o PETE de un flujo de residuos intermedio. También se pueden configurar uno o más clasificadores ópticos para recuperar plásticos n° 1-7 y/o para retirar y/o recuperar plásticos de PVC. Los clasificadores ópticos también se pueden usar para clasificar vidrio de un flujo intermedio enriquecido en pequeñas partículas inorgánicas. Hay muchos tipos de tecnologías de clasificación óptica, que incluyen, pero no se limitan a; infrarrojo cercano (NIR), clasificadores de color de cámara, rayos X, etc. Los clasificadores ópticos pueden escanear el flujo de residuos intermedio y determinar si el material que se analiza es un tipo particular de plástico, papel o vidrio. El clasificador óptico, al detectar un material en particular, usa aire dirigido a través de boquillas para expulsar el material identificado/diana para producir uno o más productos reciclados tales como PETE reciclable, HDPE reciclable, película plástica reciclable, plástico reciclable n° 3-7 y/o productos de papel reciclable.

Puede usarse cualquier clasificador óptico conocido en la técnica. Por ejemplo, en una realización, el clasificador óptico puede funcionar escaneando el flujo de residuos intermedio en caída libre usando un sensor de cámara. El sensor de cámara detecta el material y después los chorros de aire pueden expulsar rápidamente el material en caída libre. También hay clasificadores ópticos que utilizan infrarrojo cercano, rayos X y otras tecnologías de escaneo para separar los materiales específicos de los flujos mixtos. Se puede usar cualquier número de clasificadores ópticos en serie o en paralelo. Los fabricantes de clasificadores ópticos incluyen TiTech Pellenc, MSS, NRT y otros.

B. Conversión de material orgánico húmedo

La fracción orgánica húmeda se puede procesar en una o más técnicas de conversión que son más adecuadas para materiales con alto contenido de humedad (por ejemplo, más del 25 % en peso o el 3o % en peso) de agua. Las técnicas de conversión adecuadas para el flujo orgánico húmedo incluyen digestión húmeda o seca que incluye digestión anaeróbica, digestión aeróbica y compostaje.

Con referencia de nuevo a la figura 1, el sistema de separación 112 produce un material orgánico húmedo 114 que se digiere en la digestión anaeróbica 126. El sistema de separación 112 puede usar cualquier digestión anaeróbica, incluida la digestión anaeróbica de mezcla completa, flujo de tipo pistón y/o flujo ascendente. En una realización preferida, el sistema de digestión anaeróbico 126 incluye un digestor anaeróbico de flujo ascendente y de la manera más preferente el sistema digestor anaeróbico de flujo ascendente es un digestor anaeróbico de flujo ascendente en manta inducido. Los digestores anaeróbicos de flujo ascendente inducido incluyen un tabique horizontal que aumenta la retención de sólidos y bacterias y disminuye el tiempo de retención hidráulica necesario para digerir sólidos orgánicos.

En una realización, el tiempo de retención hidráulica del digestor anaeróbico es menos de 20 días, más preferentemente menos de 15 días y de la manera más preferente menos de aproximadamente 10 días. Preferentemente, el sistema de digestión anaeróbica 126 incluye una pluralidad de tanques individuales que permiten el mantenimiento sin interrumpir el funcionamiento general. Preferentemente, el digestor anaeróbico incluye bacterias metanógenass y acidógenas en un solo tanque.

Se puede encontrar una descripción de los sistemas de digestión microbiana adecuados que pueden usarse para digerir el producto de residuo orgánico húmedo producido en el método actual en las patentes de Estados Unidos 7.615.155 titulada "Methods for removal of non-digestible matter from an upflow anaerobic digester", 7.452.467 titulada "Induced sludge bed anaerobic reactor", 7.290.669 titulada "Upflow bioreactor having a septum and an auger and drive assembly" y 6.911.149 titulada "Induced sludge bed anaerobic reactor" y en la publicación de patente de Estados Unidos N° 2008/0169231 titulada "Upflow bioreactor with septum and pressure release mechanism".

Para proporcionar una digestión óptima en el sistema digestor 126, se puede usar un sistema de alimentación de digestor de preprocesamiento 134 como se analizó anteriormente con respecto a la figura 3. La alimentación 1134 del digestor puede incluir un aparato triturador o desmenuzador para reducir el tamaño de partícula del material orgánico húmedo. En una realización, el tamaño de partícula se reduce a menos de aproximadamente 2,54 cm (aproximadamente 1 pulgada), más preferentemente menos de 1,91 cm (3/4 de pulgada) e incluso más preferentemente menos de 1,27 cm (1/2 pulgada). La alimentación 134 del digestor también puede incluir aumentar la temperatura del material orgánico húmedo para lograr una temperatura deseada cerca o dentro de 2-10 °C por encima de la temperatura de funcionamiento del digestor. Además, se puede añadir agua al material orgánico para lograr una concentración de sólidos deseada. En una realización, la temperatura puede ser mesófila o termófila. En una realización, la temperatura está en un intervalo de aproximadamente 43,3 °C a aproximadamente 82,2 °C (aproximadamente 110 °F a aproximadamente 180 °F), más específicamente de aproximadamente 48,9 °C a aproximadamente 65,6 °C (aproximadamente 120 °F a aproximadamente 150 °F). Estas temperaturas se pueden lograr usando el calor residual de la generación de energía en el sitio y/o al hacer funcionar un horno usando combustible orgánico y/o biogás en el sitio. El calentamiento puede ser hacia un componente del sistema de alimentación 134 o directamente hacia el digestor anaeróbico.

En una realización, el agua añadida al material orgánico húmedo se obtiene de un efluente del sistema digestor anaeróbico 126. La alimentación 134 del digestor puede producir una mezcla de material orgánico húmedo que tiene un contenido de sólidos en un intervalo de aproximadamente el 5 % a aproximadamente el 40 %, más específicamente un intervalo de aproximadamente el 10 % a aproximadamente el 35 %, incluso más específicamente de aproximadamente el 15 % a aproximadamente el 30 %.

Como se mencionó anteriormente con respecto a la figura 3, el sistema de digestión anaeróbica 126 o el sistema de digestión aeróbica 130 pueden producir un producto similar al compost (es decir, el digerido 128). El digerido 128 puede deshidratarse o secarse directamente o curarse adicionalmente mediante compostaje aeróbico 129 y/o procesarse de otra manera a una enmienda del suelo 137 con alto contenido de nutrientes. En una realización preferida, el digerido 128 tiene patógenos reducidos y/o contenido de semillas reducido y debería estar lo más libre posible de materiales inorgánicos tales como vidrio y plástico. El digerido de alta calidad se puede producir usando temperaturas termófilas en el sistema de digestión anaeróbica 126, junto con extensos procesos de separación 112 y preproceso de alimentación del digestor 134 para eliminar materiales inorgánicos indeseables. El digerido 128 puede deshidratarse usando métodos mecánicos 131 y secarse usando el calor residual del sistema de generación de energía a partir de biogás 145 y/o el sistema de generación de energía a partir de material orgánico seco 122. En esta realización, el escape de la combustión puede calentar directamente el digerido o el escape puede calentar indirectamente el digerido mediante el uso de un intercambiador de calor. Los métodos de secado alternativos incluyen compostaje aeróbico 129, secado solar o secado al aire.

Como se mencionó, el sistema de digestión anaeróbica 126 produce biogás 132, que se puede acondicionar usando un acondicionador de biogás para eliminar impurezas y/o aumentar la concentración de hidrocarburos. El acondicionamiento de biogás 141 puede incluir la eliminación de sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono, agua y / u otros constituyentes que se encuentran comúnmente en el biogás. El acondicionamiento del gas se puede llevar a cabo adsorbiendo los constituyentes no deseados sobre un adsorbente tal como la zeolita.

El biogás 132 acondicionado se puede procesar a un combustible líquido o comprimido 131. Típicamente, el biogás 132 se comprime en una serie de compresores para lograr una presión deseada para su uso en el transporte de combustible. El biogás comprimido y acondicionado 132 se puede usar en el sitio para alimentar equipos que tradicionalmente funcionan con combustible Diesel. Como alternativa, el biogás acondicionado y comprimido 132 puede venderse o transportarse para su uso en aplicaciones convencionales de gas natural comprimido. En otra realización más, el biogás acondicionado 132 se puede licuar usando compresores y/o refrigeración. El biogás licuado se puede vender o transportar para su uso en aplicaciones convencionales de gas natural licuado. El biogás acondicionado 132 también se puede convertir en biodiésel mediante un proceso de Fischer Tropsch.

El biogás acondicionado 132 también puede quemarse para producir calor y/o energía eléctrica en el sistema de generación de energía a partir de biogás 145. El sistema de generación de energía a partir de biogás 145 puede usar sistemas de generación de energía conocidos en la técnica para quemar metano para producir energía eléctrica. El sistema de generación de energía 145 puede usar una microturbina o un motor de combustión interna convencional acoplado con un generador eléctrico y/o un oxidante térmico acoplado con un generador de vapor. El acondicionamiento del biogás 132 puede mejorar las propiedades de combustión del biogás 132 y el sistema de generación de energía 145. Sin embargo, cuando el sistema de generación de energía 145 está diseñado para quemar biogás y/o biogás de bajas BTU, incluidos gases tales como el sulfuro de hidrógeno, el biogás 132 puede usarse en el sistema de generación de energía 145 sin acondicionamiento de gas.

Ejemplos de otras técnicas para convertir residuos orgánicos húmedos incluyen el compostaje en el que se permite que el material orgánico húmedo se degrade en presencia de oxígeno para producir un compost en condiciones aeróbicas. Esta técnica consume mucha energía y no se prefiere cuando es deseable obtener biogás.

Los materiales orgánicos húmedos también se pueden procesar en digestión seca en la que los materiales orgánicos húmedos se pueden colocar en un digestor solo o junto con otros materiales orgánicos o inorgánicos secos a través de los cuales la humedad en condiciones de bajo oxígeno se filtra a través del material para crear condiciones anaeróbicas. La digestión seca produce un biogás que puede recogerse y quemarse para generar energía o convertirse en combustible líquido.

C. Recuperación de material inorgánico

En una realización, el flujo de residuos intermedio puede estar enriquecido en metal, incluyendo un metal ferroso y/o un metal no ferroso. Para extraer un metal no ferroso se puede usar un separador por corrientes de Foucault. El separador por corrientes de Foucault puede recuperar metales no ferrosos tales como aluminio, latón y cobre. Como alternativa, o además, los metales pueden incluir metales ferrosos y se pueden colocar uno o más dispositivos de separación magnética por todo el sistema y configurarlos para recoger metales ferrosos. Los ejemplos de separadores magnéticos incluyen imanes de tambor, imanes de cinta transversal, imanes de polea matriz y similares. Los clasificadores ópticos, clasificadores de acero inoxidable, clasificadores de infrarrojos, clasificadores de cámara, clasificadores de inducción, sistemas de detección de metales, clasificadores de rayos X y similares se pueden usar para separar diferentes tipos de metales entre sí, para producir un producto reciclable. Los productos metálicos reciclables producidos en los métodos y sistemas descritos en el presente documento se pueden seleccionar del grupo que incluye productos reciclables no ferrosos tales como aluminio, latón y cobre y/u otros metales tales como hierro y/o acero inoxidable.

El fraccionamiento y clasificación mecánicos de los sistemas y métodos descritos en el presente documento son particularmente útiles para extraer materiales residuales de alto valor, tales como metales no ferrosos, así como papel y plástico. En los sistemas de la técnica anterior, estos artículos han sido particularmente difíciles (o prácticamente imposibles) de extraer y/o clasificar a partir de residuos sólidos mixtos. Los sistemas convencionales a menudo no pueden extraer una parte significativa de papel, plásticos y/o metales no ferrosos porque estos materiales no se pueden extraer usando un imán. Es bien conocido el uso de imanes en los sistemas tradicionales de procesamiento de residuos mixtos. Los imanes son lo suficientemente económicos y se pueden usar en múltiples ubicaciones dentro de un sistema para que su uso sea económicamente viable incluso cuando el imán solo extrae un pequeño porcentaje del material ferroso. Sin embargo, recuperar incluso el metal ferroso de los residuos sólidos mixtos es extremadamente difícil e ineficaz debido a la multitud y variedad de materiales que se encuentran en los residuos sólidos mixtos. La condición típica de los residuos sólidos mixtos, ya que se purgan de los vehículos de recogida y/o remolques de transferencia, es tal que un simple dispositivo magnético probablemente obtendría un porcentaje muy pequeño, menos del 20 %, del metal ferroso disponible contenido en el flujo de residuos sólidos mixtos y cualquier metal recuperado de esa manera estaría altamente contaminado por otros materiales encontrados en los residuos sólidos mixtos que quedarían atrapados entre la superficie del imán y el objeto de metal ferroso adherido (por ejemplo, papel, plástico, etc.). Por el contrario, los materiales tales como los plásticos reciclables, el papel y los metales no ferrosos (por ejemplo, el latón) a menudo no se extraen de los residuos mixtos porque el equipo de clasificación de estos materiales en particular no puede manejar los flujos de residuos configurados en estos sistemas. A pesar del hecho de que los metales no ferrosos y muchos plásticos reciclables clasificados normalmente tienen un valor de 5 a 15 veces más que los metales ferrosos, la industria generalmente solo usa medios mecánicos para extraer metales ferrosos de residuos sólidos mixtos. Además, la recuperación de estos materiales reciclables de mayor valor, tales como el papel, los plásticos y los metales no ferrosos, está plagada de las mismas condiciones habituales de los residuos sólidos mixtos, ya que dichos materiales reciclables se mezclan y ocultan de forma tan completa dentro de la gran variedad de otros elementos no reciclables encontrados en el flujo de residuos mixtos (por ejemplo, materiales orgánicos, materiales inertes, madera, textiles, finos, etc.). Además, una gran parte de los residuos sólidos mixtos, especialmente de las rutas de recogida residencial y viviendas multifamiliares, se deposita en bolsas plásticas y se desecha. Abrir manualmente bolsas de basura que de alguna manera se recogerían de los residuos sólidos mixtos y la posterior clasificación y recuperación de los materiales reciclables liberados tendría un coste prohibitivo en todos los países, excepto en los más subdesarrollados. Finalmente, los productos/materiales reciclables de mayor valor (por ejemplo, plástico PETE, plástico HDPE, plástico n° 3-7, latas de aluminio, acero inoxidable, cobre, latón, metales no ferrosos mixtos) generalmente se componen de porcentajes muy pequeños de entre el 0,1 % y el 4 %, sobre la base del material individual, en relación con el flujo total de residuos sólidos mixtos. Sin la mayoría o todos los componentes descritos en el presente documento (por ejemplo, preparación, dimensionamiento, dosificación, homogeneización y clasificación), extraer estos materiales reciclables de alto valor a partir de materiales con porcentajes disponibles tan bajos dentro del flujo de residuos mixtos es casi imposible de hacer de una manera económicamente viable. Los métodos descritos en el presente documento ofrecen soluciones novedosas, eficientes y de alto rendimiento para este desafío de larga duración en la industria del procesamiento de residuos.

D. Tasas de recuperación de materiales reciclables y renovables

La presente invención es particularmente ventajosa para recuperar la mayoría de uno o más tipos diferentes de materiales reciclables y renovables presentes en un flujo de residuos sólidos mixtos. Los métodos y sistemas son particularmente útiles cuando están presentes materiales reciclables de alto valor en concentraciones muy bajas. Los sistemas y métodos permiten el procesamiento del flujo de residuos mixtos para, metafóricamente hablando, "encontrar la aguja en el pajar". En una realización, el flujo de residuos mixtos puede incluir al menos un tipo de material recuperable en una concentración menor al 15 %, menor al 10 %, menor al 5 % o incluso menor al 1 %, donde el sistema o método está configurado recuperar al menos el 50 %, al menos el 70 %, al menos el 80 % o incluso al menos el 90 % del material recuperable particular.

Además, los métodos y sistemas, como se describen en el presente documento, pueden recuperar al menos el 25 %, 50 %, 75 % o 90 % del metal reciclable en el flujo de residuos (en peso) como producto metálico reciclable que tiene una pureza adecuada para la venta a un comerciante de metales reciclables.

El proceso puede recuperar al menos el 25 %, 50 %, 75 % o 90 % de los materiales plásticos reciclables en el flujo de residuos mixtos (en peso) para producir un producto plástico reciclable que tenga la pureza adecuada para su venta a un comerciante de productos plásticos reciclables.

El proceso puede recuperar al menos el 25 %, 50 %, 75 % o 90 % de los productos de papel mixtos reciclables en el flujo de residuos mixtos (en peso) para producir un producto de papel mixto reciclable que tenga una pureza adecuada para la venta a un comerciante de papel mixto reciclable.

El proceso puede recuperar al menos el 25 %, 50 %, 75 % o 90 % de los materiales orgánicos secos reciclables para producir uno o más (por ejemplo, 1,2, 3, 4 o más) productos orgánicos secos reciclables o renovables. Los productos orgánicos secos se pueden seleccionar del grupo de papel mixto, plásticos tridimensionales, películas plásticas, textiles y madera.

La fragmentación, la separación por tamaño y/o la separación por densidad se pueden usar para producir flujos de reciclado homogéneos que estén suficientemente libres de contaminación para ser reciclados o usados sin separación adicional de otros tipos de componentes presentes en los residuos mixtos y/o que se puedan comercializar como un producto reciclable.

Los diversos materiales y productos renovables se pueden usar en el sitio o fuera del sitio del sistema de separación para producir productos renovables tales como botellas de plástico, partes metálicas, energía y/o calor para llevar a cabo cualquier proceso de fabricación conocido en la técnica para utilizar energía y productos renovables.

IV. Sistemas para separar residuos sólidos mixtos

La figura 7 ilustra un sistema 300 que puede usarse para separar materiales orgánicos húmedos y secos y recuperar productos renovables y reciclables de un flujo de residuos mixtos. En la figura 7, un residuo sólido mixto, tal como un residuo sólido urbano, se dosifica a un transportador 302 de clasificación previa. La dosificación se puede llevar a cabo usando un tambor de dosificación 304 y un transportador de alimentación 306 que recibe los residuos sólidos mixtos desde un alimentador de tolva de suelo móvil 308. Los residuos sólidos mixtos en el transportador 302 se transfieren a la trituradora o desmenuzadora 316. Los residuos mixtos en el transportador 302 se pueden clasificar manualmente. Por ejemplo, los trabajadores manuales pueden recoger grandes trozos de cartón que son fácilmente identificables y seleccionados entre grandes volúmenes de residuos. También se pueden recoger manualmente otros materiales antes de desmenuzarlos, triturarlos o reducirlos de tamaño, incluidos grandes trozos de madera tratada, residuos electrónicos (por ejemplo, residuos de aparatos eléctricos o electrónicos) u otros artículos obviamente valiosos que se pueden recoger a mano de manera eficiente o sacarlos convenientemente del transportador 302. Los residuos domésticos peligrosos (RDP) también pueden retirarse del transportador 302 y empaquetarse adecuadamente y llevarse a la instalación adecuada. El cartón recogido se puede recoger y almacenar en el contenedor 310 o empacar y enviar a una fábrica de papel. Otros materiales reciclables, tales como metales ferrosos y no ferrosos y/u otras fuentes de materiales reciclables, pueden recogerse y almacenarse en el contenedor 312 o en contenedores adicionales. Además, los residuos peligrosos pueden recogerse y almacenarse en el contenedor 314 y posteriormente eliminarse de manera adecuada. Aunque no se requiere una clasificación previa, la clasificación previa puede ser particularmente útil para evitar la contaminación a partir de residuos peligrosos y el daño potencial a la desmenuzadora de metales estructurales ferrosos pesados, hormigón, piedras grandes y otros artículos.

El material del transportador 302 que no se recoge se suministra a la desmenuzadora o trituradora 316, que desmenuza o tritura los residuos hasta un corte superior deseado como se describió anteriormente. El material desmenuzado se mueve sobre un transportador 318 bajo un imán suspendido 320, que recoge el metal ferroso expuesto en el flujo de residuos y lo suministra al almacenamiento de metal ferroso 322. Debido a la profundidad de carga, el imán 320 es preferentemente un imán de tambor suspendido, aunque se pueden usar otros imanes solos o en combinación con un imán de tambor suspendido. Los imanes de tambor son ventajosos debido a la profundidad de carga antes de la clasificación por tamaños y su capacidad para capturar metales ferrosos en vuelo después de ser descargados del transportador 318, minimizando por tanto la mayor parte de la contaminación cruzada no metálica del metal ferroso extraído. También se pueden montar otros tipos de imanes (por ejemplo, imanes de cinta transversal) suspendidos sobre el árbol de transmisión de la cinta transportadora.

Los residuos fragmentados que pasan por debajo del imán 320 se suministran a las cribas 324, que separan el flujo de residuos fragmentados por tamaño para producir una primera fracción superior y una primera fracción inferior. Las cribas 324 pueden incluir una criba o una pluralidad de cribas y tipos de cribas similares y/o de diferentes tamaños para producir una o más fracciones inferiores y una o más fracciones superiores. La fracción superior puede enriquecerse en materiales orgánicos secos y la fracción inferior puede enriquecerse en materiales orgánicos húmedos.

La fracción inferior (es decir, finos) de las cribas 324 se transporta sobre el transportador 326 a una segunda criba 328. La fracción inferior (es decir, finos) de la segunda criba 328 puede incluir materiales orgánicos húmedos y/o materiales inorgánicos pesados, que se pueden procesar usando un separador por corrientes de Foucault 330 para recuperar metales no ferrosos. El transportador 329 puede conmutarse para dirigir los finos desde la criba 328 al transportador 336 si la fracción inorgánica es dominante o al separador por corrientes de Foucault 330 si el material orgánico húmedo es dominante. Los materiales orgánicos húmedos del separador por corrientes de Foucault 330 pueden recogerse y almacenarse en el contenedor 332 y los metales no ferrosos recogerse en el contenedor 333. La fracción superior (es decir, gruesa) de la criba fina 328 puede procesarse adicionalmente en el separador por densidad 334 para producir una fracción ligera que tiene un tamaño de partícula pequeño y una fracción inorgánica pesada. La fracción inorgánica pesada se puede transportar al transportador 336 y la fracción ligera se puede cargar opcionalmente en un segundo separador por densidad 338 para una separación adicional en una fracción orgánica seca ligera y una fracción orgánica húmeda pesada.

Con referencia ahora a la primera fracción superior (de la criba 324), la fracción superior se transporta en el transportador 340 al tercer separador por densidad 342. El tercer separador por densidad 342 puede configurarse para producir un flujo intermedio ligero y un flujo intermedio pesado. Por ejemplo, el tercer separador por densidad 342 puede configurarse para cortar en un intervalo de 3,6 a 6,8 kg (8 a 15 libras). El flujo intermedio ligero (es decir, menos de 3,6-6,8 kg (8-15 libras)) puede enriquecerse en plásticos secos, papel, metales ferrosos ligeros (por ejemplo, latas y tapas de latas y otros artículos de metales ferrosos ligeros) y metales no ferrosos ligeros (por ejemplo, latas de aluminio y otros artículos ligeros no ferrosos), que se transfieren al transportador 344.

El flujo de residuos intermedios pesados del tercer separador por densidad 342 (es decir, más de 3,6-6,8 kg (8-15 libras)) puede estar enriquecida en materiales orgánicos húmedos e inorgánicos pesados y materiales orgánicos secos pesados (por ejemplo, madera y textiles), que se suministran al cuarto separador por densidad 346 para una separación adicional. El cuarto separador por densidad 346 puede cortar en un intervalo de 27 a 54 kg (60 a 120 libras) para producir un flujo intermedio ligero, que se suministra al quinto separador por densidad 364. El quinto separador por densidad 364 puede cortar materiales orgánicos húmedos de 18,1-27,2 kg (40-60 libras) respecto a materiales orgánicos secos 10-15 libras que consisten principalmente en madera y textiles. El cuarto separador por densidad 346 también puede producir un flujo intermedio pesado (es decir, más de 27,2-54,4 kg (60-120 libras)) enriquecida en residuos inorgánicos pesados, que se suministra al transportador 336. El flujo intermedio en el transportador 336 se puede clasificar usando un imán de tambor suspendido para recoger el metal ferroso y el resto del flujo se carga en un alimentador vibratorio 350 que alimenta un separador por corrientes de Foucault 352, que separa los metales no ferrosos del residuo de residuos inorgánicos. Los metales no ferrosos se pueden separar adicionalmente en un clasificador de infrarrojos u otro clasificador 381 para extraer cobre y/o latón de otros metales no ferrosos (es decir, para producir un producto no ferroso mixto almacenado en el contenedor 396 y un producto de latón y/o cobre almacenado en el contenedor 398). Los metales no ferrosos pueden empacarse y/o almacenarse a granel para su envío a los molinos.

El resto del flujo de residuos que sale del separador por corrientes de Foucault 352 se carga en el transportador 354 y se procesa adicionalmente usando el clasificador de acero inoxidable 356 y el clasificador óptico de vidrio 358. El flujo intermedio se puede clasificar para extraer acero inoxidable usando un clasificador de acero inoxidable 356 y/o clasificar para extraer vidrio usando un clasificador óptico 358. La clasificación puede producir productos de acero inoxidable reciclables y productos de vidrio reciclables, que pueden almacenarse en los contenedores 362 y 360, respectivamente.

Con referencia nuevamente al quinto separador por densidad 364, el flujo intermedio ligero del separador 346 se puede fraccionar a una densidad de hasta 6,8 kg (15 libras) para la madera y textiles a 18 kg - 27 kg (40 libras - 60 libras) para los materiales orgánicos húmedos pesados para producir un flujo de residuos intermedios ligeros enriquecidos en madera y textiles. La madera y los textiles se pueden separar en un clasificador 2D-3D tal como un separador de criba de discos balístico o en ángulo u otro tipo de separador 2D-3D 366 para producir un producto de madera reciclable o renovable tridimensional y un producto textil reciclable o renovable bidimensional, que se pueden recoger en los contenedores 368 y 320, respectivamente. El flujo pesado del separador 364 se puede enriquecer en materiales orgánicos húmedos pesados y se puede suministrar al separador por corrientes de Foucault 330 y/o unirse con los residuos de las cribas 328 y el separador por densidad 338.

Con referencia de nuevo al transportador 344, el flujo ligero intermedio desde el separador por densidad 342 puede procesarse mediante el imán de suspensión 372 para producir un producto de metal ferroso reciclable recogido en el contenedor 373. La parte de flujo intermedio que pasa por debajo del imán 372 y sobre el alimentador vibratorio 374 se carga en una serie de separadores por corrientes de Foucault 376 y 378, que procesan el flujo intermedio para recuperar metales no ferrosos. Los metales no ferrosos pueden recogerse en el transportador 377 y compactarse en balas usando la empacadora 379 y después almacenarse para su envío.

Los compuestos orgánicos secos no recuperados en los separadores por corrientes de Foucault 376 y 378 proporcionan un flujo intermedio enriquecido en papel y plásticos. El flujo intermedio enriquecido en papel y plásticos se puede procesar usando un separador 2D-3D tal como un separador de criba de discos balístico o en ángulo u otro tipo de separador 2D-3D 380. El separador de criba de discos balístico o en ángulo u otro tipo de separador 2D-3D 380 separa películas de plástico y/o papel (es decir, partículas en 2D) de partículas tridimensionales tales como plásticos rígidos fracturados. El separador 2D-3D se puede colocar antes o después del imán suspendido 372 y los separadores por corrientes de Foucault 376 y 378.

Los materiales bidimensionales del separador de criba de discos balístico o en ángulo u otro tipo de separador 2D-3D 380 se pueden suministrar al transportador 400 y el material tridimensional se puede procesar adicionalmente usando clasificadores ópticos. El material tridimensional se puede procesar en un primer clasificador óptico 382 para producir un producto de plástico de HDPE o un producto de plástico de PETE o un producto de plástico n° 3-7 que se deposita en el transportador de control de calidad 383 y se deposita en el contenedor 384 o se empaca en la empacadora 385. El flujo intermedio se puede procesar a continuación en un segundo clasificador óptico 388 para producir un producto plástico de PETE o un producto plástico de HDPE o un producto plástico n° 3-7 que se deposita en el transportador de control de calidad 389 y se deposita en el contenedor 386 o se empaca en la empacadora 387. Finalmente, el flujo de residuos intermedio puede procesarse en un tercer clasificador óptico 390 para producir un producto plástico reciclable n° 1-7 o un producto plástico de HDPE o un producto plástico de PETE que se deposita en el transportador de control de calidad 391 y se deposita en el contenedor 392 o se empaca en una empacadora 397. El resto del flujo de residuos de los clasificadores ópticos 382, 388 y 390 puede ser un material residual renovable o no reciclable o un material reciclable clasificado incorrectamente (por ejemplo, PVC, piedras, espuma, residuos de aparatos eléctricos o electrónicos, botellas de plástico llena de líquido, fragmento de un lata de aluminio, etc.), que pueden recuperarse en el transportador 393 y/o depositarse en el contenedor 395 o enviarse a un remolque de transferencia antes de desecharse en un vertedero o separarse en fracciones potencialmente reciclables de material inorgánico mixto y transformarse en diversos materiales de construcción que potencialmente pueden comercializarse o usarse en aplicaciones de construcción.

Con referencia ahora al material bidimensional recibido en el transportador 400 desde el separador de criba de discos balístico o en ángulo u otro tipo de separador 2D-3D 380, el material bidimensional puede ser un flujo intermedio enriquecido en película plástica y papel mixto. Los materiales bidimensionales pueden cargarse en un contenedor de dosificación u otro tipo de dispositivo de alimentación y almacenamiento dosificado 402 y luego dosificarse a una pluralidad (por ejemplo, 2-12) de clasificadores ópticos 404 que están configurados para separar películas de plástico y plásticos rígidos de papel. Los clasificadores ópticos 404 producen un producto de película de plástico reciclable altamente concentrado o combustible 406 y un producto de papel mixto reciclable o renovable 408, uno o ambos de los cuales pueden empacarse y/o almacenarse para la venta o envío.

Los materiales orgánicos húmedos producidos en el sistema 300 (por ejemplo, los materiales orgánicos húmedos en el contenedor 332) y cualquiera o todos los materiales orgánicos secos pueden procesarse adicionalmente usando las técnicas de conversión descritas anteriormente. En una realización, un producto de película de plástico 406 o plástico mixto puede transferirse al transportador 430A y suministrarse al silo de almacenamiento de material 432. Desde el silo de almacenamiento de material, el producto plástico se puede transformar en un combustible renovable en un proceso de conversión de plásticos 434. Como alternativa, el producto de plástico puede desmenuzarse en la desmenuzadora 436 y transportarse sobre el transportador 440 a un gasificador 442. El gasificador 442 puede producir calor para impulsar la turbina 444 y producir electricidad o producir energía mecánica. En una realización alternativa, el papel mixto o el papel mixto 408 o el papel mixto y el plástico pueden transferirse al transportador 430 y suministrarse al gasificador 442.

Los materiales orgánicos húmedos producidos en el sistema 300 (por ejemplo, los materiales orgánicos húmedos en el depósito 332) se pueden procesar, compostar, proporcionar o vender a un procesador como un flujo de materiales orgánicos húmedos mixtos altamente concentrados (por ejemplo, residuos de alimentos y residuos de jardinería y residuos vegetales). La figura 7 ilustra realizaciones para convertir materiales orgánicos húmedos en productos de mayor valor como biogás o electricidad. Los materiales orgánicos húmedos del contenedor 332 se transfieren a un contenedor de medición/almacenamiento 446 para ser alimentados a un aparato de preprocesamiento 448. El aparato de preprocesamiento 448 puede ser un separador tal como un turboseparador Scott que tiene barras rompedoras que trituran las partículas para alimentarlas en el digestor anaeróbico 450 y expulsar artículos flexibles como caucho y textiles, que pueden ser expulsados al transportador 460 y enviados al contenedor de residuos 462 o suministrados al transportador 440 para ser gasificado, si corresponde.

El digestor anaeróbico 450 produce biogás y un digerido. El digerido se puede deshidratar usando un aparato de deshidratación 452. El digerido separado puede almacenarse en el almacenamiento a granel 454 o suministrarse al transportador 440 para su gasificación en el gasificador 442. Los sólidos del digerido se pueden secar y/o convertir en abono para producir una enmienda del suelo.

El biogás producido en el digestor 450 puede acondicionarse antes de ser quemado en un motor de combustión interna 458 para producir electricidad. El acondicionador de biogás 458 puede incluir un absorbente que absorba contaminantes y/o dióxido de carbono. La electricidad producida a partir del motor de combustión 458 puede usarse en el sitio para alimentar componentes del sistema de procesamiento de residuos y/o puede colocarse en una red eléctrica para uso del público consumidor. El acondicionador de biogás se puede regenerar periódicamente para mantener su capacidad de absorber contaminantes.

Los productos combustibles orgánicos secos se pueden usar, por ejemplo, solos o con otro combustible en lugar de carbón y otros combustibles basados en carbono en varios procesos industriales y de generación de energía. El combustible orgánico seco también se puede usar como combustible para producir gas de síntesis a través de una variedad de procesos de conversión térmica a alta temperatura (por ejemplo, gasificación, gasificación por arco de plasma y pirólisis). El material orgánico seco también puede almacenarse en el sitio en un edificio de almacenamiento a granel con un sistema de llenado y descarga automatizado o en silos de almacenamiento con dispositivos de descarga.

Los expertos en la materia reconocerán que los productos reciclables producidos usando los métodos descritos en el presente documento están altamente enriquecidos en un tipo particular de material reciclable, lo que hace que uno o más productos diferentes sean útiles como material de alimentación en un proceso de reciclaje. Sin embargo, los productos reciclables no suelen ser 100 % puros. Aunque la industria del reciclaje no puede usar residuos crudos sin procesar, la mayoría de los sistemas de reciclaje pueden funcionar correctamente con pequeñas cantidades de impurezas. Los sistemas y métodos de la invención se usan para producir productos reciclados que tienen una pureza adecuada para su uso en la industria del reciclaje.

También se desea transformar los materiales reciclables recuperados en nuevos productos usando técnicas de fabricación convencionales (por ejemplo, fabricación de pasta de papel a fabricación de papel, producción de lingotes de aluminio a partir de latas de aluminio, botella de PETE a fabricación de botellas de PETE, PETE a aislamiento, botellas de HDPE a HDPE o materiales de embalaje, vidrio a materiales de construcción, etc.) frente a vender los materiales reciclados en los mercados de materiales de reciclaje convencionales.

Aunque puede ser deseable recuperar valor de esencialmente todos los componentes de un flujo de residuos sólidos, la presente invención incluye realizaciones en las que la totalidad o una parte de la fracción orgánica húmeda, fracción orgánica seca o fracción inorgánica no se separa completamente en un producto recuperado. Por ejemplo, en una realización, la totalidad o una parte de la fracción orgánica húmeda, la fracción orgánica seca o la fracción inorgánica, ya sea mezclada, separada adecuadamente o separada incorrectamente, puede simplemente depositarse en vertederos dependiendo de la pureza de la fracción particular y/o de las condiciones del mercado para reciclar la fracción particular (por ejemplo, la película puede depositarse en vertederos).

Aunque muchos de los métodos y sistemas desvelados en el presente documento se han descrito como que incluyen la separación por densidad, los expertos en la materia reconocerán que, en algunas realizaciones, se puede lograr una separación suficiente sin separación por densidad, siempre que el flujo de residuos se fragmente y separe por tamaño para producir flujos intermedios enriquecidos en al menos un material recuperable.

Realizaciones adicionales de la divulgación incluyen sistemas y métodos que incorporan una o más características de los sistemas y métodos descritos en las solicitudes de patente provisional de Estados Unidos N° 61/298.208, presentada el 25 de enero de 2010; 61/308.243, presentada el 25 de febrero de 2010; y 61/417.216, presentada el 24 de noviembre de 2010; y/o la solicitud de patente Provisional de los Estados Unidos N° 12/897.996; publicada como US-A1-2012/0190102, US-A1-2012/0048974 y US-A1-2012 / 0037733.

La presente invención puede realizarse en otras formas específicas sin apartarse de sus características esenciales. Las realizaciones descritas deben considerarse en todos los aspectos solo como ilustrativas y no restrictivas. El alcance de la invención, por lo tanto, está indicado por las reivindicaciones adjuntas. Todos los cambios que entran dentro del alcance de las reivindicaciones deben aceptarse.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para procesar residuos sólidos mixtos, que comprende:

proporcionar un flujo de residuos mixtos que comprende al menos un 10 % en peso de residuos orgánicos húmedos que tienen una densidad superior a 192 kg/m3 (12 libras/pie cúbico) y menos de 2242 kg/m3 (140 libras/pie cúbico) y al menos un 10 % en peso de residuos orgánicos secos con una densidad inferior a 192 kg/m3 (12 libras/pie cúbico) y superior a 16 kg/m3 (1,0 libra/pie cúbico), en donde se mezclan los residuos orgánicos húmedos y los residuos orgánicos secos;

separar los residuos orgánicos húmedos de los residuos orgánicos secos por tamaño y densidad usando al menos dos separadores mecánicos que incluyen un separador por tamaño (324) y un separador por densidad (200) para producir un flujo orgánico húmedo intermedio enriquecido en residuos orgánicos húmedos y un flujo orgánico seco intermedio enriquecido en residuos orgánicos secos, en donde la separación incluye dimensionar los residuos mixtos para producir al menos un flujo de residuos dimensionado con un tamaño límite inferior superior a 5,08 cm (2 pulgadas) y un límite superior inferior a 45,72 cm (18 pulgadas) y una relación entre el límite superior y el límite inferior es inferior a 6, y el flujo de residuos dimensionado se separa por densidad usando el separador por densidad;

convertir al menos una parte del flujo orgánico húmedo intermedio en uno o más de un producto combustible renovable, una enmienda del suelo, un fertilizante líquido, un compost, energía o una combinación de los mismos usando al menos una primera técnica de conversión; y

convertir el flujo orgánico seco intermedio en uno o más de un producto combustible renovable, un producto compuesto químico, energía o una combinación de los mismos usando al menos una segunda técnica de conversión, en donde la segunda técnica de conversión es diferente de la primera técnica de conversión.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde menos del 40 % en peso o menos del 1 % en peso del flujo de residuos mixtos se separa como producto recuperado usando trabajo manual.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el flujo de residuos mixtos incluye al menos un 15 % de residuos orgánicos secos y al menos un 30 % de residuos orgánicos húmedos.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos el 10 % en peso del flujo de residuos mixtos son residuos orgánicos secos seleccionados del grupo que consiste en plástico tridimensional, película plástica, papel, cartón, caucho, textiles y madera.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos el 10 % en peso del flujo de residuos mixtos es un residuo orgánico húmedo seleccionado del grupo que consiste en residuos de alimentos, residuos animales, residuos de jardinería y residuos vegetales.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el clasificador mecánico incluye el separador por tamaño corriente arriba del separador por densidad.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además desmenuzar el flujo de residuos mixtos con una desmenuzadora (316) que tiene un rendimiento de al menos 2 toneladas métricas por hora.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la primera técnica de conversión se selecciona entre digestión húmeda, digestión seca, digestión anaeróbica, digestión aeróbica o compostaje.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la primera técnica de conversión produce biogás y el biogás se convierte en un combustible líquido o electricidad.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el material orgánico seco se seca adicionalmente usando compostaje aeróbico, secado al aire, secado solar, calor residual de la quema de biogás o de la quema de material orgánico seco antes de ser convertido mediante la segunda técnica de conversión, o combinaciones de estos.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la separación de los materiales orgánicos húmedos de los orgánicos secos produce un material orgánico seco que tiene menos del 25 % de contenido de humedad y el material orgánico seco se convierte en un combustible derivado de desechos.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la segunda técnica de conversión incluye compactar material orgánico seco, oxidar térmicamente el material orgánico seco para producir energía eléctrica o calor, y combinaciones de estos.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el flujo de residuos mixtos incluía al menos el 20 % en peso de material de bajo valor seleccionado del grupo que consiste en materiales orgánicos húmedos, residuos vegetales, residuos de alimentos, arenilla, finos de menos de 2,5 cm (1 pulgada), asfalto, hormigón, textiles, madera, caucho, película plástica, PVC, papel de aluminio, roca, productos de consumo usados, vidrio de bajo valor, materiales compuestos y combinaciones de estos.

14. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los residuos orgánicos secos se enriquecen en plásticos, comprendiendo la segunda técnica de conversión clasificar el material orgánico seco separando plásticos tridimensionales de plásticos bidimensionales para producir un producto plástico reciclable tridimensional.

15. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el plástico bidimensional se convierte en combustible y el plástico tridimensional se recicla para formar un producto plástico.