ES2898723T3 - Complejo de equipos y procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables - Google Patents
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Abstract
Complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables (BMW), que incluye un triturador (2) en una entrada de BMW (1), un higienizador (3) conectado a una salida del triturador (2), una planta de biogás (4) conectada a una salida del higienizador (3), una línea de secado (5) conectada a una salida a granel de la planta de biogás (4), un pirolizador (7) que tiene una segunda salida (7.1) de biocarbón y conectada a una salida de la línea de secado (5), una máquina de compactación (8) que también está conectada a la salida de la línea de secado (5), en el que una primera salida (8.1) de sustrato de suelo es de la línea de secado (5) o bien de la máquina de compactación (8).
Description
DESCRIPCIÓN
Complejo de equipos y procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables
Campo técnico
La invención se refiere a un complejo de equipos y un procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables (BMW). La invención entra dentro del campo de tratamiento de residuos.
Estado actual de la técnica
El documento EP 2955217 A1 enseña un procedimiento integrado para el procesamiento de biomasa que comprende la fermentación, secado e incineración o gasificación de la biomasa. También se proporcionan en el presente documento procedimientos para la producción de biofertilizante y la producción de electricidad (verde) que comprende el procedimiento de acuerdo con la invención.
El documento WO2007037768 se refiere a un proceso para producir calor, energía y gases combustibles a partir de los residuos sólidos, tales como residuos sólidos municipales clasificados / sin clasificar, residuos industriales, incluidos lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales, residuos de la industria del cuero, residuos agrícolas, etc., que comprenden las etapas de preparación de materia prima (4, 5, 7, 10, 11), gasificación (12), gas de síntesis (conocido como gas pobre) limpieza (17, 19, 21,22), generación de calor y energía (28) y, opcionalmente, producción de productos químicos valiosos.
El documento US2015376508 se refiere a un proceso para el tratamiento de residuos que comprende residuos plásticos mixtos que se divulga. El proceso incluye alimentar los residuos en un reactor de pirólisis, pirolizar los residuos en el reactor de pirólisis para producir un combustible y usar el combustible para hacer funcionar un generador para producir electricidad.
El documento WO2006084943A procedimiento para el tratamiento de la biomasa, procedimiento en el que se seca la biomasa en un proceso en el que una parte esencial de la biomasa seca se recicla (35) para volver a mezclarla (31) con la biomasa que entra en el proceso, se caracteriza por que una o más enzimas o mezclas de enzimas que incluyen al menos celulasa se añaden a la biomasa en el proceso de secado.
Los residuos municipales biodegradables también incluyen biorresiduos de restauración que se originan en los hogares y establecimientos de restauración. Se trata de los residuos de la limpieza de frutas y verduras, residuos de platos cocinados, etc. Desde el punto de vista cuantitativo, los biorresiduos de restauración y hostelería son el componente más importante de los residuos municipales mixtos. Dependiendo del momento de aparición, constituye una parte del 30 al 45 por ciento en peso. Este componente de recogida selectiva se debe clasificar incondicionalmente ya en la fuente de su origen, para evitar una contaminación excesiva por sustancias extrañas. Estos residuos necesitan procesamiento urgente. Es un material muy denso y se debe mezclar con espesantes (tales como paja o astillas de madera) cuando se composta para mejorar la penetración de aire. Es necesario dar vueltas con frecuencia, especialmente durante las primeras fases del compostaje. Como residuo en descomposición, tiene una gran demanda de aire y pasa rápidamente a la fase anaerobia de fermentación. Por tanto, también se usa en digestión anaerobia. Se produce durante todo el año. En el compostaje y la producción de biogás a partir de residuos de restauración de origen animal o mezclas de materiales vegetales y animales, es necesario cumplir con las normas designadas por el Reglamento (CE) n.° 1774/2002 de la Comisión.
Los residuos municipales biodegradables se pueden eliminar mediante la denominada higienización. Es un proceso en el que los microorganismos patógenos se eliminan o se reducen significativamente por efecto de alta temperatura y tiempo y, por tanto, también los riesgos para la salud asociados a la aplicación de productos preparados a partir de estos biorresiduos.
El Reglamento (CE) n.° 1774/2002 de la Comisión sobre subproductos animales se comenzó a aplicar en la República Eslovaca desde nuestra adhesión a la UE en mayo de 2004. Este reglamento establece reglamentos sanitarios relativos a subproductos animales no destinados a consumo humano. El reglamento establece las reglas para la manipulación de estos productos, refuerza la prohibición de piensos y además aporta un mayor grado de control (el reglamento no está incorporado en la legislación nacional, pero es directamente aplicable). Este reglamento también define las reglas para el procesamiento de materiales que contienen subproductos animales en plantas de compostaje y biogás. El reglamento se aplica también a los siguientes residuos de restauración:
i. Originados a partir de medios de transporte que operan a nivel internacional,
ii. Destinados para piensos,
iii. Destinados para su uso en plantas de biogás o compostaje.
El Reglamento (CE) n.° 1774/2002 divide los materiales orgánicos en tres categorías de acuerdo con los riesgos higiénicos:
Material de categoría 1: esto incluye, entre otros, residuos de restauración de medios de transporte que operan a nivel internacional.
Material de categoría 2: esto incluye, entre otros, estiércol y contenido del tubo digestivo.
Material de categoría 3: esto incluye, entre otros:
- Subproductos animales derivados de la producción de productos destinados a consumo humano, incluidos huesos desgrasados y chicharrones;
- Antiguos productos alimenticios de origen animal, distintos de residuos de restauración, que ya no están destinados a consumo humano por motivos comerciales o debido a problemas de fabricación o defectos de envasado;
- Residuos de restauración excepto residuos de medios de transporte que operan a nivel internacional.
Incluso una pequeña cantidad de material de la categoría más alta significa una clasificación más alta y, por tanto, también condiciones más estrictas para manipular este material.
Los materiales de categoría 1 se deben eliminar y no se permiten tecnologías de reciclaje. Para algunos materiales de categoría 2, también son posibles la digestión anaerobia y el compostaje, que también son posibles para todos los materiales de categoría 3.
Al procesar BMW, teniendo en cuenta los requisitos de higienización impuestos por el Reglamento (CE) n.° 1774/2002, es necesario triturar los residuos en partículas con una dimensión máxima de 12 mm y los residuos deben permanecer por encima de la temperatura de 70 °C durante 60 minutos.
De lo anterior se desprende que de los requisitos del Reglamento (CE) n.° 1774/2002 se desprende que el compostaje de residuos de restauración solo es posible en biorreactores cerrados equipados con medición automática de temperatura. La digestión de residuos de restauración solo es posible en estaciones de biogás con grado de higienización. Los productores de residuos, que actualmente destinan sus residuos de restauración para alimentación, deberán buscar nuevas formas de recuperación o eliminación de estos residuos en el futuro próximo. Esto se convierte en una oportunidad para que algunas plantas de compostaje y estaciones de biogás obtengan residuos para su procesamiento. Los residuos requerirán altos requisitos de higienización, pero al mismo tiempo la tarifa para el uso de estos residuos debería ser significativamente más alta que para otros residuos. Los requisitos del reglamento se deberán cumplir por las plantas de compostaje existentes que usen biorresiduos municipales recogidos en una recogida selectiva, que también contienen residuos de restauración. Esto se relacionará con la gran mayoría de los sistemas de recogida selectiva de biorresiduos en la República Eslovaca. El aumento en el coste de uso de los residuos de restauración se tendrá que pagar por los productores de residuos en el aumento de la tarifa para el uso de estos residuos.
Con base en lo anterior, se han realizado esfuerzos para solucionar este problema, y el resultado de este esfuerzo es el diseño para el complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables y un procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de acuerdo con la invención presentada.
Fundamento de la invención
Los inconvenientes mencionados anteriormente se eliminan sustancialmente mediante el complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables y un procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 4, respectivamente.
El complejo de equipos para un procesamiento sin desperdicios de residuos municipales biodegradables se puede expandir mediante la entrada de materia prima adicional de tal manera que desde el pirolizador hasta la línea de secado se incluye un circuito de retorno a través de un dispositivo de mezcla con entrada de residuos bionutrientes. La línea de secado o la máquina de compactación tiene a continuación una tercera salida de producto de un sustrato de mejora de tierra. La máquina de compactación tiene a continuación una tercera salida de producto del sustrato de suelo de mejora de tierra peletizado.
El complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables tiene una salida de energía de calor y/o una salida de energía de electricidad y/o una salida de energía de Bio-GNC de la planta de biogás.
En el procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables, los residuos municipales biodegradables se pueden preparar como sigue. Los residuos se recogen en barriles y por consiguiente se alimentan en la primera entrada de materia prima de residuos municipales biodegradables, desde donde se trituran mediante una operación de trituración en un triturador - molino hasta una fracción donde las partículas tienen una dimensión máxima de 12 mm. A continuación, depende de la composición de BMW, qué operación seguirá.
Si los BMW se componen únicamente de residuos de origen vegetal, fitomasa, tal como hojas, cortes de ramas y arbustos procedentes del diseño del paisaje, sigue la operación de secado de los residuos municipales biodegradables triturados de entrada a un sustrato de suelo seco, que ya es en forma a granel un producto de salida. Si la operación de peletización del sustrato de suelo seco se incluye después de la operación de secado, a continuación, el primer producto de salida es el sustrato de suelo peletizado.
La tecnología descrita anteriormente se puede expandir de modo que el sustrato de suelo seco pasa a la siguiente operación de carbonización con el segundo producto de salida de biocarbón.
Si los BMW se componen únicamente de residuos de origen vegetal, fitomasa, tal como cáscaras de patata, vegetales o pepino, hojas de hortalizas y también residuos animales, biomasa tal como residuos de platos de carne de residuos de restauración y hostelería, por tanto, sigue la operación de higienización, en la que los BMW triturados se exponen a una temperatura por encima de 70 °C durante 60 minutos mientras se mezcla. El resultado de la higienización es un intermedio de la biomasa higienizada. La biomasa higienizada se procesa en una operación de gasificación de biomasa posterior, cuyo intermedio de residuo es el digestato (separado). Los productos principales de la gasificación de biomasa son el calor utilizable en la operación de secado, la electricidad usada para alimentar al menos algunos de los equipos del complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables y la salida de gas Bio-GNC. El intermedio de residuo digestato (separado) se alimenta al secador y mediante una operación de secado se procesa mediante secado hasta un sustrato de suelo seco, que ya es en forma a granel un producto de salida. Si la operación de peletización del sustrato de suelo seco se incluye después de la operación de secado, a continuación, el primer producto de salida es el sustrato de suelo peletizado.
La tecnología descrita anteriormente se puede expandir de modo que el sustrato de suelo seco pasa a la siguiente operación de carbonización con el segundo producto de salida de biocarbón.
En una tecnología más expandida, el segundo producto de salida de biocarbón pasa a la siguiente operación de mezcla, mezcla con residuos bionutrientes de la segunda entrada, en la que el intermedio de mezcla se alimenta a la operación de secado con salida de sustrato de suelo de mejora de tierra seco. Si el sustrato de suelo de mejora de tierra seco se somete a una operación de peletización, se obtiene un tercer producto de salida de sustrato de suelo de mejora de tierra peletizado.
Las ventajas del complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables y el procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de acuerdo con la invención son evidentes a partir de los efectos por los que se expresan exteriormente. En general, se puede establecer que la originalidad del complejo de equipos presentado consiste en el hecho de que se cumplen los requisitos del Reglamento (CE) n.° 1774/2002 en el procesamiento de BMW con un grado de higienización y, al mismo tiempo, se obtiene una amplia gama de productos de salida tales como sustrato de tierra a granel o en pellets, sustrato de mejora de tierra a granel o en pellets y biocarbón. Al mismo tiempo, se crean las salidas de energía de calor y/o una salida de energía de electricidad y/o una salida de energía de Bio-CNG.
Visión general de las figuras en los dibujos
El objeto de la solución de acuerdo con la invención se aclarará con más detalle en los dibujos, en los que la fig. 1 es un complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables. La fig. 2 es un diagrama de bloques que muestra un procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables en el complejo de equipos.
Los ejemplos de realizaciones
Se entiende que las realizaciones individuales de acuerdo con la invención están destinadas a ser soluciones técnicas ilustrativas y no limitantes. Los expertos en la técnica encontrarán o podrán determinar, usando únicamente experimentación rutinaria, muchos equivalentes a las realizaciones específicas de la invención.
Para los expertos en la técnica, no sería ningún problema realizar un diseño óptimo de la construcción y la selección de sus elementos. Por este motivo, estos rasgos característicos no se han abordado en detalle.
Ejemplo 1
En este ejemplo de una realización particular, se describe una configuración mínima del complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de acuerdo con la invención, como se muestra en la fig. 1. Consiste en la primera entrada 1 de BMW al complejo de equipos, en el que se incluye una trituradora 2, cuya salida está conectada a un higienizador 3 o bien una línea de secado 5 de manera controlada. La salida del intermedio a granel del higienizador 3 está conectada a la entrada de planta de biogás 4. La salida del intermedio a granel de la planta de biogás 4 está conectada a la línea de secado 5. La línea de secado 5 la salida está conectada a un pirolizador 7 con una segunda salida de producto 7.1 de biocarbón, o está conectada a una máquina de compactación 8. De ese modo, la línea de secado 5 o la máquina de compactación_8 tiene la primera salida de producto 8.1 de sustrato de suelo a granel o peletizado. El complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables tiene una salida de energía 4.1 de calor y/o una salida de energía 4.2 de electricidad y/o
una salida de energía 4.3 de Bio-GNC de la planta de biogás 4.
Ejemplo 2
En este ejemplo de una realización particular, se describe una configuración completa del complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de acuerdo con la invención. De este modo, deriva de una configuración mínima descrita en el ejemplo 1 y expandida como se describe a continuación. El complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables se puede expandir mediante una entrada de materia prima adicional de tal forma que desde el pirolizador 7 a la línea de secado 5 hay un bucle de retorno incluido a través de un dispositivo de mezcla 6 con entrada 10 de residuos bionutrientes, tales como estiércol animal. La línea de secado 5 o la máquina de compactación 8 a continuación tiene una tercera salida de producto 8.2 de sustrato de mejora de tierra a granel o peletizado.
Ejemplo 3
En este ejemplo de una realización particular, se describe un procedimiento limitado de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de acuerdo con la invención operado en el complejo de equipos descrito anteriormente para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables descrito en el ejemplo 1. En el procedimiento de acuerdo con la invención, los residuos procesados se recogen en barriles y, por consiguiente, se alimentan a la primera entrada de materia prima 1 de residuos municipales biodegradables BMW, desde donde se trituran mediante una operación de trituración A en un triturador - molino hasta una fracción donde las partículas tienen una dimensión máxima de 12 mm.
Si los BMW se componen únicamente de residuos de origen vegetal, fitomasa, tal como hojas, cortes de ramas y arbustos procedentes del diseño del paisaje, sigue la operación de secado de los residuos municipales biodegradables triturados de entrada a un sustrato de suelo seco, que ya es en forma a granel un producto de salida. Si la operación de peletización E del sustrato del suelo seco D.1 se incluye después de la operación de secado D, a continuación, el primer producto de salida es el sustrato de suelo peletizado D.1-1.
La tecnología descrita anteriormente se puede expandir de modo que el sustrato de suelo seco D pasa a la siguiente operación de carbonización F con el segundo producto de salida F.1-1 de biocarbón.
Si los BMW se componen únicamente de residuos de origen vegetal, fitomasa, tal como cáscaras de patata, vegetales o pepino, hojas de hortalizas y también residuos animales, biomasa tal como residuos de platos de carne de residuos de restauración y hostelería, por tanto, sigue la operación de higienización B, en la que los BMW triturados se exponen a una temperatura por encima de 70 °C durante 60 minutos mientras se mezcla. El resultado de la higienización es un intermedio B.1 de la biomasa higienizada. La biomasa higienizada se procesa en una operación de gasificación de biomasa posterior C, cuyo intermedio de residuo C.1 es el digestato (separado). Los productos principales de la gasificación de biomasa son el calor. HU utilizable, por ejemplo, en la operación de secado D, electricidad H.2 usada para alimentar al menos algunos de los equipos del complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables y gas Bio-GNC H.3. El intermedio de residuo digestato C.1 (separado) se alimenta al secador y mediante una operación de secado D se procesa mediante secado hasta un sustrato de suelo seco D.1, que ya es en forma a granel un producto de salida. Si la operación E de peletización del sustrato de suelo seco D.1 se incluye después de la operación de secado D, a continuación, el primer producto de salida D.1-1 es el sustrato de suelo peletizado.
La tecnología descrita anteriormente se puede expandir de modo que el sustrato de suelo seco D.1 pasa a la siguiente operación de carbonización F con el segundo producto de salida F.1-1 de biocarbón.
Ejemplo 4
En este ejemplo de una realización particular, se describe un procedimiento completo de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de acuerdo con la invención, operado en el procedimiento descrito anteriormente en el ejemplo 3, expandido como se describe a continuación. El segundo producto de salida F.1-1 de biocarbón pasa a la siguiente operación de mezcla G, mezcla con residuos bionutrientes de la segunda entrada 10, en la que el intermedio G.1 de mezcla se alimenta a la operación de secado D con salida de sustrato de suelo de mejora de tierra seco D.2. Si el sustrato de suelo de mejora de tierra seco D.2 se somete a una operación de peletización E, se obtiene un tercer producto de salida D.2-1 de sustrato de suelo de mejora de tierra peletizado.
Usabilidad industrial
La usabilidad industrial del complejo de equipos y el procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de acuerdo con la invención están especialmente en el campo del procesamiento de BMW.
Claims (8)
1. Complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables (BMW), que incluye un triturador (2) en una entrada de BMW (1), un higienizador (3) conectado a una salida del triturador (2), una planta de biogás (4) conectada a una salida del higienizador (3), una línea de secado (5) conectada a una salida a granel de la planta de biogás (4), un pirolizador (7) que tiene una segunda salida (7.1) de biocarbón y conectada a una salida de la línea de secado (5), una máquina de compactación (8) que también está conectada a la salida de la línea de secado (5), en el que una primera salida (8.1) de sustrato de suelo es de la línea de secado (5) o bien de la máquina de compactación (8).
2. Complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de la reivindicación 1, en el que desde el pirolizador (7) hasta la línea de secado (5) hay un bucle de retorno incluido a través de un dispositivo de mezcla (6) con entrada (10) de residuos bionutrientes, de este modo la máquina de compactación (8) incluida después de la línea de secado (5) tiene una tercera salida de producto (8.2).
3. Complejo de equipos para un procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de la reivindicación 1, en el que la planta de biogás (4) tiene una salida de energía (4.1) de calor y/o una salida de energía (4.2) de electricidad y/o una salida de energía (4.3) de Bio-GNC.
4. Procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables (BMW) en un complejo de equipos de las reivindicaciones 1 a 3, que incluye una operación de trituración (A) en el triturador (2) de residuos municipales biodegradables de la entrada de BMW (1), seguido de:
- una operación (B) de higienización en el higienizador (3) de residuos municipales biodegradables triturados, procesándose además la biomasa higienizada (B.1) en la planta de biogás (4) mediante una operación (C) de gasificación de biomasa, procesándose además la salida a granel (C.1) de digestato de la planta de biogás (4) en la línea de secado (5) mediante una operación de secado (D) para producir la primera salida (8.1) de un sustrato de suelo seco (D.1);
- o bien una operación de secado (D) en la línea de secado (5) de residuos municipales biodegradables triturados para producir la primera salida (8.1) de un sustrato de suelo seco (D.1).
5. Procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de la reivindicación 4, en el que después de la operación de secado (D) sigue una operación (E) de peletización del sustrato de suelo seco (D.1) al primer producto de salida (D.1-1) de sustrato de suelo peletizado.
6. Procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de la reivindicación 4, en el que el sustrato de suelo seco (D.1) pasa a la siguiente operación de carbonización (F) en el pirolizador (7) con el segundo producto de salida (F.1-1) de biocarbón.
7. Procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de la reivindicación 6, en el que el segundo producto de salida (F.1-1) de biocarbón pasa a una operación de mezcla (G) con residuos bionutrientes de una segunda entrada (10), en el que el intermedio (G.1) de mezcla se alimenta a la operación de secado (D) con salida de sustrato de suelo de mejora de tierra seco (D.2).
8. Procedimiento de procesamiento sin residuos de residuos municipales biodegradables de la reivindicación 7, en el que después de la operación de secado (D) sigue una operación de peletización (E) del sustrato de suelo de mejora de tierra seco (D.2) a un tercer producto de salida (D.2-1) de sustrato de suelo de mejora de tierra peletizado.
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