IT202100027416A1 - Dispositivo di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte. - Google Patents

Dispositivo di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte. Download PDF

Info

Publication number
IT202100027416A1
IT202100027416A1 IT102021000027416A IT202100027416A IT202100027416A1 IT 202100027416 A1 IT202100027416 A1 IT 202100027416A1 IT 102021000027416 A IT102021000027416 A IT 102021000027416A IT 202100027416 A IT202100027416 A IT 202100027416A IT 202100027416 A1 IT202100027416 A1 IT 202100027416A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
degradation
organic matter
chamber
molecular chains
solid
Prior art date
Application number
IT102021000027416A
Other languages
English (en)
Inventor
Gustavo Bruno Torlasco
Original Assignee
Gustavo Bruno Torlasco
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gustavo Bruno Torlasco filed Critical Gustavo Bruno Torlasco
Priority to IT102021000027416A priority Critical patent/IT202100027416A1/it
Priority to EP22802259.6A priority patent/EP4422838A1/en
Priority to PCT/IB2022/060198 priority patent/WO2023073532A1/en
Publication of IT202100027416A1 publication Critical patent/IT202100027416A1/it

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/82Heating or cooling
    • B29B7/826Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/04Disintegrating plastics, e.g. by milling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/04Disintegrating plastics, e.g. by milling
    • B29B17/0412Disintegrating plastics, e.g. by milling to large particles, e.g. beads, granules, flakes, slices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/40Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
    • B29B7/401Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft having a casing closely surrounding the rotor, e.g. with a plunger for feeding the material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/40Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
    • B29B7/42Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix
    • B29B7/421Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix with screw and additionally other mixing elements on the same shaft, e.g. paddles, discs, bearings, rotor blades of the Banbury type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/60Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for feeding, e.g. end guides for the incoming material
    • B29B7/603Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for feeding, e.g. end guides for the incoming material in measured doses, e.g. proportioning of several materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/84Venting or degassing ; Removing liquids, e.g. by evaporating components
    • B29B7/842Removing liquids in liquid form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/07Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/14Features of low-temperature carbonising processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/04Disintegrating plastics, e.g. by milling
    • B29B2017/0424Specific disintegrating techniques; devices therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/04Particle-shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/285Feeding the extrusion material to the extruder
    • B29C48/297Feeding the extrusion material to the extruder at several locations, e.g. using several hoppers or using a separate additive feeding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/30Extrusion nozzles or dies
    • B29C48/301Extrusion nozzles or dies having reciprocating, oscillating or rotating parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/397Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using a single screw
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/26Scrap or recycled material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Anti-Oxidant Or Stabilizer Compositions (AREA)

Description

?Dispositivo di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte?.
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha come oggetto un dispositivo di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte.
Nel settore della trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte ? noto che elastomeri e polimeri non sono conduttori termici efficienti pertanto ? stato necessario operare direttamente sulla materia per indurre l?energia necessaria al processo di rottura dei legami molecolari anzich? trasferirla attraverso sistemi di scambio energetico meno efficienti e come tali energivori e spesso emissivi.
Pi? dettagliatamente, l'energia necessaria alla rottura dei legami delle catene molecolari lunghe ? somministrata operando meccanicamente in modo diretto sulla materia da degradare cos? da ottenere il duplice effetto di limitare l?energia termica indotta, e contenere sotto una soglia prefissata l?innalzamento della temperatura, integrando con energia cinetica l?energia termica necessaria al completamento del processo.
Gli impianti termomeccanici di tipo noto atti alla trasformazione appena descritta non sono scevri da inconvenienti, tra i quali va annoverato il fatto che non producono in qualit? e quantit? costanti a prescindere dalla perdita di viscosit? della materia ad alto peso molecolare. Questo si traduce in una perdita energetica che comporta l?innalzarsi della temperatura di esercizio.
Un ulteriore inconveniente degli impianti termomeccanici di tipo noto consiste nel fatto che operando a temperatura elevate non sono in grado di produrre prodotti intermedi di elevata qualit?.
Infatti, superata una specifica soglia di temperatura, si riduce la quantit? di idrocarburo condensabile a favore dei composti a basso peso molecolare (gassosi a condizioni standard) con un contestuale peggioramento della qualit? dei condensabili (dove sono largamente presenti legami doppi e tripli) che hanno un alto peso specifico (fino a 0,98 kg/l)che non ? sempre favorevole ai successivi impieghi.
Un ultimo inconveniente degli impianti termomeccanici di tipo noto consiste nel fatto che non sono in grado di poter variare, in tempo reale a processo in corso, tutti o in parte i parametri di funzionamento, inclusi quelli geometrici delle componenti attive nel processo, non potendo operare le variazioni operative di ciascuna componente in modo indipendente e senza soluzione di continuit?, senza dover sospendere il processo di depolimerizzazione.
Compito precipuo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare un impianto di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte in grado di ovviare agli inconvenienti sopra lamentati.
Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare un dispositivo in grado di convertire materia solida ad alto peso molecolare ovvero a catene molecolari lunghe/complesse in idrocarburi liquidi e gassosi ovvero in materia organica a basso peso molecolare oltre ad un eventuale solido carbonioso.
Un altro scopo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare un impianto che sia in grado di dare le pi? ampie garanzie di affidabilit? e sicurezza nell'uso.
Un ulteriore scopo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare un impianto che possa essere realizzato con tecnologie di per s? note e che quindi abbia costi di realizzazione contenuti.
Il compito sopra esposto, nonch? gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un dispositivo di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte, caratterizzato dal fatto di comprendere:
- uno o pi? alimentatori atti a ricevere materia organica granulata da una stazione di densificazione;
- una camera di ingresso operativamente comunicante con detti almeno uno o pi? alimentatori per ricevere detta materia organica, detta camera di ingresso essendo munita di primi mezzi di compressione e di avanzamento di detta materia organica secondo una direzione di avanzamento predefinita;
- un tunnel convogliatore operativamente comunicante con detta camera di ingresso per ricevere detta materia organica e munito di secondi mezzi di compressione e di avanzamento di detta materia organica secondo detta direzione avanzamento predefinita;
- una camera di degradazione operativamente comunicante con detto tunnel convogliatore e delimitata da due rotori contrapposti per la degradazione di detta materia organica.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte, illustrata a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio dell'allegato disegno in cui l'unica figura ? una vista schematica dell'impianto secondo il presente trovato.
Con particolare riferimento all'unica figura, il dispositivo di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, pu? essere inserito in un impianto di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte.
Pi? dettagliatamente, l'impianto pu? comprendere una pluralit? di sezioni come segue:
- una prima sezione di selezione e miscelazione di materiali organici, anche eterogenei per composizione chimica, densit? e dimensione;
- una seconda sezione di riduzione volumetrica e miscelazione dei componenti della carica;
- una terza sezione di densificazione a temperatura media dei materiali, integrata ma anche separabile dal miscelatore;
- una quarta sezione di omogeneizzazione volumetrica/granulazione del materiale densificato;
- una quinta sezione di accumulo e raffreddamento del granulato;
- una sesta sezione di miscelazione della materia organica granulata degli additivi dosati meccanicamente e alimentazione della stazione di degradazione;
- una settima stazione di degradazione termomeccanica della sostanza organica, dotata del dispositivo, secondo il presente trovato;
- un'ottava stazione di separazione delle frazioni fluida e solida derivanti dal processo di degradazione;
- una nona stazione di raffreddamento della frazione solida ottenuta e dell?additivo solido;
- una decima stazione di separazione/recupero dell?additivo e suo insaccamento;
- un'undicesima stazione di insaccamento del prodotto intermedio solido derivato dalla degradazione del materiale organico;
- una dodicesima stazione di condensazione del fluido organico a catene molecolari corte derivato dalla dissociazione;
- una tredicesima stazione di separazione delle frazioni gassosa e liquide a condizioni standard.
Opportunamente, il dispositivo 1 pu? ricevere la materia organica da degradare trattata come appena descritto o con altri sistemi equivalenti per prestazione, dalla prima alla quarta sezione, ed essiccato e raffreddato nella quinta sezione.
Secondo il trovato, il dispositivo comprende uno o pi? alimentatori 2, ad esempio a velocit? variabile, atti a ricevere materia organica granulata da una stazione di densificazione; una camera di ingresso 3 operativamente comunicante con gli alimentatori 2 per il ricevimento della materia organica e munita di primi mezzi di compressione e di avanzamento 4 della materia organica secondo una direzione di avanzamento predefinita; un tunnel convogliatore 5 operativamente comunicante con la camera di ingresso 3 per il ricevimento della materia organica e munito di secondi mezzi di compressione e di avanzamento 6 della materia organica secondo detta direzione avanzamento predefinita e una camera di degradazione 7 operativamente comunicante con il tunnel convogliatore 5 e delimitata da due rotori contrapposti 8 e 9 per la degradazione di detta materia organica.
Vantaggiosamente, gli alimentatori 2 sono muniti di mezzi di miscelazione di uno o pi? additivi, liquidi e/o solidi, e comprendono viti senza fine per l'avanzamento della materia organica in direzione di detta camera di ingresso.
Tali mezzi di miscelazione consentono di dosare ciascun additivo e di distribuite gli additivi in modo uniforme all'interno della materia organica da degradare.
Inoltre, i profili delle loro viti senza fine e la lavorazione delle loro camere interne sono funzionali a garantire che il miscelato giunga alla fine del tunnel convogliatore 5, ossia in corrispondenza di un distributore 10, senza che la materia organica da degradare e gli additivi si segreghino o separino l'una dagli altri.
La camera di ingresso 3 raccoglie dunque i flussi di materia organica solida a catene lunghe e gli eventuali additivi.
Ulteriormente, gli alimentatori 2 sono muniti di mezzi di raffreddamento per il controllo e la gestione della temperatura della materia organica e sono dotati di mezzi di drenaggio dell'umidit?, eventualmente separata nella fase di compressione della materia organica, e di mezzi di aspirazione per estrarre l'aria trattenuta nella materia organica.
Opportunamente, ? prevista un'unit? di scarico 11 dell'aria e dell'umidit? rispettivamente raccolte dai mezzi di aspirazione e dai mezzi di drenaggio.
Tale unit? di scarico 11 ? operativamente comunicante con il tunnel convogliatore 5.
Pi? dettagliatamente, la camera di ingresso 3, che pu? essere integrata con il tunnel convogliatore 5, ? conformata e dimensionata in maniera tale da impedire interferenze tra i flussi in adduzione dagli alimentatori 2 ed ? previsto anche un collegamento ai mezzi di drenaggio e ai mezzi di aspirazione degli alimentatori 2 cos? da eliminare anche le frazioni residuali di umidit? e aria convogliate all'unit? di scarico 11.
Pi? dettagliatamente, i primi mezzi di compressione e di avanzamento 4 e i secondi mezzi di compressione e di avanzamento 6 comprendono, rispettivamente, viti senza fine ad uno o pi? principi.
Inoltre, il tunnel convogliatore 5 pu? operare a velocit? variabile e la velocit? di rotazione pu? essere variata in modo continuo.
La specifica conformazione dell?interfaccia tra i primi mezzi di compressione e di avanzamento 6 e il distributore 10, consente di produrre anche una vibrazione che i secondi mezzi di compressione e di avanzamento 6 trasmettono alla massa da degradare senza che siano direttamente interessati gli altri organismi in movimento.
La vite senza fine definente i secondi mezzi di compressione e di avanzamento 6 pu? avere un numero di principi crescente (o anche decrescente, nelle sezioni che la compongono); la velocit? di rotazione ? variabile e pu? essere introdotta una vibrazione di frequenza e intensit? modulabili.
La finalit? ? di ottenere una compressione uniforme della materia organica per consentire un?ottimale alimentazione del distributore 10 ed eliminare l?aria interstiziale e l?umidit? ancora eventualmente presenti/residue che verranno aspirati e convogliati nell'unit? di scarico 11 dove verranno raccolti e separati per una successiva gestione e trattamento.
Opportunamente, ? prevista una pre-camera di distribuzione 12 comunicante con la camera di degradazione 7 e collocata a valle di quest'ultima secondo la direzione di avanzamento predefinita e comprendente il distributore 10.
Quest'ultimo presenta un settore troncoconico 13 solidale allo statore della camera di degradazione e comprende terzi mezzi di compressione e avanzamento 14, costituiti da una vite senza fine a uno o pi? principi a profilo troncoconico, solidale nella rotazione ad uno dei due rotori contrapposti 8 posto a valle della camera di degradazione 7 rispetto alla direzione di avanzamento predefinita.
Vantaggiosamente, i terzi mezzi di compressione e avanzamento 14 del distributore 10 operano anche in contro-rotazione rispetto ai secondi mezzi di compressione e avanzamento 6 del tunnel convogliatore 5 per facilitare l'introduzione della materia organica nella precamera di distribuzione 12.
Pi? dettagliatamente, la struttura molecolare a catene lunghe della materia organica, fino all?uscita del distributore 10 ? sostanzialmente inalterata sotto il profilo chimico, mentre ha subito un primo incremento di temperatura con conseguente rammollimento perdendo fino al 75 % della viscosit?.
Successivamente, la materia organica ? introdotta nella camera di degradazione 7 confinata come gi? detto dai due rotori contrapposti 8 e 9 che possono ruotare anche in opposizione di fase, ossia in maniera controrotante tra loro. Nella camera di degradazione 7 la materia organica ? sottoposta prima ad un?azione di trasferimento di energia meccanica combinata di compressione della sostanza e di attrito operato dalle parti in movimento oltre che della sostanza stessa su s? stessa determinando il repentino incremento della temperatura e la perdita di viscosit?.
La conformazione delle superfici e le dimensioni della camera di degradazione 7 producono il passaggio della materia organica dalla fase solida alla fase fluida, per l?effetto combinato dall?innalzamento della temperatura della massa determinato dall?attrito e della velocit? periferica incrementale dei dischi piani controrotanti e l?effetto di trascinamento (attrito per effetto meccanico di strisciamento della massa contro le superfici piane e contrapposte dei dischi e della materia su s? stessa).
Vantaggiosamente, ? previsto un deflettore di flusso 15 delimitante perifericamente la camera di degradazione 7 unitamente ai rotori contrapposti 8 e 9.
Pi? specificatamente, il deflettore di flusso 15 ? alloggiato in una camera di compensazione 16 interposta tra la camera di degradazione 7 e una successiva camera di decompressione e raccolta 17 della materia degradata.
Nella forma di realizzazione proposta, la camera di degradazione 7 si compone di due successive aree che hanno sezione variabile decrescente anche senza soluzione di continuit?, sino al perimetro esterno dove ? posizionato il deflettore di flusso 15.
Quest'ultimo, che a seconda delle versioni potr? essere a profilo fisso o variabile nelle dimensioni radiale, trasversale o radiale e trasversale in modo contestuale, separa la camera di degradazione 7 dalla camera di compensazione 16.
I due rotori contrapposti 8 e 9 presentano una geometria a disco sagomato e hanno profili e superfici lavorate per massimizzare il processo di frizione per la produzione di energia termica (prima sezione) e di propulsione (seconda sezione) per il conferimento alla materia organica da degradare, dell?energia cinetica necessaria alla completa degradazione delle catene lunghe del carbonio in catene corte.
La sostanza in fase fluida consentir? al sistema dei rotori contrapposti 8 e 9 di fornire nuova energia aumentando significativamente la velocit? per del fluido e determinarne l?impatto contro gli elementi in movimento e fissi.
L?incremento di energia determina un ulteriore significativo innalzamento della temperatura nella materia organica ma questo ? localizzato e non incrementa significativamente la temperatura dell?intera massa degradata cos? da rispettare la soglia limite fissata in 400?C e garantire al contempo il completamento del processo di degradazione.
L?energia ? liberata nella massa fluida - gi? prossima alla temperatura di degradazione e in buona parte degradata - dall?impatto con le superfici delle giranti dei rotori contrapposti 8 e 9 e contro il deflettore di flusso 15, completando la fase di degradazione del processo termomeccanico.
La velocit? di rotazione, il senso di rotazione, la distanza tra i rotori contrapposti 8 e 9, ovvero la dimensione assiale della camera di degradazione 7, e altri parametri di funzionamento possono essere variati ?in continuo? senza cio? interrompere il processo di degradazione o l?alimentazione della sostanza da degradare, che come detto ? operato senza soluzione di continuit?.
Il profilo della camera di degradazione 7, la conformazione delle superfici e la calibrazione della velocit? consentono di saturare l?intera camera e accelerare la materia in decomposizione nella porzione mediana e periferica della superficie dei rotori contrapposti 8 e 9.
L?innalzamento della temperatura della massa fino al livello atteso, ottenuta per attrito e integrata all?energia cinetica che deriva dal moto laminare impresso alla sostanza fluida, produce il frazionamento della materia solida a catene molecolari lunghe in materia fluida a catene molecolari corte e composto carbonioso solido.
Il processo di degradazione ? controllato adeguando in modo continuo tre parametri di funzionamento che consentono di minimizzare il tempo di permanenza della materia nella camera di degradazione 7: direzione di rotazione relativa e velocit? di rotazione dei rotori contrapposti 8 e 9, ampiezza della camera di degradazione (ovvero distanza delle pareti tra i rotori contrapposti 8 e 9), regolazione della portata combinando i flussi di alimentazione e del flusso di materia fluida a catene molecolari corte mediante il deflettore di flusso 15.
La sostanza completamente degradata transita nella camera di compensazione 16, dove la velocit? del fluido si riduce per il contestuale aumento della sezione e mancanza di ulteriore apporto energetico che quindi ? raccolta nella camera di decompressione 17 che per forma, dimensioni e caratteristiche della superficie consente di fare una raccolta gi? differenziata ? seppure ancora non esente da contaminazioni - delle frazioni solida e fluida.
In altre parole, il dispositivo 1 sovverte il problema della perdita di viscosit? che costituisce comunque un punto di estrema criticit? per gli impianti di tipo noto, ricercando l?accelerazione della perdita di viscosit? per ottenere rapidamente una materia fluida e consentire il moto laminare indotto dai dischi in rotazione.
La conformazione dei rotori contrapposti 8 e 9, la possibilit? di variarne dinamicamente ed indipendentemente senso di rotazione, velocit?, profilo e distanza interstiziale, permette di applicare energia su una massa ridotta rispetto all?unit? di superficie con un repentino innalzamento della temperatura operando all?interno della massa di sostanza da degradare.
L?energia cinetica ? complementare all?energia termica indotta dall?attrito ed ? necessaria alla completa degradazione della materia a elevato peso molecolare; l?energia cinetica ? impressa dall?iterazione delle superfici dei rotori contrapposti 8 e 9, all?uopo conformate, con la materia fluida e porta a proiettare la stessa verso il deflettore di flusso 15 e la camera di decompressione e raccolta 17.
Gli output significativi di questo processo sono:
? gas ricco di idrocarburi con un massimo di sei atomi di carbonio;
? olio combustibile;
? residuo carbonioso solido.
Si ? in pratica constatato come il dispositivo secondo il presente trovato assolva pienamente il compito nonch? gli scopi prefissati, in quanto consente di trasformare materia organica solida a catene molecolari lunghe/ad alto peso molecolare, in materia organica di peso molecolare inferiore operando la degradazione per via termomeccanica in un sistema adiabatico, senza apporti termici esterni, alimentando la stazione di degradazione con flusso di materia senza soluzione di continuit?; la degradazione ? inoltre ottenuta senza emissioni ovvero in assenza di contaminazione dell?ambiente.
Infatti, il dispositivo secondo il trovato consiste nel fatto di fornire alla materia da degradare energia termica mediante i processi combinati di attrito ed energia cinetica dove la seconda si traduce in energia termica per effetto dell?impatto della materia stessa con gli elementi meccanici; il produrre un moto ?turbolento? ? indispensabile a far raggiungere la soglia energetica anche a quella frazione di materia che non si fosse decomposta ?per attrito?; senza ?impatti? gli organi meccanici risultano inefficaci nel trasferire energia quando si determini la perdita di viscosit? della materia organica.
Un altro vantaggio del dispositivo secondo il presente trovato consiste nell'attuare un procedimento di trasformazione in un ambiente confinato e in assenza di aria, per limitare la formazione di composti ossidati dell?ossigeno e dell?azoto, estraendo a monte tutta l?aria e l?umidit? che potrebbero, alle temperature di decomposizione, interagire formando composti non richiesti; l?eliminazione di aria e umidit? inoltre impediscono la diluizione della frazione non condensabile ovvero della frazione gassosa dell?idrocarburo prodotto.
Inoltre, altri vantaggi del dispositivo secondo il presente trovato consistono nel fatto di essere in grado di:
? eseguire la dissociazione molecolare operando a temperatura di circa 400 ?C o inferiore,
? operare in assenza di processi termo ossidativi (combustione diretta o di sostegno energetico al processo),
? non produrre contaminazione dell'ambiente. Il dispositivo, cos? concepito, ? suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito delle rivendicazioni allegate.
Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica, i materiali impiegati, purch? compatibili con l'uso specifico, nonch? le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.

Claims (12)

RIVENDICAZIONI
1. Dispositivo (1) di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte, caratterizzato dal fatto di comprendere:
- uno o pi? alimentatori (2) atti a ricevere materia organica granulata anche da una stazione di densificazione;
- una camera di ingresso (3) operativamente comunicante con uno o pi? alimentatori (2) per ricevere detta materia organica; detta camera di ingresso (3) ? munita di primi mezzi di compressione e di avanzamento (4) di detta materia organica secondo una direzione di avanzamento predefinita;
- un tunnel convogliatore (5) operativamente comunicante con detta camera di ingresso (3) per ricevere detta materia organica e munito di secondi mezzi di compressione e di avanzamento (6) di detta materia organica secondo detta direzione d?avanzamento predefinita;
- una camera di degradazione (7) operativamente comunicante con detto tunnel convogliatore (5) e delimitata da due rotori contrapposti (8, 9) per la degradazione di detta materia organica.
2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti uno o pi? alimentatori (2) sono muniti di mezzi di miscelazione di uno o pi? additivi e comprendono viti senza fine per l'avanzamento di detta materia organica in direzione di detta camera di ingresso.
3. Dispositivo (1) secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti uno o pi? alimentatori (2) sono muniti di mezzi di raffreddamento per il controllo e la gestione della temperatura di detta materia organica.
4. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti uno o pi? alimentatori (2) sono dotati di mezzi di drenaggio dell'umidit? e di mezzi di aspirazione per estrarre l'aria trattenuta in detta materia organica.
5. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un'unit? di scarico (11) dell'aria e dell'umidit? rispettivamente raccolte da detti mezzi di aspirazione e da detti mezzi di drenaggio; detta unit? di scarico (11) essendo operativamente comunicante con detto tunnel convogliatore (5).
6. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta camera di ingresso (3) ? integrata con detto tunnel convogliatore (5).
7. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una pre-camera di distribuzione (12) comunicante con detta camera di degradazione (7) e collocata a valle di quest'ultima secondo detta direzione di avanzamento predefinita e comprendente un distributore (10) presentante un settore troncoconico (13) solidale allo statore di detta camera di degradazione (7).
8. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto distributore (10) comprende terzi mezzi di compressione e avanzamento (14) solidali nella rotazione ad uno di detti due rotori contrapposti (8) posto a valle di detta camera di degradazione (7) rispetto a detta direzione di avanzamento predefinita.
9. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un deflettore di flusso (15) delimitante perifericamente detta camera di degradazione (7) unitamente a detti rotori contrapposti (8, 9).
10. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto deflettore di flusso (15) ? alloggiato in una camera di compensazione (16) interposta tra detta camera di degradazione (7) e una successiva camera di decompressione e raccolta (17) di detta materia degradata.
11. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto deflettore di flusso (15) ? del tipo a profilo variabile nelle dimensioni radiale, trasversale o radiale e trasversale.
12. Impianto di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte, comprendente: - una prima sezione di selezione e miscelazione di materiali organici, anche eterogenei per composizione chimica, densit? e dimensione;
- una seconda sezione di miscelazione di carica e di additivo solido dosato meccanicamente;
- una terza sezione di densificazione a temperatura media dei materiali;
- una quarta sezione di omogeneizzazione volumetrica e granulazione del materiale densificato;
- una quinta sezione di accumulo e raffreddamento del granulato;
- una sesta sezione di compressione della materia organica granulata e alimentazione della stazione di degradazione;
- una settima stazione di degradazione termomeccanica della sostanza organica;
- un'ottava stazione di separazione delle frazioni fluida e solida derivanti dal processo di degradazione;
- una nona stazione di raffreddamento della frazione solida ottenuta e additivo;
- una decima stazione di separazione/recupero dell?additivo e suo insaccamento;
- un'undicesima stazione di insaccamento del prodotto intermedio solido derivato dalla degradazione del materiale organico;
- una dodicesima stazione di condensazione e frazionamento del fluido organico a catene molecolari corte derivato dalla dissociazione;
caratterizzato dal fatto che detta settima sezione comprende un dispositivo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti.
IT102021000027416A 2021-10-26 2021-10-26 Dispositivo di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte. IT202100027416A1 (it)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000027416A IT202100027416A1 (it) 2021-10-26 2021-10-26 Dispositivo di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte.
EP22802259.6A EP4422838A1 (en) 2021-10-26 2022-10-24 Device for transformation by degradation of solid organic matter with long molecular chains into fluid and/or solid organic matter with short molecular chains
PCT/IB2022/060198 WO2023073532A1 (en) 2021-10-26 2022-10-24 Device for transformation by degradation of solid organic matter with long molecular chains into fluid and/or solid organic matter with short molecular chains

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000027416A IT202100027416A1 (it) 2021-10-26 2021-10-26 Dispositivo di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT202100027416A1 true IT202100027416A1 (it) 2023-04-26

Family

ID=79831271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102021000027416A IT202100027416A1 (it) 2021-10-26 2021-10-26 Dispositivo di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte.

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4422838A1 (it)
IT (1) IT202100027416A1 (it)
WO (1) WO2023073532A1 (it)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4098649A (en) * 1974-05-06 1978-07-04 Redker-Young Processes, Inc. Conversion of organic waste material
WO2011132210A1 (en) * 2010-04-21 2011-10-27 Giorgio Pecci Screw reactor for transforming long molecular chain organic matter
WO2012013699A1 (en) * 2010-07-27 2012-02-02 Henkel Ag & Co. Kgaa Process for manufacturing an adhesive by means of extrusion

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4098649A (en) * 1974-05-06 1978-07-04 Redker-Young Processes, Inc. Conversion of organic waste material
WO2011132210A1 (en) * 2010-04-21 2011-10-27 Giorgio Pecci Screw reactor for transforming long molecular chain organic matter
WO2012013699A1 (en) * 2010-07-27 2012-02-02 Henkel Ag & Co. Kgaa Process for manufacturing an adhesive by means of extrusion

Also Published As

Publication number Publication date
EP4422838A1 (en) 2024-09-04
WO2023073532A1 (en) 2023-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8047143B2 (en) Apparatus for incinerating waste and process for comprehensive utilization of waste
US6901868B2 (en) Plant for the thermal treatment of material and operation process thereof
CN101238197B (zh) 快速热解木质纤维素的方法
KR101989002B1 (ko) 가스화 반응기 안으로 연료를 운반하기 위한 장치
KR20090040406A (ko) 플라즈마 토치 가열을 사용하는 가스 재구성 시스템
US20200291301A1 (en) Method and installation for thermochemical conversion of raw material containing organic compounds
US20150047962A1 (en) Device and method for the catalytic depolymerization of material containing hydrocarbon
EP3717593B1 (en) Pyrolysis reactor and method of pyrolyzing biomass waste residue
EP2758501A2 (en) Method and system for the torrefaction of lignocellulosic material
PT2078911E (pt) Processo para a secagem contínua de materiais a granel, em particular, de fibras de madeira e/ou aparas de madeira
KR20150068318A (ko) 직접 냉각에 의한 연속적인 슬래그 취급을 위한 시스템 및 방법
IT202100027416A1 (it) Dispositivo di trasformazione per degradazione di materie organiche solide a catene molecolari lunghe in materia organica fluida e/o solida a catene molecolari corte.
ITMI20121000A1 (it) Procedimento di pirolisi di materiale a matrice organica
GB2094173A (en) Apparatus for the continuous manufacture of glucose-containing products
JP5418866B2 (ja) 熱分解装置および熱分解方法
MX2012009040A (es) Dispositivo y procedimiento para producir un combustible de grano fino por secado y trituracion por rebotamiento.
AU2012231048A1 (en) Moving bed reactor
WO2017042597A2 (en) Method and apparatus to thermally decompose organic materials
US20230227730A1 (en) Device and method for the pyrolysis of organic starting materials
US20160083661A1 (en) Gasifier for solid carbon fuel
FI60402B (fi) Foerfarande och anordning foer framstaellning av koks eller aktivt kol fraon fuktig organisk substans
JP4937363B2 (ja) 燃焼装置
WO2014090574A1 (en) Thermal processing system having an auger arrangement and method using it
JP2016508863A (ja) 回転加熱分解リアクタ形装置及び副生成物や廃棄物を熱分解するために構成されたその種のリアクタを動作させる方法
JP5606540B2 (ja) アスファルト混合物を生成するための方法およびシステム