MX2008014186A

MX2008014186A - Sistema de control para la conversion de materias primas carbonaceas a gas.

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Publication number: MX2008014186A
Application number: MX2008014186A
Authority: MX
Inventors: Andreas Tsangaris; Kenneth Craig Campbell; Douglas Michael Feasby; Thomas Edward Wagler; Alisdair Alan Mclean; Pascale Bonnie Marceau; Xiaoping Zou; Margaret Swain
Original assignee: Plascoenergy Ip Holdings Slb
Priority date: 2006-05-05
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2009-02-25
Also published as: KR101382513B1; ZA200809315B; US8306665B2; AP2008004678A0; MY156047A; AU2007247898B8; JP2013151697A; EP2019981A2; KR20090012261A; CN101595439A; AU2007247898A1; EP2019981A4; US20080147241A1; WO2007131239A2; AU2007247898B2; BRPI0711325A2; WO2007131239A3; CN103995503A; CN101595439B; JP2009536260A

Abstract

La presente invención provee un sistema de control para la conversión de material prima carbonoso en un gas. En particular, el sistema de control se diseña para ser configurable para el uso en el control de uno o más procesos implementados en, y/o por, un sistema de gasificación para la conversión de la materia prima en un gas, que se puede usar para una o más aplicaciones corriente abajo. Los procesos de gasificación controlables por diferentes modalidades del sistema de control descritos pueden incluir en diversas combinaciones, un convertidor, un acondicionador de residuos, un recuperador y/o sistema intercambiador de calor, uno o más acondicionadores de gas, un sistema de homogenización de gas y una o más aplicaciones corriente abajo. El sistema de control controla operativamente diversos procesos locales, regionales y/o globales relacionados con el proceso de gasificación global, y así ajustar diversos de sus parámetros de control adaptados para efectuar estos procesos para un resultado seleccionado. En consecuencia, diversos elementos sensores y elementos de respuesta se distribuyen por todo el sistema controlado y se usan para adquirir diversas características del proceso, reactivo y/o producto, comparar estas características con intervalos adecuados de las características conducentes a obtener el resultado deseado, y responder mediante la implementación de cambios en uno o más de los procesos en marcha a través de uno o más dispositivos controlables del proceso.

Description

SISTEMA DE CONTROL PARA LA CONVERSION DE MATERIA PRIMA CARBONOSA EN GAS CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a sistemas de control y, en particular, a un sistema de control para la conversión de materia prima carbonoso en gas. ANTECEDENTES DE LA INVENCION La gasificación es un proceso que permite la conversión de materia prima carbonoso, tal como residuos sólidos urbanos (MSW, por sus siglas en inglés) o carbón, en un gas combustible. Se puede usar el gas para generar electricidad, vapor o como materia prima básica para producir combustibles químicos y líquidos. Los posibles usos del gas incluyen: la combustión en una caldera para la producción de vapor para procesamiento interno y/u otros fines externos, o para la generación de electricidad mediante una turbina de vapor; la combustión directa en una turbina de gas o un motor de gas para la producción de electricidad; celdas de combustible; la producción de metanol y otros combustibles líquidos; como otras materias primas para la producción de' compuestos químicos tales como plásticos y fertilizantes; la extracción de hidrógeno y monóxido de carbono como gases combustibles i industriales diferentes; y otras aplicaciones industriales. Generalmente, el proceso de gasificación consiste Ref. 197784 en alimentar materia prima carbonoso en una cámara caliente (el gas'ificador) junto con una cantidad controlada y/o limitada de oxigeno y opcionalmente vapor. En contraste con la incineración o la ' combustión, que operan con exceso de oxigeno para producir C02, H20, S0X y NOx, los procesos de gasificación producen una composición de gas crudo que comprende CO, H2, H2S y NH3. Después de la limpieza, los productos primarios de gasificación de interés son H2 y CO. Las materias primas útiles pueden incluir cualquier residuo municipal, residuo producido por actividad industrial y residuo biomédico, aguas residuales, lodo, carbón, aceites pesados, coque de petróleo, residuos de refinería pesados, residuo de refinerías, suelos contaminados por hidrocarburos, biomasas y residuos agrícolas, neumáticos y otros residuos peligrosos. Según el origen de la materia prima, los productos volátiles pueden incluir H20, H2, N2, 02, C02, CO, CH4, H2S, NH3, C2H6, hidrocarburos insaturados tales como acetilenos, olefinas, aromáticos, alquitranes, hidrocarburos líquidos (aceites) y carbón (negro de carbón y cenizas) . A medida que se calienta la materia prima, el agua es el primer constituyente en evolucionar. A medida que aumenta la temperatura de la materia prima seca, ocurre la pirólisis. Durante la pirólisis, la materia prima se descompone térmicamente para liberar alquitranes, fenoles y gases de hidrocarburos volátiles livianos mientras que la materia prima se convierte en carbón. El carbón comprende los sólidos residuales que consisten en materiales orgánicos e inorgánicos. Después de la pirólisis, el carbón tiene mayor concentración de carbono que la materia prima seca y puede servir como fuente de carbón activado. En los gasificadores que operan a alta temperatura (> 1,200°C) o en sistemas con una zona de alta temperatura, la sustancia mineral inorgánica se funde o se vitrifica para formar una sustancia fundida similar al vidrio denominada escoria. Dado que la escoria está en estado fundido, vitrificado, generalmente se observa que no es peligrosa y se puede disponer en un relleno sanitario como material no peligroso, o vender como mineral, lecho de camino u otro material de construcción. Es cada vez menos conveniente disponer del material residual por incineración, dado que es el residuo combustible extremo en el proceso de calentamiento e implica disponer el residuo como desperdicio residual, de material que se puede convertir en un material de gas sintético y sólido útil. Los medios para lograr un proceso de gasificación varían de muchas maneras, pero dependen de cuatro factores de ingeniería clave: la atmósfera (nivel de oxígeno o contenido de aire o de vapor) en el gasificador; el diseño del gasificador; el medio de calentamiento interno y externo; y la temperatura operativa del proceso. Los factores que afectan la calidad del gas producto incluyen: composición de materia prima, tamaño de preparación y de partícula; tasa de calentamiento del gasificador; tiempo de residencia; configuración de la planta, incluso si emplea un sistema de alimentación seco o de lechada, la geometría de flujo de la materia prima-reactivo, el diseño del sistema de extracción de las cenizas secas o la escoria mineral; si usa un método directo o indirecto de generación y transferencia de calor; y el sistema de limpieza de gas sintético. La gasificación generalmente se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 650°C a 1200°C, sea con vacío, a presión atmosférica o a presiones de hasta aproximadamente 100 atmósferas. Se han ^ propuesto numerosos sistemas para capturar el calor producido por el proceso de gasificación y dé utilizar dicho calor para generar electricidad, generalmente denominados sistemas de ciclos combinados. La energía en el gas producto acoplado con cantidades sustanciales de calor sensible recuperable producido por el proceso y a través del sistema de gasificación generalmente puede producir suficiente electricidad para impulsar el proceso, por lo que disminuye el gasto de consumo local de electricidad. La cantidad de energía eléctrica requerida para gasificar una tonelada de- materia prima carbonoso depende directamente de la composición química de la materia prima. . Si el gas generado en el proceso de gasificación comprende una amplia variedad de productos volátiles, tales como el tipo de gas que tiende a ser generado con baja temperatura del gasificador con materia prima carbonoso de "baja calidad", generalmente se denomina gas residual. Si las características de la materia prima y las condiciones en el gasificador generan un gas en el cual CO y H2 son las especies químicas predominantes, el gas se denomina gas sintético. Algunas instalaciones de gasificación emplean tecnologías que convierten el gas residual crudo o el gas sintético crudo en una composición de gas más refinada antes del enfriamiento y la limpieza mediante un sistema de acondicionamiento de la calidad del gas. El uso de tecnología de calentamiento de plasma para gasificar un material es una tecnología que se ha usado comercialmente durante muchos años. El plasma es un gas luminoso de alta temperatura que está al menos parcialmente ionizado, y se compone de átomos de gas, iones de gas, y electrones. El plasma puede ser producido con cualquier gas de esta manera. Esto provee excelente control sobre las reacciones químicas en el plasma, dado que el gas puede ser neutral (por ejemplo, argón, helio, neón), reductor (por ejemplo, hidrógeno, metano, amoníaco, monóxido de carbono) u de oxidación (por ejemplo, oxigeno, dióxido de carbono) . En la fase de masa, un plasma es eléctricamente neutro. Algunos sistemas de gasificación emplean calor de plasma para impulsar el proceso de gasificación a alta temperatura y/o para refinar el gas residual/gas sintético al convertir, reconstituir o reformar productos volátiles de cadena larga y alquitranes en moléculas más pequeñas con o sin la adición de otras entradas o reactivos; cuando las moléculas gaseosas entran en contacto con el calor de plasma se separan en sus átomos constituyentes. Muchos de estos átomos reaccionan con otras moléculas de entrada para formar nuevas moléculas, mientras que otros se pueden recombinar entre si. A medida que disminuye la temperatura de las moléculas en contacto con el plasma, todos los átomos se recombinan. Dado que los gases de entrada se pueden controlar estequiométricamente, se pueden controlar los gases de salida para, por ejemplo, producir niveles sustanciales de monóxido de carbono y niveles no sustanciales de dióxido de carbono. Las muy altas temperaturas (3000 a 7000°C) que se obtienen con el calentamiento con plasma permiten un proceso de gasificación a alta temperatura, en el cual se puede incluir virtualmente cualquier materia prima de entrada, incluso residuos en condición sin procesar, incluso líquidos, gases y sólidos en cualquier forma o combinación. La tecnología de plasma se puede ubicar dentro de una cámara primaria de gasificación para lograr que todas las reacciones ocurran simultáneamente (gasificación a alta temperatura) , se puede ubicar dentro de un sistema para que ocurran en secuencia (gasificación a baja temperatura con refinación a alta temperatura) o alguna de sus combinaciones. El gas producido durante la gasificación de la materia prima carbonoso generalmente es muy caliente, pero puede contener pequeñas cantidades de compuestos no deseados y requiere ulterior tratamiento para convertirlo en un producto usable. Una vez que el' material carbonoso es convertido a estado gaseoso, se pueden extraer del gas las sustancias no deseadas tales como metales, compuestos de azufre y cenizas. Por ejemplo, a menudo se usan los sistemas de filtración en seco y depuradores húmedos para extraer materia particulada y gases ácidos obtenidos del gas producto durante la gasificación. Se han desarrollado numerosos sistemas de gasificación que incluyen sistemas para tratar el gas producto durante el proceso de gasificación. Estos factores se han tenido en cuenta en el diseño de diversos sistemas diferentes que se describen, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos Nos. 6,686,556, 6,630,113, 6,380,507; 6,215,678, 5,666,891, 5,798,497, 5,756,957 y las solicitudes de patente de los Estados Unidos Nos. 2004/0251241, 2002/0144981. También hay una cantidad de patentes referidas a diferentes tecnologías para la gasificación de carbón para la producción de gases sintéticos para el uso en diversas aplicaciones, incluso las patentes de los Estados Unidos Nos. 4,141,694; 4,181,504; 4,208,191; 4,410,336; 4,472,172; 4,606,799; 5,331,906; 5,486,269 y 6,200,430. Los sistemas y procesos anteriores no han solucionado adecuadamente los problemas que se deben manejar en forma continuamente cambiante. Algunos de estos tipos de sistemas de gasificación describen medios para ajustar el proceso de generar un gas útil a partir de la reacción de gasificación. En consecuencia, seria un significativo avance en la técnica proveer un sistema que pueda gasificar eficientemente materia prima carbonoso de manera tal que se maximice la eficiencia global del proceso y/o las etapas que comprende el proceso global. En consecuencia, existe una necesidad de un sistema de control para la conversión de materia prima carbonoso en un gas que supere algunos de los inconvenientes de los sistemas de control conocidos. Esta información respecto a los antecedentes de la invención se provee con el fin de divulgar información conocida que a juicio del solicitante podría ser de relevancia para la presente invención. No se pretende necesariamente la admisión, ni se debe interpretar, que cualquiera de la información precedente constituye una técnica anterior contra la presente invención. BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Un objeto de la presente invención consiste en proveer un sistema de control para la conversión de materia prima carbonoso en gas. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se provee un sistema de control para el uso en el control de un proceso de gasificación para convertir materia prima carbonoso en un gas adecuado para uso en una aplicación corriente abajo seleccionada, en donde el sistema comprende: uno o más elementos sensores para detectar una o varias características del gas; una o más plataformas de computación ligadas comunicativamente con dicho uno o más elementos sensores para acceder a un valor característico representativo de dichas una o varias características detectadas; comparar dicho valor característico con un intervalo predeterminado de dichos valores definidos para caracterizar el gas como adecuado para la aplicación corriente abajo seleccionada; y calcular uno o más parámetros de control de proceso que conducen a mantener dicho valor de característica dentro de dicho intervalo predeterminado; y una pluralidad de elementos de respuesta ligado operativamente a uno o más dispositivos del proceso operable para afectar el proceso y así ajustar dicha característica del gas, y ligado comunicativamente con dicha una o más plataformas de computación para acceder a dichos uno o más parámetros de control de proceso computarizado y operar dicho uno o más dispositivos del proceso de acuerdo con ello. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se provee un método para controlar la conversión de materia prima carbonoso en un gas apropiado para usar en una aplicación corriente abajo seleccionada, donde el método comprende: proveer un convertidor para convertir la materia prima en un gas, donde dicho convertidor comprende una entrada de materia prima, una o varias entradas de aditivo y una o varias fuentes de calor y una salida; detectar una o varias características del gas corriente abajo desde dicha salida y comparar uno de sus valores representativos con un intervalo predeterminado de tales valores definidos para caracterizar el gas como apropiado para la aplicación corriente abajo seleccionada; computar uno o varios parámetros de control del proceso que conducen a mantener dicho valor característico dentro de dicho intervalo predeterminado; y operar una o varias de dicha entrada de materia prima, dichas una o varias entradas de aditivo y dichas una o varias fuentes de calor de acuerdo con ello. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se provee un método para controlar la conversión de la materia prima carbonoso en un gas, que comprende proveer un convertidor para convertir la materia prima en un gas, donde dicho convertidor comprende una entrada de materia prima, una o varias entradas de aditivo y una o varias fuentes de calor y una salida; detectar uno o varios de una composición de gas, un flujo de gas y una presión de gas y comparar sus valores representativos con un intervalo predeterminado respectivo de tales valores; y cuando uno o varios de dichos valores representativos se desvian de dicho intervalo predeterminado respecto, ajustar una tasa de entrada de aditivo a través de dichas una o varias entradas de aditivo para proporcionar una rápida respuesta a la desviación; y ajustar una tasa de entrada de materia prima a través de dicha tasa de entrada de materia prima para proveer una respuesta a largo plazo a la desviación. BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Estas y otras propiedades de la invención serán evidentes en la siguiente descripción detallada en la cual se hace referencia a las figuras adjuntas. La Figura 1 es un diagrama esquemático que muestra un sistema de control para controlar un proceso de gasificación implementado por un sistema para la conversión de materia prima carbonoso en gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 2 es un diagrama esquemático que muestra un sistema para la conversión de materia prima carbonoso en gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 3 es un diagrama esquemático que muestra un sistema para la conversión de materia prima carbonoso en gas de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 4 es un diagrama esquemático que muestra un sistema para la conversión de materia prima carbonoso en gas de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 5 es un diagrama esquemático que muestra un sistema para la conversión de materia prima carbonoso en gas de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 6 es un diagrama esquemático que muestra un sistema para la conversión de materia prima carbonoso en gas de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 7 es un diagrama esquemático que muestra diversas aplicaciones corriente abajo para productos provistos por un sistema para la conversión de materia prima carbonoso en gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La Figura 8 es un diagrama esquemático que muestra diversas aplicaciones corriente abajo para productos provistos por un sistema para la conversión de materia prima carbonoso en gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La Figura 9 es un diagrama esquemático que muestra diversas aplicaciones corriente abajo para productos provistos por un sistema para la conversión de materia prima carbonoso en gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La Figura 10 es un diagrama esquemático que muestra diversas aplicaciones corriente abajo para productos provistos por un sistema para la conversión de materia prima carbonoso en gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La Figura 11 es un diagrama de flujo que muestra el uso de un sistema de control para controlar un proceso de gasificación para convertir materia prima carbonoso en gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 12 es un diagrama esquemático de una plataforma de computación, y ejemplos de los componentes de un sistema de control para controlar un proceso de gasificación para convertir materia prima carbonoso en un gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 13 es un diagrama esquemático de un sistema de control centralizado, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 14 es un diagrama esquemático de un sistema de control al menos parcialmente distribuido, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 15 es un diagrama esquemático que muestra ejemplos de señales sensoras y de respuesta recibidas respectivamente de y transmitidas a un sistema de gasificación por un sistema de control para controlar uno o más procesos allí implementados, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 16 es un diagrama esquemático que muestra • ejemplos de puntos de acceso sensores y de respuesta del sistema integrado a sistemas de control de diversos dispositivos, módulos y subsistemas de un sistema para la conversión de materia prima carbonoso en un gas de una composición específica, junto con diversas posibles aplicaciones corriente abajo, de acuerdo con diversos ejemplos de modalidades de la presente invención. La Figura 17 es un diagrama esquemático que muestra un sistema de control para controlar entradas a un convertidor de un sistema para la conversión de materia prima carbonoso en un gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 18 es un diagrama esquemático que muestra un ejemplo de secuencia de control implementada por el sistema de control de la Figura 14. La Figura 19 es un diagrama esquemático de un convertidor para convertir materia prima carbonoso en un gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 20 es un diagrama esquemático de un convertidor para convertir materia prima carbonoso en un gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 21 es un diagrama esquemático de un convertidor para convertir materia prima carbonoso en un gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 22 es un diagrama esquemático de un convertidor para convertir materia prima carbonoso en un gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 23 es un diagrama esquemático de un convertidor para convertir materia prima carbonoso en un gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 24 es un diagrama esquemático que muestra un subsistema de recuperación de calor de un proceso de gasificación para convertir materia prima carbonoso en un gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 25 es un diagrama esquemático que muestra un subsistema de recuperación de calor de un proceso de gasificación para convertir materia prima carbonoso en un gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 26 es un diagrama esquemático que muestra un subsistema de recuperación de calor de un proceso de gasificación para convertir materia prima carbonoso en un gas, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 27 es un diagrama de flujo que muestra las diferentes regiones de un gasificador de un ejemplo de sistema de gasificación controlado por un sistema de control, de acuerdo con un ejemplo de modalidad de la presente invención.

La Figura 28 es una representación de procesos de gasificación que ocurren en las regiones 1, 2 y 3 del gasificador de la Figura 27. La Figura 29 es un diagrama de flujo general del proceso de una instalación de gasificación a baja temperatura que incorpora un ejemplo de sistema de acondicionamiento de gas de acuerdo con una modalidad de la invención, integrado con motores de gas corriente abajo. La Figura 30 es una disposición del sitio para todo un sistema de gasificación, de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente invención. La Figura 31 es una representación en diagrama de una disposición de un edificio de depósito para residuos sólidos urbanos. La Figura 32 es una vista en perspectiva de una modalidad de un gasificador, que detalla la entrada de materia prima, la salida de gas, la salida de residuos, un recinto de émbolo portador y puertos de acceso. La Figura 33 es una vista lateral en perspectiva del gasificador ilustrado en la Figura 32 que detalla las cajas de filtro de aire, los recipientes de residuos y recolectores de polvo. La Figura 34 es una vista central longitudinal transversal a través del gasificador ilustrado en las Figuras 32 y 33, que detalla la entrada de materia prima, la salida de gas, la salida de residuos, medios de transferencia lateral, pares termoeléctricos y puertos de acceso. La Figura 35 ilustra una vista transversal aumentada que detalla las cajas de filtro de aire, dedos de émbolo portador, sinfín extractor de residuos y borde de la etapa C. La Figura 36 es una vista de un corte del gasificador de las Figuras 32 y 33 que detalla el material refractario. La Figura 37 detalla el ensamble de caja de filtro aire de la etapa A y B del gasificador ilustrado en las Figuras 32 a 36. La Figura 38 ilustra una vista en corte transversal de la caja de filtro de aire de la etapa C del gasificador ilustrado en las Figuras 32 a 36. La Figura 39 ilustra una vista en corte transversal del gasificador de las Figuras 32 a 36 que detalla una caja de filtro de aire. La Figura 40 detalla el sello de polvo del multi-dedos de émbolo portador del gasificador ilustrado en las Figuras 32 a 36. La Figura 41 que muestra el sistema de extracción de polvo de una modalidad del gasificador ilustrado en las Figuras 32 a 36 que detalla el impulsor de polvo, la fijación del recipiente de polvo, el obturador, la manija operadora y el mecanismo de cadena. La Figura 42 detalla el recinto de émbolo portador del gasificador ilustrado en las Figuras 32 a 36 que detalla la estructura del émbolo portador. La Figura 43 es una ilustración que detalla las ubicaciones de interruptor de nivel en una modalidad de la invención . La Figura 44 muestra el montaje del gasificador, la cámara de reformulación de gas y la cámara de acondicionamiento de residuo. La Figura 45 es una vista en corte transversal del montaje del gasificador, la cámara de reformulación de gas y la cámara de acondicionamiento de residuo. La Figura 46 es un esquema de la cámara de reformulación de gas. La Figura 47 es una vista del pared interna de la cámara de reformulación. La Figura 48 es una vista de arriba a abajo de la cámara de reformulación que muestra la posición de las antorchas, y las boquillas de aire y de vapor. La Figura 49 muestra la disposición de las entradas en espiral alrededor de la cámara de reformulación. La Figura 50 muestra la fijación de las antorchas de plasma en la cámara de reformulación. La Figura 51A es una vista en corte transversal de la cámara de reformulación de la Figura 46. La Figura 51B es un diagrama que ilustra el flujo de aire dentro de un gasificador que comprende el sistema de reformulación de gas de la invención que incluye las cámaras de reformulación de la Figura 46. La Figura 51C ilustra la inyección de aire desde las entradas de aire a la cámara de reformulación de la Figura 46 y su efecto sobre el flujo de aire en su interior. La Figura 52 es un diagrama funcional en bloque del sistema de acondicionamiento de residuos. La Figura 53 muestra una vista de la implementación actual del sistema de acondicionamiento de residuos y sus conexiones con el gasificador y el filtro de cámara de empaque . La Figura 54 muestra una vista en corte transversal de la cámara de acondicionamiento de residuo. La Figura 55 muestra otra vista de la cámara de acondicionamiento de residuo. La Figura 56 muestra una vista de la cámara de acondicionamiento de residuo y el tanque de atemperado con la cinta transportadora usada para la transferencia de escoria vitrificada a la pila de escoria. La Figura 57 muestra todo el sistema de acondicionamiento de residuos desde otro ángulo y también muestra la estructura de soporte usada para la cámara de T acondicionamiento de residuo. La Figura 58 muestra la disposición del sistema de acondicionamiento de gas residual con la cámara de acondicionamiento de residuo. La Figura 59 representa un diagrama de flujo del proceso de todo el sistema y en particular el sistema de acondicionamiento de gas (GCS, por sus siglas en inglés) . La Figura 60 representa el montaje del sistema de acondicionamiento de gas integrado con un sistema de regulación de gas sintético de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 61 es una figura más detallada del intercambiador de calor y muestra el soplador de aire del proceso usado para el control de la entrada de aire al intercambiador de calor. La Figura 62 representa un sistema de inyección en seco por el cual se mantiene el carbono en un tolva de almacenamiento y se alimenta a la corriente de gas sintético por un sinfín rotatorio; la tubería de corriente de gas sintético está en ángulo, a fin de que el carbono no arrastrado en la corriente de gas ruede hacia la cámara de empaque. La Figura 63 presenta un ejemplo de diagrama esquemático del sistema de inyección en seco en combinación con la cámara de empaque.

La Figura 64 presenta un ejemplo de diagrama esquemático del depurador de HCl y los componentes asociados. La Figura 65 muestra un sistema para recolectar y almacenar el agua residual del sistema de acondicionamiento de gas. La Figura 66 representa un diagrama de flujo del proceso de un proceso de remoción de H2S mediante . un biorreactor basado en Thiopaq, de acuerdo con una modalidad de la invención. La Figura 67 es una ilustración de un sistema de homogenización de gas, de acuerdo con una modalidad de la invención, en donde el gas se provee desde una única fuente hasta una única cámara de homogenización y luego se provee a múltiples motores, en donde cada motor tiene su propio separador de gas/liquido y caldera. La Figura 68 es una ilustración de una cámara de homogenización de volumen fijo, de acuerdo con una modalidad de la invención. La Figura 69 es un diagrama esquemático de alto nivel de un sistema de gasificación y sistema de control del mismo . La Figura 70 es una representación de diagrama alternativo del sistema de controles y de gasificación de la Figura 69. La Figura 71 es un diagrama de flujo de un esquema de control para controlar el sistema de gasificación de las Figuras 69 y 70. La Figura 72 es un diagrama de flujo es un esquema de control alternativo para el control del sistema de gasificación de las Figuras 69 y 70, en donde este sistema también está adaptado para usar vapor aditivo del proceso en uno de sus procesos de gasificación. La Figura 73 es un diagrama de flujo de un esquema de control alternativo para controlar un proceso de gasificación, de acuerdo con otra modalidad ilustrativa de la presente invención. La Figura 74 es un diagrama de flujo de un esquema de control alternativo para controlar un proceso de gasificación, de acuerdo con otra modalidad ilustrativa de la presente invención. La Figura 75 es un diagrama de flujo de un esquema de control alternativo para controlar un proceso de gasificación, de acuerdo con otra modalidad ilustrativa de la presente invención. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION A menos que se defina de otro modo, todos los términos técnicos y científicos usados en la presente tienen el mismo significado que el comúnmente entendido por un experto en la técnica a la que pertenece la presente invención .

Tal como se usa en la presente, el término "aproximadamente" se refiere a una variación +/- 10% con respecto al valor nominal. Se debe entender que dicha variación siempre se incluye en cualquier valor dado que se provee en la presente, esté o no referido específicamente. Tal como se usa en la presente, el término "materia prima carbonoso" y "materia prima" puede ser cualquier material carbonáceo apropiado para gasificar en el presente proceso de gasificación, y puede incluir, sin limitaciones, cualquier material residual, carbón (incluso carbón de grado bajo, alto azufre no adecuado para el uso en energía por generadores de encendido de carbón) , coque de petróleo, aceites pesados, biomasas, aguas residuales, barros industriales de molinos de pulpa y papel, y residuos agrícolas. Los . residuos materiales adecuados para la gasificación incluye residuos peligrosos y no peligrosos, tales como residuos municipales, residuos producidos por actividades industriales (barros industriales de pintura, productos de pintura distintos de las especificaciones, absorbentes gastados) , borra de automóvil, neumáticos usados y residuos biomédicos, cualquier material carbonoso inapropiado para reciclado, incluso plásticos no reciclables, aguas residuales, carbón, aceites pesados, coque de petróleo, residuos de refinería pesados, residuos de refinerías, residuos sólidos contaminados con hidrocarburos y biomasas, residuos agrícolas, neumáticos, residuos peligrosos, residuo industriales y biomasas. Los ejemplos de biomasas de utilidad para gasificación incluyen, sin limitaciones, residuos o madera fresca, remanentes del procesamiento de frutas, vegetales y granos, residuos de molinos de papel, paja, pasto y excrementos. Tal como se usa en la presente, el término "elemento de detección" se define para describir cualquier elemento del sistema configurado para detectar una característica de un proceso, un dispositivo del proceso, una entrada de proceso o salida de proceso, en donde dicha característica se puede representar por un valor característico que se usa en el monitoreo, la regulación y/o el control de uno o más procesos locales, regionales y/o globales del sistema. Los elementos sensores considerados dentro del contexto de un sistema de gasificación pueden incluir, sin limitaciones, sensores, detectores, monitores, analizadores o cualquiera de sus combinaciones para detectar procesos, fluidos y/o temperatura de materiales, presión, flujo, composición y/u otras de estas características, además de la posición y/o la disposición del material en cualquier punto determinado dentro del sistema y cualquier característica operativa de cualquier dispositivo del proceso usada dentro del sistema. Un experto en la técnica apreciará que los ejemplos anteriores de elementos sensores, si bien son cada uno relevante dentro del contexto de un sistema de gasificación, pueden no ser específicamente relevantes dentro del contexto de la presente descripción, y como tales, los elementos identificados en la presente como elementos sensores no se deben limitar y/o interpretar inadecuadamente a la luz de estos ejemplos. Tal como se usa en la presenté, el término "elemento de respuesta" se define para describir cualquier elemento del sistema configurado para responder a una característica detectada a fin de operar un dispositivo del proceso asociado operativamente con él de acuerdo con uno o más parámetros de control predeterminados, calculados, fijados y/o ajustables, en donde el uno o más parámetros de control se definen para proveer un resultado del proceso deseado. Los elementos de respuesta considerados dentro del contexto de un sistema de gasificación pueden incluir, sin limitaciones, impulsores estáticos, prefijados y/o dinámicamente variables, fuentes de energía, y cualquier otro elemento configurable para impartir una acción, que puede ser mecánico, eléctrico, magnético, neumático, hidráulico o una de sus combinaciones, a un dispositivo basado en uno o más parámetros de control. Los dispositivos del proceso considerados dentro del contexto de un sistema de gasificación, y al cual se pueden acoplar operativamente uno o más elementos de respuesta pueden incluir, sin limitaciones, medios de entrada de material y/o materia prima, fuentes de calor tales como fuentes de calor de plasma, medios de entrada de aditivos, diversos fuelles de gas y/u otros de dichos dispositivos de circulación de gas, diversos reguladores de flujo de gas y/o de presión, y otros dispositivos del proceso operables para afectar cualquier proceso local, regional y/o global dentro de un sistema de gasificación. El experto en la técnica apreciará que los ejemplos anteriores de elementos de respuesta, si bien son relevantes dentro ,del contexto de un sistema de gasificación, pueden no ser específicamente relevantes dentro del contexto de la presente descripción, y como tales, los elementos identificados en la presente como elementos de respuesta no se deben limitar y/o inapropiadamente interpretar a la luz de estos ejemplos. Tal como se usa en la presente, el término "tiempo real" se usa para definir cualquier acción que refleja sustancialmente el estado presente o corriente del sistema o proceso, o una de sus características, a la cual se relaciona la acción. Una acción de tiempo real puede incluir, sin limitaciones, un proceso, una repetición, una medición, una computación, una respuesta, una reacción, la adquisición de datos, una operación de un dispositivo en respuesta a los datos adquiridos, y otras de tales acciones implementadas dentro del sistema o determinado proceso implementado allí.

Se apreciará que una acción de tiempo real relacionada con un proceso o característica de variación relativamente lenta puede ser implementada dentro de un marco o periodo de tiempo (por ejemplo segundo, minuto, hora, etc.) que es mucho más prolongada que otra acción igualmente de tiempo real relacionada con un proceso o característica de variación relativamente rápida (por ejemplo 1 ms, 10 ms, 100 ms, 1 s) . Tal como se usa en la presente el término "continuo" se usa para definir cualquier acción implementada en una base regular o con determinada velocidad o frecuencia. Una acción continua puede incluir, sin limitaciones, un proceso, una repetición, una medición, una computación, una respuesta, una reacción, una adquisición de datos a través de un elemento sensor, una operación de un dispositivo en respuesta a datos adquiridos, y otras de dichas acciones implementadas dentro del sistema o en conjunción con determinado proceso implementado allí. Se apreciará que se puede implementar una acción continua relacionada con un proceso o característica de variación relativamente lenta con una velocidad o frecuencia (por ejemplo una vez/segundo, una vez/minuto, una vez/hora, etc.) que es mucho más lenta que otra acción igualmente continua relacionada con un proceso o característica de variación relativamente rápida (por ejemplo, 1 KHz, 100 Hz, 10 Hz, 1 Hz) . Tal como se usa en la presente, el término "material reactivo" puede significar un materia prima o materia prima parcial o totalmente procesado. Tal como se usa en la presente, el término "composición del gas producto" se refiere a toda la composición de la especie química dentro de un gas. Sin embargo, en la práctica este término generalmente se usa para expresar las especies y concentraciones de los constituyentes químicos que son más relevantes para las aplicaciones corriente abajo. Por ejemplo, la composición de gas deseable para una turbina de gas generalmente se describe en términos de la cantidad de nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, agua y/o hidrógeno en el gas sintético. La composición química también se puede identificar como carente de especies químicas específicas, es decir especies que serían indeseables de transferir a una aplicación corriente abajo, tales como un gas, 'libre de H2S". La composición química de gas sintético puede tener amplias variaciones, según la composición de la materia prima usada para generar el gas sintético y la forma en que se llevan a cabo el proceso de gasificación, la limpieza del gas y el acondicionamiento. Según el contexto, que será aparente para los expertos en la técnica, la composición del gas contemplará o no los elementos en trazas. Tal como se usa en la presente, el término "características del gas" se refiere a las cualidades químicas y/o físicas del gas, que pueden incluir, sin limitaciones, su composición química, temperatura, presión, velocidad de flujo, color, olor, etc. Tal como se usa en la presente, el término "gas residual" incluye moléculas volátiles generadas por la gasificación de materia prima carbonoso que pueden incluir monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrógeno, hidrocarburos livianos y material compuesto en partículas contaminante tal como hollín y negro de carbón. Tal como se usa en la presente, el término "gas sintético" es un producto gaseoso del proceso de gasificación que comprende predominantemente monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrógeno. El gas sintético se puede derivar de gas residual, o se puede generar directamente del proceso de gasificación si las condiciones en el convertidor permiten la formación de esta composición de gas. Para los fines de la presente invención, el término gas sintético (o gas de síntesis) se refiere al producto de un proceso de gasificación, y puede incluir monóxido de carbono, hidrógeno, y dióxido de carbono, además de otros componentes gaseosos tales como metano y agua. La presente invención provee un sistema de control para la conversión de materia prima carbonoso en un gas. En particular, el sistema de control se diseña para ser configurable para el uso en el control de uno o más procesos implementados en y/o por un sistema de gasificación, o uno o más de sus componentes, para la conversión de dicha materia prima en un gas que se puede usar para una o más aplicaciones corriente abajo. Con referencia a la modalidad de ejemplo de la Figura 1, que se provee sólo como un ejemplo .y no pretende limitar el alcance general y la naturaleza de la siguiente descripción, los procesos de gasificación controlables por diferentes modalidades del sistema de control descrito pueden incluir en diversas combinaciones, un convertidor 110, un convertidor de residuos 410, un recuperador y/o sistema intercambiador de calor 510, uno o más acondicionadores de gas 610, un sistema de homogenización de gas 710 y una o más aplicaciones corriente abajo. Los ejemplos de estos componentes y subsistemas se describen con mayor detalle más adelante con referencia a las Figuras 1 a 10, que muestran ejemplos de modalidades de los sistemas de gasificación que pueden ser controlados por el presente sistema de control. El sistema de control controla operativamente diversos procesos locales, regionales y/o globales relacionados con el proceso global de gasificación, y con ello ajusta diversos de sus parámetros de control adaptados para afectar estos procesos para un resultado seleccionado. En consecuencia, se distribuyen diversos elementos sensores y elementos de respuesta por todo el sistema controlado, o en relación con uno o más de sus componentes, y se usa para adquirir diversas características de proceso, reactivo y/o producto, comparar estas características con intervalos adecuados de dichas características conducentes a obtener el resultado deseado, y responder mediante la implementación de cambios en uno o más de los procesos en marcha a través de uno o más dispositivos controlables del proceso. En una modalidad, el sistema de control se usa para controlar un proceso de gasificación para convertir materia prima carbonoso en un gas adecuado para el uso en una aplicación seleccionada corriente abajo. En un ejemplo, el proceso de gasificación se controla de manera tal que el gas obtenido como producto se puede usar en forma continua y/o en tiempo real para uso inmediato. En consecuencia, el sistema de control puede comprender, por ejemplo, uno o más sensores para detectar una o más características del gas usado en la aplicación corriente abajo. Una o más plataformas de computación están ligadas comunicativamente con estos elementos sensores para acceder a un valor de característica representativo de la(s) característica (s) detectadas, y se configura para comparar el (os) valor (es) de característica con un intervalo predeterminado de dichos valores definidos para caracterizar el gas como adecuado para la aplicación corriente abajo seleccionada y computar uno o más parámetros de control del proceso conducentes a mantener el valor de la característica con este intervalo predeterminado. En consecuencia, se puede ligar operativamente una pluralidad de elementos de respuesta a uno o más dispositivos del proceso operables para afectar el proceso y asi ajusfar la característica detectada del gas, y ligarlo comunicativamente con la plataforma de computación para acceder al parámetro de control de proceso (s) computarizado (s) y operar el dispositivo del (de los) proceso (s) de acuerdo con ello. Por ejemplo, el sistema de control se puede configurar para controlar la conversión de materia prima carbonoso en un gas con una o más características apropiadas para la(s) aplicación (es) corriente abajo, en donde el gas producto se pretende usar en la generación de electricidad por combustión en una turbina de gas o usar en una aplicación de celda de combustible. En dichas aplicaciones, es deseable obtener productos que se pueden usar más efectivamente como combustible en los respectivos generadores de energía. Alternativamente, si el gas producto es para usar como materia prima en otros procesos químicos, la composición será la más útil para una aplicación sintética particular. En una modalidad, el sistema de control provee un control por retroalimentación, reacción y/o predictivo de la energía del proceso para mantener sustancialmente un punto fijo de reacción, lo cual permite llevar a cabo el proceso de gasificación en condiciones de reacción óptimas para producir un gas con una composición específica. Por ejemplo, la energía global de conversión de la materia prima a gas se puede determinar y lograr mediante el uso de un sistema de gasificación adecuadamente configurado, en donde se pueden evaluar diversas características del proceso y ajusfar en forma controlada para influir sobre la determinación de la energía global neta. Dichas características pueden incluir, sin limitaciones, el valor de calentamiento y/o la composición de la materia prima, las características del gas producto (por ejemplo valor de calentamiento, temperatura, presión, flujo, composición, contenido de carbono, etc.), el grado de variación permitido para dichas características, y el costo de las entradas versus el valor de las salidas. Los ajustes continuos y/o de tiempo real de diversos parámetros de control, que pueden incluir, sin limitaciones, energía de la fuente de calor, tasa de alimentación de aditivo (por ejemplo oxígeno, vapor, etc.), tasa de alimentación de materia prima (por ejemplo uno o más alimentos diferentes y/o mezclados) , reguladores de gas y/o de sistema de presión/flujo (por ejemplo fuelles, válvulas aliviadoras y/o de control, llamas, etc.), y similares, se pueden ejecutar de manera tal que se evalúa y optimiza la energía global neta de acuerdo con las especificaciones de diseño. Alternativamente, o además, el sistema de control se puede configurar para monitorear la operación de los diversos componentes de un sistema de gasificación para asegurar la adecuada operación, y opcionalmente, para asegurar que el proceso asi implementado está dentro de los estándares reguladores, cuando corresponden dichos estándares . De acuerdo con una modalidad, el sistema de control también se puede usar para el monitoreo y el control del impacto energético total de un sistema de gasificación. Por ejemplo, se puede operar un sistema de gasificación para la conversión de un materia prima de manera tal que se reduce uno de sus impactos energéticos, o se vuelve a minimizar, por ejemplo, al optimizar uno o más de los procesos asi implementados, o nuevamente al incrementar la recuperación del calor residual generado por estos procesos. Alternativamente, o además, el sistema de control se puede configurar para ajustar una composición y/o otras características (por ejemplo temperatura, presión, flujo, etc.) de un gas producto generado por el (os) proceso (s) controlado (s) de manera tal que dichas características no solo son adecuadas para el uso corriente abajo, sino también están sustancialmente optimizadas para el uso eficiente y/u óptimo. Por ejemplo, en una modalidad en la cual se usa el gas producto para impulsar un motor de gas de determinado tipo para la producción de electricidad, las características del gas producto se pueden ajustar de manera tal que estas características concuerdan mejor con las características óptimas de entrada para dichos motores. En una modalidad, el sistema de control se puede configurar para ajustarse a un proceso de gasificación de manera tal que se cumplen y/o se optimizan las limitaciones o pautas de ejecución respecto del tiempo de residencia del reactivo y/o producto para diversos componentes, o con respecto a diversos procesos del proceso global de gasificación. Por ejemplo, en una modalidad en la cual se usa residuo municipal como materia prima, se puede considerar importante ajustar el proceso de gasificación de dicho residuo para justificar un máximo de tiempo de residencia del residuo en la fase de pre-procesamiento y/o depósito. Por ejemplo, el residuo y/u otra materia prima se puede transportar a la instalación del sistema controlado periódicamente o en forma constante, en donde el procesamiento de dicha materia prima se debe controlar, a fin de evitar su aprovisionamiento excesivo (por ejemplo aumento del tiempo de residencia pre-procesamiento) a la vez que permite la operación continua (por ejemplo tiempos ociosos reducidos o evitados) . En uno de dichos ejemplos, se puede controlar una velocidad de procesamiento de determinada materia prima a fin de sustancialmente hacer coincidir una tasa de provisión de dicha materia prima, por lo que se permite un tiempo de residencia sustancialmente constante de la materia prima en un depósito o etapa de pre-procesamiento (por ejemplo una cantidad de horas, días, semanas, etc.). De modo similar, se puede controlar el tiempo de residencia de la materia prima dentro del convertidor de un sistema de gasificación para permitir suficiente procesamiento, sin agotar los recursos y en consecuencia reducir y/o limitar indebidamente los procesos y/o aplicaciones corriente abajo. Por ejemplo, determinada configuración del convertidor puede permitir un tiempo de residencia relativamente estable durante el cual se puede obtener el adecuado procesamiento de la materia prima (por ejemplo minutos, horas, etc.). Igualmente, los componentes corriente abajo del convertidor se pueden controlar de manera tal que también se respeta sustancialmente un tiempo de residencia apropiado para ello. Por ejemplo, el gas que transcurre a través de. un sistema intercambiador de calor, sistema acondicionador y/o sistema de homogeneización puede ser procesado mejor por dichos componentes durante determinado tiempo de flujo de gas y/o de residencia. De modo similar, las variaciones de flujo de gas y/o tiempo de residencia se pueden solucionar y compensar mediante el control de diversos elementos de dichos componentes del sistema. El sistema de control de la presente invención se puede usar para convertir efectivamente una materia prima de características sustancialmente no homogéneas y/o composición para producir un gas que tiene características sustancialmente estables conductivas para la aplicación corriente abajo. En consecuencia, según una configuración particular de un sistema de gasificación controlado por el presente sistema de control, se pueden atenuar las fluctuaciones en las características de la materia prima por medio de un control continuo y/o en tiempo real de este sistema, por ejemplo, reducir la variabilidad del proceso a largo plazo en al menos 4 veces. En una modalidad alternativa, las fluctuaciones en las características de la materia prima se pueden atenuar por medio de un control continuo y/o en tiempo real de este sistema para reducir la variabilidad del proceso a largo plazo en aproximadamente 4 veces. En una modalidad alternativa, las fluctuaciones en las características de la materia prima se pueden atenuar por medio de un control continuo y/o en tiempo real de este sistema para reducir la variabilidad del proceso a largo plazo en aproximadamente 3.5 veces. En una modalidad alternativa, las fluctuaciones en las características de la materia prima se pueden atenuar por medio de un control continuo y/o en tiempo real de este sistema para reducir la variabilidad del proceso a largo plazo en aproximadamente 3 veces. En una modalidad alternativa, las fluctuaciones en las características de la materia prima se pueden atenuar por medio de un control continuo y/o en tiempo real de este sistema para reducir la variabilidad del proceso a largo plazo en aproximadamente 2.5 veces. En una modalidad alternativa, las fluctuaciones en las características de la materia prima se pueden atenuar por medio de un control continuo y/o en tiempo real de este sistema para reducir la variabilidad del proceso a largo plazo en aproximadamente 2 veces. En una modalidad alternativa, las fluctuaciones en las características de la materia prima se pueden atenuar por medio de un control continuo y/o en tiempo real de este sistema para reducir la variabilidad del proceso a largo plazo en aproximadamente 1.5 veces. Además, según una configuración particular de un sistema de gasificación controlado por el presente sistema de control, se pueden atenuar las fluctuaciones en las características de la materia prima por medio de un control continuo y/o en tiempo real de este sistema, reduciendo por ejemplo la variabilidad del proceso a corto plazo en al menos 2.5 veces. En una modalidad alternativa, las fluctuaciones en las características de la materia prima se pueden atenuar por medio de un control continuo y/o en tiempo real de este sistema para reducir la variabilidad del proceso a corto plazo en aproximadamente 2.5 veces. En una modalidad alternativa, las fluctuaciones en las características de la materia prima se pueden atenuar por medio de un control continuo y/o en tiempo real de este sistema para reducir la variabilidad del proceso a corto plazo en aproximadamente 2 veces. En una modalidad alternativa, las fluctuaciones en las características de la materia prima se pueden atenuar por medio de un control continuo y/o en tiempo real de este sistema para reducir la variabilidad del proceso a corto plazo en aproximadamente 1.5 veces. El experto en la técnica comprenderá que el sistema de gasificación y el sistema de control pueden ser usados, en sus diversas modalidades', en numerosos sistemas de procesamiento con numerosas aplicaciones corriente abajo, independientes y/o combinadas. El sistema de control también es capaz, en diversas modalidades, de controlar simultáneamente diversos aspectos de un proceso en forma continua y/o de tiempo real. Arquitectura del sistema de control Respecto de las Figuras 13 y 14, el sistema de control puede comprender cualquier tipo de arquitectura del sistema de control adecuado para la aplicación accesible. Por ejemplo, el sistema de control puede comprender un sistema de control sustancialmente centralizado (por ejemplo ver Figura 13), un sistema de control distribuido (por ejemplo ver Figura 14), o una de sus combinaciones. Un sistema de control centralizado generalmente comprende una configuración de control central comunicada con diversos dispositivos y elementos sensores de respuesta local y/o remota configurada para respectivamente detectar diversas características relevantes para el proceso controlado, y responder a ellas a través de uno o más dispositivos controlables del proceso adaptados para afectar en forma directa o indirecta el proceso controlado. Mediante una arquitectura centralizada, la mayoría de las computaciones tienen implementación central a través de un procesador o procesadores centralizados, de manera tal que la mayoría del hardware y/o software necesario para implementar el control del proceso se localiza en la misma ubicación. Un sistema de control distribuido generalmente comprende dos o más controladores distribuidos en donde cada uno se puede comunicar con los respectivos elementos sensores y de respuesta para monitorear características locales y/o regionales, y responder a ellos por dispositivos locales y/o regionales del proceso configurado para afectar un proceso o subproceso local. La comunicación también puede ocurrir entre controladores distribuidos a través de diversas configuraciones en red, en donde una característica detectada través de un primer controlador se puede comunicar a un segundo controlador su respuesta, en donde dicha respuesta distal puede tener impacto sobre la característica detectada en la primera ubicación. Por ejemplo, una característica de un producto gas corriente abajo se puede detectar mediante un dispositivo de monitoreo corriente abajo, y se ajusta mediante el ajuste de un parámetro de control asociado con el G convertidor, que es controlado por un controlador corriente arriba. En una arquitectura distribuida, el hardware y/o software control también se distribuye entre controladores, en donde se puede implementar el mismo esquema de control pero con configuración modular en cada controlador, o se pueden implementar diversos esquemas de control modular cooperativo en los respectivos controladores. Alternativamente, el sistema de control se puede subdividir en subsistemas locales, regionales y/o globales separados, aunque ligados comunicativamente. Dicha arquitectura podría permitir que ocurra determinado proceso o serie de procesos interrelacionados y que se controlen localmente con mínima interacción con otros subsistemas locales de control. Entonces, un sistema de control global maestro luego se puede comunicar con cada respectivo subsistema de control local para dirigir los necesarios ajustes de los procesos locales para un resultado global. El sistema de control de la presente invención puede usar cualquiera de las arquitecturas anteriores, o cualquier otra arquitectura comúnmente conocida en la técnica, lo cual se considera dentro del alcance general y la naturaleza de la presente descripción. El sistema de control comprende elementos de respuesta para controlar las condiciones de reacción y manejar la química y la energética de la conversión de las materias prima carbonosa en gas de salida. Además, el sistema de control puede determinar y mantener las condiciones operativas para mantener las condiciones de reacción de gasificación ideales, óptimas o no. La determinación de las condiciones operativas ideales depende de la energética global del proceso, incluso factores tales como la composición de la materia prima carbonoso y las características especificadas de los gases producto. La composición de la materia prima puede variar desde ser sustancialmente homogénea a ser completamente no homogénea. Cuando la composición de la materia prima varía, entonces ciertos parámetros de control pueden requerir ajustes continuos a través de elementos de respuesta, a fin de mantener las condiciones operativas ideales. El sistema de control puede comprender numerosos elementos de respuesta, cada uno de los cuales se puede diseñar para realizar una tarea dedicada, por ejemplo, el control de la tasa de flujo de uno de los aditivos, el control de la posición o la salida de energía de una o más fuentes de calor del sistema de gasificación, o el control de la extracción de subproductos. El sistema de control también puede comprender un sistema de procesamiento, (por ejemplo ver Figura 12) . En una modalidad, el sistema de procesamiento puede comprender numerosos subsistemas de procesamiento. Con referencia a la Figura 12, el sistema de control generalmente comprende uno o más procesadores centrales 812, en red y/o distribuidos, una o más entradas 814 para recibir características detectadas por corriente a partir de diversos elementos sensores, y una o más salidas •816 para comunicar parámetros de control nuevos o actualizados a los diversos elementos de respuesta. La una o más plataformas de computación del sistema de control también puede comprender uno o más medios de lectura computada 818 local y/o remota (por ejemplo ROM, RAM, medios removibles, medios de acceso local y/o por red, etc.) para almacenar allí diversos parámetros de control predeterminados y/o reajustados, intervalos operativos fijos o preferidos de características de sistema y proceso, monitoreo de sistemas y software de control, datos operativos, y similares. Opcionalmente, las plataformas de computación también pueden tener acceso, directamente o a través de diversos dispositivos de almacenamiento de datos, a medios de optimización y modelado de parámetros del sistema y/o datos de simulación en un proceso de gasificación en plasma 820, un ejemplo de modalidad de los cuales se describe en la patente de los Estados Unidos 6,817,388, que un experto en la técnica apreciará como de fácil aplicación en el presente contexto. Además, las plataformas de computación se pueden equipar con una o más interfaces de usuario gráficas opcionales y periféricos de entrada 822 para proveer acceso de manejo al sistema de control (actualización de sistema, mantenimiento, modificación, adaptación a nuevos módulos y/o equipos de sistema, . etc. ) , además de diversos periféricos de salida opcionales (por ejemplo, 824) para comunicar datos data e información a fuentes externas (por ejemplo módem, conexión de red, impresoras, etc.). Tal como se ilustra en esta Figura, también se puede mejorar el sistema de control mediante la ejecución interactiva de diversos cálculos de sistema y/o proceso definidos para reflejar la actual implementación de determinado sistema de gasificación. Dichos cálculos se pueden derivar de diversos modelos de sistema y/o proceso, en donde se puede usar la simulación de las características del proceso y/o sistema y los parámetros de control en forma predictiva y/o correctiva para controlar el sistema o subsistema así modelado. La patente de los Estados Unidos 6,817,388 provee un ejemplo de tal modelo de sistema, que se puede usar junto con el sistema de control para definir diversos parámetros operativos, y los resultados previstos sobre esa base, para el uso como puntos de inicio en la implementación de diversos procesos del sistema. En una modalidad, este y otros modelos se usan ocasionalmente o regularmente para reevaluar y/o actualizar diversos intervalos y/o parámetros del sistema operativo en una base corriente. En una modalidad, se usan las plataformas de simulación NRC, PLASCO y/o PLASCO/HYSYS y se pueden considerar como entradas de tipo de residuo con cualquier combinación de composición química, características termoquímicas , contenido de humedad, tasa de alimentación, aditivo (s) de proceso, etc. El modelo también puede proveer diversas optimizaciones opcionales interactivas del proceso para considerar, por ejemplo, sitio y tipo de materia prima especifico, maximización de recuperación de energía, minimización de emisiones, minimización de capital y costos, etc. En última instancia, sobre la base de las opciones de modelo seleccionadas, el modelo luego puede proveer, por ejemplo, diversas características operativas, resultados obtenibles, características de diseño del sistema, características del gas producto, niveles de emisión, energía recuperable, subproductos recuperables y óptimos diseños de bajo costo. Diversos ejemplos de representaciones se proveen en la patente de los Estados Unidos 6,817,388, que se aplica con facilidad en el presente contexto, tal como será aparente para un experto en la técnica. El sistema de procesamiento y cualquier otro de los subsistemas de procesamiento pueden comprender exclusivamente hardware o cualquier combinación de hardware y software. Cualquiera de los subsistemas de procesamiento puede comprender cualquier combinación de ninguno o más controladores proporcionales (P), integrales (I) o diferenciales (D) , por ejemplo, un controlador P, un controlador' I, un controlador PI, un controlador PD, un controlador PID, etc. Será aparente para un experto en la técnica que la elección ideal de las combinaciones de controladores P, I y D depende de la dinámica y el tiempo de retraso del parte del proceso de reacción del sistema de gasificación y del intervalo de condiciones operativas que pretende controlar la combinación, y la dinámica y el tiempo de retraso de la combinación controladora . En el diseño de la combinación controladora son importantes aspectos los cortos periodos transitorios y las pequeñas oscilaciones durante los tiempos transitorios de ajuste de una variable de control o un parámetro de control respectivo desde un valor inicial hasta un valor especifico. Será aparente para un experto en la técnica que se pueden implementar estas combinaciones en una forma analógica de hardware capaz de monitorear continuamente, a través de elementos sensores, el valor de una a característica y compararla con un valor específico para influir sobre un elemento control respectivo para hacer los ajustes adecuados a través de elementos de respuesta, a fin de reducir la diferencia entre el valor observado y el especificado. También será aparente para el experto en la técnica que las combinaciones se puedan implementar en un ambiente digital mixto de hardware y software. Los efectos relevantes del muestreo adicional a discreción, la adquisición de datos y el procesamiento digital son bien conocidos por los expertos en la técnica. Se puede implementar el control combinado P, I, D en esquemas de control de reacción y de retroalimentación. En el control correctivo, o de retroalimentación, se compara el valor de un parámetro control o un variable control monitoreada a través de adecuados elementos sensores con un valor o intervalo especifico. Se determina una señal control sobre la base de la desviación entre los dos valores y se provee a un elemento control a fin de reducir la desviación. Por ejemplo, cuando el gas de salida excede una relación predeterminada de H2:CO, un medio de control de retroalimentación puede determinar un ajuste adecuado de una de las variables de entrada, tales como el incremento de la cantidad de oxigeno agregado para volver la relación H2:CO al valor especificado. El tiempo de retraso para afectar un cambio de un parámetro control o una variable control a través de elementos de respuesta adecuados en ocasiones se denomina tiempo de ciclo. El tiempo del ciclo, por ejemplo, para ajustar la energía de la(s) fuente (s) de calor del plasma, la presión en el sistema, la tasa de entrada del aditivo rico en carbono, o la tasa de flujo de oxígeno o vapor, puede ascender de aproximadamente 30 a aproximadamente 60 segundos, por ejemplo.

En una modalidad, la composición del gas producto tiene el valor especifico que se usa como comparación en el esquema de control de retroalimentación descrito con anterioridad, por lo que se especifican valores fijos (o intervalos de valores) de la cantidad de CO y H2 en el gas producto. En otra modalidad, el valor especificado es un valor fijo (o intervalo de valores) para el valor de calentamiento del gas producto (por ejemplo bajo valor de calentamiento (LHV) ) . El control de retroalimentación se puede usar para cualquier cantidad de variables de control y parámetros de control que requieren monitoreo directo o cuando un modelo de predicción es satisfactorio. Hay una cantidad de variables de control y parámetros de control del sistema de gasificación que se prestan para el uso en un esquema de control por retroalimentación. Los esquemas por retroalimentación se pueden implementar efectivamente en aspectos del sistema de control para características de sistema y/o proceso que se puedan detectar en forma directa o indirecta, y/o derivar de valores detectados, y controlar mediante la acción de respuesta con parámetros de control ajustados para operar uno o más dispositivos del proceso adaptados para afectar dichas características . Se apreciará que también se puede adaptar un sistema de control convencional de retroalimentación o de respuesta para comprender un componente adaptativo y/o predictivo, en donde se puede adaptar la respuesta a determinada condición de acuerdo con reacciones modeladas y/o previamente monitoreadas a fin de proveer una respuesta reactiva a una característica detectada, a la vez que se limitan las potenciales sobrecargas de acción compensatoria. Por ejemplo, los datos adquiridos y/o históricos provistos para determinada configuración de sistema se pueden usar cooperativamente para ajustar una respuesta a una característica de sistema y/o proceso que se detecta dentro de determinado intervalo a partir de un valor óptimo para el cual se han monitoreado respuestas previas y se han ajustado para proveer un resultado deseado. Dichos esquemas de controles adaptativos y/o predictivos son bien conocidos en la técnica, y como tales, no se consideran apartados del alcance general y la naturaleza de la presente descripción. El control de reacción procesa los parámetros de entrada de los procesos para influir, sin monitoreo, sobre las variables de control y los parámetros de control. El sistema de gasificación puede usar control de reacción para una cantidad de parámetros de control tales como la cantidad de energía provista a la una de las una o más fuentes de calor de plasma, por ejemplo. La salida de energía de los arcos de las fuentes de calor de plasma se puede controlar de varias formas diferentes, por ejemplo, por modulación de los pulsos de corriente eléctrica provistos a la antorcha para mantener el arco, variar la distancia entre los electrodos, limitar la corriente de la antorcha o afectar la composición, la orientación o la posición del plasma. La tasa de provisión de aditivos que se pueden proveer al convertidor en una modificación gaseosa o liquida en forma pulverizada o que se pueden rociar o de otro modo inyectar por boquillas, por ejemplo se pueden controlar mediante ciertos elementos de control en forma de reacción. El control efectivo de la temperatura o presión de un aditivo, sin embargo, puede no requerir control de monitoreo y de retroalimentación de ciclo cerrado. El control lógico difuso, además de otros tipos de control se pueden usar igualmente en esquemas de control de reacción y por retroalimentación. Estos tipos de control sustancialmente se pueden desviar del clásico control de combinación P, I, D en las formas en que se modelan y simulan las dinámicas de reformulación de la reacción de plasma a fin de predecir cómo afectan las variables de entrada o los parámetros de entrada un resultado especifico. El control lógico difuso generalmente solo requiere una descripción vaga o empírica de la dinámica de reacción (en general la dinámica del sistema) o las condiciones operativas del sistema. Los aspectos y las consideraciones de implementación de la lógica difusa y otros tipos de control son bien conocidos por los expertos en la técnica. Se comprenderá que las anteriores modalidades de la invención son ejemplificativas y se pueden variar de muchas maneras. Dichas variaciones presentes o futuras no se deben considerar como apartadas del espíritu y el alcance de la invención y todas las modificaciones aparentes para los expertos en la técnica se pretenden incluir en el alcance de las siguientes reivindicaciones. Generalidades del control de procesos Tal como se presentó con anterioridad, el sistema de control comprende elementos sensores para detectar una o más características del proceso y/o sistema (por ejemplo composición del gas (%CO, %C02, %H2, etc. ) , temperatura del gas, velocidad de flujo del gas, etc.) y generar un valor característico a partir de las características detectadas, además de una o más plataformas de computación, para reunir y analizar el (os) valor (es) producido (s) a partir de los elementos sensores y la salida de parámetros de control adecuados para uno o más elementos de respuesta configurados para controlar uno o más dispositivos del proceso de acuerdo con los parámetros de control de salida. En una modalidad, el sistema de control asegura que el flujo de gas y la composición de gas del convertidor, y opcionalmente en todo el sistema de gasificación, permanece dentro de tolerancias predefinidas para dar por resultado la producción óptima del gas producto y los subproductos del sistema (escoria comercial, recuperación de gas, generación de vapor, etc.), con independencia de la composición de los diferentes tipos de materias primas o cualquier variabilidad natural en fuentes del mismo tipo de materia prima. En consecuencia, el sistema de control puede reconocer y hacer ajustes necesarios para compensar dicha variabilidad. Se monitorean los parámetros del gas producto, tales como temperatura, velocidad de flujo y composición, y se varian los parámetros de control del dispositivo del proceso relevantes (por ejemplo mediante adecuados elementos de respuesta) para mantener las características del gas producto dentro de tolerancias predeterminadas definidas por el uso final del gas de la síntesis. En una modalidad, el sistema de control de la presente invención provee retroalimentación correctiva por la cual una o más de la velocidad de flujo, temperatura y composición del gas producto se monitorean y se hacen correcciones a la velocidad de entrada de la materia prima carbonoso, la velocidad de entrada de oxígeno, la velocidad de entrada de vapor, la velocidad de entrada del aditivo rico en carbono y la cantidad de energía provista a las fuentes de calor de plasma. Los ajustes se basan en cambios medidos de la velocidad de flujo, temperatura y/o composición del gas producto a fin de asegurar que estos se mantengan dentro de intervalos aceptables. En general, los intervalos de la velocidad de flujo, temperatura y/o composición del gas producto se seleccionan para optimizar el gas para una aplicación corriente abajo particular. En una modalidad, el sistema de control de la presente invención usa simultáneamente la controlabilidad del calor del plasma para impulsar el proceso de gasificación, y asegurar que el flujo y la composición del gas del proceso se mantengan dentro de un intervalo aceptable incluso cuando la composición de la materia prima exhibe variabilidad natural. En otra modalidad, el sistema de control permite que la cantidad total de carbono procesado por unidad de tiempo se mantenga tan constante como sea posible, y utiliza el calor de plasma para asegurar que el calor total ingrese y salga del convertidor por unidad de tiempo se mantiene dentro de los limites del proceso. En otras modalidades, el sistema de control puede hacer ajustes tales como ajuste de la entrada de aire o la salida de vapor a fin de responder, por ejemplo, a fluctuaciones de flujo/presión y/o fluctuaciones de los valores de calentamiento del gas producto. El sistema de control también se puede configurar para monitorear y/o regular los procesos que ocurren a través de cualquiera del convertidor de residuos sólidos, el acondicionador del convertidor de gas, el intercambiador de calor y/o el sistema de homogenización, tal como se ilustra esquemáticamente en la Figura 1 por ejemplo. Con referencia a la modalidad de ejemplo de la Figura 1, que se provee sólo como un ejemplo y no pretende limitar el alcance general y la naturaleza de la presente descripción, en general, el proceso de gasificación controlado por la presente invención generalmente ocurre en un convertidor 110 que comprende una o más zonas de procesamiento y una o más fuentes de calor, que pueden incluir en algunas modalidades una o más fuentes de calor de plasma (como en fuentes de calor de plasma 112 de la Figura 1) . El convertidor 110 generalmente también comprende uno o más mecanismos de alimentación de materia prima y/o dispositivos para ingresar la materia prima, que pueden incluir un único materia prima (por ejemplo residuos sólidos urbanos (MSW, como en la entrada de alimentación de MSW 114, materia prima de alto nivel de carbono (HCF) como en la entrada de alimentación de HCF 116, carbón, plásticos, residuos líquidos, residuos peligrosos, etc.), productos alimenticios diferenciados, y/o un materia prima mixto en el convertidor 110, además de medios para agregar uno o más aditivos del proceso, tales como vapor, oxidante, y/o aditivos de material rico en carbono (el último de los cuales se provee opcionalmente como materia prima secundario) . Los productos gaseosos salen del convertidor 110 por una o más salidas de gas. Tal como se describe más adelante, el convertidor 110 puede comprender un convertidor de zona y/o cámara única (por ejemplo, ver las Figuras 19 a 22), o un convertidor de zonas y/o cámaras múltiples, por ejemplo que comprende un gasificador y se implementan reformulaciones de los procesos de gasificación y reformulación, respectivamente (por ejemplo, ver la Figura 23) . Estas y otras configuraciones de convertidor se describirán con mayor detalle más adelante con referencia a las Figuras 19· a 23, lo cual provee diversos ejemplos de modalidades de dichos convertidores, y las Figuras 32 a 51 del Ejemplo 1. En una modalidad, la composición y el flujo de gas producto desde el convertidor 110 se controla dentro de tolerancias predefinidas para controlar el ambiente de reacción. La temperatura se controla a presión atmosférica para asegurar que la materia prima que se inyecta en el convertidor 110 encuentra un ambiente tan estable como sea posible. El sistema de control puede proveer medios para controlar las cantidades de materia prima, vapor, oxigeno y/o material rico en carbono que se alimenta en el convertidor 110. Los parámetros operativos que se pueden ajustar para mantener un punto de reacción o intervalo seleccionado puede incluir, sin limitaciones, la velocidad de alimentación de materia prima, la velocidad de alimentación de aditivo, la energía para inducir los fuelles a fin de mantener una presión específica, y energía y posición de las fuentes de calor de plasma (por ejemplo, fuentes de calor de plasma 112) . Estos aspectos de control se analizarán más adelante respecto de cada parámetro. En una modalidad, la aplicación de calor del plasma (por ejemplo a través de una fuente de calor de plasma tales como una antorcha de plasma o similares) , junto con la entrada de aditivos, tales como vapor y/o oxigeno y/o material rico en carbono, contribuye a controlar las características del gas, tales como flujo, temperatura, presión y composición. El sistema de gasificación también puede utilizar calor de plasma para proveer la alta temperatura requerida para gasificar la materia prima, reformular el gas residual así producido, y/o fundir las cenizas del subproducto y convertirlo en un producto similar al vidrio con valor comercial. El proceso de gasificación controlado por la presente invención también puede comprender medios para manejar y controlar el procesamiento de subproducto sólido del proceso de gasificación. En particular, un sistema de gasificación puede incluir un convertidor de residuos sólidos 410 para la conversión de los subproductos sólidos, o residuo, que resulta de los procesos de conversión de materia prima en energía, en una sustancia homogénea vitrificada con baja capacidad de lixiviación. Los subproductos sólidos del proceso de gasificación pueden tomar la forma de carbón, cenizas, escoria, o algunas de sus combinaciones. A modo de ilustración, el convertidor de residuos sólidos 410 comprende una cámara o región de acondicionamiento de residuos sólidos, un medio de calentamiento de plasma (por ejemplo, fuente de calor de plasma 118) u otros de estos medios de calentamiento adaptados para proveer temperaturas suficientemente altas, un medio de salida de escoria, y un medio de control (que puede estar ligado operativamente con el sistema de control global del sistema de gasificación) , por lo cual se utiliza calentador de plasma para producir la fusión, la mezcla y la reacción química de sólidos que forman un denso material silicometálico vitreo que cuando se vuelca fuera de la cámara o región, se enfría para dar una escoria sólida densa, no lixiviable, silicometálica . En particular, el sistema de control descrito en la presente se puede adaptar para optimizar procesos implementados en el SRC a saber, al controlar la tasa de calor de plasma y la velocidad de entrada de residuo sólido para promover la fusión total y la homogenización. El proceso de gasificación controlado por la presente invención también puede comprender medios para la recuperación de calor a partir del producto gaseoso caliente. Dicha recuperación de calor se puede implementar mediante diversos intercambiadores de calor, tales como intercambiadores de calor gas a gas (por ejemplo recuperador 510) , por lo que el producto gaseoso caliente se usa para calentar aire u otro oxidante, tales como oxigeno o aire enriquecido con oxigeno, que luego opcionalmente se puede usar para proveer calor al proceso de gasificación. El calor recuperado también se puede usar en aplicaciones de calentamiento industrial, por ejemplo. Opcionalmente, uno o más intercambiadores de calor generadores de vapor se puede controlar como parte del proceso de gasificación para generar vapor que, por ejemplo, se puede usar como aditivo en la(s) reacción (es) de gasificación y/o reformulación o para impulsar una turbina de vapor para generar electricidad, por ejemplo . Además, tal como se observa en las Figuras 24 y 25, el intercambiador de calor también puede incluir otros intercambiadores de calor que extraen operativamente calor de diversos otros componentes y procesos del sistema, tales como a través de un proceso de enfriamiento de fuente de calor de plasma, un proceso de enfriamiento y manejo de escoria, procesos de enfriamiento del acondicionador y similares. El sistema de control de la presente invención también puede comprender un subsistema de control para controlar un sistema de recuperación de calor, que se puede acoplar operativamente al sistema de control global del sistema, a fin de optimizar la transferencia de energía en todo el sistema de gasificación (por ejemplo ver Figuras 15 y 16) . El proceso de gasificación controlado por la presente invención también puede incluir un medio acondicionador del gas del convertidor -GCS- (por ejemplo ver Figuras 1 a 10, y Figuras 29, 59 a 66 del Ejemplo 1), u otro de estos medios acondicionadores, a fin de acondicionar el gas producto obtenido por el proceso de gasificación para uso corriente abajo. Por ejemplo, el gas producto puede ser dirigido a un acondicionador del gas del convertidor (por ejemplo, acondicionador del gas del convertidor 610 de la Figura 1), al igual que el gas generado del procesamiento del residuo en el convertidor de residuos analizado con anterioridad, en donde se lo somete a una secuencia particular de los pasos de procesamiento para producir un gas de salida adecuado para el uso corriente abajo. En una modalidad, el acondicionador del gas del convertidor comprende componentes que llevan a cabo etapas de procesamiento que pueden incluir, por ejemplo, la remoción de material compuesto en partículas (por ejemplo, a través de un cámara de empaque, ciclón o similares) , gases ácidos (HC1, H2S), y/o metales pesados a partir del gas sintético, o ajusfar la humedad y temperatura del gas a medida que atraviesa el sistema de gasificación. La presencia y secuencia de las etapas de procesamiento se determinan por la composición del gas sintético y la composición específica del gas de salida para aplicaciones corriente abajo. El sistema de acondicionamiento de gas también puede comprender un sistema de control, que puede estar' ligado operativamente al sistema de control global, a fin de optimizar el proceso de acondicionador del gas del convertidor (por ejemplo ver Figuras 15 y 16) . El proceso de gasificación controlado por la presente invención también puede comprender un sistema de homogenizacion de gas (por ejemplo, sistema de homogeneización 710 de la Figura 1) para proveer al menos un primer nivel de homogenizacion del gas producto. Por ejemplo, al someter el gas producto a determinado tiempo de residencia dentro del sistema de homogenizacion, diversas características del gas se pueden homogenizar al menos en parte para reducir fluctuaciones de dichas características. Por ejemplo, la composición química del gas producto, además de otras características tales como flujo, presión, y/o temperatura se pueden estabilizar al menos parcialmente mediante el sistema de homogenizacion a fin de cubrir los requisitos corriente abajo. En consecuencia, se puede usar un sistema de homogenizacion para promover aumento de la estabilidad en las características de gas para la aplicación corriente abajo, tales como una turbina de gas o motor, una aplicación de celda de combustible, y similares. En una modalidad, el sistema de homogenizacion de un sistema de gasificación provee una cámara de homogenización de gas o similares con dimensiones diseñadas para acomodar un tiempo de residencia de gas suficiente para obtener un gas con suficiente consistencia de composición, presión, temperatura y/o flujo de salida. En general, las características del sistema de homogenización se diseñan de acuerdo con los requisitos de la aplicación corriente abajo y, con respecto a una capacidad del sistema de control para atenuar fluctuaciones de las características de gas producto cuando se diseña el sistema de control con tales intenciones. Respecto ahora de las Figuras 5 a 10, el experto en la técnica comprenderá que el presente sistema de control se puede usar para controlar una cierta cantidad de procesos de gasificación, que se pueden usar en numerosos sistemas de generación y conversión de energía con numerosas aplicaciones corriente abajo, independientes y/o combinadas. Por ejemplo, en el ejemplo de modalidad de la Figura 5, se puede controlar y usar un sistema de ciclo combinado integrado de gasificación (IGCC) para producir la energía de salida (por ejemplo electricidad) al proveer un gas sintético para usar en una o más turbinas de gas, y vapor generado por enfriamiento de gas sintético y gas de escape asociado con la turbina de gas a través de uno o más intercambiadores de calor generadores de vapor para el uso de una o más turbinas de vapor.

En el ejemplo de modalidad de la Figura 6, el sistema de control se puede usar para controlar un sistema de gasificación que combina un sistema de ciclo combinado integrado de gasificación (IGCC, por sus siglas en inglés) con un sistema de celda de combustible óxido sólido, en donde este último usa un subproducto rico en hidrógeno del gas sintético para producir energía (por ejemplo electricidad) . En el ejemplo de modalidad de la Figura 7, el sistema de control se puede usar para controlar un sistema de gasificación que combina un sistema de ciclo combinado integrado de gasificación (IGCC) con un sistema de celda de combustible de carbonato fundido, el último de los cuales, al igual que en la Figura 6, al utilizar un subproducto rico en hidrógeno del gas sintético para producir energía (por ejemplo electricidad) . En el ejemplo de modalidad de la Figura 8, el sistema de control se puede usar para controlar un sistema de gasificación que combine un sistema de celda de combustible de óxido sólido, como en la Figura 6, con una o más turbinas de vapor activadas por vapor generado por uno o más generadores de vapor intercambiadores de calor que recuperan calor de las salidas de gas sintético y la celda de combustible. En el ejemplo de modalidad de la Figura 9, se agrega un convertidor de variación a agua-gas a la modalidad de Figura 8 para proveer el gas sintético rico en hidrógeno usado en el sistema de celda de combustible de óxido sólido. En el ejemplo de modalidad de la Figura 10, el sistema de celda de combustible de óxido sólido de la Figura 9 es reemplazado por un sistema de celda de combustible de carbonato fundido. Tal como será aparente para los expertos en la técnica, los anteriores ejemplos de modalidades del sistema de gasificación controlable por diversas modalidades del sistema de control de la presente invención no pretenden ser limitantes, como comprenderá un experto en la técnica se pueden proveer otras configuraciones y combinaciones de sistemas para las cuales se puede adaptar el sistema de control descrito, sin apartarse del alcance y el espíritu general de la presente descripción. Con referencia a las Figuras 15 y 16, y tal como se analizó con anterioridad, el sistema de control 800 se puede integrar en todo sistema de gasificación 10 determinado para monitorear, a través de elementos sensores 202, diversas características de proceso o producto del sistema, e implementar, a través de los elementos de respuesta 206, diversas modificaciones a parámetros de control para manejar la energética y mantener cada aspecto del proceso dentro de ciertas tolerancias. Estos parámetros, que serán analizados con mayor detalle a continuación, se pueden derivar a partir de procesos asociados con uno o más del convertidor de plasma 100, el convertidor de residuos sólidos 400, la fuente de calor de plasma 150 y fuente (s) de calor de procesamiento de escoria 450, el intercambiador de calor (por ejemplo intercambiador de calor gas a aire 500 y/o intercambiador de calor ppr generador de vapor 599) y entrada de aditivos asociados con ello, las entradas de productos alimenticios primarios y/o secundarios (por ejemplo aditivos ricos en carbono (HCF) ) , el acondicionador del gas del convertidor 600, el sistema de homogenización 700, y cualquier otro elemento de procesamiento o módulo del sistema de gasificación . Además, el acceso a estos parámetros y el acceso, a través de diversos dispositivos de almacenamiento locales y/o remotos, una o más plataformas de computación del sistema de control, hasta una cantidad de parámetros del sistema predeterminados y/o reajustados, intervalos operativos del sistema, software de monitoreo y control del sistema, datos operativos, y opcionalmente los datos de simulación del proceso de gasificación de plasma y/o los medios de optimización y modelado de los parámetros del sistema, el sistema de control también puede interactuar con el sistema de gasificación a fin de optimizar las salidas del sistema. La modalidad de ejemplo de la Figura 1 se proporciona sólo como un ejemplo y no pretende limitar el alcance general y la naturaleza de la presente descripción. Composición del gas producto El sistema de control de la presente invención se puede usar para detectar, comparar y mantener dentro de intervalo (s) predeterminado (s) , una o más características del gas producto. Tal como se analizó previamente, si se pretende el gas producto para usar en la generación de electricidad, entonces es deseable obtener productos que se pueden usar como combustible para impulsar los generadores de energía. Los principales componentes del gas de salida que abandona un convertidor capaz de ser usado en un proceso de gasificación controlado por el sistema de control de la presente invención son generalmente monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrógeno, vapor y nitrógeno (están presentes menores cantidades de nitrógeno cuando se usa aire enriquecido con oxígeno, oxígeno, etc.). También pueden estar presentes cantidades muy inferiores de metano, acetileno y ácido sulfhídrico. La proporción de monóxido de carbono o dióxido de carbono en el gas de salida depende de la cantidad de oxígeno que se alimenta al convertidor. Por ejemplo, se produce monóxido de carbono cuando el flujo de oxígeno es controlado de manera tal que impide la conversión estequiométrica de carbono en dióxido de carbono, y el proceso se opera para producir sobre todo monóxido de carbono .

La composición del gas producto de síntesis se puede optimizar para una aplicación específica (por ejemplo, aplicación de turbina de gas y/o celda de combustible para la generación de electricidad) al ajustar el balance entre, por ejemplo, el calor de plasma aplicado, oxígeno y/o vapor y/o aditivos ricos en carbono. Dado que la adición de oxidante y/o aditivos de vapor durante el proceso de gasificación afecta la química de conversión, es deseable para el sistema de control de la presente invención proveer elementos sensores, a fin de monitorear la composición gas sintético. Se varían los ingresos de los reactivos, por ejemplo por elementos de respuesta, a fin de mantener los valores característicos del gas sintético dentro de intervalos predeterminados adecuados para la aplicación corriente abajo seleccionada . Con referencia a la modalidad de ejemplo de la Figura 1, que se provee sólo como un ejemplo y no pretende limitar el alcance general y la naturaleza de la presente descripción, el monitoreo del gas producto se puede realizar mediante diversos elementos sensores, tales como un elemento sensor de composición de gas (por ejemplo, analizador de gas 801) , un elemento sensor de . flujo de gas (por ejemplo, elementos sensores de flujo 802, 803 y 804), un elemento sensor de presión de gas (por ejemplo, elementos sensores de presión 805, 806, 807 y 808), un elemento sensor de temperatura de gas (por ejemplo, elementos sensores de temperatura 809, 810 y 811) y un elemento sensor de la opacidad del gas. El elemento sensor de la composición de gas (por ejemplo, analizador de gas 801) se puede usar para determinar el contenido de hidrógeno, monóxido de carbono y/o dióxido de carbono del gas sintético, cuyo valor puede ser útil en diversas etapas de control, (por ejemplo ver ejemplos de modalidades de las Figuras 18 y 71 a 75) . La composición del gas producto generalmente se mide después de enfriar el gas y después de someterlo a una etapa de acondicionamiento para extraer la material compuesto en partículas, si bien se pueden tomar mediciones en cualquier punto del proceso. El gas producto se puede tomar como muestra y analizar mediante métodos bien conocidos por los expertos en la técnica. Un método que se puede usar para determinar la composición química del gas producto es por análisis de cromatografía de gas (GC, por sus siglas en inglés) . Los puntos de muestra para estos análisis se pueden ubicar en todo el sistema. En una modalidad, la composición de gas se mide mediante un analizador infrarrojo de transformación de Fourier (FTIR, por sus siglas en inglés) , que mide el espectro infrarrojo del gas. En una modalidad, se pueden monitorear las características del gas producto, tales como temperatura, velocidad de flujo y composición, a través de elementos sensores ubicados en la salida del convertidor. En otra modalidad, los puertos de muestreo también se pueden instalar en cualquier ubicación del sistema de manejo del gas producto. Tal como se analizó con anterioridad, se proveen elementos de respuesta para variar las entradas de los reactivos a fin de mantener los valores característicos del gas producto dentro de intervalos predeterminados adecuados para la aplicación corriente abajo seleccionada. Un aspecto de la presente invención puede consistir en determinar si se agrega demasiado o demasiado poco oxígeno durante el proceso de gasificación al determinar la composición de la salida de corriente y ajusfar el proceso en consecuencia. En una modalidad, un analizador, sensor u otro elemento sensor similar en la corriente de monóxido de carbono detecta un valor característico relevante tal como la concentración de dióxido de carbono u otro material rico en oxígeno de referencia adecuado. Es evidente que se pueden usar otras técnicas para determinar si se produce mayormente monóxido de carbono. En una alternativa, el sistema de control de la presente invención puede medir y analizar la relación entre dióxido de carbono y monóxido de carbono. En otra alternativa, el sistema de control usa un sensor para determinar la cantidad de oxígeno y la cantidad de carbono corriente abajo del generador de plasma, comparar estos valores característicos con los intervalos predeterminados, calcular uno o más parámetros de control del proceso que conducen a mantener los valores característicos dentro del intervalo predeterminado, y operar elementos de respuesta en tiempo real a fin de afectar el proceso y ajustar los valores característicos. En una modalidad, se miden los valores de CO y H2 y se comparan con valores o intervalos objetivo. En otra modalidad, el valor de calentamiento del gas producto (por ejemplo LHV) se mide y se compara con valores o intervalos objetivo, tal como se describe más adelante. El experto en la técnica comprenderá que estas y otras mediciones de características del gas producto, que se pueden llevar a cabo durante un sistema dado mediante los elementos sensores anteriores u otros del tipo, se pueden usar para monitorear y ajustar, a través de elementos de respuesta, el proceso en curso para mantener los valores de características1 de gas producto dentro de los intervalos predeterminados relevantes adecuados, y en consecuencia no se deben limitar por los ejemplos enumerados con anterioridad y provistos por el sistema ilustrativo y las configuraciones de sistema de control mostradas en las Figuras adjuntas. Temperatura en diversas ubicaciones del sistema En una modalidad de la invención se proveen medios, como elementos sensores, para monitorear la temperatura (por ejemplo, elementos sensores de temperatura 809,-810 y 811) en sitios ubicados en todo el sistema, en donde dichos datos se adquieren en forma continua o intermitente. Los elementos sensores para monitorear la temperatura en un convertidor capaz de ser usado con el presente sistema de control, por ejemplo, se pude ubicar en la pared externa del convertidor, o dentro del material refractario en la parte superior, media e inferior del convertidor. Los elementos sensores para monitorear la temperatura del gas producto se pueden localizar en la salida del gas producto, además de en diversas ubicaciones en todo el sistema de acondicionamiento de gas producto (por ejemplo dentro del acondicionador de convertidor a gas) . Una pluralidad de pares termoeléctricos se puede usar para monitorear la temperatura en puntos críticos alrededor del convertidor . Si se emplea un sistema para recuperar el calor sensible producido por el proceso de gasificación (tales como un intercambiador de calor o tecnología similar) , también se puede incorporar un elemento sensor para monitorear la temperatura en puntos del sistema de recuperación de calor (por ejemplo, en las entradas y salidas de fluido refrigerante) . En una modalidad, se usa un intercambiador de calor gas-aire, un intercambiador de calor por generador de vapor o ambos para recuperar calor de los gases calientes producidos por el proceso de gasificación. En modalidades que emplean intercambiador de calor, se ubican transmisores de temperatura para medir, por ejemplo, las temperaturas del gas producto en las entradas y salidas del intercambiador de calor. También se pueden proveer transmisores de temperatura para medir la temperatura del refrigerante después de calentar el intercambiador de calor. Estas mediciones de temperatura se pueden usar por el sistema de control para asegurar que la temperatura del gas producto que ingresa en un respectivo intercambiador de calor se encuentra dentro de las temperaturas operativas adecuadas o intervalos de temperatura similares al dispositivo. Por ejemplo, en una modalidad, si la temperatura de diseño de un intercambiador de calor gas-aire es de 1050°C, se puede * usar un transmisor de temperatura en la corriente de entrada de gas al intercambiador de calor para controlar la velocidad de flujo de aire refrigerante a través del sistema y la energía de calor del plasma, a fin de mantener la óptima temperatura del gas producto. Además, puede ser útil medir la temperatura de salida del gas producto para asegurar que se ha recuperado la cantidad óptima de calor sensible del gas producto en todas las etapas de recuperación de calor. Un transmisor de temperatura instalado en la corriente de salida de aire para medir la temperatura del aire de intercambio caliente asegura que el proceso se lleva a cabo en condiciones que aseguran que el aire del proceso se calienta, a una temperatura adecuada para el uso en el proceso de gasificación. En una modalidad, la temperatura de salida del aire refrigerante es; por ejemplo, de aproximadamente 625°C, en consecuencia un transmisor de temperatura instalado en la corriente de salida de aire proveerá datos que se usan para determinar si se deben hacer ajustes a uno o ambos de la velocidad de flujo de aire a través del sistema y la energía de la antorcha en el convertidor de plasma a fin de mantener la óptima temperatura de entrada de gas producto, la cual a su vez se puede usar para controlar la temperatura del aire refrigerante. Será aparente para los expertos en la técnica que se determinarán los ajustes de la temperatura en cualquier subsistema del proceso no solo para optimizar dicho subsistema particular, sino también para tener en cuenta los requisitos de la aplicación corriente abajo. Por ejemplo, se pueden tener en cuenta los requisitos globales al controlar un proceso local y/o regional particular. De acuerdo con una modalidad en donde el sistema de gasificación usado con el sistema de control de la presente invención comprende un intercambiador de calor por generador de vapor, la estrategia de control establece un punto fijo para la óptima temperatura de salida del aire refrigerante, por ejemplo, aproximadamente 600°C, además de un valor fijo para la temperatura de salida de gas del intercambiador de calor por generador de vapor, por ejemplo, aproximadamente 235°C. En consecuencia, de acuerdo con esta modalidad, cuando se reduce el flujo de gas producto, la temperatura de gas producto en la salida del intercambiador de calor gas-aire se enfria, lo cual da por resultado disminución de la producción de vapor dado que la temperatura de salida del gas del intercambiador de calor por generador de vapor también se establece en un valor fijo. El mismo concepto se aplica cuando se reduce en flujo de aire a través del sistema. De acuerdo con una modalidad dé la presente invención, la temperatura del aire refrigerante de salida se mantiene fija, por lo que la temperatura de salida del gas producto para el intercambiador de calor gas-aire es mayor, en consecuencia produce más vapor en el intercambiador de calor por generador de vapor. Sin embargo, cuando se reduce el flujo de aire a través del sistema, en consecuencia el "flujo de gas producto también se reduce, por lo que la mayor temperatura de entrada al intercambiador de calor por generador de vapor solo será elevada momentáneamente. Por ejemplo, si se reduce el flujo de aire al 50%, la máxima temperatura de entrada de gas que llegará al intercambiador de calor por generador de vapor momentáneamente será de aproximadamente 800°C, la cual está dentro de los limites de temperatura del diseño del intercambiador de calor.

En una modalidad de la invención, los elementos sensores para monitorear la temperatura se proveen mediante pares termoeléctricos instalados en ubicaciones del sistema según necesidad. Dichas mediciones de temperatura luego se pueden usar, tal como se describió con anterioridad, mediante el sistema de control. El experto en la técnica comprenderá que se pueden usar otros tipos de mediciones de temperatura realizadas durante determinada modalidad del sistema, mediante los anteriores elementos sensores u otros similares, a fin de monitorear y ajustar, mediante elementos de respuesta, el proceso en curso para generar un gas producto adecuado para su uso en la aplicación corriente abajo seleccionada, y opcionalmente maximizar las salidas y la eficiencia del proceso, y en consecuencia no se deben limitar a los ejemplos antes enumerados y provistos por las configuraciones ilustrativas del sistema y el medio de control descritos en las Figuras adjuntas. Presión del sistema En una modalidad de la invención, se proveen elementos sensores para monitorear la presión dentro del convertidor, además de durante todo el sistema de gasificación capaz de ser usado con el presente sistema de control, en donde dichos datos se adquieren en forma continua o intermitente. En otra modalidad, estos elementos sensores de presión (por ejemplo, elementos sensores de presión 805, 806, 807 y 808 de la Figura 1) comprenden sensores de presión tales como transductores de presión ubicados, por ejemplo, en una pared vertical del convertidor. Los datos referidos a la presión del sistema son usados por el sistema de control para determinar, en base de tiempo real, si se requieren ajustes de parámetros tales como la energía de la fuente de calor de plasma o la velocidad de adición de la materia prima o de aditivos. La variabilidad de la cantidad de materia prima gasificada puede conducir a gasificación rápida, lo cual da por resultado cambios significativos de la presión dentro del convertidor. Por ejemplo, si se introduce una cantidad aumentada de materia prima en el convertidor, es probable que la presión dentro del convertidor aumente bruscamente. En tal caso sería ventajoso tener elementos sensores para monitorear la presión en forma continua, por lo que se provee los datos requeridos para hacer los ajustes en tiempo real, a través de elementos de respuesta, para los parámetros de control del proceso (por ejemplo, la velocidad de inducción del soplador) para disminuir la presión del sistema (medido, por ejemplo, dentro del convertidor y a la entrada del recuperador) . Otro elemento sensor de la presión opcional (por ejemplo, elemento sensor de la presión 807 de la Figura 1) se puede usar con el convertidor de residuos sólidos ligado operativamente a una válvula de control que conduce al gas del convertidor de residuos sólidos desde el convertidor de residuos sólidos al acondicionador de gas sintético. Otro elemento sensor opcional (por ejemplo, elemento sensor de presión 808 de la Figura 1) se puede proveer con el sistema de homogenización ligado operativamente a la válvula de control para liberar gas sintético a través de la chimenea, además de ligado operativamente a una válvula de control para aumentar el flujo de entrada de un aditivo al convertidor a fin de mantener la operación continua del motor de gas, por ejemplo. Además, los elementos sensores de flujo (por ejemplo, elementos sensores de flujo 802, 803 y 804 de la Figura 1) se pueden usar en todo el sistema (por ejemplo para detectar el flujo de gas sintético al sistema de homogenización) , por ejemplo, para regular las tasas de entrada de la materia prima y del aditivo al convertidor. En otra modalidad se provee una lectura continua de presiones diferenciales en todo el sistema, por ejemplo, a través de numerosos elementos sensores de presión. De esta manera, se puede monitorear la caída de presión a través de cada componente individual para detectar rápidamente los problemas en desarrollo durante el procesamiento. El experto en la técnica comprenderá que se pueden usar los medios del sistema de monitoreo y control de la presión anteriores y otros similares en las diversas modalidades del sistema mediante los anteriores elementos sensores u otros similares para raonitorear y ajustar, a través de elementos de respuesta, el proceso en curso para generar un gas producto adecuado para el uso en la aplicación corriente abajo seleccionada, y opcionalmente maximizar las salidas y las eficiencias del proceso, y en consecuencia no se deberían limitar a los ejemplos antes . enumerados y provistos por las configuraciones ilustrativas del sistema y el sistema de control descritos en las Figuras adjuntas. Velocidad de flujo de gas En una modalidad, el sistema de control comprende elementos sensores (por ejemplo, elementos sensores de flujo 802, 803 y 804 de la Figura 1) para monitorear la velocidad de flujo de gas producto en sitios ubicados por todo el sistema para ser usado con la presente invención, en donde dichos datos se adquieren en forma continua o intermitente. La velocidad de flujo de gas a través de los diferentes componentes del sistema afectará el tiempo de residencia del gas en un componente particular. Si la velocidad de flujo del gas a través de la región de reformulación del convertidor es demasiado rápida, puede no haber tiempo suficiente para que los componentes gaseosos alcancen el equilibrio, lo cual resulta en un proceso de gasificación no óptimo. Los elementos sensores de flujo se pueden usar para detectar flujo de gas sintético al sistema de homogenización/tanque de depósito (por ejemplo elemento sensor de flujo 803 de la Figura 1), por ejemplo, para regular las velocidades de entrada de materia prima y aditivos al convertidor. Los anteriores medios de monitoreo y control de flujo de gas u otros similares ubicados en diversas modalidades del sistema se pueden usar para monitorear y ajusfar, mediante elementos de respuesta, el proceso en curso para generar un gas producto adecuado para su uso en la aplicación corriente abajo seleccionada, y opcionalmente maximizar las salidas y la eficiencia del proceso . Convertidor del proceso En general, un convertidor capaz de ser usado en el sistema de control de la presente invención puede comprender una o más zonas y/o cámaras de procesamiento que forman el gasificador y el reformador. El gasificador y el reformador pueden estar dentro de las mismas o diferentes cámaras y/o zonas, que pueden estar en la misma o diferente orientación. El convertidor también puede comprender otros dispositivos del proceso, tales como medios de entrada de la materia prima para la materia prima que comprende, por ejemplo, residuos sólidos urbanos (MSW) , materia prima de alto contenido de carbono HCF, MSW y HCF juntos, o carbón. Otros dispositivos del proceso pueden incluir medios para agregar uno o más aditivos, incluso, sin limitaciones vapor, oxigeno, aire, aire enriquecido con oxigeno, oxidante, y aditivos ricos en carbono (el último de los cuales se puede proveer opcionalmente como materia prima secundario) , tal como se requiera para mantener uno o más valores característicos del gas producto dentro de los respectivos intervalos adecuados para la aplicación corriente abajo seleccionada. El convertidor también puede comprender una o más fuentes de calor de plasma y/u otras fuentes de calor acopladas y opcionalmente controladas operativamente por elementos de respuesta del sistema de control. El convertidor también puede proveer medios para la salida de gas y la extracción de cenizas. El convertidor se puede equipar con diversos medios sensores (es decir sensores) tales como pares termoeléctricos, detectores de altura de materiales, sensores de presión y similares para detectar diversas características del proceso. El sistema de control de la presente invención puede permitir el control de diversos aspectos de los procesos del convertidor, incluso' sin limitaciones la entrada de la materia prima, la entrada de aditivos, la energía de la antorcha de plasma, la altura de la pila de residuo y el desplazamiento del residuo a través del convertidor. El convertidor puede tener un amplio intervalo de relaciones longitud-diámetro y se puede orientar en sentido vertical u horizontal. El _ convertidor tendrá uno o más medios de salida de gas, además de medios para extraer residuos sólidos (por ejemplo, carbón, cenizas, escoria o algunas de sus combinaciones), que en algunas modalidades comprende una salida dispuesta en alguna parte a lo largo del parte inferior de la cámara para permitir la extracción de residuo con el flujo de gravedad. En una modalidad, el convertidor utilizará medios de transferencia física para extraer el residuo sólido del parte inferior del convertidor. Por ejemplo, se puede usar un sinfín caliente para trasladar los subproductos de cenizas a un convertidor de residuos sólidos. Los medios para procesar y manejar la escoria se analizarán con mayor detalle a continuación. Nótese que la escoria también se puede procesar en la misma cámara en la cual ocurre la gasificación (Figuras 19 a 22) , o es una cámara separada, como en el convertidor de residuos sólidos de la Figura 23. En una modalidad de la presente invención, la una o más fuentes de calor de plasma contribuyen al proceso de conversión de materia prima a gas. En una modalidad, el uso de una o más fuentes de calor de plasma, junto con la entrada de vapor y/o aditivos de oxígeno, contribuye a controlar la composición del gas. El calor del plasma también se puede usar para asegurar la complete (o casi completa) .conversión del gas residual producido por el proceso de gasificación en sus elementos constituyentes, lo cual permite la reformulación de estos elementos constituyentes en el gas producto con una composición específica (por ejemplo en una reformulación separada o integrada dentro del gasificador) . Esta reformulación puede ocurrir en la misma zona o cámara que la gasificación, o en una zona o cámara separada dentro del convertidor, referida en la" presente como reformador. El gas producto puedo puede salir del convertidor por una o más salida de gases. La gasificación de materia prima carbonoso (es decir, la conversión sustancial de la materia prima carbonoso en un gas sintético) ocurre en el convertidor, y puede proceder a alta o baja temperatura, o a alta o baja presión. Numerosas reacciones ocurren en el proceso de convertir materia prima carbonoso en el producto gas sintético. A medida que los materia prima carbonoso se gasifican en el convertidor, los procesos físicos, químicos y térmicos i requeridos para la gasificación pueden ocurrir en forma de secuencia o simultánea, según el diseño del convertidor. En el convertidor, la materia prima carbonoso se somete a calentamiento, por lo que la materia prima se seca para eliminar cualquier humedad residual. A medida que aumenta la temperatura de la materia prima seca, ocurre la pirólisis. Durante la pirólisis se volatilizan los componentes volátiles y la materia prima se descompone térmicamente para liberar, por ejemplo, alquitranes, fenoles y gases hidrocarbonatos volátiles livianos, mientras que la materia prima se convierte en carbón. El carbón comprende los sólidos residuales que consisten en materiales orgánicos e inorgánicos . El carbón obtenido luego se puede calentar para asegurar la completa conversión en sus constituyentes gaseosos, y queda un subproducto de cenizas que luego se convierte en escoria. En una modalidad, la gasificación de materia prima carbonoso ocurre en presencia de una cantidad controlada de oxigeno, opcionalmente bajo el control del sistema de control de la presente invención, a fin de minimizar la cantidad de combustión que puede ocurrir. Los productos combinados de las etapas de secado, volatilización y conversión de carbón en cenizas proveen un producto intermediario de gas residual. Este intermediario de gas residual se puede someter a ulterior calentamiento, generalmente mediante una o más fuentes de calor de plasma y en presencia de una cantidad controlada de aditivos tales como aire y vapor, para completar la conversión de los materia prima carbonoso en gas sintético. Esta etapa también se denomina etapa de reformulación y puede tener lugar dentro de la misma cámara o una distinta que la de gasificación (por ejemplo gasificador/reformador integrado o separado) . Las una o más fuentes de calor de plasma se pueden ubicar de manera tal que todas las reacciones ocurren simultáneamente, o se pueden ubicar dentro del convertidor para que corran en secuencia. En cualquiera de las configuraciones, la temperatura del proceso de la pirólisis se eleva debido a la inclusión de fuentes de calor de plasma en el convertidor. La reacción de gasificación es impulsada por calor, que puede usar como combustible medios de calentamiento eléctricos y/o basados en combustibles fósiles (por ejemplo propano) para calentar el convertidor o para agregar aire como reactivo para impulsar la reacción exotérmica de gasificación, que provee calor a la reacción. Algunos procesos de gasificación también usan calentamiento indirecto, para evitar la combustión del material de alimentación del convertidor y evitar la dilución del gas producto con nitrógeno y exceso de C02. El diseño del convertidor podría permitir procesos de conversión de etapas únicas o múltiples. Diversos ejemplos de diseños de convertidor se proveen en las solicitudes internacionales números WO/2006/128285 y WO/2006/128286 que se aplican con facilidad al presente contexto, como sería aparente a un experto en la técnica. En un ejemplo, el diseño de los convertidores es tal que el proceso para convertir la materia prima en un gas sintético puede tener lugar en un proceso de una etapa, es decir, en donde las etapas de la gasificación (materia prima a gas residual) y la reformulación (gas residual a gas sintético) generalmente tienen lugar en una única zona dentro del sistema. En otro ejemplo en el cual el diseño de otros convertidores es tal que el proceso de conversión de materia prima a gas sintético ocurre en más de una zona, el proceso ocurre en más de una zona dentro de una cámara (por ejemplo las modalidades de las Figuras 20 y 22 se pueden interpretar como representantes de convertidores multi-zona, de cámara única) , en cámaras separadas (por ejemplo la modalidad de la Figura 23) o algunas de sus combinaciones, en donde las zonas están en comunicación fluida entre si. El convertidor opcionalmente comprende uno o más de otros dispositivos del proceso tales como medios de entrada de aditivo, que se pueden proveer para la adición de gases tales como oxigeno, airee, aire enriquecido con oxigeno, vapor u otro gas de utilidad para el proceso de gasificación, en el convertidor. El medio de entrada de aditivo también puede proveer medios para la adición de un aditivo rico en carbono al convertidor, que también se puede proveer por un medio de entrada de materia prima secundario (por ejemplo las Figuras 19 a 23 definen un dispositivo del proceso que comprende medios de entrada mixtos de la materia prima que ilustrativamente combina el medio de entrada de materia prima primario y opcional medio de entrada de materia prima secundario) . En consecuencia, el medio de entrada de aditivo puede incluir puertos de entrada de aire (u oxigeno) y/o puertos de entrada de vapor y/o puertos de entrada de material rico en carbono, en donde este último opcionalmente se provee a través de una opción de materia prima secundario (o mixto) . Estos puertos se ubican dentro del convertidor para la óptima distribución de aditivos dentro del convertidor. La adición de aditivos será analizada con mayor detalle a continuación. El aditivo rico en carbono (o materia prima secundaria) puede ser cualquier material que es fuente de carbono que se puede agregar a la materia prima sometida a gasificación a fin de incrementar la cantidad de carbono disponible para el proceso de gasificación. La provisión de la materia prima gasificada con un material rico en carbono contribuye a asegurar la formación de un gas producto con una composición especifica. Los ejemplos de aditivos ricos en carbono que se pueden usar en el proceso de gasificación pueden incluir, sin limitaciones, neumáticos, plásticos, carbón de alto grado o una de sus combinaciones. Con referencia a los ejemplos de modalidades de la Figura 23, el convertidor descrito allí comprende un convertidor con orientación horizontal que se subdivide en tres zonas de gasificación que proveen la optimización de la extracción de las moléculas gaseosas de los materia prima carbonoso al promover secuencialmente, cada uno en una zona respectiva, el secado, la volatilización y la conversión en de carbón' en cenizas (o conversión en carbón) . Esto se logra al dejar secar la materia prima en cierto intervalo de temperatura (por ejemplo 300 a 900°C) en una primera zona antes de desplazar el material a una segunda zona, en donde ocurre la volatilización a otro intervalo de temperatura (por ejemplo 400 a 950°C) , antes de mover el material a una tercera zona en donde ocurre la conversión de carbón a ceniza (o conversión en carbón) en otro intervalo de temperatura (por ejemplo 600 a 1000°C) . Los principales procesos gue ocurren en cada etapa se muestran generalmente en las Figuras 27 y 28 y se describen con mayor detalle en el Ejemplo 1 siguiente . Las tres zonas se representan esquemáticamente en las Figuras 27 y 28, en donde se ilustran ejemplos de velocidades de reacción a medida que progresan de una primera zona, en donde es más notable el proceso de secado, respecto de los procesos de volatilización y de conversión de carbón; una segunda zona en donde predomina el proceso de volatilización; y una tercera zona en donde el material está prácticamente totalmente seco, y predomina el proceso de conversión de carbón. La expansión horizontal del proceso de gasificación permite la optimización del proceso de gasificación al promover regionalmente una o más de las etapas del proceso de gasificación en respuesta a las características del material de materia prima en dicha ubicación particular del convertidor de la Figura 23. Seria aparente para un experto en la técnica que dicho convertidor en consecuencia se podría separar en dos, tres, cuatro o más etapas según las características de la materia prima usado. El análisis siguiente describe la separación de convertidor en tres etapas. El ejemplo de modalidad provisto por el convertidor de las Figuras 23, sin embargo, no está restringido técnicamente a tres etapas. En una modalidad, se proveen medios para desplazar el material por el convertidor a fin de facilitar las etapas específicas del proceso de gasificación (secado, volatilización, conversión de carbón en cenizas) . Para permitir el control del proceso de gasificación, también se pueden proveer medios para controlar el desplazamiento del material a través del convertidor. Este desplazamiento de material a través del convertidor se puede lograr mediante el uso de una o más unidades de transferencia de material. Esto se logra con los medios de transferencia de material al variar la velocidad de desplazamiento, la distancia de desplazamiento de cada medio de transferencia de material y la secuencia en la cual la pluralidad de medios de transferencia de material se desplaza en relaciones entre sí. El uno o más medios de transferencia de material puede actuar en forma coordinada o los medios de transferencia de material individuales pueden actuar independientemente. A fin de optimizar el control de la velocidad de flujo del material, el tiempo de residencia total en la cámara y la altura de la pila, los medios de transferencia de material individuales se pueden desplazar en forma individual, con velocidades variables, por distancias de desplazamiento variables, y con frecuencias de desplazamiento variables. Los medios de transferencia de material deben ser capaces de operar efectivamente en las duras condiciones del convertidor y en particular deben poder operar a altas temperaturas. Los medios de transferencia de material pueden incluir sin limitaciones barrenas, repisas, plataformas, tolvas, y otros de tales medios aparentes con facilidad para los expertos en la técnica. Se proveen diversos ejemplos de medios de transferencia de material en las solicitudes internacionales números WO/2006/128285 y WO/2006/128286 y fácilmente aplicables en el presente contexto, como seria aparente para un experto en la técnica. Por ejemplo, un medio de transferencia lateral que comprende unidades de transferencia lateral, medios de motor y activadores en donde las unidades de transferencia individual lateral comprenden un elemento de desplazamiento y un elemento guia. El elemento de respuesta puede operar medios de transferencia por cualquier medio conocido en la técnica, tales como motores, hidráulicos y neumáticos .

En una modalidad, se provee un sistema de desplazamiento de material para desplazar MSW a lo largo del convertidor de manera tal que ocurra el procesamiento adecuado en la etapa apropiada del. convertidor y el residuo gastado se desplace a la salida de material sólido del convertidor. La altura de la pila de cada etapa también se puede controlar, al igual que el tiempo de residencia total en el convertidor. Estas funciones son controladas por un sistema de émbolos portadores en el piso de cada etapa. Cada émbolo portador es capaz de desplazarse la longitud total o parcial de cada etapa, y su velocidad también es variable. Esto provee la capacidad de controlar la altura de la pila de material y el de residencia; además la etapa se puede aclarar por completo, de ser necesario. Los émbolos portadores pueden ser un único émbolo portador o dedos múltiples. La energía para desplazar los émbolos portadores puede ser provista por motores eléctricos que impulsan el émbolo portador por una caja de engranajes y un sistema de cadena rodante. Los motores son controlados por el sistema de control que puede comandar las posiciones de inicio y de detención, la velocidad de desplazamiento y la frecuencia de los movimientos. Cada émbolo portador puede ser controlado independientemente. En una modalidad, se una cadena rodante. La cadena rodante provee gran fuerza y tolera un ambiente de trabajo duro. En una modalidad, se pueden usar guías de precisión para mantener los émbolos portadores alineados en ángulo. En otra modalidad, el uso de dos cadenas por émbolo portador provee un medio para mantener los émbolos portadores en alineación angular sin necesidad de guias de precisión. Para evitar que el material sobre el émbolo portador se empuje hacia atrás cuando se retira el émbolo portador, se puede programar el sistema de control para una secuencia de movimientos especifica del émbolo portador. Por ejemplo, una secuencia en la cual el émbolo portador inferior se extiende primero; el émbolo portador medio luego se extiende, y empuja el material hacia abajo, al émbolo portador inferior, que ocupa el espacio creado por el desplazamiento de dicho émbolo portador; luego se retrae el émbolo portador inferior; luego se extiende el émbolo portador superior, que ocupa el espacio detrás del émbolo portador medio; el émbolo portador medio se retrae luego; el nuevo material que cae desde el puerto de alimentación llena todo el espacio del émbolo portador superior y el émbolo portador superior se retrae. Todos estos movimientos se pueden controlar automáticamente mediante el sistema de control en respuesta a los datos de la instrumentación del sistema. En una modalidad se logra el monitoreo de la temperatura para el convertidor mediante sensores tales como pares termoeléctricos. La temperatura se puede monitorear en puntos a lo largo de cada etapa y en diversas alturas en cada etapa. Se logra el monitoreo mediante pares termoeléctricos, que tienden a requerir ser reemplazadas durante la operación. A fin de lograrlo sin cerrar el proceso, cada par termoeléctrico se puede insertar en el convertidor mediante un tubo de extremo sellado que luego se sella sobre la cápsula del convertidor. Este diseño permite usar pares termoeléctricos de alambre flexible que son más largas que el tubo de sellado por lo que la unión (el punto de sensor de la temperatura) del par termoeléctrico se presiona contra el extremo del tubo sellado para asegurar una respuesta exacta y rápida al cambio de temperatura. El tubo sellado se puede sellar al convertidor y mantener en su lugar mecánicamente mediante una glándula de compresión que también puede acomodar el ajuste de saliente dentro del convertidor. Cuando se requiere medir la temperatura de la pila de material, el tubo sellado puede causar la retención de la pila de MSW cuando se realiza el desplazamiento. Para evitar este problema se puede ajustar el extremo del tubo sellado con un deflector que impide el bloqueo de MSW por el tubo del par termoeléctrico. El convertidor se puede basar en uno de numerosos convertidores estándar conocidos en la técnica. Los ejemplos de convertidores conocidos en la técnica incluyen, sin limitaciones, convertidores de flujo arrastrado, lecho móvil, convertidores de lecho fluido y convertidores de molino rotatorio, cada uno de los cuales se adapta a aceptar la materia prima en la forma de sólidos, partículas, lechada, líquidos, gases o cualquiera de sus combinaciones, a través de un medio de entrada de materia prima. La materia prima se introduce a través de una o más entradas, que se disponen para proveer óptima exposición al calor para la conversión completa y eficiente de la materia prima al gas producto. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la pared del convertidor está revestida con material refractario. El material refractario puede ser uno o una combinación de materiales refractarios convencionales conocidos en la técnica que son adecuados para el uso en un convertidor para reacción a alta temperatura (por ejemplo, una temperatura de aproximadamente 1100°C 1400°C) no presurizada. Diversos ejemplos de convertidores, junto con composiciones, configuraciones, etc. de convertidores, se describen en detalle en las solicitudes internacionales números WO/2006/128285 y WO/2006/128286 y se aplican con facilidad en el presente contexto, como será aparente para un operador experto en la técnica. El experto en la técnica comprenderá que al desplazar la una o más fuentes de calor de plasma, al agregar otras fuentes de calor de plasma, otras fuentes de calor, y similares, los convertidores ilustrados pueden operar como convertidores únicos o múltiples sin apartarse del alcance y la naturaleza general de la presente descripción. Además, se comprenderá que el presente sistema de control se puede implementar con cualquiera de las anteriores configuraciones de convertidor u otras similares. De hecho, al monitorear una o más características directas o indirectas del proceso relevantes para los procesos de gasificación y/o reformulación implementados dentro de determinado tipo de convertidor, ya sea que estos procesos ocurran en una única zona o en zonas múltiples dentro de una única cámara o cámaras múltiples, el sistema de control se puede usar mediante elementos sensores para monitorear y ajustar los procesos en curso para maximizar, mediante elementos de respuesta, las salidas y eficiencias del proceso. El sistema de control puede ser implementado mediante control directo o mediante control modular en donde el sistema de control comprende subsistemas de control. El experto en la técnica también comprenderá que, si bien la anterior descripción provee cierta cantidad de ejemplos de tipos de convertidor, configuraciones y materiales para ser usados en ellos, se pueden usar otros tipos de convertidor, configuraciones y/o materiales sin apartarse del alcance general y la naturaleza de la presente descripción . Medios de calentamiento El proceso para convertir materia prima carbonoso en un gas producto emplea uno o más medios de calentamiento de plasma que se pueden controlar mediante el sistema de control de la actual invención para asegurar sustancial conversión del gas residual en un gas producto adecuado para el uso en la aplicación corriente abajo seleccionada. Los medios de calentamiento de plasma opcionalmente también se pueden proveer para calentar la materia prima carbonoso y comenzar el proceso de gasificación inicial. En una modalidad, la una o más fuentes de calor de plasma se coloca para optimizar la conversión del gas residual en un gas producto adecuado. La posición de la una o más fuentes de calor de plasma se selecciona de acuerdo con el diseño del proceso de gasificación, por ejemplo, de acuerdo con si el proceso emplea un proceso de gasificación de una etapa o de dos etapas, si hay uno o más convertidores, si el reformador está integrado o separado, o si el convertidor está orientado en sentido horizontal y/o vertical . En el proceso se pueden usar diversas fuentes de calor de plasma disponibles en el comercio, capaces de desarrollar altas temperaturas adecuadas durante periodos sostenidos en los puntos de aplicación. En general, dichas fuentes de calor de plasma están disponibles en tamaños de aproximadamente 100 kW a más de 6 MW en energía de salida, para producir temperaturas, por ejemplo, superiores a aproximadamente 900 a aproximadamente 1100°C tal como se requiere para convertir el gas residual en el producto gas sintético. Los ejemplos pueden incluir antorchas de plasma con acople inductivo (ICP, por sus siglas en inglés) , y antorchas de arco transferido y de arco no transferido (ambos AC y DC) . La selección de un medio de calentamiento de plasma adecuado está dentro de la pericia de un experto en la técnica. En una modalidad, las fuentes de calor de plasma se ubican en adyacencia a uno o más puertos de entrada de aire/oxigeno y/o vapor de manera tal que los aditivos de aire/oxigeno y/o vapor se inyectan al paso de la descarga de plasma de la fuente de calor de plasma. En otra modalidad, las fuentes de calor de plasma pueden ser móviles, fijas o cualquiera de sus combinaciones, y opcionalmente, ser operables por el sistema de control de la presente invención, a fin de ajustar una de sus posiciones y/u orientaciones. En una modalidad, el proceso de gasificación usa la capacidad de control del calor de plasma para dirigir el proceso de conversión y asegurar que el flujo de gas y la composición de gas del convertidor se mantengan dentro de intervalos predeterminados. El control del calor de plasma también puede contribuir a la eficiente producción de los productos de gas, con independencia de la composición de las diferentes fuentes materia prima carbonoso o cualquier variabilidad natural de las fuentes del mismo tipo de materia prima. En una modalidad, el sistema de control de la presente invención comprende elementos de respuesta para ajustar la energía de las fuentes de calor de plasma para manejar la energética global neta de la reacción. A fin de manejar la energética de la reacción, la energía de la fuente de calor de plasma debe ajustarse para mantener un sistema constante de temperatura de gasificación a pesar de las fluctuaciones de la composición de la materia prima y las correspondientes tasas de alimentación de vapor, aire/oxidante y aditivos ricos en carbono. En una modalidad, el sistema de control controla la calificación de energía de la fuente de calor de plasma respecto de parámetros tales como la velocidad a la cual se introducen los materia prima carbonoso y aditivos en el convertidor, además de la temperatura del sistema, determinada por elementos sensores de temperatura, y otros de estos elementos sensores, ubicados en ubicaciones estratégicas en todo el sistema (por ejemplo, elementos sensores de temperatura 809, 810 y 811 de la Figura 1) . La calificación de energía de la fuente de calor de plasma debe ser suficiente para compensar, por ejemplo, pérdidas de calor en el convertidor y procesar con eficiencia la materia prima agregado . Por ejemplo, cuando la temperatura del convertidor es demasiado alta, el sistema de control puede comandar una caída del coeficiente de energía ' de la fuente de calor .de plasma (por ejemplo ver Figuras 18 y 71 a 75) ; a la inversa, cuando la temperatura de la fusión es demasiado baja, el sistema de control puede comandar un incremento del coeficiente de energía de la fuente de calor de plasma. En una modalidad de la invención, el sistema de control comprende elementos de respuesta al control de la posición de la antorcha para asegurar el mantenimiento de la zona de procesamiento óptima de alta temperatura además de inducir patrones de flujo de gas ventajosos en todo el convertidor . Una o más fuentes de calor de plasma también se proveen opcionalmente para asegurar el procesamiento completo del residuo sólido del proceso de gasificación, tal como se analizará más adelante. En algunas modalidades, el convertidor comprende una región gasificadora diferenciada en donde tiene lugar la gasificación en ausencia de calor de plasma, y una región diferenciada de reformulación en donde se, usa el calor de plasma para la reformulación de gas. Medios de entrada de la materia prima En referencia a las Figuras 1 a 4, y 19 a 24, el proceso de gasificación incluye medios, como medios de ) entrada, para introducir la materia prima carbonoso (que pueden comprender, por ejemplo, carbón, residuo municipal y/o materia prima mixto de alto contenido de carbono) al convertidor, opcionalmente bajo el control del sistema de control de la presente invención. La materia prima de alto contenido de carbono opcionalmente se pueden ingresar por un medio de entrada de materia prima secundario o como aditivo por un medio de entrada de aditivo descrito más adelante. El medio de entrada se ubica de modo tal que asegure que la materia prima se deposite en una ubicación adecuada en el convertidor para la óptima exposición de la fuente de calor de gasificación. En una modalidad, el sistema de control comprende elementos de respuesta para ajustar la tasa de ingreso de materia prima por los dispositivos del proceso para mantener un gas producto adecuado para el uso en la aplicación corriente abajo seleccionada. Por ejemplo, la tasa de adición de materia prima al convertidor se puede ajustar para facilitar la eficiente conversión de la materia prima en un gas producto adecuado. La tasa de adición de materia prima se selecciona de acuerdo con las especificaciones de diseño del proceso de gasificación, a fin de mantener un valor característico representativo de una característica detectada del gas producto dentro de un intervalo predeterminado. En una modalidad, el sistema de control ajusta la tasa de alimentación mediante dispositivos del proceso tales como medios de entrada para asegurar que la materia prima se alimenta al convertidor con una tasa óptima para mantener la reacción de gasificación tal como se desea para la aplicación corriente abajo seleccionada. La selección del medio de entrada se realiza de acuerdo con los requerimientos de dispersión de alimentación, la presión operativa y el tamaño de partícula de la materia prima. Los medios de entrada pueden incluir, por ejemplo, una tolva sinfín, un sistema de transporte neumático, un sistema de caída, un sistema de émbolo, un sistema de válvula rotatoria, o un sistema de alimentación superior por gravedad. En una modalidad, se puede usar residuo municipal como materia prima para el proceso de gasificación. Se puede proveer residuo municipal en forma sólida o líquida. Para la gasificación de residuos sólidos, se puede introducir el residuo en el convertidor a través de un puerto de alimentación de entrada de residuos sólidos. El convertidor también se puede diseñar opcionalmente para incluir puertos de entrada de alimentación de residuo líquido para el procesamiento de residuo líquido. También se puede utilizar un proceso de acondicionamiento para preparar la materia prima antes de la introducción al convertidor. En una modalidad, se puede pre- tratar la materia prima, según su naturaleza y para aumentar la eficiencia y obtener un gas producto adecuado, por ejemplo, al reducir su volumen global o aumentar la relación entre superficie y volumen por trituración, pulverización, ruptura, etc. En otra modalidad, la materia prima también se puede someter a una etapa de secado previo para eliminar cualquier humedad residual, según necesidad. Por ejemplo, en algunas modalidades, un sistema de gasificación capaz de ser usado con el presente sistema de control también comprende un sistema de trituración de residuos sólidos urbanos (MSW) ·. El sistema de trituración de MSW puede comprender una cinta transportadora de entrada, una trituradora, y una cinta transportadora de barra. La detención, el arranque y la velocidad de la cinta transportadora pueden ser por control remoto mediante el sistema de control, a fin de cubrir las demandas del proceso. Se pueden proveer sensores en el embudo para alertar al sistema de control si no hay presencia de material. La trituradora puede estar equipada con un medio de detención automático cuando se detecta un atascamiento, con reversión automática para liberar el atascamiento y luego recomenzar. En una modalidad, si aún se detecta el atascamiento, se detiene la trituradora y envía una señal de alarma al sistema de control. El residuo triturado opcionalmente se puede volcar del sistema de trituración a una tolva de alimentación, la cual provee un regulador de material listo para alimentar el convertidor. La tolva puede estar equipada con sensores tales como indicadores de nivel alto y bajo que se pueden usar para controlar el "flujo desde el sistema de trituración a la tolva. La cinta transportadora opcionalmente está bajo el control del sistema de control, a fin de coincidir con la tasa de alimentación de residuos y cubrir las demandas del proceso. En algunas modalidades, la cinta transportadora alimentadora de SW puede tener una entrada adicional para aceptar materia prima con alto contenido de carbono (por ejemplo, plásticos triturados) que permiten una rápida respuesta a 'las demandas del proceso por mayor o menor entrada de carbono a fin de cubrir la calidad de gas requerido, a la vez que se evita la necesidad de un segundo punto de entrada al convertidor. En algunas modalidades, el sistema de gasificación capaz de ser usado con el presente sistema de control también comprende un sistema de manejo de plásticos para preparar plásticos como materia prima y/o aditivo de alto contenido de carbono. Los programas de reciclado municipal actualmente dan por resultado grandes cantidades de material plástico no reciclable que se debe enviar a relleno sanitario; este material, por ejemplo, puede cubrir los requerimientos de material con alto contenido de carbono del proceso de gasificación. Los plásticos y similares opcionalmente se pueden desagregar antes de entrar al convertidor. El sistema de plásticos puede ser diseñado a fin de proveer almacenamiento del plástico tal como se recibe, desagregarlo, colocarlo en una pila de depósito y alimentarlo, opcionalmente con control independiente, en el convertidor. El sistema puede comprender una instalación de depósito, una trituradora con tolva de entrada, una cinta transportadora para retirarlo y una pila de depósito. Además, se puede usar una cinta transportadora de alimentación para introducir el plástico triturado en el convertidor. Se pueden ubicar detectores de nivel en la tolva para indicar condición alta o baja. El movimiento de la cinta transportadora puede estar bajo el control del sistema de control. El control del sistema de manejo de plásticos se puede implementar por control directo o por control modular, en donde el sistema de control de la actual invención comprende subsistemas de control . Medios de entrada de aditivo En referencia a las Figuras 1 a 4, y 19 a 24, opcionalmente se pueden agregar aditivos al convertidor [por ejemplo a través de puertos de aditivo) para facilitar la eficiente conversión de los materia prima carbonoso en un gas producto adecuado. El tipo y la cantidad de los aditivos se pueden seleccionar cuidadosamente a fin de optimizar la conversión de los materia prima carbonoso a la vez que se mantiene la adherencia a los limites de emisión determinados por las autoridades reguladoras y se minimizan los costos operativos. También se puede usar entrada de vapor para contribuir a promover suficiente oxigeno e hidrógeno libre para maximizar la conversión de elementos descompuestos del residuo de entrada en gas combustible y/o compuestos no peligrosos. Se puede usar la entrada de aire/oxidante para contribuir al equilibrio químico del procesamiento y maximizar la conversión de carbono en un gas combustible (minimizar el carbono libre) y mantener las temperaturas de procesamiento óptimas a la vez que se minimiza el costo relativamente elevado de la entrada de calor de plasma. Los aditivos ricos en carbono, que también se pueden proveer como materia prima adicional y/o complementaria, también se pueden agregar para suplementar el contenido de carbono de la materia prima sometido a gasificación. La cantidad de cada aditivo se establece y controla para la aplicación corriente abajo seleccionada. En algunas modalidades, la cantidad de inyección de oxidante debe ser establecida con cuidado a fin de asegurar una máxima compensación del calor de entrada de arco de plasma con costo relativamente elevado, a la vez que se asegura que el proceso global no se acerca a ninguna de las no deseadas características del proceso asociadas con combustión, y a la vez que se cubren y mejoran los estándares de emisión de la zona local.

Para las modalidades con producción de energía eléctrica como objetivo, es ventajoso producir gases con alto valor combustible (por ejemplo medido por alto valor de calentamiento de gas (HHV, por sus siglas en inglés) y/o bajo valor de calentamiento (LHV, por sus siglas en inglés) ) . La producción de gases combustibles de alta calidad se puede lograr mediante el control de las condiciones de reacción, por ejemplo, al controlar la cantidad de aditivos agregados en diversas etapas del proceso de conversión. El convertidor, en consecuencia, puede incluir una pluralidad de puertos de entrada de aditivo, que se pueden proveer para la adición de gases tales como oxígeno, aire, aire enriquecido con oxígeno, vapor u otro gas de utilidad para el proceso de gasificación. El medio de entrada de aditivo puede incluir puertos de entrada de aire y puertos de entrada de vapor. Estos puertos se pueden ubicar dentro del convertidor para la óptima distribución de aditivos a través del convertidor. Los puertos de entrada de vapor se pueden ubicar estratégicamente a fin de dirigir el vapor en la zona de procesamiento de alta temperatura y en la masa de gas producto antes de salir del convertidor. Los puertos de entrada de aire/oxidante se pueden ubicar estratégicamente dentro y alrededor del convertidor para aumentar la cobertura de aditivos en la zona de procesamiento. Los puertos de entrada de aditivos también pueden incluir puertos para la adición de materiales ricos en carbono, que también se pueden agregar por medios de entrada adicionales y/o complementarias de materia prima. Los productos alimenticios de utilidad para el proceso de gasificación de la presente invención pueden ser cualquier material carbonoso, y como tal, puede ser inherentemente muy variable en su contenido de carbono. En una modalidad de la invención, el sistema provee un medio, por ejemplo un puerto dedicado para aditivo rico en carbono, para la adición de una materia prima rico en carbono para suplementar el contenido de carbono de la materia prima sometido a gasificación. El material rico en carbono opcionalmente se puede agregar por premezclado con la materia prima antes de la adición al convertidor (entrada de materia prima mixta) . La provisión de un materia prima con alto contenido de carbono aumenta el equilibrio de carbono en los productos gaseosos. En una modalidad, el sistema de control comprende medios para controlar la adición de una materia prima rica en carbono por dispositivos del proceso tales como elementos de respuesta para ajustar los reactivos a fin de mantener uno o más valores característicos de las características detectadas dentro de los respectivos intervalos predeterminados definidos para caracterizar el gas producto adecuado para la aplicación corriente abajo seleccionada. Por ejemplo, Se pueden añadir aditivos al convertidor para facilitar la eficiente conversión de la materia prima en un gas producto adecuado. El tipo y la cantidad de aditivos se selecciona con cuidado con el objetivo antes mencionado de obtener un gas producto adecuado. En otra modalidad de la invención, el sistema de control comprende elementos de respuesta para controlar la adición de aditivos para mantener la producción de en gas producto adecuado. En otra modalidad del sistema de control, se proveen elementos de respuesta para controlar la adición de dos o más aditivos a fin de mantener la producción de un gas producto adecuado. En aún otra modalidad, se provee elementos de respuesta para controlar la adición de tres o más aditivos a fin de mantener la producción de un gas producto adecuado. En las modalidades que comprende un proceso de una etapa, es decir, en las cuales las etapas de gasificación y reformulación tienen lugar en un convertidor de cámara única, puede ser ventajoso ubicar estratégicamente puertos de entrada de aditivo dentro y alrededor del convertidor a fin de asegurar una adecuada cobertura de aditivos en la zona de procesamiento. En las modalidades en las cuales el proceso ocurre en dos etapas, es decir, la gasificación y la reformulación ocurren en regiones separadas dentro del sistema, puede ser ventajoso ubicar ciertos puertos de aditivo (por ejemplo, entradas de vapor) próximos a la región en la cual tiene lugar la reformulación por la fuente de calor de plasma. En otra modalidad, el sistema de control comprende elementos de respuesta para ajustar la entrada de aditivos sobre la base de datos obtenidos del monitoreo y el análisis de las características del gas producto, a través de diversos elementos sensores y medios de computación por los cuales se usan estos datos para estimar la composición de la materia prima. Los datos de las características del gas producto se pueden obtener en forma continua, por lo que se permite el ajuste a la entrada de aditivos tales como aire, vapor y/o aditivos ricos en carbono en base de tiempo real. Los datos de las características del gas producto también se pueden obtener y/o analizar en base intermitente. El sistema de control de la presente invención, en consecuencia, incluye un medio, como elementos de respuesta para introducir los aditivos en el sistema, sobre la base de valores de características monitoreadas por diversos elementos sensores, de acuerdo con el intervalo predeterminado de valores de características definidos para caracterizar el gas producto como adecuado para la aplicación corriente abajo. Por ejemplo, en el caso de que un sensor de gas detecte demasiado dióxido de carbono, el sistema de control puede reducir la provisión de oxidante al convertidor para reducir la producción de dióxido de carbono. En una modalidad de la invención, el proceso se ajusta para producir sobre todo monóxido de carbono, más que dióxido de carbono. A fin de acelerar la producción de monóxido de carbono en dicha modalidad, el sistema incluirá un sensor, analizádor u otro de dichos elementos sensores para determinar la cantidad de oxigeno en la corriente gaseosa de salida. Si se usa cierto intervalo (según la composición y la tasa de otras entradas, tales como entrada de materia prima) de entrada de oxigeno proveniente de la entrada de vapor o aire/oxidante en el proceso de gasificación, el gas producto será sobre todo monóxido de carbono. Si hay demasiado poco oxigeno, se puede formar una cantidad considerable de carbono elemental o negro de carbón que en última instancia puede obturar el equipo corriente abajo del convertidor. Si hay demasiado oxigeno en el sistema, se produce demasiado dióxido de carbono, lo cual es indeseable si el objeto del proceso es producir un gas combustible. En respuesta a demasiado dióxido de carbono en el sistema, se puede reducir o eliminar cualquier vapor o aire/oxidante inyectado mediante una señal apropiada del sistema de control (por ejemplo ver Figuras 1, 18 y 71 a 75) . En una modalidad, un módulo de determinación de valor de combustible gas sintético puede computar el bajo valor de calentamiento LHV = cl*[H2] + c2*[C0], en donde el y c2 son constantes y en donde [H2] y [CO] se obtienen del analizador de gas sintético. El módulo se puede acoplar operativamente a un controlador de relación combustible: aire, por ejemplo, para controlar cooperativamente la tasa de alimentación total SW+HCF y opcionalmente a un controlador de la proporción SW/HCF y un controlador de secuencia de émbolo portador. En una modalidad, a fin de determinar la cantidad de aditivo de aire para ingresar en el sistema para obtener una composición gas sintético dentro de un intervalo apropiado para la aplicación corriente abajo, o nuevamente dentro de un intervalo conducente a aumentar la eficiencia y/o el consumo energético del gas producto, se puede configurar el sistema de control para computar un parámetro control sobre la base de un valor de característica adquirido para LHV (por ejemplo del análisis de [H2] y [CO] del gas sintético) . Por ejemplo, al fijar constantes la temperatura y presión, o en un punto fijo deseado, . se puede definir empíricamente un parámetro de sistema global de manera tal que se puede estimar el parámetro de la entrada de aire con suficiente exactitud mediante el cálculo lineal de la fórmula, [Zífí^7] = ^[A/re]61 donde a es una constante empírica para un diseño de sistema particular y las características de salida deseadas. En otra modalidad, a fin de determinar la cantidad de aditivo de aire y aditivo de vapor para la entrada al sistema y obtener una composición gas sintético dentro de un intervalo apropiado para la aplicación corriente abajo, o dentro de un intervalo conducente a incrementar la eficiencia y/o el consumo energético del gas producto, se puede configurar el sistema de control para computar un parámetro control sobre la base de un valor de característica adquirido para [¾] y [CO] . Por ejemplo, al fijar constantes la temperatura y presión, o en un punto fijo deseado, se puede definir empíricamente un parámetro de sistema global de manera tal que se pueden estimar los parámetros de entrada de aire y entrada de vapor con suficiente exactitud mediante el cálculo lineal de la fórmula: co_ r _ b, c y d son constantes empíricas para' un diseño de sistema particular y las características de salida deseadas. El experto en la técnica apreciará que, si bien simplificado a un sistema lineal, esta modalidad se puede extender para incluir valores de característica adicionales, y así proveer el cálculo lineal de otros parámetros de control. También se pueden considerar los cálculos de mayor orden para definir el cálculo de parámetros de control según necesidad, a fin de restringir ulteriormente las fluctuaciones del proceso para aplicaciones corriente abajo más rigurosas. La conversión de materia prima carbonoso en gas combustible dentro del convertidor es una reacción endotérmica, es decir, las necesidades de energía provistas a los reactivos para permitirles reformular un adecuado producto de gas combustible. En una modalidad de la invención, se provee una proporción de la energía requerida para el proceso de gasificación por la oxidación de una porción de los productos gaseosos iniciales o materia prima carbonoso dentro del convertidor. La introducción de un oxidante en el convertidor crea condiciones de oxidación parcial dentro del convertidor. En la oxidación parcial, el carbono en la materia prima reacciona con menos de la cantidad estequiométrica de oxígeno requerida para obtener la oxidación completa. Con la cantidad limitada de oxígeno disponible, en consecuencia se convierte el carbono sólido en monóxido de carbono y pequeñas cantidades de dióxido de carbono, por lo que se provee carbono en forma gaseosa. Dicha oxidación también libera energía térmica, por lo que se reduce la cantidad de energía que se necesita introducir en el convertidor por el calor de plasma. A su vez, esta energía térmica aumentada reduce la cantidad de energía eléctrica que es consumida por la fuente de calor de plasma para producir las condiciones de reacción especificadas dentro del convertidor. En consecuencia, se puede proveer una mayor proporción de la electricidad producida al convertir el gas combustible a la energía eléctrica en un dispositivo generador de energía eléctrica (por ejemplo la aplicación de celda de combustible, turbina de gas, etc.) a un usuario o exportar como energía eléctrica, debido a que " la fuente de calor de plasma requiere menos electricidad de dicho dispositivo generador de energía eléctrica en un sistema que emplea la adición de un oxidante. El uso de entradas de oxidante como aditivo en consecuencia contribuye a maximizar la conversión de carbono a gas combustible y a mantener las temperaturas de procesamiento óptimas, según se requiera, mientras se minimiza el costo relativamente elevado del calor de entrada de plasma. La cantidad de inyección de oxidante se puede establecer con cuidado para asegurar la extracción máxima de carbono en forma gaseosa (CO y C02) . Simultáneamente, dado que las reacciones de gasificación de carbono (combinación con oxígeno) son exotérmicas, se producen cantidades sustanciales de calor. Esto minimiza la necesidad de costo relativamente elevado del calor de entrada de plasma, a la vez que contribuye a asegurar que el proceso global no se acerque a ninguna de las indeseables características del proceso asociadas con combustión Si bien se produce menos gas combustible dentro del convertidor cuando existen condiciones de oxidación parcial (dado que parte del gas combustible o materia prima se oxida para liberar energía térmica, y en consecuencia, se dispone de menos gas combustible para un dispositivo generador de energía eléctrica) , la reducción de consumo eléctrico por la fuente de calor de plasma compensa una posible pérdida de la producción de energía eléctrica. En una modalidad de la invención, el sistema de control comprende medios para ajustar la adición de aditivos a fin de mantener uno o más valores de característica de las características detectadas dentro de intervalos predeterminados definidos para un gas producto adecuado para la aplicación corriente abajo, a la vez que se tiene en cuenta la producción de energía global del proceso. En una modalidad de la invención, el aditivo oxidante se selecciona de aire, oxígeno, aire enriquecido con oxígeno, vapor o dióxido de carbono. En esas modalidades que utilizan dióxido de carbono como aditivo oxidante, se puede recuperar el dióxido de carbono de los gases producto y se recicla en la corriente de aditivo. En algunas modalidades, se provee un sistema de alimentación de aire para distribuir el aire del proceso en forma bastante uniforme en la superficie donde ocurre el proceso de gasificación. En una modalidad, el aire calentado se introduce a través de un piso perforado. Para evitar el bloqueo de los agujeros de aire durante el procesamiento, se puede seleccionar el tamaño de los agujeros de aire de manera tal que crea una restricción y en consecuencia una caída de presión a través de cada agujero, suficiente para prevenir que las partículas de residuo ingresen en los agujeros. Los agujeros también se pueden ahusar hacia fuera, hacia la superficie superior para evitar que las partículas queden atascadas en un agujero. Si bien se presenta aquí un ejemplo de diseño horizontal de etapas múltiples, también se incluye cualquier cantidad de etapas, además de una orientación vertical. En las configuraciones de gasificación de etapas múltiples, el flujo de cada etapa puede estar bajo control independiente. En una modalidad del presente ejemplo hay tres etapas de procesamiento, con alimentación de aire controlable independientemente para cada nivel. En una modalidad, se puede lograr alimentación de aire independiente y distribución a través del suelo perforado por una caja de filtro de aire separada que forma el piso de cada etapa. Se puede hacer la selección del aditivo oxidante apropiado de acuerdo con los objetivos económicos del proceso de conversión. Por ejemplo, si el objetivo económico es la generación de electricidad, se puede seleccionar el aditivo oxidante para proveer la composición óptima del gas de salida para determinada tecnología generadora de energía. Para los sistemas que emplean un motor de gas para generar energía de los gases producto, puede ser aceptable una mayor proporción de nitrógeno en la composición de gas producto. En dichos sistemas, el aire puede ser un aditivo oxidante aceptable.

Sin embargo, para estos sistemas que emplean una turbina de gas para generar energía, los gases producto deben sufrir compresión antes de su uso. En dichas modalidades, una mayor proporción de nitrógeno en los gases productos conducirá a un aumento del costo energético asociado con la compresión del gas producto, una proporción del cual no contribuye a la producción de energía. En consecuencia, en ciertas modalidades, es ventajoso usar un oxidante que contiene una menor proporción de nitrógeno, tal como oxígeno o aire enriquecido con oxígeno. En las modalidades de la presente invención que buscan maximizar la producción de energía eléctrica mediante gases combustibles producidos por el proceso de gasificación, puede ser ventajoso minimizar la oxidación del combustible gas que tiene lugar en el convertidor. A fin de compensar cualquier disminución de la producción de gas combustible debido a condiciones parciales de oxidación, también se puede usar vapor como aditivo oxidante. El uso de entrada de vapor como aditivo puede contribuir a promover suficiente oxígeno e hidrógeno libre para maximizar la conversión de elementos descompuestos de la materia prima de entrada en gas combustible y/o compuestos no peligrosos. En las modalidades que tienen por objeto la producción de energía eléctrica, es ventajoso producir gases con alto valor combustible. La gasificación de materia prima carbonoso en presencia de vapor produce un gas sintético que está compuesto predominantemente por hidrógeno y monóxido de carbono. Los expertos en la técnica química reconocerán que se pueden manipular las proporciones relativas de hidrógeno y' monóxido de carbono en el gas producto combustible al introducir diferentes cantidades de aditivos al convertidor, a saber aire, oxígeno, aire enriquecido con oxígeno, otros oxidantes, vapor, etc. Los puertos de entrada de vapor se pueden ubicar estratégicamente para dirigir el vapor hacia la zona de procesamiento de alta temperatura y/o dentro de la masa de gas producto antes de salir del convertidor. Acondicionador de residuos sólidos En referencia a las Figuras 1 a 4, 19 a 23, y 52 a 58 del Ejemplo 1, el sistema de gasificación de los materia prima carbonoso capaz de ser usado con el presente sistema de control también puede proveer medios para manejar el subproducto sólido del proceso de gasificación, tales como un acondicionador de residuos sólidos para la conversión de los subproductos sólidos, u otros residuos en diversas fases que resultan de los procesos de conversión de materia prima en energía, en una sustancia homogénea vitrificada con baja capacidad de lixiviación. El sistema de control de la presente invención puede proveer la optimización de la conversión de residuo sólido a escoria mediante el control de la tasa de calentamiento de plasma y la tasa de entrada de residuo sólido para promover la fusión completa y la homogenización. En una modalidad, el acondicionador de residuos sólidos comprende un acondicionador de residuos sólidos con una entrada de residuo sólido, un medio de calentamiento de plasma, una salida de escoria, opcionalmente uno o más puertos, y un medio de enfriamiento corriente abajo para enfriar y solidificar la escoria en su forma final. El sistema de control de la presente invención también puede proveer elementos sensores para monitorear la temperatura y la presión en todo el acondicionador de residuos sólidos, elementos de respuesta que regular la conversión eficiente del residuo sólido en escoria, y por ejemplo, mediante dispositivos del proceso, medios APRA controlar dichos parámetros operativos tales como la energía de la fuente de calor de plasma y la tasa de entrada de residuo sólido. El acondicionador de residuos sólidos se adapta al tratamiento de residuos sólidos provenientes de cualquier proceso que convierte materia prima carbonoso en diferentes formas de energía. Este residuo sólido generalmente está en estado granular y puede provenir de una o más fuentes tales como el convertidor y opcionalmente el acondicionador del gas del convertidor. El residuo sólido proveniente de todas las fuentes se puede calentar a una temperatura requerida para convertir los sólidos en una sustancia homogénea vitrea que exhibe capacidad de lixiviación extremadamente baja cuando se deja enfriar y solidificar. El acondicionador de residuos sólidos en consecuencia asegura que el residuo sólido se lleva a una temperatura adecuada para fundir y homogeneizar el residuo sólido. El acondicionador de residuos sólidos también promueve la captura de sólidos contaminantes (es decir, metales pesados) en la escoria, además de la formación de un producto de escoria homogéneo limpio (y con potencial valor comercial) . A fin de asegurar el procesamiento esencialmente completo del residuo sólido, se puede diseñar el acondicionador de residuos sólidos para proveer suficiente tiempo de residencia en el acondicionador de residuos sólidos. En una modalidad, el sistema provee un tiempo de residencia de al menos 10 minutos. En otra modalidad, el acondicionador de residuos sólidos provee un tiempo de residencia de hasta 1 hora. En aún otra modalidad, el acondicionador de residuos sólidos provee un tiempo de residencia de hasta 2 horas. El residuo sólido, que puede tener la forma de carbón, cenizas, escoria o alguna de sus combinaciones, se extrae, en forma continua o intermitente, de uno o más procesos corriente arriba a través de salidas adaptadas adecuadamente . y medios de transporte conocidos por el operador experto en la técnica, de acuerdo con los requisitos del sistema y el tipo de subproducto extraído. En una modalidad, el residuo sólido se empuja hacia el interior del acondicionador de residuos sólidos mediante un sistema de tolvas y sinfines convectores. El residuo sólido se puede agregar en forma continua, por ejemplo, al usar un sinfín rotatorio o mecanismo de tolva. Por ejemplo, en una modalidad, se emplea una cinta transportadora sinfín para transportar cenizas a un acondicionador de residuos sólidos. Alternativamente, el recipiente de residuos sólidos se agrega en forma discontinua. En una modalidad, el medio de entrada de residuo sólido adosado al acondicionador de residuos sólidos puede consistir en un sistema de émbolos convectores o portadores. En dicha modalidad, se pueden emplear interruptores limitantes del sistema de control para controlar la longitud del golpe del émbolo portador a fin de poder controlar la cantidad de material alimentado al convertidor con cada golpe. El sistema de control de la presente invención también puede incluir un medio de control que permita controlar la tasa de entrada del recipiente de residuos sólidos a fin de asegurar la óptima fusión y homogenización del material de residuo sólido. En una modalidad, se emplea una fuente de calor de plasma, para calentar y fundir las cenizas a escoria. La escoria fundida a una temperatura, por ejemplo, de aproximadamente 1300°C a aproximadamente 1700°C, puede ser extraída en forma periódica o continua del acondicionador de residuos sólidos y luego se enfría para formar un material de escoria sólida. Dicho material de escoria se puede disponer como relleno sanitario. Alternativamente, la escoria fundida se puede volcar en recipientes para formar lingotes, ladrillos, tejas o material de construcción similar para usar, por ejemplo en relleno de caminos o fabricación de concreto. El producto sólido también se puede romper en agregados para usos convencionales. El acondicionador de residuos sólidos, en consecuencia, incluye un medio de salida de escoria, opcionalmente bajo el control del sistema de control, a través del cual en una modalidad se extrae escoria fundida del acondicionador de residuos sólidos. El medio de salida puede comprender un puerto de salida de escoria, que generalmente se ubica en la parte inferior del convertidor o cerca de ella para facilitar el flujo natural del pool de escoria fundida fuera del convertidor. La tasa a la cual la escoria fundida sale del acondicionador de residuos sólidos se puede controlar de diversas maneras. Por ejemplo, en una modalidad, el diferencial de temperatura entre el punto más cercano del medio de calentamiento de plasma y el punto de salida se puede ajustar para controlar el tiempo de resolidificación de la escoria fundida, por ejemplo, mediante el ajuste del volumen de material de residuo sólido que se deja acumular en el convertidor. El medio de salida de la escoria también se puede adaptar para minimizar los requisitos de calentamiento al mantener sellado el acondicionador de residuos sólidos. En una modalidad, el medio de salida comprende una espita de volcado o trampa en S. Tal como se analizó con anterioridad, también puede ser ventajoso orientar la pluma de la una o más de las fuentes de calor de plasma hacia el pool de escoria en el puerto de salida de escoria o alrededor de él para mantener la temperatura de la escoria fundida y asegurar que el puerto de salida de la escoria permanece abierto durante todo el periodo de extracción de escoria. Esta práctica también contribuirá a mantener la escoria tan homogénea como sea posible para resguardar contra la posibilidad de que parte del material incompletamente procesado inadvertidamente pase fuera del acondicionador de residuos sólidos durante la extracción de escoria. La escoria fundida se puede extraer del acondicionador de residuos sólidos en una cantidad de formas diferentes. Por ejemplo, se puede extraer la escoria al volcar lotes al final de un periodo de procesamiento, o por volcado continuo durante toda la duración del procesamiento. La escoria de cada método de volcado se puede volcar en un baño de agua, en donde el agua actúa como sellado entre el ambiente externo y el sistema de gasificación. La escoria también se puede dejar caer en carros para su extracción, en un lecho de arena de sílice o en moldes. Las paredes del acondicionador de residuos sólidos, están revestidos por un material refractario que puede ser uno o una combinación de materiales refractarios convencionales conocidos en la técnica que son adecuados para el uso en un convertidor para reacciones no presurizadas a temperaturas extremadamente elevadas (por ejemplo, una temperatura de aproximadamente 1300°C a 1800°C) . Los ejemplos de dichos materiales refractarios incluyen, sin limitaciones, materiales refractarios de cromo y material refractarios con alto contenido de alúmina, titanio y/o cromo. Las características de diseño físico del acondicionador de residuos sólidos pueden ser determinadas por numerosos factores. Estos factores pueden incluir, por ejemplo, la composición, el volumen y las características operativas de la entrada del residuo sólido a procesar, la transferencia eficiente de calor, temperaturas adecuadas, flujo de escoria fundida, el tiempo de residencia requerido para asegurar que el residuo sólido se lleve a la temperatura adecuada para fundir y homogenizar el residuo sólido, y el tipo de medio de calentamiento de plasma, además de la posición y la orientación del medio de calentamiento de plasma . El sistema de control de la " presente invención puede regular la conversión eficiente del residuo sólido en escoria al proveer elementos sensores para monitorear la temperatura y opcionalmente la presión en los sitios ubicados en todo el acondicionador de residuos sólidos, en donde dichos datos se adquieren en forma continua o intermitente. Los elementos sensores para monitorear la temperatura en el acondicionador, por ejemplo, se pueden ubicar en la pared externa del acondicionador, o dentro del material refractario del parte superior, media e inferior del acondicionador. El sistema de control de la presente invención también provee elementos de respuesta ligados operativamente a los dispositivos del proceso para control, por ejemplo, la energía de la fuente de calor de plasma y la tasa de entrada de residuo sólido. Por ejemplo, cuando la temperatura del fundido es demasiado alta, el sistema de control puede comandar una caída del coeficiente de energía de la fuente de calor de plasma; a la inversa, cuando la temperatura del fundido es demasiado baja, el sistema de control puede comandar un incremento del coeficiente de energía de la fuente de calor de plasma. Se puede implementar el control del acondicionador de residuos sólidos mediante el control directo del sistema de control o a través del control modular en el cual el sistema de control comprende subsistemas de control. En una modalidad, el acondicionador de residuos sólidos también puede comprender un medio para recuperar calor (por ejemplo los medios de enfriado de la fuente de calor de plasma y los medios de enfriado de escoria de las Figuras 24 y 25), que pueden reducir la cantidad de calor residual generado. Dichos medios de recuperación de calor pueden incluir, por ejemplo, intercambiadores de calor. En dicha modalidad, el sistema de control también puede controlar las condiciones operativas del intercambiador de calor. El intercambiador de calor puede tener, por ejemplo, una cantidad de sensores de temperatura, elementos de control de flujo, y otros de dichos elementos de monitoreo y de respuesta . En una modalidad, el residuo sólido se extrae del convertidor primario, se alimenta en una cámara de fusión de alta temperatura, se enfria y se dispersa en gránulos en un tanque de atemperado y se transfiere a una pila de depósito para la extracción del sitio. En otra modalidad, se provee un sistema de alimentación de residuo sólido que extrae el residuo sólido del convertidor mediante una cinta transportadora de tipo sinfín. Este puede tener bordes aserrados en los bordes del sinfín para romper cualquier material aglomerado. El recipiente de residuos sólidos luego se puede llevar a una cámara de fusión de escoria mediante un sistema de cinta transportadora. También se pueden separar otras fuentes de recipientes de residuos sólidos. A fin de que continúe la gasificación durante el periodo ocioso del acondicionador de residuos sólidos se puede derivar el sólido residuo y luego reintroducirlo en el sistema de alimentación del acondicionador de residuos sólidos. En una modalidad, el residuo sólido recibido del sistema de alimentación se transfiere a un crisol de fusión y se fusiona mediante una antorcha de plasma. A medida que la escoria fundida asciende dentro del crisol, alcanza el vertedero y se vuelca por el vertedero, para caer en un tanque de atemperado. Los gases producidos en el acondicionador de residuos sólidos se pueden tratar de modo similar a los gases producidos en el convertidor (por ejemplo para el uso corriente abajo en la misma aplicación corriente abajo o una alternativa) . Cualquier metal que no haya sido extraído durante la etapa del sistema de manejo de MSW se puede transferir al crisol de escoria y no necesariamente se funde a la temperatura normal de vitrificación de la escoria, por lo que el crisol se puede obturar con metal, dado que tiene mayor densidad que la escoria fundida. Para solucionarlo, en algunas modalidades se puede elevar periódicamente la temperatura de la cámara para fundir cualquier metal y retirar los metales fundidos del fondo del crisol para extraerlos. Debido a la muy alta temperaturas necesaria para fundir el residuo sólido y particularmente los metales en el residuo sólido, el material refractario se somete a demandas operativas muy severas. Esto incluye corrosión y erosión, particularmente en la linea de agua de la escoria, además de la alta temperatura. El material refractario se puede seleccionar para proveer un revestimiento interno de muy alta resistencia a calor, corrosión y erosión. Las capas de material refractario fuera del revestimiento luego se pueden seleccionar para mayor aislamiento. En algunas modalidades, el residuo sólido se puede proveer al acondicionador de residuos sólidos del convertidor y del acondicionador de gas, cuya combinación se puede acondicionar para dar un producto sólido (por ejemplo escoria vitrificada) y un gas sintético para acondicionar y combinar con el gas sintético convertido para el ulterior acondicionamiento, homogenización y uso corriente abajo. Al controlar el procesamiento del residuo sólido, se puede ajustar la energía de la antorcha de plasma según necesidad para mantener la temperatura adecuada para la operación de fusión. La cámara de escoria puede incluir diversos elementos sensores de temperatura y elementos sensores de presión. En algunas modalidades se puede proveer una válvula de control en la línea de salida de gas para restringir el flujo de gas que se extrae mediante el productor de vacío corriente abajo (soplador gas sintético) . La tasa de alimentación del acondicionador de residuos sólidos se puede ajustar según se requiere para asegurar un aceptable control de temperatura, dentro.de la capacidad de la tasa de fusión de antorchas de plasma, y para prevenir los niveles elevados en la cámara de escoria debido al material no fundido. Intercambiador de calor En referencia ahora a las Figuras 1 a 4 y 24 a 26, un sistema de gasificación de materia prima carbonoso capaces de ser usados con el sistema de control de la presente invención también puede proveer medios para la recuperación de calor desde el gas producto caliente a través de un intercambiador de calor. El intercambiador de calor puede comprender uno o más intercambiadores de calor de gas a aire, por el cual el gas producto caliente se usar para proveer intercambio de aire caliente. El calor recuperado (en la forma de intercambio de aire calentado) luego se puede usar opcionalmente para proveer calor al proceso de gasificación, tal como se ilustra específicamente en la Figura 26, por lo que se reduce la cantidad de calor que se puede proveer por una o más fuentes de calor de plasma requeridas para impulsar el proceso de gasificación. El calor recuperado también se puede usar en aplicaciones de calefacción industrial o residencial. En un ejemplo, la temperatura gas sintético se reduce de aproximadamente 1000°C a aproximadamente 740°C a la vez que incrementa la temperatura del aire de la ambiente a aproximadamente 600°C. En otra modalidad, el intercambiador de calor gas-aire se emplea para calentar un oxidante, tal como oxigeno o aire enriquecido con oxigeno, que luego opcionalmente se puede usar para proveer calor al proceso de gasificación. Se pueden usar diferentes clases de intercambiadores de calor gas-aire, incluso intercambiadores de calor de cápsula y tubo, en diseño directo, de paso único y de diseño de tubo en U, de paso múltiple, además de intercambiadores de calor de tipo placa. En una modalidad, gas producto fluye dentro de los tubos y el flujo contracorriente de aire del proceso fluye en la cara de la cápsula del intercambiador de calor gas-aire. El diseño del intercambiador de calor también puede tener en cuenta medios tales como fuelles, para evitar la ruptura de tubos. La selección de intercambiadores de calor adecuados está dentro del conocimiento del operador experto. A fin de minimizar el peligro potencial de una filtración de tubos, el sistema de gasificación también puede comprender uno o más elementos individuales sensores de temperatura asociados con la salida de gas producto del intercambiador de calor de gas-aire. Estos elementos sensores de temperatura se pueden ubicar para detectar un aumento de temperatura que es resultado de la combustión en el caso de haber una filtración del intercambiador de aire hacia el conducto de gas sintético. La detección de dicho aumento de temperatura se puede usar para efectuar un cierre automático del soplador de aire por inducción que desplaza el aire refrigerante a través del sistema de recuperación de calor. También se puede usar un limite predeterminado más bajo como indicación de que los tubos comienzan a obturarse, lo cual en algunas modalidades podría usarse para indicar que el sistema debería cerrarse para mantenimiento. El intercambiador de calor puede estar bajo el control directo del sistema de control de la presente invención y/o bajo el control de un subsistema de control modular. Opcionalmente, el intercambiador de calor también comprende uno o más intercambiadores de calor por generador de vapor para generar vapor, que se puede usar como aditivo en la reacción de gasificación, tal como se ilustró específicamente en las Figuras 26 para impulsar una turbina de vapor, o impulsar el equipo rotativo del proceso, tal como fuelles de inducción. El calor del gas producto se usar para calentar agua para generar vapor mediante un medio de intercambiador de calor, tal como un intercambiador de calor por generador de vapor (por ejemplo ver Figuras 2, 3 y 25), una caldera de calentamiento de residuos (por ejemplo ver Figura 26), y similares. En una modalidad, el vapor producido mediante calor proveniente del gas producto es vapor sobrecalentado . Con especifica referencia a la Figura 26, se muestra la relación entre un intercambiador de calor gas-aire y un intercambiador de calor por generador de vapor de acuerdo con una modalidad de la invención. El vapor de intercambio también se puede usar como aditivo de vapor durante el proceso de gasificación para contribuir a asegurar suficiente oxigeno e hidrógeno libre para maximizar la conversión de la materia prima en el producto gas sintético. El vapor que no se usa dentro del proceso de conversión o para impulsar el equipo de proceso rotatorio, se puede usar para otros fines comerciales, tales como la producción de electricidad mediante el uso de turbinas de vapor o en aplicaciones de calentamiento local o se puede proveer a clientes industriales locales para sus fines, o se puede usar para mejorar la extracción de aceite de las arenas de alquitrán. Intercambíador de calor opcional por generador de vapor Con referencia a la Figura 2, en una modalidad el vapor> recuperado de las salidas de las diversas turbinas de vapor (por ejemplo una turbina de vapor que opera a partir de vapor generado por un intercambiador de calor por generador de vapor usado para enfriar el gas sintético, una turbina de vapor que opera a partir de vapor generado por un intercambiador de calor por generador de vapor usado para enfriar una- turbina de gas/motor y el gas de escape asi generado, o cualquiera de sus combinaciones) , se enfria mediante un intercambiador de calor adicional, que también se puede controlar por el sistema de control de la actual invención, y se alimenta mediante una bomba de torre de refrigeración o similares. En una modalidad, después de salir del intercambiador, el vapor/agua enfriado se bombea a través de un removedor de aire, se alimenta mediante una fuente de agua blanda con compuestos químicos adecuados a fin de extraer el aire y el exceso de oxígeno, para luego volver a ser procesado en el agua alimentada a la caldera del intercambiador de calor por generador de vapor de gas de escape, el intercambiador de calor por generador de vapor de gas sintético, etc. El sistema de control de la presente invención se puede usar, en algunas modalidades, para optimizar la transferencia de energía por todo el sistema, para así manejar la energía de la conversión materia prima a energía. La energía de la conversión materia prima a energía se puede optimizar mediante el intercambiador de calor, dado que el reciclado de vuelta del calor sensible recuperado al proceso de gasificación reduce la cantidad de entrada de energía requerida de fuentes externas para las etapas de secado y volatilización de la materia prima. El calor sensible recuperado también puede servir para minimizar la cantidad de calor de plasma requerido para obtener una- calidad" especifica de gas sintético. En consecuencia, la presente invención permite la gasificación eficiente de materia prima carbonoso, en donde la fuente de calor de gasificación opcionalmente es suplementada por aire calentado mediante calor sensible recuperado del gas producto. A fin de optimizar la eficiencia, el sistema de control opcionalmente también provee un medio para controlar las condiciones en las cuales se lleva a cabo el proceso de intercambiador de calor. Estos medios de control se proveen para monitorear uno o más parámetros, incluso, sin limitaciones, la temperatura y la velocidad de flujo del gas en ubicaciones especificas dentro del sistema, y para ajusfar las condiciones operativas en consecuencia, a fin de mantener el sistema dentro de parámetros definidos. Los ejemplos de condiciones operativas que se pueden ajusfar mediante los medios de control, a través de elementos de respuesta, incluyen uno o más de velocidad de flujo de intercambio de gas, velocidad de flujo de gas producto, tasa de entrada de materia prima, tasa de entrada de aditivos tales como vapor, y la energía de las fuentes de calor de plasma. Por ejemplo, se pueden instalar sensores tales como transmisores de temperatura (y otros elementos sensores) en ubicaciones especificas dentro del sistema de gasificación, capaces de ser usados con la presente invención. Los transmisores de temperatura se pueden "ubicar para medir, por ejemplo, las temperaturas del gas producto en la entrada y salida del intercambiador de calor gas-aire, además de las temperaturas del gas producto en la entrada y salida del intercambiador de calor por generador de vapor. Los transmisores de temperatura también se pueden proveer para medir la temperatura del aire del proceso después de calentar el intercambiador de calor gas-aire, además de para medir la temperatura del vapor a medida que sale del intercambiador de calor por generador de vapor. Estas mediciones de temperatura se pueden usar para asegurar que la temperatura del gas sintético a medida que ingresa en un respectivo intercambiador 'de calor no excede de la temperatura ideal de dicho dispositivo. Por ejemplo, si la temperatura de diseño del intercambiador de calor gas-aire es 1050°C, se puede usar un transmisor de temperatura en la entrada de la corriente de gas al intercambiador de calor para controlar la velocidad de flujo de intercambio de aire a través del sistema y la energía de calor de plasma a fin de mantener la temperatura gas sintético óptima. Además, la medición de la temperatura de salida del gas producto puede ser útil para asegurar que se ha recuperado la cantidad óptima de calor sensible del gas producto en ambas etapas de recuperación de calor. En una modalidad, un elemento sensor de temperatura tal como un transmisor de temperatura instalado en la corriente de salida de aire para medir la temperatura del intercambiador de aire calentado contribuye a asegurar que el proceso se lleva a cabo en condiciones que aseguran que el aire del proceso se calienta a una temperatura apropiada para el uso en el proceso de gasificación. En una modalidad, la temperatura de la salida del intercambiador de aire es, por ejemplo, de aproximadamente 600°C, en consecuencia se usa un transmisor de temperatura instalado en la corriente de salida de aire para controlar una o ambas velocidades de flujo de aire a través del sistema y la energía de la fuente de calor de plasma en la cámara de reformulación de plasma a fin de mantener la óptima temperatura de entrada de gas sintético, la cual a su vez se puede usar para controlar la temperatura del intercambiador de aire calentado. De acuerdo con una modalidad de la invención, la estrategia de control establece un punto fijo para la temperatura óptima de salida del intercambiador de aire calentado, por ejemplo, aproximadamente 600°C, además de un valor establecido para la temperatura de salida de gas del intercambiador de calor por generador de vapor, por ejemplo, aproximadamente 235°C. En consecuencia, de acuerdo con la presente modalidad, cuando se reduce el flujo de gas sintético, la temperatura de salida de gas del intercambiador de calor gas-aire disminuye, lo cual resulta en descenso de producción de vapor debido a que también se' establece un valor fijo de temperatura de salida de gas del intercambiador de calor por generador de vapor. El mismo concepto se aplica cuando se reduce el flujo de aire a través del sistema. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la temperatura de salida del aire de intercambio se mantiene fijo, en consecuencia la temperatbra de salida del gas producto para el intercambiador de calor gas-aire es más elevado, en consecuencia produce más vapor en el intercambiador de calor por generador de vapor. Sin embargo, cuando se reduce el flujo de aire a través del sistema, el flujo de gas producto en consecuencia también se reduce, por lo que la mayor temperatura de entrada al intercambiador de calor por generador de vapor solo será momentáneamente elevada. Por ejemplo, si se reduce el flujo de aire al 50%, la máxima temperatura de entrada de gas que se aplica al intercambiador de calor por generador de vapor momentáneamente es de aproximadamente 800°C, que está dentro de los limites de temperatura del diseño del intercambiador de calor. Además, en algunas modalidades, el presente sistema de control opcionalmente provee elementos de respuesta para controlar una válvula automática para ventilar el aire del proceso a la atmósfera, si se precalienta más aire del requerido para el proceso de gasificación. Por ejemplo, en algunas instancias es necesario calentar más gas del requerido para el proceso debido a consideraciones del equipo (por ejemplo cuando se inicia un procedimiento de cierre) . En tales casos, se puede ventilar el exceso de aire intercambiado según se requiera. Con referencia a las Figuras 24 y 25, el intercambiador de calor antes descrito también puede proveer el enfriado del gas producto tal como se requiere para las posteriores etapas de filtrado de partículas y acondicionamiento de gas, a saber respecto del acondicionador del gas del convertidor (por ejemplo medios de enfriado del acondicionador del gas del convertidor) , además de proveer el enfriado de las fuentes de calor de plasma (por ejemplo medios de enfriado de la fuente) , medios para el manejo y el procesamiento de la escoria (por ejemplo medios de enfriado de la escoria), etc. Acondicionador del gas del convertidor En referencia ahora a las Figuras 1 y 4, el sistema de control de la presente invención se puede usar con un sistema de gasificación que opcionalmente provee un acondicionador del gas del convertidor, u otro de dichos medios de acondicionamiento de gas, a fin de convertir el producto del proceso de gasificación en un gas de salida de características específicas. El paso del gas producto a través del acondicionador del gas del convertidor contribuye a que el gas producto está cercano a estar libre de contaminantes químicos y material en partículas, y en consecuencia se puede usar en un sistema generador de energía o en la fabricación de compuestos químicos. En una modalidad, el gas producto está dirigido al acondicionador del gas del convertidor, donde se somete a una secuencia particular de etapas de procesamiento para producir el gas de salida con las características requeridas para aplicaciones corriente abajo. El acondicionador del gas del convertidor comprende componentes que realizan etapas de procesamiento que pueden incluir, sin limitaciones, la remoción de material compuesto en partículas, gases ácidos (HC1, H2S) , y/o metales pesados provenientes del gas sintético, o ajustar la humedad y la temperatura del gas a medida que pasa a través del sistema. La presencia y la secuencia de las etapas de procesamiento requeridas se determinan mediante la composición del gas sintético y la composición específica del gas de salida para aplicaciones corriente abajo. La optimización del proceso de acondicionador del gas del convertidor también se puede lograr mediante el uso del sistema de control de la presente invención .

En una modalidad, en condiciones de extracción en vacio del ventilador de inducción de un sistema de gasificación, el gas producto se extrae continuamente del sistema de gasificación a través de una salida de gas del sistema de gasificación. Un medio de transferencia de gas, tal como una tubería u otro conducto se usa para transferir el gas desde el convertidor al acondicionador del gas del convertidor. También se contempla usar uno o más acondicionadores de convertidores de gas, tales como un acondicionador primario de convertidor de gas y un acondicionador secundario de convertidor de gas. En este caso, se puede usar el acondicionador secundario de convertidor de gas para procesar materiales tales como material compuesto en partículas y metales pesados que se extraen de la corriente de gas en el acondicionador primario de convertidor de gas. El gas de salida del acondicionador del gas del convertidor se puede almacenar en un tanque de depósito de gas (por ejemplo ver Figura 3), alimentar mediante ulteriores medios de procesamiento tales como un sistema de homogenización (por ejemplo ver Figuras 1 y 4) o alternativamente, alimentar directamente a la aplicación corriente abajo para la cual se diseñó (por ejemplo ver Figura 2) . Tal como se analizó con anterioridad, es ventajoso proveer medios para enfriar el gas producto caliente antes de dicha etapa de acondicionamiento. Esta etapa de enfriamiento se puede requerir para prevenir el daño de los componentes sensibles al calor en el sistema. En una modalidad, la etapa de enfriado se realiza mediante el intercambiador de calor, por lo cual el calor recuperado del gas producto opcionalmente también se puede recuperar y reciclar para el uso en el proceso de gasificación (por ejemplo ver Figuras 1, 4 y 26) . En otra modalidad, el gas del sistema de gasificación se enfria primero por evaporación directa de agua en un evaporador tales como un atemperador (por ejemplo ver Figuras 1 y 4) . En aun otra modalidad, ser pueden usar torres de refrigeración por evaporación (por ejemplo ver Figura 4) para enfriar el gas sintético que ingresa en el acondicionador del gas del convertidor desde el sistema de gasificación. La torre de refrigeración por evaporación es capaz de reducir la temperatura del gas sintético desde aproximadamente 740°C a aproximadamente 150 a 200°C. Este proceso se puede lograr mediante saturación adiabática, que incluye la inyección directa de agua en la corriente de gas en forma controlada. El proceso de refrigeración por evaporación es un proceso de atemperado seco, y se puede monitorear y controlar por el sistema de control de la presente invención para asegurar que el gas enfriado no es húmedo, es decir, que la humedad relativa del gas enfriado aún está por debajo del 100% a la temperatura reducida. Tal como se mencionó con anterioridad, el acondicionador del gas del convertidor puede comprender medios para extraer material compuesto en partículas del gas opcionalmente enfriado, además de contaminantes gaseosos no compatibles con usos corriente abajo del gas producto. Se puede incorporar un sistema de extracción de partículas para extraer partículas que pueden ser arrastrados en el gas combustible que sale del convertidor. Los sistemas de extracción de polvos y partículas 54 están ampliamente disponibles y pueden incluir, por ejemplo, filtros de alta temperatura (cerámica) , separadores de ciclón (por ejemplo ver Figura 7), un depurador venturi (por ejemplo ver Figura 7), un electrofiltro, un filtro de vela, un filtro de flujo cruzado, un filtro granular, un depurador de agua, o un filtro de tela de cámara de empaque (por ejemplo ver Figura 4), y similares, que son bien conocidos por los operadores de acondicionamiento de gas. Las modalidades alternativas pueden usar diferentes órdenes de las diversas etapas de limpieza de gas para usar más eficientemente las características de dispositivos alternativos de limpieza de gas. Se proveen diversos ejemplos de modalidades en las solicitudes internacionales números WO/2006/128285 y O/2006/128286 que se aplican con facilidad en el presente contexto, como sería aparente para los expertos en la técnica. También se proveen medios para extraer mercurio u otros metales pesados del gas producto. Por ejemplo, los sistemas de inyección en seco utilizan una cantidad calculada de carbón activado que se inyecta en la corriente de gas con suficiente tiempo de residencia para que las partículas y los humos de metal pesado puedan adsorberse sobre la superficie del carbón activado. Los metales pesados adsorbidos sobre carbón activado se pueden capturar, por ejemplo, en un filtro de cámara de empaque o un sistema ESP húmedo. En una modalidad, el acondicionador del gas del convertidor opcionalmente comprende un sistema de depuración de ácidos para extraer metales pesados. Por ejemplo, este sistema puede requerir que el gas que contiene metales pesados a pasar a través de una columna empaquetada con circulación de solución de bajo pH (normalmente 1-2). Se puede lograr la remoción de gas ácido por depuración en seco o depuración húmeda. Los principales componentes de la depuración en seco pueden ser, por ejemplo, un absorbente de rociado seco e inyección de cenizas de soda o polvo de calcio antes de la filtración de la cámara de empaque. En una modalidad, los medios de extracción de mercurio se proveen mediante un pulidor de mercurio sobre carbón activado (por ejemplo, ver Figura 4). Se puede usar un lecho de filtro de carbón activado como dispositivo de pulido final para metales pesado. Opcionalmente se puede acoplar un subsistema de recuperación ácida al acondicionador del gas del convertidor, para recuperar azufre o ácido sulfúrico y ácido clorhídrico (a partir de hidrocarburos clorados) , que pueden tener un valor comercializable . El sistema de extracción de ácidos puede incluir sistemas depuradores (por ejemplo depurador de HC1), sistemas de remoción de ácido y otros equipos convencionales relacionados con sistemas de remoción de azufre y/o ácido. En aún otra modalidad se puede proveer un medio de control de humedad. Los medios de control de humedad funcionan para asegurar que -la humedad del gas de salida es adecuada para la aplicación corriente abajo requerida. Por ejemplo, un medio de control de humedad puede incluir un refrigerador para enfriar la corriente de gas y en consecuencia se condensa parte del agua de la corriente de gas. Esta agua se puede extraer mediante un separador gas/líquido . En otra modalidad, el sistema de procesamiento de gas puede incluir medios para la recuperación de dióxido de carbono y/o amoníaco y/o cloro y/o azufre elemental. Los medios adecuados con conocidos en la técnica, y se proveen diversos ejemplos de modalidades en las solicitudes internacionales números WO/2006/128285 y WO/2006/128286.

En una modalidad, el sistema de control puede detectar la disminución de la eficiencia o como alternativa la deficiencia funcional en un proceso del acondicionador del gas del convertidor y derivar la corriente de gas a un proceso de reserva o sistema acondicionador de reserva. En otra modalidad, el sistema de control puede proveer un medio para ajustar las etapas del acondicionador del gas del convertidor y proveer mínimas variaciones de las condiciones óptimas . El sistema de control de la presente invención puede incluir elementos sensores para analizar la composición química de la corriente de gas a través del acondicionador del gas del convertidor, el flujo de gas y parámetros térmicos del proceso; y elementos de respuesta para ajustar las condiciones dentro del acondicionador del gas del convertidor para optimizar la eficiencia del procesamiento y la composición del gas de salida. Los ajustes en curso de los reactivos (por ejemplo, inyección de carbón activado con suficiente tiempo de residencia, control de pH para el depurador de HC1) se puede ejecutar de una manera que permita conducir el proceso en forma eficiente y óptima de acuerdo con las especificaciones de diseño. Sistema de homogenización El presente sistema de gasificación opcionalmente también provee medios para regular el gas producto, por ejemplo, por homogeneizar al menos parcialmente la composición química del gas producto y ajustar otras características tales como flujo, presión, y temperatura del gas producto para cubrir los requisitos corriente abajo. Tal como comprenden los expertos en la técnica, el proceso de gasificación puede producir gases de composición, temperatura o velocidad de flujo fluctuantes. A fin de reducir las fluctuaciones de las características del gas producto, opcionalmente se provee un sistema de homogenización en la forma de un medio de captura de utilidad para proveer un gas con reducidas fluctuaciones en el equipo corriente abajo. En una modalidad la presente invención provee un sistema de homogenización que reúne los productos gaseosos del proceso de gasificación y atenúa las fluctuaciones de la química de la composición de gas en un sistema de homogenización, o similares. Opcionalmente se pueden usar otros elementos del sistema para contribuir a ajustar las características del gas tales como flujo, temperatura y presión En particular, el sistema de homogenización provee un sistema de homogenización de gas (por ejemplo ver Figuras 1 y 4, y Figuras 60, 67 y 68 del Ejemplo 1) o similares con dimensiones diseñadas para acomodar un tiempo de residencia suficiente para contribuir en la obtención de un gas relativamente homogéneo. Otros elementos del sistema de homogenización se pueden diseñar para contribuir en cubrir los requisitos de rendimiento del gas de la aplicación corriente abajo. Tal como se describió con anterioridad, el sistema de control se puede usar para control activamente diversas características del gas producto antes de ingresa en el sistema de homogenización de manera que el gas luego de la salida tienen las características adecuadas para la aplicación corriente abajo. La composición del gas producto que ingresa en el sistema de homogenización se determina en el proceso de gasificación. Los ajustes realizados por el sistema de control durante el proceso de gasificación permiten optimizar el gas producto para la aplicación específica corriente abajo (por ejemplo, aplicación de turbina de gas o celda de combustible para la generación de electricidad) . En consecuencia, la composición del gas producto se puede ajustar para particulares tecnologías generadoras de energía (por ejemplo, para motores de gas o turbinas de gas específicos) y, para una mejor eficiencia de conversión global, de acuerdo con los diferentes tipos de materia prima y aditivos usados, al ajustar los parámetros operativos del proceso de gasificación. El gas producto que abandona el sistema de gasificación puede estar dentro de un intervalo definido de una composición blanco, sin embargo, con el tiempo el gas producto puede fluctuar en sus características debido a la variabilidad en el proceso de gasificación tal como la composición de la materia prima y la tasa de alimentación, además de las fluctuaciones del flujo de aire y la temperatura . De modo similar al control de la composición del gas producto, se pueden monitorear la velocidad de flujo y la temperatura del gas producto, por ejemplo mediante elementos sensores, y se controla mediante el sistema de control, por ejemplo por elementos de respuesta, a fin de mantener los parámetros del gas dentro de intervalos predeterminados adecuados para el uso final. Los ajustes realizados por el sistema de control pueden tener en cuenta el tiempo de residencia del sistema de homogenización para asegurar que el gas producto es adecuado para la aplicación corriente abajo. El sistema de homogenización contribuye a atenuar las fluctuaciones remanentes en la velocidad de flujo y la temperatura del gas producto. En el caso de la velocidad de flujo, estas fluctuaciones pueden ocurrir en una base de segundo a segundo; y con temperatura en una base de minuto a minuto. El sistema de homogenización comprende una o más cámaras de homogenización de gas, o similares, que tengan un medio de entrada de gas producto, un medio de salida de gas homogeneizado y opcionalmente un puerto de salida de emergencia . El sistema de homogenización recibe el gas producto producido a partir de un sistema de gasificación y favorece el mezclado del gas producto para atenuar cualquier fluctuación en la composición química del gas producto en el sistema de homogenización. Las fluctuaciones remanentes en otras características del gas, tales como presión, temperatura y velocidad de flujo, también se pueden reducir durante el mezclado del gas producto. Las dimensiones del sistema de homogenización se diseñan de acuerdo con las características de rendimiento del sistema de gasificación corriente arriba y los requisitos de la maquinaria corriente abajo, con el objeto de minimizar el tamaño de la cámara todo lo posible. El sistema de homogenización está diseñado para recibir el gas producto de un proceso de gasificación y retener el gas durante cierto tiempo de residencia, a fin de permitir suficiente mezclado del gas para atenuar las fluctuaciones restantes. El tiempo de residencia es la cantidad de tiempo que el gas producto permanece en el sistema de homogenización antes de ser dirigido al equipo corriente abajo. El tiempo de residencia se puede elegir proporcional al tiempo de respuesta del sistema de gasificación relacionado bajo el control de la presente invención, a fin de corregir las variaciones remanentes en las fluctuaciones de la reacción de gasificación, para obtener una composición de gas que cae dentro de intervalos predeterminados. Por ejemplo, se retiene el gas en el sistema de homogenizacion el tiempo suficiente para determinar si sus características caen dentro de los intervalos predeterminados permitidos para la particular aplicación corriente abajo, además de para el sistema de control, a fin de realizar cualquier ajuste del proceso de gasificación para corregir la desviación. Además, el tiempo de residencia del gas producto en el sistema de homogenizacion se puede determinar por la cantidad de variaciones restantes en las características del gas producto. Es decir, cuanto menor es la variación restante de las características del gas producto, más corto será el tiempo de residencia requerido en el sistema de homogenizacion para corregir la variación restante. El sistema de control de la presente invención se puede usar para controlar el proceso de gasificación para que cuando se usa un sistema de homogenizacion de determinado tiempo de residencia, el gas producto tendrá características estabilizadas que cubren las especificaciones de la aplicación corriente abajo. En general, los fabricantes de máquinas proveen los requisitos y las tolerancias permitidas para la maquinaria específica y son conocidos por los expertos en la técnica.

La invención se describirá ahora con referencia a ejemplos específicos. Se comprenderá que el siguiente ejemplo pretende describir una modalidad de la invención y no pretende limitar la invención de ningún modo. EJEMPLO 1 En este ejemplo, con referencia a las Figuras 27 a 72, se proveen detalles de un ejemplo de modalidad de la invención, incluso diversas opciones. Este ejemplo presenta detalles para cada subsistema de un sistema de gasificación capaz de ser usado con el sistema de control de la presente invención y demuestra cómo trabajan juntos para funcionar como sistema integrado para la conversión de residuos sólidos urbanos (MSW) en electricidad. Los subsistemas analizados en este ejemplo son: un sistema de manejo de residuos sólidos urbanos; un sistema de manejo de plásticos; un sistema de gasificados con orientación horizontal con unidades de transferencia laterales; un sistema de reformulación de gas; un sistema de reciclado de calor; un sistema de acondicionamiento de gas; un sistema de acondicionamiento de residuos y un sistema de homogenización de gas. La Figura 1 muestra una visión general de diagrama en bloque funcional de todo el sistema de gasificación 120, capaz de ser usado con el sistema de control de la presente invención, diseñado principalmente para la conversión de MSW en gas sintético, con el uso asociado de gas sintético reformulado, acondicionado y homogenizado en motores de gas para la generación de electricidad. Sistema de manejo de residuos sólidos urbanos (MSW) El sistema de manejo inicial de MSW 9200 está diseñado para tener en cuenta: (a) la capacidad de depósito para provisiones de cuatro días; (b) evitar largos periodos de retención y exceso de descomposición de MSW; (c) prevención del soplado de restos alrededor; (d) control de olores; (e) espacio de acceso y volteo para que descarguen los camiones de basura; (f) minimización de la distancia de transporte y la cantidad de volteos requeridos por el cargador 9218 que transporta MSW de la pila de depósito de MSW 9202 al sistema de trituración de MSW 9220; (g) evitar interferencia operativa entre los camiones de carga 9218 y de basura; (h) posibilidad de corrientes de gasificación adicionales para permitir la expansión de la planta; (i) mínima intrusión de camiones dentro de la instalación, especialmente en zonas peligrosas; (j) operación segura con personal mínimo; (k) indicación para el operador de carga de los niveles de llenado en las tolvas de la cinta transportadora de entrada 9242; (1) trituración del residuo en las condiciones en que se recibe hasta un tamaño de partículas adecuado para el procesamiento; y (m) capacidad de control remoto de la velocidad de flujo de MSW en el procesador y el control independiente de la tasa de alimentación de plásticos (descrito con anterioridad) . El sistema de manejo de MSW 9200 comprende un edificio de almacenamiento de MSW 9210, un cargador 9218, un sistema de trituración de MSW 9220, un separador magnético 9230 y una cinta transportadora de alimentación 9240. Otro sistema separado 9250 también está diseñado para almacenar, desagregar, apilar en depósito y alimentar a material con alto contenido de carbono (plásticos no reciclables, en este ejemplo), por cuya tasa de alimentación se usa como aditivo en el proceso de gasificación. La Figura 30 muestra una disposición global de todo el sitio del sistema. La totalidad del depósito y el manejo de MSW hasta que es alimentado en el sistema de gasificación 120 se confinan en un edificio de almacenamiento de MSW 9210 para contener los restos y el mal olor. Se usa un enfoque de esquema de primeras entradas primeras salidas (FIFO, por sus siglas en inglés) para minimizar la excesiva descomposición de las MSW. Se activa FIFO mediante el acceso para camiones y cargadores 9218 en ambos extremos del edificio de almacenamiento de MSW 9210. MSW se descarga de los camiones en un extremo del edificio, mientras que el material es transferido por el cargador 9218 en el otro extremo del edificio de almacenamiento de MSW 9210, en consecuencia, también se permite que el cargador 9218 opere con seguridad y sin interferencia con los camiones. Cuando el cargador 9218 extrajo el material de regreso hasta aproximadamente el punto medio de la pila de depósito de MSW 9202, es decir el material 'viejo' que ya se ha usado, luego se modifican las operaciones a los extremos opuestos del edificio de almacenamiento de MSW 9210. Para minimizar el tamaño del edificio de almacenamiento de MSW 9210, el espacio de maniobras de los camiones de basura está fuera del edificio de almacenamiento de MSW 9210. Esto también minimiza el tamaño de la puerta 9212 requerida, dado que solo se necesita que un camión entre derecho en reversa, lo cual provee el mejor control del escape de restos y olores. Solo se necesita abrir una puerta 9212 en cualquier momento y solo cuando los camiones están en descarga. La recepción de MSW normalmente ocurre durante un periodo por día, por lo que solo estará abierta una puerta 9212 durante aproximadamente una hora por día. La Figura 31 muestra una disposición del edificio de almacenamiento de MSW 9210. El edificio de almacenamiento de MSW 9210 tiene una pared de concreto 9214 que separa la pila de depósito de MSW 9202 del corredor 9216 por donde se traslada el cargador 9218 para acceder a la cinta transportadora de entrada 9222 del sistema de trituración de MSW 9220. La pared de concreto 9214 termina poco antes de los extremos del edificio de almacenamiento de MSW 9210 para permitir que el cargador 9218 se desplace desde la pila de depósito de MSW 9202 hasta la cinta transportadora de entrada 9222 sin abandonar el edificio de almacenamiento de MSW 9210. En consecuencia, se pueden mantener cerradas las puertas 9212 en un extremo del edificio de almacenamiento de MSW 9210 todo el tiempo, mientras que el otro extremo solo se abre cuando los camiones descargan o cuando un cargador (descrito más abajo) para transferir material desde la pila de depósito al sistema de trituración necesita salir para mover el plástico. Al estar ubicado el edificio de almacenamiento de MSW 9210 en adyacencias y paralelo al camino 9204 y permitir las maniobras de los camiones en ambos extremos del edificio de almacenamiento de MSW 9210, tal como se muestra en la Figura 28, se reducen los requerimientos de espacio y los movimientos de los camiones dentro de las instalaciones. El diseño de la disposición de espacio permite que un camión ingrese en las instalaciones, ingrese en reversa al edificio de almacenamiento de MSW 9210, vuelque su carga y salga directamente al camino 9204. En ningún momento se acerca a al equipo o el personal del proceso. El concepto de dos entradas a la ruta también evita la necesidad de un camino adicional de la instalación, para permitir que los camiones accedan a ambos extremos del edificio de almacenamiento de MSW 9210. Se usa un cargador 9218 mecánico, con base de cesto para transferir material desde la pila de depósito hasta el sistema de triturado. Se usa un diseño de cargador con dirección lateral debido a su tamaño compacto, maniobrabilidad, facilidad de operación etc. Un cargador de dirección lateral estándar disponible en el comercio tiene capacidad adecuada para alimentar el MSW, limpiar el piso de la pila de depósito después de la descarga de los camiones y también maneja el sistema de trituración de residuos plásticos y de alimentación del proceso. El sistema de trituración de MSW consiste en una cinta transportadora de entrada 9222, una trituradora, una cinta transportadora de captura y una cinta transportadora de captura magnética. La cinta transportadora de entrada 9222 transporta el MSW desde el interior del edificio de almacenamiento de MSW 9210 hacia arriba y lo deja caer en una trituradora. La tolva libre para esta cinta transportadora se ubica totalmente dentro del edificio de almacenamiento de MSW 9210 para prevenir que los restos vuelen alrededor en el exterior. La cinta transportadora tiene un embudo profundo que, combinado con la capacidad de la tolva de alimentación retiene suficiente material durante una hora de operación. La porción del embudo fuera del edificio de almacenamiento de MSW 9210 está cubierta para controlar el escape de restos y olores. La cinta transportadora se controla remotamente mediante el proceso controlador para ajustarse a las demandas del proceso. Se proveen espejos para permitir que el operador del cargador vea el nivel de MSW en la tolva a ambos lados. Los detectores provistos en el embudo alertan al controlador del proceso la ausencia de material. La ¦ trituradora asegura que el MSW' tal como se recibe es adecuada para el procesamiento, al romper las bolsas y cortar los trozos más grandes del residuo en un tamaño capaz de ser procesado. Dado que el MSW recibido puede incluir materiales demasiado grandes y duros para ser manejados por la trituradora, lo cual causaría atascamientos de la trituradora, la trituradora está equipada para detenerse automáticamente cuando se detecta un atascamiento, revierte automáticamente para retirar el atascamiento y luego se reinicia. Si aún se detecta un atascamiento, la trituradora se detiene y envía una señal de alarma al controlador . El . residuo triturado se vuelca sobre una cinta-transportadora en banda para ser transportado mediante el sistema de captura magnética y luego se vuelca sobre la tolva de alimentación de una cinta transportadora sinfín que alimentará el residuo al gasificador 2200. Para evitar la alimentación inadvertida de cantidades excesivas de metales ferrosos a través del gasificador 2200, se ubica un recogedor magnético encima de la cinta transportadora de captura, el cual atrae los metales ferrosos que pueden estar presentes en el residuo triturado.

Una cinta no magnética corre a través de la dirección de la cinta transportadora de captura, entre el magneto y el residuo, por lo que los metales ferrosos atraídos al magneto se desplazan lateralmente fuera de la corriente de residuos. El metal ferroso luego se retira d^el magneto y se vuelca sobre la pila de disposición. El sistema de alimentación de MSW consiste en una tolva y una cinta transportadora sinfín para transportar el residuo triturado desde el sistema de triturado a la cámara de gasificación 2202. El residuo triturado se vuelca desde el sistema de trituración a la tolva de alimentación, el cual provee un regulador de material listo para ser alimentado en el procesador. La tolva tiene indicadores de nivel alto y bajo que se usan para controlar el flujo desde el sistema de desagregar hacia el interior de la tolva. La cinta transportadora está bajo el control del controlador de proceso para equiparar la tasa de alimentación de residuos con las demandas del proceso. El uso de una sinfín cinta transportadora sinfín con una tolva de alimentación integral también provee el sellado de gas para el procesador. La tolva de entrada se conecta con el sistema de triturado con cubiertas para controlar restos y olores. La cinta transportadora de alimentación de MSW tiene una entrada adicional para aceptar el plástico triturado.

Sistema de manejo de plásticos El sistema de gasificación 120 provee la adición de plásticos como proceso aditivo. Los plásticos se manejan por separado del MSW, antes de ser alimentados al gasificador 2200. El sistema para manejar plásticos está diseñado para proveer el depósito de bultos de plástico tal como se reciben, triturarlos, colocarlos en una pila de depósito y alimentarlos con un control independiente dentro del procesador. El sistema comprende una instalación de depósito, una trituradora con tolva de entrada, una cinta transportadora de extracción y una .pila de depósito, todos ubicados en un edificio común para controlar restos. Una cinta transportadora de alimentación desplaza el plástico triturado hacia el interior del procesador. El edificio de depósito de plásticos tiene capacidad para almacenar dos cargas de camión de bultos de plástico. Está cerrado en tres lados y se abre en un lado, por lo que provee contención del material con acceso para apilar y retirar los bultos. El edificio también provee protección para el sistema de desagregar y control de restos y protección del material triturado. La trituradora facilita que el material plástico cumpla con los requisitos del proceso. El plástico tal como se recibe es cargado en la tolva de alimentación de la trituradora con un cargador. El material triturado se vuelca sobre una cinta transportadora con banda que lo transporta hacia arriba y lo vuelca sobre una pila de depósito. El plástico triturado es recogido por un cargador y volcado en una tolva de entrada de la cinta transportadora de alimentación. Dado que la cinta transportadora está en el exterior, la tolva incorpora un techo integral y paredes extendidas hacia arriba para minimizar el escape de plástico durante el llenado de la tolva. El embudo de la cinta transportadora está sellado con el embudo de la cinta transportadora SW de manera tal que el plástico es introducido en el gasificador 2200 mediante la cinta transportadora de MSW a fin de reducir las aberturas del gasificador 2200. La cinta transportadora es una cinta transportadora sinfín con la sellada a fin de proveer sellado de gas cuando contiene material. Se colocan detectores en la tolva para indicar niveles alto y bajo, y se provee un espejo para que el operador del cargador de dirección lateral monitoree el nivel de llenado. El movimiento de esta cinta transportadora es controlado por el proceso controlador. Convertidor El convertidor 1200 comprende un gasificador 2200 y un sistema de reformulación de gas (GRS) 3200. El MSW y los plásticos son alimentados en' el gasificador 2200 y el gas obtenido es enviado al GRS 3200 en donde es reformulado. Cualquier residuo del gasificador 2200 es enviado al sistema de acondicionamiento de residuos 4200. El gasificador 2200 está diseñado para tener en cuenta los requisitos de: (a) proveer un espacio aislado y sellado para el procesamiento primario del residuo; (b) introducir aire caliente y vapor en forma controlada y distribuida en todo el gasificador 2200; (c) permitir el control de la altura y el movimiento de la pila de residuo por el gasificador 2200; (d) proveer instrumentación para controlar el proceso de gasificación; (e) transferir el gas al GRS 3200; (f) extraer el residuo para su ulterior procesamiento; y (g) proveer acceso al interior para inspección y mantenimiento. En referencia con las Figuras 32 a 35, el gasificador 2200 comprende una cámara de gasificación 2202 de orientación horizontal y revestida con material refractario con una entrada de materia prima 2204, entradas para aire caliente usado para calentar la cámara de gasificación, entrada para el vapor que actúa como aditivo del proceso, una salida de gas 2206 de ubicación central a la que se acopla directamente el GRS, una salida de residuos 2208 y diversos puertos de servicio 2220 y acceso 2222. La cámara de gasificación 2202 está construida como soldadura de acero con un piso escalonado con una pluralidad de escalones del piso 2212, 2214, 2216. Se usa un sistema que comprende émbolos portadores 2228, 2230, 2232 para facilitar el desplazamiento lateral del material a través del gasificador 2200. También se provee la instalación de instrumentación, tal como pares termoeléctricos, detectores de altura de material, sensores de presión y puertos de visión. El revestimiento refractario de la cámara de gasificación 2202 la protege de las altas temperaturas, los gases corrosivos y también minimiza la pérdida innecesaria de calor del proceso. En referencia a la Figura 36, el material refractario es un diseño multicapa con una capa de cromo de alta densidad 2402 en el interior, una capa intermedia de alúmina de alta densidad 2404 y una capa externa de material de placa aislante de muy baja densidad 2406. El material refractario reviste la cápsula de 2408 de la cámara de gasificación. La cámara de gasificación 2402 también está revestida de una membrana para protegerlo mejor de los gases corrosivos . Cada escalón 2212, 2214 y 2216 del piso escalonado de la cámara de gasificación 2402 tiene un piso perforado 2270 a través del cual se introduce aire caliente. El tamaño del agujero de aire se selecciona de manera tal que crea una restricción y en consecuencia una caída de presión a través de cada agujero suficiente para prevenir que ingresen materiales de residuo en los agujeros. Los agujeros están ahusados hacia fuera y hacia la superficie superior para impedir que las partículas se atasquen en el agujero.

En referencia a las Figuras 27 y 28, las condiciones de las tres etapas individuales están diseñadas para diferentes grados de secado, volatilización y conversión de carbono. La materia prima se introduce en la cámara de gasificación 2202, en la primera etapa a través de la entrada de la materia prima 2204. El intervalo de temperatura blanco de esta etapa (medido en la parte inferior de la pila de material) se encuentra entre 300 y 900°C. La etapa II está diseñada para un intervalo de temperatura del parte inferior de entre 400 y 950°C. La etapa III está diseñada para tener un intervalo de temperatura entre 600 y 1000°C. Los tres escalones 2212, 2214 y 2216 del piso escalonado que separan la cámara de gasificación 2202 en tres etapas de procesamiento tienen su propio mecanismo de alimentación de aire de control independiente. Se logra la independencia al usar cajas de filtro de aire separadas 2272, 2274, y 2276 que forman el piso perforado 2270 en cada etapa. El sistema de émbolos portadores 2228, 2230 y 2232 usado para el desplazamiento del material en la cámara de gasificación 2202 impide el acceso desde los escalones del parte inferior 1 y 2, 2212 y 2214. En consecuencia, para estas etapas se insertan las cajas de filtro de aire 2272 y 2274 desde el lateral. Sin embargo, la caja de filtro de aire de la tercera etapa 2276 se inserta desde abajo, tal como se muestra en las Figuras 33 y 3 .

La placa perforada superior 2302 de las cajas de filtro de aire 2272, 2274, 2276, en este diseño y en referencia a las Figuras 37 y 38, es una lámina relativamente delgada, con costillas de rigidez o elementos de soporte estructural 2304 para impedir la curvatura o la flexión. Para minimizar el estrés sobre las láminas anterior plana e inferior de las cajas se adosan retículos perforados entre ambas láminas. Para permitir la expansión térmica en las cajas, sólo están adosadas en un borde y están en libertad de expandirse en los otros tres bordes. Tal como se muestra en la Figura 37, el borde fijo de las cajas de filtro de aire de las etapas 1 y 2 2272 y 2274 también es el punto de conexión en la tubería de aire de entrada 2278. En consecuencia, el reborde de conexión 2280 estará a alta temperatura y deberá estar sellado contra la pared fría del gasificador 2200. Se usa una, tal como se muestra en la Figura 37, para lograrlo sin crear estrés y sin usar una unión de expansión compleja. La caja de filtro de aire caliente 2272 y la tubería 2278 están adosadas a un extremo de la cubierta 2282 y el otro extremo de la cubierta 2282 está conectado al gasificador frío 2200. Dado que se produce un gradiente de temperatura a través de la longitud de la cubierta 2282, hay escaso o nada de estrés en cualquiera de las conexiones. La otra ventaja de esta disposición es que coloca la caja de filtro de aire rígidamente en la posición requerida sin causar estrés. El espacio entre la cubierta 2282 y el conducto interno de la caja de filtro de aire 2272 se llena con aislamiento para retener el calor y asegurar que se forme un gradiente de temperatura a través de la cubierta. Cuando la caja de filtro de aire está en la ubicación operativa en la cámara de gasificación 2202 , la placa superior opuesta a la conexión de aire se extiende más allá de la caja de filtro de aire para apoyarse sobre una repisa del material refractario. Esto provee soporte a la caja de filtro de aire durante la operación y también actúa como sello para impedir que el material caiga debajo de la caja de filtro de aire. También permite el libre desplazamiento para permitir la expansión de la caja de filtro de aire, tal como se muestra en la 39. El borde corriente abajo de la caja de filtro de aire también se maneja de la misma manera. El borde en corriente arriba de la caja de filtro de aire se sella con un sellador de lámina flexible 2306 entre el émbolo portador y la placa superior de la caja de filtro de aire 2302 . La caja de filtro de aire se conecta con la tubería de provisión de aire caliente mediante un reborde horizontal. En consecuencia, solo se debe desconectar el reborde para extraer una caja de filtro de aire. La caja de filtro de aire de la tercera etapa 2276 se inserta desde abajo y también usa el concepto de cubierta para sellar y colocar la caja sobre el gasificador 2200. Se logra el sellado para evitar que caiga polvo alrededor de los bordes de la caja de filtro de aire de la tercera etapa 2276 al colocar por debajo una saliente refractaria en el borde de la segunda etapa 2214. Los lados se pueden sellar mediante sellos flexibles que sobresalen desde recesos inferiores sobre los laterales del material refractario. Estos sellos se ubican sobre la cara superior de la caja, para sellar entre las paredes y la caja. El borde corriente abajo de la caja de filtro de aire se sella contra el polvo contra el lado de un borde de un extractor mediante un sello flexible. La caja se refuerza mediante retículos rígidos y perforados entre las caras planas de las cajas de filtro de aire, a fin de permitir el uso de delgadas láminas de metal para las cajas. La conexión de la tubería de aire caliente es vertical para permitir la extracción de la caja de filtro de aire de la tercera etapa 2276 después de desconectar la conexión de la tubería. En referencia a la Figura 42, se usa una serie de un sistema de émbolos portadores 2228, 2230, 2232 para asegurar que el MSW se desplaza en sentido lateral a lo largo del gasificador 2200 para el adecuado procesamiento en cada una de las tres etapas 2212, 2214 y 2216, y que el residuo gastado se desplaza hacia la salida de residuos 2208. Cada uno de los pisos de las tres etapas es servido por su propio émbolo portador. Los émbolos portadores controlan la altura de la pila de cada etapa además del tiempo de residencia total en la cámara de gasificación ¿ Cada émbolo portador es capaz de desplazarse sobre la longitud parcial o total de cada escalón, con velocidades variables. En consecuencia, la etapa también se puede liberar completamente, de ser necesario . Cada émbolo portador comprende una porción de guía con montura externa, un émbolo portador con miembros opcionales de encaje de la porción guia, sistema impulsor de montura externa y un sistema de control de montura externa. El diseño del émbolo portador comprende múltiples dedos que permiten disponer el patrón de agujeros de aire de la caja de filtro de aire de manera tal que la operación de los émbolos portadores no interfiera con el paso de aire a través de los agujeros de aire. En el diseño de émbolo portador de dedos múltiples, el émbolo portador es una estructura en la cual los dedos están adosados al cuerpo del émbolo portador, con cada dedo de distinto ancho, según la ubicación. La brecha entre los dedos del diseño de émbolo portador de dedos múltiples se selecciona para evitar la formación de puentes con partículas de material reactivo. Los dedos tienen aproximadamente 2 a aproximadamente 3 pulgadas de ancho, aproximadamente 0.5 a aproximadamente 1 pulgada de espesor con una brecha de entre aproximadamente 0.5 a aproximadamente 2 pulgadas de ancho. El patrón de. agujero de aire de la caja de filtro de aire se dispone de manera tal que la operación de los émbolos portadores no interfiere con el aire que pasa por los agujeros de aire. Por ejemplo, el patrón de los agujeros de aire puede ser tal que cuando se calientan están entre los dedos (en las brechas) y forman un patrón de flechas con una compensación entre ellos. Alternativamente, el patrón de agujero de aire también puede ser un híbrido en donde algunos agujeros no están cubiertos y otros están cubiertos, por lo que se maximiza la distribución uniforme de aire (es decir, se minimizan las superficies del piso sin nada de entrada de aire) . Al elegir el patrón de los agujeros de aire, los factores a considerar incluyen evitar alta velocidad que podría fluidificar el lecho, evitar agujeros demasiado cercanos a las paredes y los extremos del gasificador, para evitar la formación de canales de aire a lo largo del pared refractaria, y asegurar el espaciado entre agujeros no superior a aproximadamente el tamaño nominal de partículas (2") para asegurar una cinética aceptable. Un émbolo portador de dedos múltiples puede tener flexibilidad incorporada independiente para que la punta de cada dedo pueda cubrir mejor las ondulaciones de la cara superior de la caja de filtro de aire. Este cubrimiento se provee al adosar los dedos al carro principal del émbolo portador mediante tornillos curvos que no se aprietan sobre el dedo. Este concepto también permite el reemplazo rápido de cada dedo. El extremo del dedo del émbolo portador está inclinado hacia abajo para asegurar que la punta está en contacto con la parte superior del aire en el caso de que se modifiquen las ubicaciones relativas del émbolo portador y la caja de filtro de aire (por ejemplo, debido a expansiones) . Esta propiedad también reduce cualquier efecto en detrimento del proceso debido a que los agujeros de aire están cubiertos por el émbolo portador, por lo que el aire continúa fluyendo a través de la brecha entre el émbolo portador y la caja de filtro de aire. En referencia a la Figura 39, la porción guia comprende un par de carriles alongados generalmente horizontales, generalmente paralelos 2240 (a) , 2240 (b) montados sobre un armazón. Cada uno de los carriles tiene un corte transversal sustancialmente con forma de L. El elemento desplazado comprende un cuerpo de émbolo portador 2326 y uno o más dedos alongados, sustancialmente rectangulares de émbolo portador 2328 de tamaño necesario APRA deslizarse a través de las correspondientes aberturas sellables en la pared de la cámara de gasificación.

Los dedos del émbolo portador están construidos de material adecuado para el uso a alta temperatura. Dichos materiales son bien conocidos por los expertos en la técnica y pueden incluir acero inoxidable, acero dulce o acero dulce parcialmente protegido o totalmente protegido con material refractario. Opcionalmente , dedos específicos individuales de émbolo portador o todos los dedos de émbolo portador pueden estar cubiertos en forma parcial o total con material refractario. Opcionalmente, se puede proveer enfriado dentro de los dedos de émbolo portador mediante fluido (aire o agua) circulante dentro de los dedos de émbolo portador desde el exterior de la cámara de gasificación 2202. Los dedos de émbolo portador están adaptados para engancharse con sello a la pared de la cámara de gasificación a fin de evitar el ingreso incontrolado de aire al gasificador 2200, lo cual interferiría con el proceso o podría crear una atmósfera explosiva. También es necesario evitar escapes de gases tóxicos peligrosos e inflamables desde la cámara de gasificación 2202, y el escape excesivo de restos. El escape de gas a la atmósfera se impide al contener los mecanismos del émbolo portador en una caja sellada. Esta caja tiene una instalación de purgado de nitrógeno para impedir la formación de una mezcla de gas explosivo dentro de la caja. El sellado contra restos y el sellado limitante de gas se proveen para cada dedo del émbolo portador, mediante una banda flexible 2308 presionada contra cada superficie de cada dedo de los émbolos portadores, tal como ser muestra en la Figura 40. Alternativamente, el sello puede ser un sello de glándula de empaquetamiento que provee sellado de gas y restos para cada dedo. El diseño de este sellado provee un buen sellado de gas y restos para cada dedo de émbolo portador a la vez que tolera desplazamientos verticales y laterales del émbolo portador. Los sellos a los lados de los dedos constituyeron el mayor desafio, dado que deben ceder ante los movimientos vertical y lateral del émbolo portador a la vez que mantienen el contacto estrecho con el émbolo portador, y los sellos de las superficies superior e inferior del émbolo portador. Las filtraciones de restos se pueden monxtorear mediante ventanas en la caja sellada y una instalación para la extracción de polvo, si la acumulación de restos es excesiva. Esta extracción se puede efectuar sin romper la integridad de los sellos de la caja del émbolo portador, tal como se muestra en la Figura 41. La instalación de extracción de polvo 2310 comprende una bandeja de metal 2312 con una salida de polvo 2314 equipada con un obturador 2316 y un sitio de fijación 2318 para un recipiente de polvo 2332, y una cadena operada manualmente 2320 que acciona un impulsor de polvo 2322. El polvo es empujado hasta la salida de polvo 2314 mediante el impulsor 2322 cuando se usa la manija operadora 2324. La energía para desplazar los émbolos portadores 2228, 2230 y 2232 es provista por motores eléctricos que impulsan el émbolo portador a través de un sistema de una caja de engranajes y una cadena rodante. Brevemente, la energía para propulsar los émbolos portadores a lo largo de los carriles es provista por un motor eléctrico de montura externa con velocidad variable 2256 que impulsa un eje de salida del motor 2258 seleccionable en dirección directa e inversa, lo cual permite la extensión y la retracción del émbolo portador a una velocidad controlada. El sensor de posición (sensores) 2269 transmite la información sobre la posición del émbolo portador al sistema de control. Opcionalmente, el motor también puede comprender una caja de engranajes. Dos engranajes de cadena impulsores 2260 están montados sobre el eje de salida del motor. Los engranajes impulsores 2260 y los correspondientes engranajes de cadena impulsores 2262 montados sobre un eje 2264 se enganchan operativamente con los elementos de cadena 2266 que están asegurados mediante abrazaderas 2268 al bloque rectangular alargado 2244. Los motores son controlados por los medios del sistema de control global que comanda las posiciones de arranque y detención, la velocidad de desplazamiento y la frecuencia de desplazamiento. Cada émbolo portador puede ser controlado en forma independiente. La cadena rodante se usa para esta implementación porque provee alta resistencia y tolera un ambiente de trabajo duro. El uso de dos cadenas por émbolo portador provee un medio para mantener los émbolos portadores en alineamiento angular sin necesidad de guias de precisión. Hay una tendencia a que el material en la parte superior del émbolo portador sea empujado hacia atrás cuando el émbolo portador se retira. Esto se puede solucionar al colocar los émbolos portadores en secuencia, en donde el émbolo portador más bajo 2232 se extiende primero; el émbolo portador intermedio 2230 se extiende luego para empujar material hacia abajo, al émbolo portador inferior 2232 por lo que se llena el espacio creado por el desplazamiento de dichos émbolos portadores; luego se retrae el émbolo portador inferior 2232 ; el émbolo portador superior 2228 luego se extiende para llenar el espacio en la parte posterior del émbolo portador intermedio 2230 ; el émbolo portador intermedio 2230 luego se retrae; material nuevo que cae desde el puerto de alimentación llena cualquier espacio en el émbolo portador superior 2228 y se retrae el émbolo portador superior 2228 . Todos estos movimientos se controlan automáticamente e independientemente mediante los medios del sistema de control en respuesta a los dados del sistema de instrumentación .

En referencia a la Figura 43, se implemento una estrategia de control de secuencia escalonada de émbolos portadores para facilitar el desplazamiento de los émbolos portadores, tal como se resume a continuación: el émbolo portador C 2232 se desplaza una distancia fija (con punto establecido ajustable) , lo cual crea un bolsillo al comienzo de la etapa C 2216; el émbolo portador B 2230 sigue en cuanto el émbolo portador C 2232 pasa una distancia de disparo (la distancia de disparo tiene un punto fijo establecido) . El émbolo portador B empuja/porta material para llenar inmediatamente el bolsillo al inicio de la etapa C 2216. El control por retroalimentación se realiza por golpe siempre que sea necesario bloquear el interruptor de nivel C 2217, o la mínima distancia de punto fijo si ya está bloqueado, o una máxima distancia de punto fijo si no hay bloqueo. Al mismo tiempo que el émbolo portador B 2230 llena el bolsillo al inicio de la etapa C 2216, crea un bolsillo al inicio de la etapa B 2230; el émbolo portador A 2228 sigue en cuanto el émbolo portador B 2230 pasa una distancia de disparo. El émbolo portador A 2228 empuja/porta material para llenar inmediatamente el bolsillo al inicio de la etapa B 2214. El control por retroalimentación se realiza por golpe siempre que sea necesario bloquear el interruptor de nivel B 2215, o la mínima distancia de punto fijo si ya está bloqueado, o una máxima distancia de punto fijo si no hay bloqueo. Al mismo tiempo que el émbolo portador A 2228 llena el bolsillo al inicio de la etapa B 2214, también crea un bolsillo al inicio de la etapa A 2212. Esto generalmente inicia la corrida del alimentador y llena el gasificador 2200 hasta que el interruptor de nivel A 2213 vuelve a estar bloqueado; todos los émbolos portadores revierten a la posición inicial simultáneamente. Se provee acceso al gasificador 2200 mediante un orificio en un extremo. Durante la operación está cerrado mediante una tapa sellable revestida con material refractario. También es posible otro acceso al retirar la caja de filtro de aire de la tercera etapa 2276. El residuo (por ejemplo carbón o cenizas) remanente después de la gasificación debe ser extraído del gasificador 2200 y pasado al sistema de acondicionamiento de residuos (RCS) 4220. A medida que se procesa el material y se desplaza dentro del gasificador 2200, el calor generado dentro de la pila puede causar la fusión, lo cual da como resultado la aglomeración del residuo. Se ha demostrado que el residuo aglomerado causa atascamiento en las salidas con puertos de volcar. A fin de asegurar que las aglomeraciones no creen atascamientos a la salida de la cámara de gasificación 2202, se usa una cinta transportadora sinfín 2209 para extraer el residuo de la cámara de gasificación 2202. El movimiento del émbolo portador empuja el residuo al sinfín extractor 2209 que empuja el residuo fuera de la cámara de gasificación 2202 y lo alimenta en un sistema de cinta transportadora dé residuo. La rotación del sinfín extractor 2209 rompe las aglomeraciones antes de que el residuo sea alimentado al sistema de cinta transportadora. Esta acción de ruptura es mejorada por aferramientos en el borde de los aleros del extractor sinfín. Para implementar el control del proceso se deben monitorear diversos parámetros dentro de la cámara de gasificación 2202. Por ejemplo, es necesario monitorear la temperatura en distintos puntos a lo largo de cada etapa y a varias alturas de cada etapa. Esto se logra mediante pares termoeléctricos que tienden a requerir ser reemplazadas durante la operación. A fin de lograr esto sin cerrar el proceso, cada par termoeléctrico se inserta en la cámara de gasificación 2202 mediante un tubo terminal sellado que luego se sella a la cápsula del recipiente. Este diseño permite usar pares termoeléctricos de alambre flexible que se procura sean más largas que el tubo de sellado, por lo que la unión (el punto sensor de temperatura) del par termoeléctrico está presionada contra el extremo del tubo sellado, a fin de asegurar una respuesta exacta y rápida al cambio de temperatura. El tubo sellado se sella a la cámara de gasificación 2202 y se mantiene mecánicamente en su lugar mediante una glándula de compresión, que también puede incluir un ajuste de saliente dentro de la cámara de gasificación 2202 . Para la medición de la temperatura dentro de la pila de MSW, el tubo sellado puede causar una retención de la pila cuando se requiere su desplazamiento. Para evitar este problema se ajusta el extremo del tubo sellado con un deflector que impide el bloqueo de la pila de MSW debido al tubo del par termoeléctrico. El gas residual producido en el gasificador 2200 luego se desplaza al sistema de reconstitución del gas (GRS) 3200 . El GRS 3200 está diseñado para satisfacer un amplio intervalo de requisitos: (a) proveer el volumen necesario para el tiempo de residencia de refinamiento del gas; (b) proveer aislamiento para la conservación de calor y la protección del recipiente exterior de acero; (c) proveer entradas para la adición de aire y vapor; (d) permitir el mezclado de los gases; (e) procesar los gases a alta temperatura mediante antorchas de plasma 3208 ; (f) proveer la instrumentación para monxtorear la composición de gas para el control del proceso y mejorar el rendimiento de la antorcha de plasma 3208 ; y (g) sacar el gas procesado a un intercambiador de calor corriente abajo 5200 . El sistema de reformulación de gas (GRS) 3200 provee un ambiente sellado con propiedades de montaje y conexión para el aire, el vapor, las antorchas de plasma 3208 y los mecanismos de manejo de las antorchas del proceso, la instrumentación y el escape del gas sintético de salida. Tal como se muestra en la Figura 46, el GRS 3200 comprende una cámara de reformulación 3202 sustancialmente de montaje vertical revestida de material refractario con forma cilindrica o símil tubería con una única estrada de gas residual 3204 con forma cónica a la cual se conecta el gasificador 2200 mediante un reborde de montaje 3214. El GRS 3200 tiene una relación entre longitud y diámetro de aproximadamente 3:1. El tiempo de residencia dentro del GRS 3200 es de 1,2 segundos. El GRS 3200 también comprende tres niveles de boquillas de aire de ubicación tangencial, dos antorchas de plasma 3208 de ubicación tangencial, seis puertos de par termoeléctrico, dos puertos de quemador, dos puertos transmisores de presión y varios puertos de reserva. Las altas temperaturas creadas en el GRS 3200 por las antorchas de plasma 3208 aseguran que las moléculas dentro del gas residual se desasocian en sus elementos constituyentes y luego se combinan para formar gas sintético. El gas sintético crudo caliente sale del GRS 3200 por la salida de gas sintético 3206. Tal como se mencionó con anterioridad, el GRS 3200 incorpora soportes para el revestimiento refractario. La principal propiedad de soporte para el material refractario es una serie de repisas 3222 alrededor del interior del GRS 3200. Durante la operación, estas repisas 3222 estarán a temperatura considerablemente superior que la cápsula de la cámara de reformulación 3202. En consecuencia, es necesario evitar residuos de calor por conducción al GRS 3200, mientras se permite la expansión diferencial. Además, las repisas 3222 deben poder soportar el considerable peso del material refractario. Estos requisitos son cumplidos al fabricar las repisas 3222 segmentadas con brechas de expansión entre los segmentos para permitir la expansión. Además, hay una brecha entre la repisa 3222 y la pared, a fin de evitar transferencia de calor. Para quitar el peso del material refractario, cada segmento de repisa es sostenido por varias escuadras de refuerzo soldadas a la pared, tal como se muestra en la Figura 47. La expansión a lo largo de la repisa 3222 en toda su longitud crearía estrés y posibles fallas en las escuadras de refuerzo, si se soldaran a las escuadras de refuerzo. Sin embargo, al apoyar las repisas 3222 sobre las escuadras de refuerzo sin soldarlas, la repisa 3222 puede expandirse libremente. A fin de mantener este segmento en la posición correcta, se suelda solo a las escuadras de refuerzo centrales, en donde la expansión es pequeña e incluso allí sólo se suelda la porción externa. Esto minimiza cualquier estrés sobre las escuadras de refuerzo y la potencial flexión de la repisa 3222.

La parte superior de la cámara de reformulación 3202 está recubierta por una tapa revestida con material refractario 3203 por lo que se crea un recinto sellado. Todo el GRS 3200 está revestido por una membrana interna resistente a alta temperatura para prevenir la corrosión por el gas residual no refinado. Se pinta en las superficies exteriores con una pintura termo-crómica para revelar las manchas calientes debidas a fallas del material refractario o a otras causas. El material refractario usado en un diseño de multicapas con una capa de alta densidad en el interior resiste altas temperaturas, la erosión y la corrosión presente en el GRS 3200. Por fuera del material de alta densidad hay un material de menor densidad con menores propiedades de resistencia pero mayor factor de aislamiento. Por fuera de esta capa se usa un material de placa de espuma de muy baja densidad con muy elevado factor de aislamiento, dado que no está expuesto a abrasión o erosión. La capa externa, entre la placa de espuma y la cápsula de acero del recipiente es un material de capa cerámico que provee una capa flexible que permite la expansión diferencial entre el material refractario sólido y la cápsula del recipiente. La expansión vertical del material refractario se provee mediante una capa refractaria compresible que separa secciones del material refractario no compresible. La capa compresible se protege de la erosión mediante un material refractario superpuesto pero extensible de alta densidad. Tal como se muestra en las Figuras 48 y 49, se inyecta aire a la corriente de gas residual mediante tres niveles de boquillas de aire que incluyen cuatro inyectores en el nivel inferior, y otros seis inyectores en el nivel superior, en donde tres inyectores están ligeramente más elevados que los otros tres, a fin de crear efectos de mezclado por inyección cruzada para lograr un mejor mezclado. La insuflación angular del aire en el GRS 3200, logrado mediante un deflector en la punta de la boquilla de entrada, también da por resultado un mejor mezclado a la vez que permite encuadrar las tuberías de entrada y los rebordes con la cámara de reformulación 3202. El mejor mezclado de los gases en el GRS 3200 permite una óptima refinación de gas sintético. Esto se logra al inducir una acción en remolino en la base de la cámara de reformulación 3202 al usar la velocidad de aire del proceso. Se inyecta aire en la corriente de gas residual a través de puertos de remolino 3212 a fin de crear un movimiento en remolino o turbulencia en la corriente de gas residual, por lo que se mezcla el gas residual y se crea un patrón de vórtice recirculante dentro del GRS 3200. Tal como se mencionó con anterioridad, el GRS 3200 también incluye dos antorchas de plasma 3208 montadas tangencialmente de 300kW, enfriadas con agua, con electrodo de cobre, NTAT, DC, montadas sobre un mecanismo deslizante. Las antorchas de plasma DC 3208 son impulsadas por una fuente de energía DC. Las pares termoeléctricos se ubican en distintas posiciones dentro del GRS 3200 a fin de asegurar que la temperatura del gas sintético se mantiene en aproximadamente 1000°C. Las antorchas de plasma 3208 requieren mantenimiento periódico y es más deseable que se reemplacen con el proceso en marcha. Tal como se mencionó con anterioridad, esta implementación utiliza dos antorchas 3208 en el GRS 3200 aunque estrictamente se requiere solo una para la operación. La remoción y el reemplazo de las antorchas de plasma 3208 deben hacerse en presencia de gas tóxico e inflamable a alta temperatura en el GRS 3200. Además, la antorcha 3208 también debe ser extraída en el caso de falla del sistema de refrigeración de la antorcha, para protegerla del calor en el GRS 3200. Estos desafíos se cubren al montar la antorcha 3208 sobre un mecanismo deslizante que puede desplazar la antorcha 3208 dentro y fuera de la cámara de reformulación. La antorcha 3208 se sella a la cámara de reformulación 3202 mediante una glándula se sellado. Esta glándula se sella contra una válvula de puerto, que a su vez se monta y sella sobre el recipiente. Para extraer una antorcha 3208, se saca de la cámara de reformulación 3202 mediante el mecanismo deslizante. El desplazamiento inicial del carril desactiva la fuente de energía de alto voltaje de la antorcha con fines de seguridad. La válvula del puerto se cierra automáticamente cuando la antorcha 3208 se retrae más allá de la válvula y se detiene la circulación de refrigerante. Se desconectan las mangueras y el cable de la antorcha 3208, se libera la glándula de la válvula del puerto y se levanta la antorcha 3208 mediante una polea. El reemplazo de una antorcha 3208 se lleva a cabo por el procedimiento inverso al anterior; el mecanismo deslizante se puede ajustar para permitir variar la profundidad de inserción de la antorcha 3208. A los fines de simplicidad y seguridad, todas las operaciones anteriores, salvo el cierre de la válvula del puerto se realizan manualmente. La válvula del puerto se opera mecánicamente para que la operación sea automática. Se usa un activador neumático para retirar automáticamente la antorcha en el caso de falla del sistema ref igerante. El aire comprimido para operar el activador se provee de un depósito de aire especial por lo que siempre hay energía disponible, incluso en el caso de falla de energía eléctrica. El mismo depósito de aire provee el aire para la válvula del puerto. Se usa una cubierta con cierre eléctrico como ulterior característica de seguridad para impedir el acceso a las conexiones de alto voltaje de las antorchas. Sistema de acondicionamiento de residuos El residuo remanente después de la gasificación se debe transformar en inerte y usable antes de su disposición. Esto se lleva a cabo al extraerlo del gasificador 2200 hacia una cámara de acondicionamiento de residuo (RCC) 4220 con base de plasma, su fusión y transformación en una escoria vitrea inerte 4203, el enfriado y trituración de la escoria 4203 en gránulos mediante un tanque de atemperado 4240 antes de transferirlo a una pila de escoria 4204 listo para su remoción del sitio. El subproducto final es adecuado para el uso como relleno de caminos o fabricación de concreto. Tal como se mencionó con anterioridad, el desplazamiento del residuo desde el gasificador 2200 se complica por la posibilidad de aglomeración causada debido al calor generado dentro de la pila. Este problema se soluciona al usar una cinta transportadora de tipo sinfín 2209 en el extremo de salida del gasificador 2200. La cinta transportadora tiene bordes aserrados en las aletas del sinfín para romper cualquier material aglomerado. El residuo luego se lleva al RCC 4220 mediante un sistema de una cinta transportadora principal 4210 que comprende una serie de cintas transportadoras sinfín. Este sistema de cintas transportadoras 4210 también lleva el residuo desde el filtro de cámara de empaque GCS 6230 corriente abajo y lo pasa al RCC 4220. A fin de minimizar la cantidad de puertos de entada del RCC 4220, el residuo proveniente de todas las fuentes se combina antes de su introducción al RCC 4220. Esto evita aumentar de tamaño el RCC 4220 para adaptarse a múltiples fuentes de alimentación. También se puede agregar una fuente de residuo adicional. A fin de que continúe la gasificación durante el periodo ocioso de RCC 4220 se puede derivar el residuo, en cuyo caso se debe reintroducir en el sistema de alimentación de RCC. El esquema global del sistema de acondicionamiento de residuos se muestra en la Figura 52. Tal como se muestra en la Figura 54, el residuo se vuelca al RCC 4220, en donde se acumula en un depósito 4222 cuya profundidad está determinada por la altura de una esclusa 4224, y es sometido a calentamiento mediante una antorcha de plasma 4230. A medida que asciende el nivel de la escoria fundida dentro del depósito 4222 pasa a la esclusa 4224, y se vuelca en un tanque de atemperado 4240. El tanque de agua 4240 asegura que el RCC 4220 está sellado a la atmósfera. Todo metal que no haya sido extraído durante la etapa del sistema de manejo de MS se transfiere al RCC 4220 y no necesariamente se fundirá con la temperatura normal de vitrificación de la escoria. En consecuencia, el crisol se podría obturar con metal debido a su mayor densidad respecto de la escoria fundida. Para evitarlo, periódicamente se eleva la temperatura de RCC para fundir cualquier metal y los metales fundidos se retiran del fondo del crisol. Debido a las muy altas temperaturas necesarias para fundir el residuo y particularmente los metales constituyentes, el material refractario se somete a demandas operativas muy severas. Estas incluyen corrosión y erosión, particularmente en la linea de agua de la escoria, además de la alta temperatura. El material refractario también . debe proveer buen aislamiento para conservar el calor y el RCC 4220 debe ser tan pequeño como sea posible. El material refractario se selecciona para proveer un revestimiento interno de muy alta resistencia al calor, la corrosión y la erosión. Las capas de material refractario fuera del revestimiento luego se seleccionan para su mayor aislamiento. Se prevé que el material refractario del crisol requerirá en particular mantenimiento periódico. A fin de permitirlo, se puede retirar el fondo del RCC con crisol sin alterar las conexiones al RCC. Esto se logra al suspender el RCC desde su estructura de soporte 4270 en lugar de colocarlo sobre una estructure, tal como se muestra en la Figura 57. En consecuencia, la porción inferior del RCC con el crisol se puede retirar desde la parte superior sin tener que desconectar las conexiones. Además se puede retirar todo el RCC al desconectar las conexiones y bajarlo. Esto evita la necesidad de levantar la cinta transportadora 4260 y sacar la tubería . Cuando la escoria fundida cae dentro del tanque de atemperado 4240 se enfría y se desagrega en forma granular. Luego, una cinta transportadora de escoria 4260 extrae la escoria granular 4203 del atemperado 4240 y lo coloca en una pila de depósito 4204 para su disposición o uso ulterior, tal como se muestra en la Figura 56. El puerto de volcado de la escoria está sellado al ambiente mediante una trampa de agua que consiste en una cubierta sellada al RCC 4220 en la parte superior y con su borde inferior sumergido en el medio de . atemperado. El mismo medio de atemperado sella la cinta transportadora de escoria 4260 respecto del RCC 4220. Los gases producidos en el RCC 4220 se tratan de modo similar a los gases producidos en el convertidor 1200. El gas residual sale del RCC 4220 por la salida de gas 4228 y se dirige a un acondicionador de gas residual (RGCS) 4250. Es sometido a una etapa de pre-enfriado en un intercambiador de calor aire-gas indirecto 4252 antes de pasar a través de un ¦ filtro de cámara de empaque 4254 que extrae partículas y contaminantes de metales pesados. El gas residual luego se enfría mediante un segundo intercambiador de calor 4256 antes de pasar a través de un lecho de carbón activado 4258 para la ulterior extracción de metales pesados y material compuesto en partículas. El gas residual limpio y acondicionado se deriva de vuelta al GCS corriente abajo 6200 para volver a alimentar la corriente gas sintético del convertidor 1200. El gas sintético crudo sale del convertidor 1200 y pasa a través de un intercambiador de calor gas sintético-aire (HX) 5200 en donde el calor es transferido de la corriente de gas sintético a una corriente de aire. En consecuencia, el gas sintético se enfria mientras que la corriente de aire caliente obtenida se realimenta ' al convertidor 1200 como aire procesado. El gas sintético enfriado luego fluye en un sistema de acondicionamiento de gas (GCS) 6200, en donde el gas sintético se enfria más y se limpia de partículas, metales y gases ácidos en secuencia. El gas sintético limpio y acondicionado (con la humedad deseada) se almacena en el HC gas sintético 7230 antes de ser alimentado al motor de gas 9260 en donde se genera la electricidad. Las funciones de los componentes principales (equipos) en el sistema después del convertidor 1200 y RCS 4200 se reseñan en la Tabla I, en la secuencia de procesamiento de gas sintético. Tabla 1 Etapas después del convertidor 1200 y RCS 4200 Subsistema o equipo Punción Principal Intercambiador de calor 5200 Enfría el gas sintético y recupera calor sensible Refrigerante por evaporación 6210 Enfría aun más el gas sintético antes de la cámara de empaque Sistema de inyección en seco 6220 Adsorción de metales pesados Cámara de empaque 6230 Recolección de partículas o polvo Depurador HCL 6240 Remoción de HC1 y enfriado/acondicionamiento de gas sintético Lecho de filtro de carbono 6260 Ulterior remoción de mercurio Sistema de remoción de H2S 6270 Remoción de H2S y recuperación de azufre elemental RGCS 4250 Limpieza y enfriado de gas residual en RCC Depósito de gas sintético 7230 Depósito y homogenización de gas sintético Enfriador 7210; Separador de Control de humedad gas/liquido 7220 Motores de gas 9260 Impulsor primario para la generación de electricidad Chimeneas 9299 Quema de gas sintético durante el arranque Intercambiador de cal r de gas sintético a aire (recuperador) El gas sintético de salida que abandona GRS 3200 está a temperatura de aproximadamente 900°C a 1100°C. A fin de recuperar la energía calórica del gas sintético, el gas sintético crudo que sale del GRS 3200 se envía a un intercambiador de calor gas sintético-aire (HX) 5200 de tipo tubo. El aire ingresa al HX 5200 temperatura ambiente, es decir, de aproximadamente -30 a aproximadamente 40°C. El aire se hace circular mediante fuelles de aire 5210, e ingresa al HX 5200 a una tasa de entre 1000 Nm3/h a 5150 Nm3/h, generalmente a una tasa de aproximadamente 4300 Nm3/h. El gas sintético fluye verticalmente a través del lateral del tubo 5202 y el aire fluye en sentido antihorario a través del lateral de la cápsula 5206. La temperatura del gas sintético se reduce de 1000°C entre 500°C y 800°C, (de preferencia aproximadamente 740°C) mientras que la temperatura del aire aumenta de temperatura ambiente a entre 500°C y 625°C (de preferencias aproximadamente 600°C) . El aire de intercambio calentado se recircula en el convertidor 1200 para gasificación. El HX 5200 está diseñado específicamente para alto nivel de partículas en el gas sintético. Las direcciones del flujo del gas sintético y el aire están diseñados para minimizar las superficies de acumulación o erosión por la material compuesto en partículas. Además, las velocidades de gas están diseñadas para ser lo suficientemente elevadas para auto-limpiarse con mínima erosión. Debido a la significativa diferencia de temperatura entre el aire y el gas sintético, cada tubo 5220 de HX 5200 tiene su propio mínimo de expansión individual 5222. Esto es esencial para evitar la ruptura del tubo, lo cual puede ser extremadamente peligroso dado que el aire entraría a la mezcla de gas sintético. La posibilidad de ruptura del tubo es alta cuando un tubo se obtura y en consecuencia ya no se expande/contrae con el resto del haz de tubos. Múltiples transmisores de temperatura se colocan en la salida de la caja de gas del intercambiador de calor gas-aire 5200. Estos se usan para detectar cualquier posible aumento de temperatura que ocurre debido a la combustión en el caso de filtración de aire al gas sintético. El soplador de aire 5210 se cierra automáticamente en tal caso. El material para los tubos de gas en HX 5210 se debe seleccionar con cuidado para asegurar que no hay problemas de corrosión, debido a las cuestiones sobre contenido de azufre en el gas sintético y a su reacción a altas temperaturas. En nuestra implementación, se seleccionó la aleación 625.

Sistema de acondicionamiento de gas (GCS) En general, un sistema de acondicionamiento de gas (GCS) 6200 se refiere a una serie de etapas que convierten el gas sintético crudo obtenido después del intercambiador de calor 5200 en una forma adecuada para las aplicaciones finales corriente abajo. En nuestra implementación, el GCS 6200 se puede dividir en dos etapas principales. Etapa 1 comprende: (a) un refrigerante por evaporación (atemperado en seco) 6210; (b) un sistema de inyección en seco 6220; y (c) un filtro de cámara de empaque (usado para extracción de material compuesto en partículas/metal pesado) 6230. Etapa 2 comprende (d) un depurador de HC1 6240; (e) un soplador de gas sintético (gas de proceso) 6250; (f) un lecho de filtro de carbono (pulidor de mercurio) 6260; (g) un sistema de remoción de H2S (azufre) 6270; y (h) control de humedad mediante un refrigerante 7210 y separador gas/liquido 7220. El intercambiador de calor 5200 antes de GCS 6200 en ocasiones se considera parte de la Etapa 1 de GCS 6200. El soplador de gas sintético (gas de proceso) 6250 generalmente incluye un refrigerante de gas 6252 que en ocasiones se menciona por separado en la Etapa 2 de GCS 6200. Además, el control de humedad mencionado aqui como parte de la Etapa 2 GCS 6200 a menudo se considera parte del sistema de regulación de gas sintético 7200 más corriente abajo del GCS 6200. La Figura 59 muestra un diagrama de bloque del GCS 6200 implementado en nuestro sistema. Esto también es un ejemplo de proceso convergente en el cual el GCS 6200 se integra con el RGCS 4250. La Figura 60 muestra una vista de la disposición del GCS. Después del enfriado inicial en el intercambiador de calor 5200, el gas sintético de entrada se enfria por atemperado en seco, lo cual reduce la temperatura del gas sintético y también previene la condensación. Esto se logra mediante una torre de re rigeración por evaporación (también conocido como ^atemperado en seco' ) 6210 por inyección directa de agua a la corriente de gas en forma controlada (saturación adiabática) . El agua se atomiza antes de ser rociado concurrentemente a la corriente de gas sintético. Dado que no hay liquido presente en el enfriado, el proceso también se denomina atemperado en seco. Cuando se evapora el agua, absorbe el calor sensible del gas sintético, y asi reduce su temperatura de 740 °C entre 150 °C y 300 °C (generalmente de aproximadamente 250°C) . Se agregan controles para asegurar que no hay agua en el gas de salida. La humedad relativa a la temperatura del gas de salida es, en consecuencia, aun inferior al 100%. Una vez que la corriente de gas sale de la torre de refrigeración por evaporación 6210, se inyecta neumáticamente carbón activado, almacenado en una tolva, en la corriente de gas. El carbón activado tiene muy elevada porosidad, una característica que conduce a la adsorción superficial de grandes especies moleculares tales como mercurio y dioxina.

En consecuencia, la mayoría de los metales pesados (cadmio, plomo, mercurio, etc.) y otros contaminantes de la corriente de gas se adsorben sobre la superficie de carbón activado. Los gránulos de carbón utilizados se juntan en la cámara de empaque 6230 y se reciclan en el RCS 4200 para ulterior recuperación de energía tal como se describe en el paso siguiente. Para obtener una adsorción eficiente, es necesario asegurar que el gas sintético tiene tiempo de residencia suficiente en esta etapa. Otros materiales tales como feldespato, hidróxido de calcio, y otros absorbentes también se pueden usar en lugar de o además de carbón activado en esta etapa de inyección en seco 6220 para capturar metales pesados y alquitranes en la corriente de gas sintético sin bloquearla . Luego se extrae la material compuesto en partículas y el carbón activado con metal pesado sobre su superficie de la corriente gas sintético en la cámara de empaque 6230, con eficiencia extremadamente elevada. Los parámetros operativos se ajustan, a fin de evitar condensación de vapor de agua. Toda la material compuesto en partículas extraída de la corriente gas sintético forma una torta de filtrado que aumenta aún más la eficiencia de la cámara de empaque 6230. Por lo que mientras que las bolsas con cubierta nueva tienen una eficiencia de extracción del 99.5%, la cámara de empaque 6230 generalmente está diseñado para una eficiencia del 99,9 % de extracción de material compuesto en partículas. La cámara de empaque 6230 emplea bolsas de fibra de vidrio revestidas, bolsas de vidrio no revestidas o bolsas de basalto P84 y opera a una temperatura de entre 200°C y 260°C. Cuando la caída de presión a través de la cámara de empaque 6230 aumenta hasta cierto límite prefijado, se usan inyecciones de pulsos de nitrógeno para limpiar las bolsas. Se prefiere nitrógeno a aire por razones de seguridad. El residuo que cae desde la superficie exterior de las bolsas se junta en la tolva inferior y se envía al convertidor de residuos 4200 para su ulterior conversión o disposición. Se pueden usar reactivos especiales para absorber los compuestos hidrocarbonados de alto peso molecular (alquitranes) a fin de proteger la cámara de empaque 6230. Las Figuras 63 y 62 muestran el esquema y el diseño de la cámara de empaque respectivamente . La cámara de empaque utiliza filtros cilindricos que no requieren soporte. Una típica especificación operativa de la cámara de empaque 6230 (suponiendo que la entrada es ceniza volátil con metales pesados) es la siguiente: Diseño de velocidad de flujo de gas- 9500 Nm3/h Carga de polvo - 7.4 g/Nm3 Cadmio - 2.9 mg/Nm3 Plomo - 106.0 mg/Nm3 Mercurio - 1.3mg/Nm3 Salida garantizada de sistema de filtración: Material en partículas - Ilmg/Nm3 (aprox. 99.9% de extracción) Cadmio - 15 g/Nm3 (aprox. 99.65% de extracción) Plomo - 159 yg/Nm3 (aprox. 99.9% de extracción) Mercurio - 190 µg/Nm3 (aprox. 90% de extracción) La cantidad de residuo contaminado con metales pesados que sale de la cámara de empaque 6230 es grande. En consecuencia, tal como se muestra en la Figura 59, este residuo se envía al RCC 4220 con base de plasma para la conversión en escoria vitrea 4203. La corriente de gas secundario creada en el RCC 4220 luego se trata en un acondicionador separado de gas residual (RGCS) 4250 con los siguientes procesos de la Etapa: enfriado en un intercambiador de calor indirecto aire-gas 4252 y extracción de material compuesto en partículas y metales pesados en un recinto de bolsa 4254 más pequeño. El recinto de bolsa más pequeño 4254 tiene por función tratar la corriente de gas secundario generado en el RCC 4220. Tal como se muestra en la Figura 59, las etapas adicionales realizadas en el RGCS 4250 incluyen enfriado ulterior del gas mediante un refrigerante de gas 4256 , y extracción de metales pesados y material compuesto en partículas en un lecho de carbono 4258 . La corriente de gas sintético secundario procesado luego se deriva de regreso al GCS 6200 para retroalimentar la corriente de entrada primaria antes del filtro de cámara de empaque 6230 . La cantidad de residuo extraída de la cámara de empaque 4254 del RGCS 4250 es significativamente inferior comparada con la cámara de empaque 6230 del GCS 6200 . La cámara de empaque pequeño 4254 actúa como purga para los metales pesados. La cantidad de metales pesados purgada del RGCS 4250 variará según la composición de alimento de MSW. Se requiere una purga periódica para desplazar este material a la disposición de residuos peligrosos, cuando los metales pesados se acumulan hasta un límite específico. continuación se muestra una típica especificación de diseño de una cámara de empaque más pequeña RGCS 4254 , nuevamente suponiendo que la entrada son cenizas volátiles con metales pesados: Diseño de velocidad de flujo de gas- 150 Nm3/h Carga de polvo 50g/Nm3 Cadmio 440mg/ Nm3 Plomo 16.6 mg/Nm3 Mercurio 175 mg/ Nm3 Salida garantizada de sistema de filtración: Material compuesto en partículas - 10 mg/Nm3 (aproximadamente 99.99% de extracción) Cadmio - 13 pg/Nm3 (aproximadamente .99.997% de extracción) Plomo - 166 µ?/???3 (aproximadamente 99.999% de extracción) Mercurio - 175 µ?/??t?3 (aproximadamente 99.9% de extracción) El GCS 6200 puede comprender sistemas de retroalimentación directa e indirecta o de monitoreo. En nuestra implementación, ambos filtros de cámara de empaque GCS y RGCS tienen un sensor de polvo a la salida (monitoreo directo) para notificar sobre la ruptura de una bolsa. Si ocurre una ruptura de bolsa, se cierra el sistema por mantenimiento. Opcionalmente, la corriente de agua del depurador de HCl 6240 se puede analizar al inicio para confirmar la eficiencia de extracción de material compuesto en partículas. La corriente de gas sintético libre de partículas que sale de la cámara de empaque 6230 se depura en torres empaquetadas mediante, solución alcalina de recirculación para extraer cualquier HCl presente. Este depurador de HCl 6240 también provee suficiente superficie de contacto para enfriar el gas a aproximadamente 35°C. Se usa un filtro de lecho de carbono 6260 para separar la solución líquida de los posibles contaminantes solubles en agua, tales como metales, HCN, amoniaco, etc. El depurador de HCl 6240 está diseñado para mantener la concentración de HCl de salida en aproximadamente 5ppm. El residuo de corriente de agua de sangrado se envía a un tanque de depósito de agua residual 6244 para su disposición. Para consideraciones metalúrgicas, el depurador de HCl 6240 se ubica corriente arriba del soplador de gas 6250. Un ejemplo de diagrama esquemático de un depurador de HCl 6240 incluso los componentes asociados tales como intercambiadores de calor 6242 se muestra en la Figura 64. La Figura 65 muestra un ejemplo de sistema para reunir y almacenar agua residual del GCS 6200. Se agrega un lecho de carbono 6245 al soplador de agua para eliminar alquitranes y metales pesados del agua residual. Las especificaciones típicas del depurador de HCl 6240 son las siguientes: Diseño de velocidad de flujo de gas - 9500 Nm3/h Entrada normal/carga máxima de HCl al depurador - 0.16%/0.29% Concentración de salida de HCl - 5 ppm Tras la remoción de HCl se emplea un soplador de gas 6250 que provee la fuerza impulsora para el gas a través de todo el sistema 120 desde el convertidor 1200 hasta el motor de gas 9260 corriente abajo. El soplador 6250 se ubica corriente arriba del pulidor de mercurio 6260 dado que este último tiene mejor eficiencia de extracción de mercurio bajo presión. Esto también reduces el tamaño del pulidor de mercurio 6260. La Figura 29 muestra un esquema de todo el sistema 120 y la posición del soplador del gas del proceso 6250. El soplador 6250 está diseñado para usar todas las caídas de presión de diseño del recipiente corriente arriba. También está diseñado para proveer la presión requerida para las pérdidas de presión del equipo corriente abajo hasta tener una presión final de aproximadamente calibre 0.14763 kg/cm2 a 0.2109 kg/cm2 (-2.1 a 3.0 psig (generalmente calibre 0.17575 kg/cm2 (3.5 psig)) en HC 7230. Dado que el gas se presuriza cuando para a través del soplador 6250, su temperatura asciende a aproximadamente 77°C. Se usa un refrigerante de gas incorporado 6252 para reducir la temperatura nuevamente a 35°C, dado que la máxima temperatura de operación del sistema de extracción de H2S 6270 es de aproximadamente 0°C. Se usa un filtro de lecho de carbono 6260 como dispositivo de pulido final para cualquier metal pesado remanente en la corriente de gas sintético. Su eficiencia mejora cuando el sistema está bajo presión en lugar del vacío, está a menor temperatura, el gas está saturado, y cuando se extrae HC1 para que no deteriore el carbono. Este proceso también es capaz de absorber otros contaminantes orgánicos, tales como dioxinas de la corriente de gas sintético si está presente. El filtro de lecho de carbono 6260 está diseñado para una eficiencia de extracción de mercurio superior al 99%. El rendimiento de este sistema se mide mediante el análisis periódico de mercurio en el gas. Se hacen correcciones al modificar la tasa de alimentación de carbono y monitorear la calda de presión a través del pulidor 6260 , y al analizar la eficiencia del lecho de carbono por muestreo. Una típica especificación para el filtro de lecho de carbono 6260 es la siguiente: Diseño de velocidad de flujo de gas - 9500 Nm3/h Carga normal/máxima de mercurio - 190 µg/Nm3/l .3mg/Nm3 Vida del lecho de carbono - 3-5 años Salida garantizada de mercurio del lecho de carbono - 19 pg/Nm3 (99%) El sistema de extracción de H2S 6270 se base en la limitación de la emisión de S02 reseñada en las líneas de la guía A7 del Ministerio del Ambiente, Ontario, Canadá, que establece que los gas sintético usados como combustibles en el motor de gas producirán una emisión de S02 inferior a 15ppm. El sistema de extracción de H2S 6270 fue diseñado para una concentración de salida de H2S de aproximadamente 20ppm. La Figura 66 muestra el detalle del sistema de extracción de H2S 6270 .

La tecnología de paquete biológico de cápsula se selecciona de la extracción de H2S 6270. Esta técnica consiste en dos etapas: primero, el gas sintético del filtro de lecho de carbono 6260 pasa a través de un depurador 6272 en donde se extrae H2S del gas sintético por recirculación de una solución alcalina. Luego, la solución que contiene azufre se envía a un biorreactor 6274 para la regeneración de la alcalinidad, la oxidación de sulfuro en azufre elemental, la filtración de azufre, la esterilización de azufre y la corriente de sangrado para cumplir . con los requisitos reguladores. El sistema de extracción de H2S 6270 está diseñado para 20 ppm de concentración de salida de H2S. Se utilizan bacterias Thiobacillus en el biorreactor 6274 para convertir sulfuros en azufre elemental por oxidación con aire. Un sistema de control 8200 controla la velocidad de flujo del aire al biorreactor para mantener la existencia de azufre en el sistema. Una corriente del biorreactor 6274 se filtra mediante un filtro prensa 6276. El filtrado del filtro prensa 6276 se reenvía al proceso, una pequeña corriente de este filtrado se envía como corriente de sangrado líquido. Hay dos fuentes de descarga; una descarga sólida- azufre con algo de biomasa y una descarga líquida -agua con sulfato, carbonato y algo de biomasa. Ambas corrientes se esterilizan antes de la disposición final.

Una especificación típica para el sistema de extracción de H2S 6270 es el siguiente: Diseño de velocidad de flujo de gas - 8500 Nm3/h Carga normal / Máxima de H2S - 353 ppm/666 ppm Salida garantizada de H2S del sistema - 20ppm Después de la extracción de H2S se usar un refrigerante 7210 para condensar el agua del gas sintético y recalentarlo a una temperatura adecuada para el uso en el motor de gas 9260. El refrigerante 7210 sub-enfría el gas de 35°C a 26°C. El agua condensada de la corriente de gas de entrada se extrae mediante un separador gas/líquido 7220. Esto asegura que el gas tiene una humedad relativa del 80% una vez recalentado a 40°C (requisito del motor) después de que el depósito de gas anterior haya sido enviado al motor de gas 9260. La siguiente tabla muestra las principales especificaciones de todo el GCS 6200: Torre de atemperado 6210 gas atemperado de 740°C a 200°C en 2 s de tiempo de residencia Inyección en Seco 6220 90% de eficiencia de extracción de mercurio Filtro de cámara de 99.9% de eficiencia de extracción empaque 6230 de partículas 99.65% de eficiencia de extracción de cadmio 99.9% de eficiencia de extracción de plomo Depurador de HCl 6240 99.8 % de eficiencia de extracción de HCl Soplador de Gas 6250 Cero filtración del sello del soplador rotatorio Refrigerante de Gas 6252 0.5 MBtu/h carga refrigerante Filtro de lecho de 99% de eficiencia de extracción carbono 6260 de mercurio Depurador de H2S 6270 H2S en la salida del depurador- 20 ppm Biorreactor 6274 Máxima eficiencia de regeneración con mínimo insuflado Filtro prensa 6276 2 días de capacidad de extracción de azufre Cámara de homogenización 2 min de capacidad de depósito de 7230 gas Tal como se observó con anterioridad, el GCS 6200 convierte un gas de entrada en un gas de salida de características deseadas. La Figura 59 describe un diagrama general del proceso de flujo de este sistema GCS 6200 que se integra con un sistema de plasma de gasificación y aplicación corriente abajo. Aquí, la corriente secundaria de gas generada en el RCS 4200 se alimenta en el GCS 6200.

El acondicionador de gas residual (RGCS) Tal como se mencionó con anterioridad, el residuo de la cámara de empaque GCS 6230 que puede contener carbón activado y metales se purga periódicamente con nitrógeno y se traslada al RCC 4220, donde se vitrifica. El gas que sale del RCC 4220 se dirige a través de una cámara de empaque 4254 de acondicionador de gas residual (RGCS, por sus siglas en inglés) 4250 para extraer partículas y se enfría mediante un intercambiador de calor 4256 antes de ingresar en un lecho de carbón activado 4258. La cámara de empaque 4254 también se purga periódicamente sobre la base de caídas de presión a través del sistema. El residuo reunido en la cámara de empaque RGCS 4254 se dispone por medios adecuados . El gas combustible que sale del RGCS 4250 como corriente de gas secundaria se reenvía al sistema GCS principal 6200 para utilizar totalmente la energía recuperada. Sistema de regulación de gas sintético El gas sintético limpio y enfriado del GCS 6200 ingresa a un sistema de regulación gas sintético 7200 diseñado (SRS) para asegurar que el gas sintético que fluye al motor de gas corriente abajo 9260 tiene calidad de gas consistente. El SRS 7200 sirve para suavizar variaciones cortas de la composición del gas (principalmente su bajo valor de calentamiento-LHV) y su presión. Cuando el motor de gas corriente abajo 9260 continúa su marcha y produce electricidad incluso con variaciones cortas del LHV o de presión del gas sintético, se puede desviar de sus limites de emisión umbral debido a la mala combustión o baja relación de combustible a aire. El SRS 7200 comprende un refrigerante 7210, un separador gas/liquido 7220 y una cámara de homogenización (HC) 7230. El gas se calienta en la salida del depósito de gas antes del motor de gas 9260 para alcanzar los requisitos de temperatura del motor. Se dispone de dos tipos de cámara de homogenización (HC) : una HC de volumen fijo y una HC de volumen variable. Esta última generalmente es más útil para reducir fluctuaciones de flujo y presión, mientras que el primero es más útil para reducir fluctuaciones LHV. Las fluctuaciones LHV son más notables en nuestra aplicación debido a la naturaleza de la materia prima MSW. Un HC de volumen fijo generalmente también es más confiable que el volumen variable en términos de construcción y mantenimiento. La Figura 68 muestra el esquema de la cámara de homogenización (HC) 7230 usada en esta implementación. Está diseñada para mantener aproximadamente 2 minutos de flujo de gas sintético. Este tiempo de retención cubre las normas garantizadas del motor de gas sobre especificaciones de fluctuación de LHV de aproximadamente el 1% de fluctuación LHV/30 s. El tiempo de residencia hasta el analizador de gas 8130 generalmente es de aproximadamente 30 s (incluso análisis y retroalimentación) . La máxima fluctuación LHV generalmente es de aproximadamente 10%. En consecuencia, como promedio y para obtener 3% de fluctuación LHV, se necesita >1.5 min de depósito. El depósito de 2 min permite cierto margen . El HC 7230 se opera en un intervalo de un calibre de 0.15466 a 0.2109 kg/cm2 (2.2 a 3.0 psig) hasta cubrir las especificaciones de combustible del motor de gas corriente abajo 9260. La presión- de gas de salida se mantiene constante con una válvula de control de presión. El HC 7230 está diseñado para una presión máxima de calibre 0.3515 kg/cm2 (5 psig) y se instala una válvula aliviadora para manejar escenarios de sobrepresion inusuales. El tiempo de retención de 2 min del HC 7230 también provee suficiente depósito para reducir fluctuaciones de presión. Para nuestro diseño, la fluctuación de presión permitida para el motor de gas 9260 es de 0.101 kg/cm2/s (0.145 PSI/s) . En el caso de una falla del motor de gas corriente abajo 9260, se puede requerir un regulador (según el tiempo de respuesta del sistema de control y 30-35 s de tiempo de residencia de gas) para proveer tiempo para desacelerar el proceso o flamear el exceso de gas. La típica velocidad de flujo de gas sintético en el HC 7230 es de -8400 Nm3/h. En consecuencia, para un tiempo de retención de 2 min, el volumen de HC debe ser de aproximadamente 280 m3. El HC 7230 está libre y se ubica afuera, donde puede estar expuesto a " nieve, lluvia y viento. En consecuencia, las dimensiones del HC 7230 están diseñadas a mantener los requisitos mecánicos de los motores. Su estructura de soporte 7232 hace interfaz con una fundación de concreto . Dado que se condensa algo de agua del gas sintético, se incluye una boquilla de drenaje inferior en el diseño del HC 7230. Para contribuir al drenaje del HC 7230, su base se diseña intencionalmente no plana, sino con base cónica con una falda. Se usa tubería de drenaje de trazas/aislada para formar el reborde de drenaje. Dado que el agua dentro del HC 7230 debe drenar por gravedad hasta el drenaje del piso, el HC 7230 se debe mantener ligeramente elevado . El HC 7230 está diseñado para cumplir los siguientes requisitos de diseño.

Temperatura normal/máxima de 35°C/40°C entrada Presión normal/máxima Calibre operativa "0.08436/0.2109 Kg/cm2 (1.2 psig/3.0 psig) Velocidad de flujo de entrada 7000 Nm3/h/8400 de gas normal/máxima Nm3/h Velocidad de flujo de salida 7000 Nm3/n/8400 de gas normal/máxima Nm3/h Humedad relativa 60% - 100% Volumen de depósito 290 m3 Temperatura de diseño mecánico -40°C a 50°C Presión de diseño mecánico Calibre 0.3515 kg/cm2 (5.0 psig) Para el material usado para el HC 7230 se deben tener en cuenta los requisitos de diseño mecánico anteriores y la típica composición de gas dada a continuación. La corrosión es un problema particular debido a la presencia de agua, HC1, y H2S.

N2 47.09% co2 7.44% H2S 20 ppm H20 3.43% CO 18.88% H2 21.13% CH4 0.03% HC1 5 ppm Se proveen las siguientes aberturas en el HC 7230: Un agujero de 36" cerca de la base para acceso; Un reborde de 6" en la parte superior para aliviar; Un reborde de 16" en la cápsula para entrada de gas, Un reborde de 16" en la cápsula para la salida de gas , Seis rebordes de 1" en la cápsula (2 para presión, 1 para temperatura y 3 de reserva) ; Un reborde de 2" en la parte inferior de HC (drenaj e) ; y Un reborde de 1" en el cono inferior para el interruptor de niveles. Además de satisfacer los requisitos de diseño, HC 7230 también provee: Aberturas, cubiertas de agujeros de acceso, y rebordes ciegos para todas las boquillas de reserva. Una escalera para permitir el acceso seguro, (por ejemplo con rieles) hasta el techo y la válvula de alivio. Ganchos elevadores requeridos y turcas de anclaje. Una pared circundante de concreto. Cubiertas internas y externas de HC 7230, si se requiere . Aislamiento y trazado de calor en la parte inferior del HC 7230. Losa de concreto como soporte. El diseño de motor de gas 9260 requiere que el gas de entrada tenga un intervalo de composición especifico con una humedad relativa especifica. En consecuencia, el gas limpio que sale del depurador de H2S 6270 se sub-enfria de 35°C a 26 °C mediante un refrigerante 7210. El agua que se forma por condensación de la corriente de gas se extrae mediante el separador gas/liquido 7220. Esto asegura que el gas sintético tiene una humedad relativa del 80% una vez recalentado a 40 C, un requisito típico para el motor de gas 9260. Se usa un soplador de gas 6250 para extraer gas sintético del sistema al proveer adecuada succión por todo el equipo y tuberías según las especificaciones siguientes. El diseño del soplador se basó en la buena práctica de motores y todos los códigos, estándares y pautas provinciales y nacionales, y de la OSHA aplicables. La operación del soplador 6250 era de aproximadamente 600 Volt, 3 fases y 60 Hz. El soplador de gas 6250 se diseñó para cubrir los siguientes requisitos funcionales. temperatura de entrada de gas 35 C Presión normal de succión de gas Calibre de 0.0703 kg/cm2 (1.0 psig) velocidad de flujo normal de gas 7200 Nm3/h velocidad de flujo máximo de gas 9300 Nm3/h Temperatura máxima de succión de gas 40C Presión normal de descarga Calibre de 0.2109 kg/cm2 (3.0 psig) Temperatura normal de descarga (después del <35 C refrigerante de gas) Presión de diseño mecánico Calibre de 0.3515 kg/cm2 (5.0 psig) Humedad relativa del gas en la entrada del 100% soplador Peso molecular del gas 23.3 Temperatura de la provisión del agua refrigerante 29.5 C (refrigerante de gas producto) Temperatura máxima aceptable de descarga de gas 40 C (después del refrigerante gas producto) Tasa de falla 10% La típica composición de gas (base húmeda) obtenida es la siguiente: Dado que el gas sintético es inflamable y crea una mezcla explosiva con aire, el soplador 6250 se configura de manera tal que hay un ingreso mínimo o nulo de aire desde la atmósfera, y mínima a ninguna filtración de gas a la atmósfera. Todos los fluidos de servicio, es decir, purgados de sellado se realizan con nitrógeno y se usa un sello sin filtraciones. Se emplean avanzados sistemas de detección de filtraciones para monitorear filtraciones en ambas direcciones .

Además de los criterios de diseño anteriores, el soplador 6250 también provee: Un motor a prueba de explosiones con sello de eje de soplador sin filtraciones. Un refrigerante de gas 6252. Un silenciador con caja acústica para cubrir las regulaciones de ruidos de 80 dBA a lm. Una placa de base común para el soplador y el motor . Una bomba de aceite auxiliar con motor, y todos los instrumentos requeridos para el sistema auxiliar de fuelles. Todos los instrumentos y controles (es decir interruptor de baja y alta presión de aceite, interruptor de alta presión y temperatura de descarga, interruptor de temperatura y presión diferencial) . Todos los interruptores están aprobados por CSA en cuanto a calibre de presión de descarga, calibre de temperatura de descarga, calibre de presión y temperatura de aceite. Todos los instrumentos tienen cableado a una caja de unión común a prueba de explosiones y el VFD es controlado por un transmisor de presión instalado corriente arriba respecto del soplador. Una válvula de control de cero filtraciones de descarga . Equipo de sistema de seguridad para prevenir la aplicación al soplador de exceso de presión/vacio/ descarga de cierre (por ejemplo sistemas como PRV y linea de reciclado) . Dado que el soplador de gas 6250 está ubicado en el exterior del edificio, expuesto a la lluvia, la nieve y el viento, el soplador de gas 6250 está configurado para soportar las siguientes condiciones ambientales. Elevación sobre el promedio de nivel del mar -80 m Latitud - 45° 24' N Longitud - 75° 40' W Presión atmosférica promedio - calibre 1.01935 Kg/cm2 (14.5 psia) Máxima temperatura de verano con bulbo seco 38°C Temperatura de diseño de verano con bulbo seco 35°C Temperatura de diseño de verano con bulbo húmedo - 29.4°C Mínima temperatura de invierno con bulbo seco - 36.11°C Velocidad promedio del viento - 12.8 ft/s Máxima velocidad del viento - 123 ft/s Velocidad de diseño del viento - 100 mph/160 kph Dirección predominante del viento - principalmente del sud y del oeste Información sísmica - Zona 3 Dado que el soplador 6250 trabaja en un ambiente donde pueden estar presentes gases explosivos, todos los instrumentos y dispositivos eléctricos instalados en las tuberías de gas sintético o dentro de aproximadamente 2 metros de distancia están diseñados para la clasificación de clase 1, zona 2. Para asegurar la conflabilidad se provee un acceso adecuado para la inspección y el mantenimiento, por ejemplo el acceso para aislar y corregir las fallas con rapidez. Si bien el soplador 6250 se puede operar en forma continua (24/7), con frecuencia se contempla que la operación de arranque/detención es más común durante la estabilización del proceso . El material de construcción ser elige sobre la base de las condiciones de diseño y la composición de gas. Por ejemplo, los paneles de circuitos eléctricos, conectores y componentes externos están recubiertos o de por el contrario protegidos para minimizar los posibles problemas provenientes de la suciedad, la humedad y los compuestos químicos. Los paneles de control e interruptores son de construcción robusta, diseñados para ser operados por personal con guantes de trabajo. Generalmente, se emplea impulsión a velocidad variable (VSD, por sus siglas en inglés) con un intervalo de flujo del 10% al 100% para el control del motor. Se incluye la protección contra ¦ sobre voltaje y sobrecarga. Se monitorean el estado del motor, la operación de encendido y apagado, y el cambio de velocidad, con control remoto a través del sistema de control distribuido (DCS) . Una vez que el gas regulado sales del HC 7230, se calienta hasta los requisitos del motor y se dirige al motor de gas 9260. Motores de gas Se usan cinco motores de gas recíprocos GE Jenbacher 9260 con 1MW de capacidad cada uno para producir electricidad. En consecuencia, la capacidad total de generación de electricidad es de 5 MW. Opcionalmente, cualquier motor de gas 9260 se puede apagar según los requisitos globales. El motor de gas 9260 tiene capacidad de combustión de bajo o medio valor de calentamiento de gas sintético con alta eficiencia y con bajas emisiones. Sin embargo, debido al valor relativamente bajo de calentamiento de gas (comparado con combustibles tales como el gas natural) el motor de gas 9260 ha sido calificado para operar con alrededor de 700k en su punto de operación más eficiente. Chimeneas Se usa una chimeneas incluida 9299 para quemar gas sintético durante las fases de arranque, cierre y de estabilización del proceso. Una vez que el proceso se estabilizó, solo se usa la chimeneas 9299 con fines de emergencia. La chimeneas 9299 está diseñada para alcanzar una eficiencia de destrucción de aproximadamente 99.99%. Sistema de control ¦ ¦ En esta implementación, el sistema de gasificación 120 del presente ejemplo comprende un sistema de control integrado para controlar el proceso de gasificación implementado allí, que puede incluir diversos procesos independientes e interactivos locales, regionales y globales. El sistema de control se puede configurar para mejorar, y posiblemente optimizar los diversos procesos para el resultado deseado de extremo inicial y/o extremo final. Un esquema de control de adelante hacia atrás podría incluir que se facilite el pasaje constante de la materia prima, por ejemplo en un sistema configurado para la gasificación de MS , a la vez que se cumplen los estándares reguladores de este tipo de sistema. Dicho esquema de control de adelante a atrás se podría optimizar hasta alcanzar un resultado dado para el cual el sistema está especialmente diseñado y/o implementado, o diseñado como parte de un subtipo o versión simplificada de un sistema de control mayor, por ejemplo tras el arranque o apagado del proceso o para mitigar diversas situaciones inusuales o de emergencia. Un esquema de control de atrás hacia adelante podría incluir la optimización de una calidad o característica de gas producto para una aplicación corriente abajo seleccionada, a saber la generación de electricidad por motor de gas corriente abajo 9260. Si bien el sistema de control se podría configurar para optimizar dicho resultado de extremo final, el monitoreo y la regulación de las características de extremo inicial se podrían proveer a fin de asegurar una función adecuada y continua del sistema de acuerdo con estándares reguladores, cuando dichos estándares corresponden. El sistema de control también se puede configurar para proveer resultados complementarios que se pueden definir mejor como una combinación de resultados de extremo inicial y extremo final, o nuevamente como resultado del flujo desde cualquier punto dentro del sistema 120. En esta implementación, el sistema de control está diseñado para operar como sistema de control de adelante a atrás tras el arranque del proceso de gasificación, y luego progresa hasta un sistema de control de atrás a adelante cuando se han atenuado lo suficiente las perturbaciones de arranque inicial. En este particular ejemplo, el sistema de control se usa para controlar el sistema de gasificación 120 a fin de convertir la materia prima en un gas adecuado para una aplicación corriente abajo seleccionada, a saber un gas adecuado para el consumo por un motor de gas 9260 a fin de generar electricidad. En general, el sistema de control generalmente comprende uno o más elementos sensores para detectar diversas características del sistema 120, una o más plataformas de computación para computar uno o más parámetros de control del proceso que conduce a mantener un valor de característica representativo de la característica detectada dentro de un intervalo predeterminado de dichos valores adecuados para la aplicación corriente abajo, y uno o más elementos de respuesta para operar dispositivos del proceso del sistema de gasificación 120 de acuerdo con estos parámetros . Por ejemplo, uno o más elementos sensores se pueden distribuir en todo el sistema de gasificación 120 para detectar características del gas sintético en diversos puntos en el proceso. Una o más plataformas de computación ligadas comunicativamente con estos elementos sensores se podría configurar para acceder a valores de características representativas de las características detectadas, comparar los valores de características con intervalos predeterminados de dichos valores definidos para caracterizar el gas producto como adecuado para la aplicación corriente abajo seleccionada, y calcular el uno o más parámetros de control del proceso que conducen a mantener estos valores de características dentro de estos intervalos predeterminados. La pluralidad de elementos de respuesta, ligados operativamente a uno o más dispositivos del proceso y/o módulos del sistema de gasificación operables para afectar el proceso y así ajustar las una o más características del gas producto, se pueden ligar comunicativamente con la una o más plataformas de computación para acceder a los uno o más parámetros de control ' de proceso computarizado, y configurados para, operar los uno o más dispositivos de procesamiento predeterminados de acuerdo con ellos. El sistema de control también se puede configurar para proveer un resultado mejorado de extremo inicial, por ejemplo, para una mejor o constante tasa de consumo y conversión de la materia prima de entrada, o nuevamente como parte del procedimiento de arranque, de apagado y/o emergencia, o nuevamente, configurado para implementar el proceso del sistema de gasificación 120 a fin de obtener un equilibrio predeterminado entre los beneficios del extremo inicial y los beneficios del extremo final, por ejemplo al permitir la conversión de la materia prima produce un gas producto adecuado para una aplicación corriente abajo seleccionada, a la vez que maximiza el resultado de la materia prima mediante el convertidor. Los mejoramientos alternativos o ulteriores del sistema podrían incluir, sin limitaciones, la optimización del consumo de la energía del sistema, por ejemplo para minimizar el impacto energético del sistema y así maximizar la producción de energía mediante la aplicación corriente abajo seleccionada, o para favorecer la producción de productos adicionales o alternativos corriente abajo tales como producto (s) de combustible, compuestos químicos, residuos y similares. Se proveen esquemas de proceso de alto nivel para este ejemplo en la Figura 69, en donde el proceso a controlar es provisto por el sistema de gasificación 120 descrito con anterioridad. La Figura 70 provee una descripción alternativa del sistema 120 y el sistema de control de la Figura 69 para identificar ejemplos de características y elementos sensores asociados con ellos. Tal como se describió con anterioridad, el sistema 120 comprende un convertidor 1200, que comprende un gasificador 2200 y GRS 3200 de acuerdo con el presente ejemplo, para convertir el uno o más productos alimenticios (por ejemplo MSW y plásticos) en un gas sintético y un producto de residuo. El sistema 120 además comprende un sistema de acondicionamiento de residuos (RCS) 4200 y un intercambiador de calor 5200 que conduce a la recuperación de calor del gas sintético y, en este ejemplo, usar dicho calor recuperado para calentar el aditivo de entrada de aire usado en el convertidor 1200. También se provee un sistema de acondicionamiento de gas (GCS) 6200 para acondicionar (por ejemplo enfriar, purificar y/o limpiar) el gas sintético, y un sistema de regulación 7200 usado para homogeneizar al parcialmente el gas sintético para uso corriente abajo. Tal como se describió en la presente, se puede proveer un residuo al RCS 4200 desde el convertidor 1200 y el GCS 6200, cuya combinación se acondiciona para dar un producto sólido (por ejemplo escoria vitrificada 4203) y un gas sintético para ser acondicionado y combinado con el convertidor gas sintético para el ulterior acondicionamiento, homogenización y uso corriente abajo. En las Figuras 69 y 70, se muestran diversos elementos sensores y de respuesta, y se configuran para proveer diversos niveles de control para el sistema 120. Tal como se analizó en la presente con anterioridad, ciertos elementos control se pueden usar para los controles de sistema local y/o regional, por ejemplo a fin de afectar una porción del proceso y/o su subsistema, y en consecuencia, puede tener escaso o ningún efecto sobre el rendimiento global del sistema. Por ejemplo, si bien el GCS 6200 puede proveer el acondicionamiento y la preparación del gas sintético para uso corriente abajo, su implementación, y las variaciones asi absorbidas, pueden tener muy escaso efecto sobre el rendimiento general y la productividad de resultados del sistema 120. Por otra parte, se pueden usar ciertos elementos control para los controles del sistema regional y/o global, por ejemplo a fin de afectar sustancialmente el proceso y/o el sistema 120 en su totalidad. Por ejemplo, la variación de los medios de manejo del ingreso de la materia prima a través del sistema de manejo de MS 9200 y/o plásticos 9250 puede tener un significativo efecto corriente abajo sobre el gas producto, a saber afecta un cambio en composición y/o flujo, además de afectar procesos locales dentro del convertidor 1200. De modo similar, la variación de la tasa de entrada del aditivo, sea en forma global o separada para diferentes secciones del convertidor 1200, también puede tener un significativo efecto corriente abajo sobre el gas producto, a saber la composición y el flujo de gas. Otras operaciones controladas, tales como secuencias de transferencia de reactivos dentro del convertidor 1200, ajustes de distribución del flujo de aire, variaciones de energía de la fuente de calor de plasma y otros de dichos elementos también pueden afectar características del gas producto y en consecuencia se pueden usar como control para dichas características, o nuevamente ser considerados para de otro modo reducir su impacto sobre la aplicación corriente abajo. En las Figuras 69 y 70, se muestran y usan en el presente ejemplo diversos elementos sensores para controlar diversas características locales, regionales y globales del proceso de gasificación. Por ejemplo, el sistema 120 comprende diversos elementos sensores de temperatura para detectar una temperatura de proceso en diversas ubicaciones en todo el proceso. En la Figura 69, uno o más elementos sensores de temperatura se proveen para detectar, respectivamente las variaciones de temperatura dentro del convertidor 1200, en relación con la fuente de calor de plasma 3208, y en relación con el proceso de acondicionamiento del residuo en RCS 4200. Por ejemplo, se pueden proveer los elementos sensores independientes (comúnmente identificados por la transmisión de la temperatura y control de indicador 8102 de la Figura 69) para detectar temperaturas Ti, T2 y T3 asociadas con los procesos que tienen lugar en las etapas 1, 2 y 3 del gasificador 2200 (por ejemplo ver Figura 70) . Se puede usar un elemento sensor de temperatura 8104 adicional para detectar la temperatura T4 (por ejemplo ver Figura 70) asociados con el proceso de reformulación del GRS 3200 y particularmente asociados con la salida de energía de la fuente de calor de plasma 3208. En este ejemplo, también se provee un elemento sensor de temperatura 8106 para detectar una temperatura dentro del RCC 4220 (por ejemplo la temperatura T5 de la Figura 70), en donde esta temperatura se asocia al menos parcialmente con la energía de salida de la fuente de calor de plasma del convertidor de residuos 4230. Se apreciará que también se pueden usar otros elementos sensores de temperatura en diversos puntos corriente abajo del convertidor 1200 para participar en diferentes procesos locales, regionales y/o globales. Por ejemplo, se pueden usar elementos sensores de temperatura en conjunción con el intercambiador de calor 5200 para asegurar la adecuada transferencia de calor y proveer una entrada de aditivo de aire suficientemente calentado al convertidor 1200. Los monitores de temperatura también se asocian con GCS 6200 para asegurar que el acondicionamiento de gases no es demasiado caliente para determinado subproceso, por ejemplo. Otros de dichos ejemplos deberían ser aparentes para el experto en la técnica. El sistema 120 también comprende diversos elementos sensores de presión dispuestos operativamente en todo el sistema 120. Por ejemplo, se provee un elemento sensor de presión (descrito como transmisor de presión y control de indicador 8110 en la Figura 69) para detector una presión dentro del convertidor 1200 (descrito en el ejemplo de la Figura 70 como particularmente asociado con GRS 3200) , y asociado operativamente con el soplador 6500 a través de un control indicador, impulsor variable de la frecuencia y el ensamblado motor 8113 para mantener una presión global dentro del convertidor 1200 por debajo de la presión atmosférica; es este ejemplo particular, la presión dentro del convertidor 1200, en una modalidad, se monitorea continuamente con una frecuencia de aproximadamente 20Hz y regulada en consecuencia. En otra modalidad, el ventilador se mantiene a una frecuencia de aproximadamente 20 Hz o más de acuerdo con los requerimientos operativos; cuando las velocidades del ventilador se requieren por debajo de 20 Hz, se puede usar temporariamente una válvula de control manual. También se provee un elemento sensor de presión 8112 en asociación operativa con el RCC 4220 y ligado operativamente a una válvula control que conduce al convertidor de gas de residuos proveniente de RCC 4220 al GCS 6200. El elemento sensor del presión 8116, también se provee para monitorear la entrada de la presión de aire al intercambiador de calor 5200 y está ligado operativamente al soplador 5210 para regularlo a través de un control indicador de la velocidad, la frecuencia variable de la impulsión y el ensamblado del motor 8120. Opcionalmente se provee una válvula de control de presión 8115 como control secundario para superar y ajustar la presión dentro del sistema cuando la velocidad del soplador de gas sintético 6250 cae por debajo del mínimo de frecuencia operativa del soplador. Otro elemento sensor de presión 8114 se provee también con el sistema de regulación gas sintético (SRS) 7200 y ligado operativamente a una válvula control 7500 para la liberación controlada y/o de emergencia de gas sintético a través de pilas de llamas 9299 debido al exceso de presión, por ejemplo durante las operaciones de arranque y/o de emergencia. Este elemento sensor de presión 8114 también está ligado operativamente a la válvula control 8122 a través de un transmisor de flujo e indicador de control 8124 para incrementar un ingreso de flujo de aditivo del proceso al convertidor 1200 en el caso de que se provea insuficiente gas sintético al SRS 7200 para mantener la operación continua del motor de gas 9260, por ejemplo. Esto es particularmente relevante cuando el sistema de control se opera de acuerdo con un esquema de control de atrás a adelante, tal como se describe con mayor detalle a continuación. Nótese que en la Figura 70, el elemento sensor de flujo de aire 8124 y la válvula control 8122 se usan para regular el flujo de aire aditivo a las etapas 1, 2 y 3 del gasificador 2200, tal como se describe en los respectivos flujos Fl, F2 y F3, y el flujo de aire aditivo al GRS 3200, tal como se describe con el flujo F4, en donde los flujos relativos se fijan de acuerdo con una relación predeterminada definida para mantener sustancialmente los intervalos de temperatura predeterminados en cada una de las etapas del proceso. Por ejemplo, se puede usar una relación F1:F2:F3:F4 de aproximadamente 36:18:6:40 para mantener temperaturas relativas TI, T2 y T3 dentro de intervalos de aproximadamente 300-600°C, 500-900°C y 600-1000°C, respectivamente, o, de manera opcional, dentro de intervalos de aprox. 500-600°C, 700-800°C y 800-900°C, respectivamente, en particular después de la entrada de la materia prima adicional para compensar el aumento de combustión debido al aumento de volumen, tal como se describe a continuación. El sistema 120 también comprende diversos elementos sensores de flujo dispuestos operativamente en todo el sistema 120. Por ejemplo, tal como se introdujo con anterioridad, un elemento sensor de flujo 8124 se asocia con la entrada de aditivo de aire al convertidor 1200 y ligado operativamente a la válvula de control 8122 para ajustar este flujo, por ejemplo en respuesta a una caída detectada de presión dentro del SRS 7200 a través de los elemento sensores 8114. Un elemento sensor de flujo 8126 también se provee para detectar un flujo de gas sintético al SRS 7200, en donde los valores derivados de los cuales se usan para regular la tasa de entrada de un aditivo de aire como respuesta rápida a un descenso de flujo, y ajustar la tasa de entrada de la materia prima, por ejemplo de acuerdo con la relación entre combustible actualmente definido y aire (por ejemplo la relación ( SW+plásticos ) : (Total entrada de aditivo de aire) actualmente en uso) , a través de los mecanismos de alimentación de SW y/o plásticos 9200 y 9250 respectivamente, para una estabilización a plazo más prolongado; nuevamente, esto es particularmente útil cuando se opera el sistema de acuerdo con un esquema de control de atrás a adelante, tal como se describe a continuación. En este ejemplo generalmente se mantiene la relación entre aire y combustible entre aproximadamente 0 a 4 kg/kg, y durante la operación normal generalmente es de aproximadamente 1,5 kg/kg. También se puede proveer un elemento sensor de flujo 8128 para monitorear el flujo de exceso de gas a la chimeneas 9299, por ejemplo durante el arranque, emergencia y/o operación de control de adelante a atrás, tal como se describe a continuación. Las Figuras 69 y 70 también describen un analizador de gas 8130 para analizar una composición del gas sintético a medida que alcanza el SRS 7200, en donde el sistema de control se configura para usar este análisis de composición de gas para determinar un valor de combustible gas sintético y contenido de carbono y ajustar la relación entre combustible y aire, y la relación entre MSW y plásticos, respectivamente, y asi contribuir a regular las respectivas tasas de entrada de MSW y plásticos. Nuevamente, esta propiedad es particularmente útil en la implementación del esquema de control de atrás a adelante del sistema de control, descrito con mayor detalle a continuación. No se describe en las Figuras 69 y 70, pero se describió con anterioridad con referencia a un ejemplo de modalidad del gasificador 2200, la inclusión de diversos elementos sensores configurados para detectar un aumento de reactivo dentro del gasificador 2200 en diversas ubicaciones, a saber los pasos 1, 2 y 3 2212, 2214 y 2216. Estos elementos sensores se pueden usar para controlar el desplazamiento del medio de transferencia lateral, tales como émbolos portadores 2228, 2230 y 2232 para mejorar el efectivo procesamiento dentro del gasificador 2200. En tal ejemplo, una secuencia controladora del émbolo portador afectaría el cálculo de la tasa de entrada un materia prima real, tal como sería la necesidad de comunicar la variación de la tasa de entrada de la materia prima deseado al controlador de secuencia del émbolo portador. A saber, el controlador de secuencia de émbolo portador se puede usar para ajustar la tasa de entrada de la materia prima, y el sistema de control, en comunicación con controlador de secuencia de émbolo portador para compensar las variaciones inducidas por cambios en la secuencia de émbolo portador (por ejemplo para solucionar cuestiones planteadas debido a diversas distribuciones de reactivos detectadas) en procesos corriente abajo. La Figura 71 provee un diagrama de control de flujo que muestra los distintos valores de características detectadas, controladores (por ejemplo elementos de respuesta) y parámetros operativos que se utilizan por el sistema de control del presente ejemplo, y las interacciones entre ellas que conducen a promotor el procesamiento adecuado y eficiente de la materia prima. En esta figura: un módulo de detección de niveles de convertidor sólidos 8250 se configura para controlar cooperativamente un controlador de unidad de transferencia 8252 configurado para controlar el movimiento de la unidad de transferencia 8254 y controlar cooperativamente una tasa de alimentación total MSW+HCF 8256 ; un módulo de detección de contenido de carbono de un gas sintético (gas producto) 8258 (por ejemplo derivado del analizador de gas 8130) se acopla operativamente a un controlador de relación MSWrHCF 8260 configurado para controlar cooperativamente en un divisor MSW/HCF 8262 para controlar las respectivas relaciones de alimentación SW y HCF 8264 y 8266 respectivamente; un módulo de determinación de valores de combustibles de gas sintético (gas producto) 8268 (por ejemplo ¦ LHV = el* [H2] + c2* [CO] , en donde el y c2 son constantes y en donde [H2] y [CO] se obtienen a partir del analizador de gas sintético 8130) se acopla operativamente a un controlador de relación combustible: aire 8270 para el control cooperativo de la tasa de alimentación total MSW+HCF 8256 dirigida a la división de MSW/HCF 8262 y el controlador de unidad de transferencia 8252; un módulo de detección de flujo de gas sintético 8272 se acopla operativamente a un controlador de flujo de aire total 8274 para controlar un flujo de aire total 8276 y el control cooperativo de la tasa de alimentación total MSW+HCF 8256; y un módulo de detección de temperatura del proceso 8278 se acopla operativamente a un controlador de temperatura 8280 para controlar una distribución de flujo de aire 8282 (por ejemplo Fl, F2, F3 y F4 de la Figura 28) y el calor de plasma 8284 (por ejemplo por PHS 1002) . En esta configuración, a fin de determinar la cantidad de aditivo de aire que entra en el sistema 120 para obtener una composición de gas sintético dentro de un intervalo apropiado para la aplicación corriente abajo, o nuevamente dentro de un intervalo que conduce a incrementar la eficiencia energética y/o el consumo de gas producto, el sistema de control se puede configurar para computar un parámetro de control basado en el valor de característica adquiridos para el LHV (por ejemplo del análisis de [H2] y [CO] de gas sintético) . Por ejemplo, al fijar constantes la temperatura y la presión, o en puntos fijos deseador, se puede definir un parámetro de sistema global empíricamente de manera tal que el parámetro de entrada de aire se puede estimar con suficiente exactitud mediante un cálculo lineal de la siguiente fórmula: [LH^ = a[Aire] en donde a es una constante empírica para un diseño de sistema particular y características de salida deseadas. Mediante este método, se demostró que el sistema 120 del presente ejemplo se puede operar en forma eficiente y continua parea cumplir los estándares reguladores a la vez que se optimiza la eficiencia y la consistencia del proceso. La Figura 72 provee un diagrama alternativo de control de flujo que muestra los distintos valores de característica detectadas, controladores (por ejemplo elementos de respuesta) y parámetros operativos que se pueden usar mediante una configuración ligeramente modificada del sistema de control 8000, y las interacciones entre ellos conducentes a promocionar el procesamiento adecuado y eficiente de la materia prima. En esta figura: un módulo de detección de niveles de convertidor sólidos 8350 para controlar cooperativamente un controlador de unidad de transferencia 8352 configurado para controlar el desplazamiento de la unidad de transferencia 8354 y el control cooperativo de una tasa de alimentación total de MSW+HCF 8356; un módulo de detección de contenido de carbono de gas sintético (gas producto) 8358 (por ejemplo derivado de un analizador de gas 8130) se acopla operativamente a un controlador de la relación MSW:HCF 8360 configurada para el control cooperativo de una división de MSW/HCF 8362 para controlar las respectivas una tasas de alimentación de MSW y HCF 8364 y 8366 respectivamente; un módulo de detección de contenido de [H2] de gas sintético (gas producto) 8367 (por ejemplo obtenido del analizador de gas sintético 8130) se acopla operativamente a un controlador de relación combustible : aire 8370 para el control cooperativo de la tasa de alimentación total de MSW+HCF 8356 para el control cooperativo del controlador de unidad de transferencia 8352, el divisor de MSW/HCF 8362, el cálculo de flujo de vapor 8390 y el flujo de aire total 8376; un módulo de detección de contenido de [CO] de gas sintético (gas producto) 8369 (por ejemplo obtenido del analizador de gas sintético 8130) se acopla operativamente a un controlador de relación combustible : aire 8371 para el control cooperativo del cálculo de flujo de vapor 8390 para controlar la tasa de adición del vapor 8392 (nota: el mecanismo de entrada de aditivo vapor se puede acoplar operativamente al convertidor 1000 (no mostrado en las Figuras 69 y 70) y provisto para complementar el aditivo de aire y participar en la refinación de la composición química del gas sintético) ; un método de detección de flujo de gas sintético 8372 se acopla operativamente a un controlador de flujo de aire total 8374 para el control cooperativo de un flujo de aire total 8376 y para el control cooperativo de la tasa de alimentación total MSW+HCF 8356; y un módulo de detección de la temperatura del proceso 8378 se acopla operativamente a un controlador de temperatura 8380 para controlar una distribución de flujo de aire 8382 y calor de plasma 8384. En esta configuración con el fin de obtener una composición gas sintético dentro de un intervalo apropiado para la aplicación corriente abajo, o dentro de un intervalo conducente a incrementar la eficiencia y/o el consumo energético del gas producto, se puede configurar el sistema de control para computar un parámetro control sobre la base de un valor de característica adquirido para [H2] y [CO] . Por ejemplo, al fijar constantes la temperatura y presión, o en un punto fijo deseado, se puede definir empíricamente un parámetro de sistema global de manera tal que se pueden estimar los parámetros de entrada de aire y entrada de vapor con suficiente exactitud mediante el cálculo lineal de la fórmula: en donde a, b, c y d son constantes empíricas para un diseño de sistema particular y las características de salida deseadas. El experto en la técnica apreciará que, si bien simplificado a un sistema lineal, esta modalidad se puede extender para incluir valores de característica adicionales, y así proveer el cálculo lineal de otros parámetros de control. También se pueden considerar los cálculos de mayor orden para definir el cálculo de parámetros de control según necesidad, a fin de restringir ulteriormente las fluctuaciones del proceso para aplicaciones corriente abajo más rigurosas. Sin embargo, mediante lo anterior se ha demostrado que el sistema 120 del presente ejemplo se puede operar eficientemente y continuamente para cubrir los estándares reguladores a la vez que se optimiza para la eficiencia y la consistencia del proceso. Se apreciará que los diversos controladores del sistema de control generalmente operan en paralelo para ajustar sus respectivos valores, lo cual puede incluir valores absolutos (por ejemplo flujo de aire total) y relativos (por ejemplo la relación entre alimento y aire), si bien también es posible que algunos o todos los controladores operen en secuencia. Tal como se analizó con anterioridad, se usa una estrategia de control de adelante a atrás (o impulsado por provisión) en el presente ejemplo durante la operación de arranque del sistema 120 en donde el convertidor 1200 se corre a una tasa de alimentación fija de MSW. Mediante este esquema de control, el sistema de gasificación 120 permite absorber variaciones de proceso por el equipo corriente abajo tales como motor de gas 9260 y pilas de llama 9299. Se produce un pequeño regulador de exceso de gas sintético, y en consecuencia se usa una pequeña llama continua. Cualquier producción adicional gas sintético más allá de esta cantidad normal se puede enviar a la llama, lo cual incrementa la cantidad quemada. Cualquier deficiencia de la producción de gas sintético primero agota el regulador, y eventualmente puede requerir la reducción de la salida de energía de generador (los generadores se pueden operar de 50 - 100% de la salida de energía mediante un punto fijo de energía ajustable) u otro ajuste de sistema implementado por el sistema de control, tal como se describe más adelante. Este esquema de control es particularmente aplicable a fases de inicio y de comisión. Los principales objetivos del proceso de control de este esquema de control de adelante a atrás comprende estabilizar la presión en el HC 7230, estabilizar la composición del gas sintético generado, controlar la altura de la pila de material en la cámara de gasificación 2202, estabilizar las temperaturas en la cámara de gasificación 2202, controlar las temperaturas en la cámara de reformulación 3202, y controlar la presión del proceso del convertidor . Cuando se usa un motor de gas GE/Jenbacher 9260, el mínimo de presión de gas producto es de aproximadamente 150 nabar (2.18 psig) , la presión máxima es de aproximadamente 200 mbar (2.90 psig), la fluctuación permitida de presión de combustible gas es de aproximadamente +/- 10% (+/- 17.5 mbar, +/- 0.25 psi) mientras que la tasa máxima de fluctuación de presión de gas producto es de aproximadamente 10 mbar/s (0.145 psi/s) . El motor de gas 9260 tiene un regulador de entrada capaz de manejar pequeñas alteraciones en la presión de la provisión, y la retención en la tubería y HC actúa de alguna manera para mitigar estos cambios. El sistema de control sin embargo aún usa un ciclo de control de acción rápida para actuar para mantener nivele de presión adecuados. Tal como se mencionó con anterioridad, el convertidor 1200 de este esquema de control se corre con una tasa de alimentación suficiente de SW para generar un pequeño regulador de exceso de producción de gas sintético que se enciende continuamente. En consecuencia, el control de presión de HC 7230 se transforma en ciclo de control de presión simple en donde las válvulas de control de presión en la linea de HC 7230 a la chimeneas 9299 se modulan tal como se requiere para mantener la presión de HC dentro de un intervalo adecuado. El sistema de control generalmente actúa para estabilizar la composición del gas sintético generado. El motor de gas 9260 puede operar para un amplio intervalo de valores de combustible, siempre que la tasa de cambio no sea excesiva. La tasa de cambio permitida para el valor de calentamiento menor (LHV) relevante en este ejemplo es inferior al 1% de fluctuación en LHV de gas sintético por 30 segundos. Para los combustibles basados en hidrógeno, el gas combustible es adecuado con apenas 15% de hidrógeno solo', y el LHV puede ser de apenas 50 btu/scf (1.86 J/Nm3). El volumen del sistema y HC 7230 contribuyen a estabilizar la tasa de cambio de LHV al proveer aproximadamente 2 minutos de producción de gas sintético. En este esquema de control, la composición de gas producto se puede medir por el analizador de gas 8130 instalado en la entrada del HC 7230, o cerca de él. Sobre la base de esta medida, el sistema de control se puede ajustar la relación combustible-aire (es decir ligero aumento/disminución de la tasa de alimentación de MSW respecto del aire de entrada de aditivo de aire) a fin de estabilizar el valor de gas combustible. El incremento de alimentación de MSW o plásticos respecto de la adición de aire aumenta el valor de combustible del gas. Sin embargo, se podrá apreciar que esta acción de control puede tener un tiempo de respuesta relativamente prolongado, según la implementación global del sistema 120, y como tales, se puede ajustar para prevenir la variación a largo plazo, más que responder a variaciones a corto plazo. Si bien la alimentación de plástico es en si misma una fuente de combustible mucho más rica (por ejemplo LHV de aproximadamente dos veces el de MSW) , generalmente se agrega en una relación de aproximadamente 1:20 (0 a 14%) con el MSW, y en consecuencia, de acuerdo con este ejemplo, no es el jugador predominante en términos de combustible agregado al sistema. Dado que puede ser antieconómico agregar demasiados plásticos al sistema 120, la alimentación de plásticos se puede usar como recorte más que como control primario. En general, la alimentación de plástico se relaciona con el total de alimentos con la relación opcionalmente ajustada para estabilizar el total de carbono que sale del sistema 120 en el gas sintético, medido por el analizador de gas 8130. En consecuencia, esto puede tener por efecto reducir fluctuaciones en el valor de combustible MSW. Además, se puede usar un sistema de control de nivel de pila de reactivos para contribuir a mantener la altura de pila estable dentro del convertidor 1200. El control de nivel estable puede prevenir la fluidización del material as partir de la inyección de aire del proceso que podría ocurrir en un nivel bajo y para prevenir la mala distribución de la temperatura a través de la pila debido a la restricción de flujo de aire que podría ocurrir en un nivel elevado. El mantenimiento de un nivel estable también puede contribuir a mantener constante el tiempo de residencia del convertidor. Se puede usar una serie de interruptor de niveles en la cámara de gasificación 2202, por ejemplo, para medir la profundidad de la pila. El interruptor de niveles en este ejemplo podría incluir, sin limitaciones, dispositivos de microondas con un emisor en un lado del convertidor y un receptor por el otro lado, que detecta la presencia o ausencia de material en el punto interior del convertidor 1200. El inventario en el gasificador 2200 generalmente es función de la tasa de alimentación y el movimiento del émbolo portador (por ejemplo movimiento del émbolo portador) , y en menor grado la eficiencia de la conversión.

En este ejemplo, el émbolo portador de la etapa 3 fija el resultado del convertidor al desplazarse a una longitud y frecuencia de golpe fijos para descargar el residuo del gasificador 2200. El émbolo portador de la etapa 2 sigue y se desplaza tanto como sea necesario para empujar el material hasta la etapa 3 y cambia el interruptor de comienzo de la etapa de etapa 3 de estado de nivel hasta "completo". El émbolo portador de estadio 1 sigue y se desplaza tanto como sea necesario para empujar el material hasta la etapa 2 y cambia el interruptor de comienzo de la etapa de etapa 2 de estado de nivel hasta "completo". Todos los émbolos portadores luego se retiran simultáneamente, y se realiza un retraso esquematizado antes de repetir toda la secuencia. Se puede usar la configuración adicional para limitar el cambio de longitudes de golpe consecutivos a menos del requerido por el interruptor de niveles para evitar el exceso de alteraciones inducidas por el émbolo portador. Los émbolos portadores se pueden desplazar con relativa frecuencia a fin de prevenir las condiciones de exceso de temperatura en la parte inferior del convertidor. Además, se pueden programar golpes de extensión total de émbolo portador hasta el final de cada etapa para que ocurran ocasionalmente a fin de impedir que se acumule material estancado y se aglomere cerca del fin de la etapa. Será aparente para el experto en la técnica que se pueden considerar otras secuencias de émbolo portador en la presente sin apartarse del alcance general y la naturaleza de la presente descripción. A fin de optimizar la eficiencia de la conversión, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, el material se mantiene a una temperatura tan elevada como sea posible, durante tanto tiempo como sea posible. Los limites superiores se fijan para evitar que el material comience a fundirse y a aglomerarse (por ejemplo de escoria) , que reducen la superficie disponible y en consecuencia la eficiencia de conversión, hacen que el flujo de aire en la pila derive alrededor de cúmulos de aglomeración, agravamiento de las cuestiones de temperatura y aceleración de la formación de la aglomeración, interfiere con la operación normal de los émbolos portadores, y en potencia causa un cierre del sistema debido al atascamiento del sinfín de extracción del residuo 2209. La distribución de temperatura dentro de la pila también se puede controlar para prevenir que se forme un segundo tipo de aglomeración; en este caso, el plástico se funde y actúa como enlazador del resto del material. En una modalidad, el control de la temperatura dentro de la pila se logra al cambiar el flujo del aire del proceso en determinado estadio (es decir, más o menos combustión) . Por ejemplo, el fluido de aire del proceso provisto para cada etapa en la cámara inferior se puede ajustar mediante el sistema de control para estabilizar las temperaturas en cada etapa. El control de temperatura utiliza golpes adicionales de émbolo portador también se pueden usar para romper los puntos calientes. En una modalidad, el flujo de aire de cada etapa se predetermina para mantener temperaturas y relaciones de temperaturas sustancialmente constantes entre etapas. Por ejemplo, aproximadamente 36% del total de flujo de aire se puede dirigir a la etapa 1, aproximadamente 18% a la etapa 2, y aproximadamente 6% a la etapa 3, con el resto dirigido a GRS (por ejemplo 40% del total de flujo de aire) . Alternativamente, las relaciones de entrada de aire se pueden variar dinámicamente para ajustar temperaturas y procesos que ocurren dentro de cada etapa del gasificador 2200 y/o GRS 3200 . La energía de la fuente de calor de plasma (por ejemplo energía de antorcha de plasma) también se puede ajustar para estabilizar temperaturas de salida del GRS 3200 (por ejemplo salida de cámara de reformulación) en el punto fijo diseñado de aproximadamente 1000°C. Esto se puede usar para asegurar que los alquitranes y el hollín formados en la cámara de gasificación 2202 se descomponen en su totalidad. La adición del aire del proceso en la cámara de reformulación 3202 también puede llevar una parte de la carga de calor al liberar la energía de calor con combustión del gas sintético.

En consecuencia, el sistema de control se puede configurar para ajustar la velocidad de flujo del aire del proceso para mantener la energía de la antorcha en un buen intervalo operativo. Además, la presión del convertidor se puede establecer al ajustar la velocidad del soplador de gas sintético 6250 , en la modalidad de la Figura 69, mostrado cerca de la entrada del subsistema de homogenización . Con velocidades por debajo de la frecuencia operativa mínima del soplador, un control secundario puede superar modificar y ajustar una válvula de recirculación. Una vez que la válvula de recirculación vuelve a estar totalmente cerrada, se reengancha el control primario. En general, un sensor de presión 8110 se acopla operativamente al soplador 6250 a través del sistema de control, que se configura para monitorear la presión dentro del sistema, por ejemplo con una frecuencia de aproximadamente 20Hz, y ajustar la velocidad del soplador a través de un elemento de respuesta 8113 adecuado que se acopla operativamente a él para mantener la presión del sistema dentro de un intervalo deseado de valores . También se realiza una operación de fusión de residuos en operación continua en un recipiente separado (por ejemplo RCC 4220 ) que se conecta directamente con la salida del convertidor 1200 . El residuo se extrae de la cámara de gasificación 2202 mediante una cinta transportadora sinfín dentada (sinfín de extracción de residuo) o similares montada al final del gasificador 2200 y se alimenta en la parte superior del RCS 4200 a través de una serie de cintas transportadoras sinfín, por ejemplo. Una pequeña corriente de partículas provenientes de los filtros de la cámara de empaque 6230 también puede unirse a la corriente principal del residuo a través de cintas transportadoras sinfín, por ejemplo, para su ulterior procesamiento. El RCS 4200 es una pequeña cámara de acondicionamiento de residuo revestida de material refractario (RCC) 4220 con una antorcha de plasma de 300 kW 4230 montada sobre la parte superior, un proceso salida de gas 4228 que conecta un carril de tratamiento de gas, y una salida de escoria fundida 4226. El gas que sale del carril de tratamiento de gas se puede dirigir para que se junte con la corriente principal de gas sintético proveniente del convertidor 1200 en la entrada de la cámara de empaque principal 6230, o ser dirigido alternativamente para su ulterior procesamiento. En este ejemplo, el residuo desciende directamente a la parte superior de RCC 4220, donde se fusiona por contacto estrecho con la pluma de antorcha de plasma 4230. La escoria fundida se mantiene, por ejemplo, mediante una esclusa de muesca 4224 dentro del RCC 4220. Como las partículas de residuo adicionales fluyen hacia RCC 4220 y se funden, una cantidad correspondiente de material fundido rebasa la esclusa 4224 y cae en un tanque de atemperado lleno de agua 4240 integral con una cinta transportadora sinfín en la que se solidifica, se desagrega en trozos pequeños de escoria símil vitrea, y es transportada a un recipiente de depósito . Al controlar el procesamiento del residuo, se puede ajustar la energía de la antorcha de plasma 4230 según necesidad para mantener las temperaturas adecuadas para la operación de fusión. La instrumentación de la temperatura de RCC 4220 (por ejemplo el elemento sensor de temperatura 8106) puede incluir, por ejemplo, dos termómetros ópticos (OT) que miden la temperatura de superficie de la superficie a las que están dirigidas, 3 pares termoeléctricos de espacio de vapor montadas en cavidades térmicas de cerámica por encima del pool fundido, y 5 pares termoeléctricos montadas en la piel externa montadas sobre la cápsula metálica externa. El RCC 4220 también puede incluir un transmisor de presión para medir la presión del proceso (por ejemplo un elemento sensor de presión 8112) dentro del RCC 4220. Una estrategia de control de temperatura de fusión contemplada en la presente consiste en medir el delta de la temperatura observada por los dos termómetros ópticos. Un OT está dirigido al pool de fusión por debajo de la antorcha 4230, el otro en el pool de fusión cerca de la esclusa 4224.

Si la temperatura cercana a la esclusa 4224 se enfría en comparación con la temperatura por debajo de la antorcha 4230, entonces se aplica más energía de antorcha. Una alternativa consiste en usar las temperaturas OT directamente. Un punto fijo en el intervalo de 1400 - 1800°C, conocido por estar por encima de la temperatura de fusión de la mayoría de los componentes MSW se ingresa en el controlador. Luego se ajusta la energía de la antorcha tal como se requiere para cubrir este punto fijo. , En general, el nivel no solo se mide directamente, pero se infiere por la temperatura OT y las pares termoeléctricos de espacio de vapor. Si la temperatura desciende por debajo del punto fijado de temperatura, esto es una indicación de material y los cierres se utilizan para hacer más lento momentáneamente la tasa de alimentación del residuo, o para cerrar el RCS 4200 como último recurso. La tasa de flujo material se puede controlar al ajustar el RCC que alimenta la velocidad de cinta transportadora de sinfín a través de la impulsión de los impulsos de frecuencia variable del motor (VFD) , por ejemplo. Las tasa de alimentación se puede ajustar según se requiere para asegurar un control de temperatura aceptable, dentro de la capacidad de la tasa de fusión de las antorchas de plasma 4230, y para prevenir los niveles elevados de RCC 4220 debidos a material no fundido. En general, puede haber cierta capacidad de retención para el residuo más allá de la etapa 3 en la cámara de gasificación 2202, pero la operación sostenida depende del RCC 4220 con capacidad adecuada de fusión que coincide con la producción de estado estable del residuo. La presión en el RCC 4220 se puede monitorear por un transmisor de presión colocado dentro del espacio de vapor del recipiente (por ejemplo el elemento 8112) . En general, la presión operativa del RCC 4220 de alguna manera concuerda con la cámara de gasificación del convertidor 2202 de manera tal que hay una fuerza impulsora mínima para el flujo de gas a través de las cintas transportadoras sinfín en cualquier dirección (sólo partículas de flujo de residuo sólido) . Se provee una válvula control 8134 en la línea de salida de gas que pueden restringir el flujo de gas que se extrae mediante el productor del vacío corriente abajo (soplador de gas sintético) . Un controlador DCS PID calcula la posición de la válvula necesaria para obtener la presión operativa deseada. ' Más allá de la fase de inicio, un control de atrás hacia adelante, o control impulsado por la demanda se puede usar cuando el motor de gas 9260 en el extremo final del sistema 120 impulsa el proceso. El motor de gas 9260 consume cierto volumen/h de combustible según el contenido de energía del gas combustible (es decir gas producto) y la energía eléctrica generada. En consecuencia, el objetivo de alto nivel de este sistema de control consiste en asegurar que el adecuado alimento de S /plásticos ingresa en el sistema 120 y es convertido en gas sintético de adecuado contenido de energía para hacer funcionar los generadores con energía total en todos los momentos, mientras que se reduce o incluso se elimina la producción concordante adecuada de gas sintético respecto del consumo de gas sintético de manera tal que se reduce la llama del gas sintético, y la energía eléctrica producida por tonelada de MSW consumida se mejora, y de preferencia se optimiza. En general, el esquema de control de adelante hacia atrás descrito con anterioridad comprende un subtipo del esquema de control de atrás hacia adelante. Por ejemplo, la mayor parte, si no la totalidad de los objetivos de control de proceso listados en el esquema se mantienen sustancialmente, sin embargo el sistema de control también se refina ulteriormente para reducir la llama del gas sintético mientras se incrementa la cantidad de energía eléctrica producida por tonelada de MSW, u otro de dichos productos alimenticios consumidos. A fin de proveer mayor control del proceso y lograr mayor eficiencia de proceso y utilidad para una aplicación corriente abajo, el flujo de gas sintético producido concuerda sustancialmente con el combustible consumido por el motor de gas 9260; en consecuencia esto reduces las llamas o de otro modo dispone del exceso de gas producto del sistema 120, y reduce la probabilidad de producción insuficiente de gas para mantener la operación de la aplicación corriente abajo. Conceptualmente, el sistema de control en consecuencia se transforma en un control de atrás a adelante (o control impulsado por la' demanda) implementada de manera tal que la aplicación corriente abajo (por ejemplo motor de gas/generadores) impulsa el proceso. En general, a fin de estabilizar el flujo de gas sintético fuera del convertidor 1200 en el corto plazo, se puede ajusfar el flujo de entrada de aditivo de aire al convertidor 1200, para proveer una respuesta rápida a las fluctuaciones del flujo de gas, que generalmente se atribuyen a variaciones de las variaciones de calidad de la materia prima (por ejemplo variación de la humedad de la materia prima y/o valor de calentamiento) . En general, los efectos inducidos por un ajuste de flujo de aire generalmente se propagan dentro del sistema a la velocidad del sonido. Por el contrario, si bien el ajuste de la tasa de alimentación de MSW y/o plásticos también puede afectar significativamente la salida del sistema (por ejemplo el flujo de gas sintético) , en donde la materia prima con tiempo de residencia relativamente prolongado dentro del convertidor 1200 (por ejemplo hasta 45 minutos o más para este ejemplo particular) , los tiempos de respuesta del sistema asociados con tales ajustes generalmente varían de aproximadamente 10 a 15 minutos, lo cual en el corto plazo puede no ser suficiente para efectuar el gas producto en una forma oportuna para evitar condiciones operativas no deseadas (por ejemplo exceso de gas en llamas, insuficiente provisión de gas para la operación óptima, insuficiente provisión de gas para la operación continua, etc.). Si bien aún tiene una respuesta más lenta que un incremento del flujo de aire, un incremento de la tasa de alimentación de MSW puede dar por resultado una respuesta más rápida que un incremento de la alimentación de plásticos, dado que el contenido de humedad de MSW puede producir vapor en aproximadamente 2 a 3 minutos. En consecuencia, el ajuste del flujo total de aire generalmente provee el ciclo de acción más rápido posible APRA controlar la presión y en consecuencia satisfacer los requisitos de flujo de entrada para la aplicación corriente abajo. Además, debido a la gran existencia de material en el convertidor 1200, el agregado de más aire, u otro de dichos aditivos, a la cámara inferior no necesariamente diluye el gas en proporción. El aire adicional penetra más dentro de la pila, y reacciona con material más alto. En contraste, el agregado de menos aire inmediatamente enriquece el gas, pero eventualmente hace que las temperaturas desciendan y disminuyan las tasas de reacción/flujo de gas sintético. Por consiguiente, el flujo total de aire generalmente se divide según la tasa de alimentación de material (MSW+plásticos) tal como se presenta en la Figura 71, por lo que un incremento en la entrada de aditivo genera un incremento de la tasa de entrada de materia prima. En consecuencia, el sistema de control se ajusta de manera tal que el efecto del aumento de aire se detecta de inmediato, mientras que el efecto sobre el resto de la alimentación eventualmente se observa para proveer una solución más prolongada para estabilizar el flujo de gas sintético. La reducción temporaria de la energía de salida del generador también se puede considerar según la dinámica del sistema para formar un puente sobre el tiempo muerto entre el incremento de la tasa de alimentación de MSW/plásticos y al ver el aumento del flujo de gas sintético, sin embargo, esto puede no ser necesario o esperado a menos que se enfrente con condiciones inusuales de materia prima. Si bien los ajustes de flujo de aire (el ciclo de control de acción más rápida) y los ajustes a la relación combustible a aire y la tasa de combustible total (ambas respuestas a largo plazo) en este ejemplo se prefiere mantener características de gas adecuadas para la aplicación corriente abajo, la relación entre el control de las alimentaciones de S y plásticos no es necesaria, pero puede actuar como un control adicional usado para contribuir a suavizar la variabilidad a largo plazo. En este ejemplo, el contenido de humedad de MSW generalmente varía entre 0 y 80%, y los valores de calentamiento varían entre aproximadamente 3000 y 33000kJ/kg, y el HC tiene un tiempo de residencia de 2 minutos y generalmente una presión de aproximadamente 210 mbar. Es posible una variación de aproximadamente +/- 60 mbar sin exceder la máxima presión de provisión para el motor de aproximadamente 150 mbar. Sin el sistema de control, la presión puede variar en aproximadamente 1000 mbar, por lo que las fluctuaciones de flujo a largo plazo están activamente reducidas por el sistema de control en hasta 4 veces (o 75%) a fin de hacer marchas el motor de gas 9260 con carga constante según se desee. Además, las fluctuaciones de presión del gas del convertidor pueden alcanzar aproximadamente 25 mbar/s sin el sistema de control, que es aproximadamente 2.5 times el máximo de aproximadamente 10 mbar/s para el motor de este ejemplo (o aproximadamente 60%) . En consecuencia, el sistema de control de la presente invención puede reducir la variabilidad del proceso a corto plazo el al menos 2.5 veces (60%) y la variabilidad del proceso a largo plazo en aproximadamente 4 veces (75%) . El uso de HC 7230 en este ejemplo puede contribuir a reducir las variaciones a corto plazo. Conforme a ello, en vista a los resultados anteriores, se apreciará que el sistema de control de la presente invención se pueda usar para convertir efectivamente un materia prima de características sustancialmente no homogéneas y/o composición para producir un gas que tiene características sustancialmente estables conductivas para la aplicación corriente abajo. En consecuencia, según una configuración particular de un sistema de gasificación controlado por el presente sistema de control, se pueden atenuar las fluctuaciones en las características de la materia prima por medio del control continuo y/o en tiempo real de este sistema, por ejemplo, reduciendo la variabilidad del proceso a largo plazo en al menos 4 veces. En una modalidad alternativa, las fluctuaciones en las características de la materia prima se pueden atenuar por medio de un control continuo y/o en tiempo real de este sistema para reducir la variabilidad del proceso a largo plazo en aproximadamente 3 veces. En una modalidad alternativa, las fluctuaciones en las características de la materia prima se pueden atenuar por medio de un control continuo y/o en tiempo real de este sistema para reducir la variabilidad del proceso a largo plazo en aproximadamente 2 veces . EJEMPLO 2 En este ejemplo se presenta un esquema de control alternativo para un sistema de gasificación tal como el presentado en el Ejemplo 1. Este esquema de control alternativo se presenta en la Figura 73 y es una variante del esquema de control presentado en la Figura 71, en donde se usa un módulo de detección de presión de gas sintético en lugar de un módulo de detección de flujo de gas sintético. EJEMPLO 3 En este ejemplo se presenta un esquema de control alternativo para un sistema de gasificación tal como el presentado en el Ejemplo 1. La Figura 74 provee un diagrama alternativo de control de flujo que muestra los distintos valores de característica detectada, controladores (por ejemplo elementos de respuesta) y parámetros operativos usados por el sistema de control 8000 del presente ejemplo, y las interacciones entre ellas que conducen a promocionar el adecuado y eficiente procesamiento de la materia prima. En este ejemplo: un módulo de detección de niveles de sólidos del convertidor 8550 se configura para control cooperativamente una unidad de transferencia del controlador 8552 configurada para controlar el desplazamiento de la unidad de transferencia 8554 y el control cooperativo de una tasa de alimentación total de MSW+HCF 8556; un módulo de detección del contenido de carbono de gas sintético (gas producto) 8558 (por ejemplo derivado de un analizador de gas) se acopla operativamente a un controlador de la relación MSW:HCF 8560 configurada para controlar cooperativamente la tasa de alimentación total MSW+HCF 8556 para controlar una división MSW/HCF 8562 (para controlar las respectivas tasas de alimentación de MSW y HCF 8564 y 8566 respectivamente) y controlar cooperativamente un controlador de unidad de transferencia 8552 y una controlador de flujo de aire total 8574; un módulo de detección de valor de flujo de gas sintético (gas producto) 8572 se acopla operativamente al controlador de alimentación total 8596 para controlar cooperativamente tanto el controlador de flujo de aire total 8574 como la tasa de alimentación total MSW+HCF 8556; un módulo de determinación del valor combustible de gas sintético (gas producto) 8568 (por ejemplo LHV = cl*[H2] + c2*[CO], en donde el y c2 son constantes y en donde [H2] y [CO] se obtienen a partir de un analizador de gas sintético) se acopla operativamente a un controlador de la proporción de combustible : aire 8570 para el control cooperativo del controlador de flujo de aire total 8574 para controlar un flujo de aire total 8566 y una relación de alimentación total MSW+HCF 8556; y un módulo de detección de la temperatura del proceso 8578 se acopla operativamente a controladores de temperatura 8580 para controlar una distribución del flujo de aire 8582 y el calor de plasma 8584. EJEMPLO 4 En este ejemplo se presenta un esquema alternativo de control para un sistema de gasificación tal como el presentado en el Ejemplo 1. La Figura 75 provee otro diagrama alternativo de control de flujo que muestra los distintos valores de característica detectados, controladores (por ejemplo elementos de respuesta) y parámetros operativos que se pueden usar mediante una configuración ligeramente modificada del sistema de control 8000, y las interacciones entre ellos conducentes a promover el procesamiento adecuado y eficiente de la materia prima. En esta figura: un módulo de detección de niveles de sólidos del convertidor 8650 se configura para controlar cooperativamente un controlador de unidad de transferencia 8652 configurado para control el desplazamiento de la unidad de transferencia 8654 y controlar cooperativamente una tasa de alimentación total MSW+HCF 8656; Un módulo de detección del contenido de carbono de gas sintético (gas producto) 8658 (por ejemplo derivado de un analizador de gas) se acopla operativamente a un controlador de la relación MSW:HCF 8660 configurado para controlar cooperativamente un divisor MSW/HCF 8662 para controlarlas respectivas tasas de alimentación de MS y HCF 8664 y 8666 respectivamente; Un módulo de detección del contenido de [H2] de gas sintético (gas producto) 8667 (por ejemplo obtenido de un analizador de gas) se configura para controlar cooperativamente un controlador de la relación combustible : aire 8670 para controlar cooperativamente la tasa de alimentación total MSW+HCF 8656; un módulo de detección de opacidad de gas sintético (gas producto) 8698 para controlar cooperativamente un controlador de la relación combustible : aire 8670 y el controlador de la relación combustible : vapor 8671; un módulo de detección de contenido de [CO] de gas sintético (gas producto) 8669 (por ejemplo obtenido de un analizador de gas sintético) se configura para controlar cooperativamente a un controlador de relación combustible : apor 8671 para el control cooperativo del cálculo de flujo de 8690 para controlar una tasa de adición de vapor 8692; un módulo de detección de flujo de gas sintético 8672 se acopla operativamente a un controlador de flujo de aire total 8674 para controlar cooperativamente un flujo de aire total 8676 y controlar cooperativamente la tasa de alimentación total MSW+HCF 8656; y un módulo de detección de temperatura del proceso 8678 se acopla operativamente a un controlador de temperatura 8680 para controlar una distribución de flujo de aire 8682 y calor de plasma 8684. EJEMPLO 5 Las Figuras 17 y 18 proveen otro ejemplo de cómo se puede usar el sistema de control para controlar la conversión de materia prima carbonoso en un gas. En este ejemplo, el agua se precalienta a vapor como entrada de aditivo, de oxigeno precalentado como entrada de aditivo de aire, y materia prima carbonoso precalentada para alimentar un convertidor por conversión. En la salida del convertidor, la velocidad de flujo, la temperatura y la composición del gas producto se monitorea mediante uno o más elementos sensores. Tal como se muestra en la Figura 18, la velocidad de flujo de gas detectado, %C0 y %C02 se usa para estimar un contenido de carbono del gas producto y asi ajusfar una tasa de alimentación de materia prima. También se usa el %C0 y %C02 detectado, además del %H2 detectado, para estimar una nueva tasa de entrada de 02 y vapor para obtener una composición deseada de gas. Por último, se usa la temperatura de gas detectado para ajusfar la energía de una fuente de calor de plasma, de ser necesario. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Un sistema configurado para controlar el funcionamiento de una instalación que convierte una materia prima de contenido de carbono muy variable en un gas que tiene características sustancialmente consistentes, el sistema de control caracterizado porque comprende: a) una pluralidad de elementos sensores, cada elemento sensor configurado para detectar una o más características operativas de la instalación; b) una pluralidad de elementos de respuesta, cada elemento de respuesta configurado para afectar una o más características operativas de la instalación; c) una o más plataformas de computación asociadas operativamente con la pluralidad de elementos sensores y la pluralidad de elementos de respuesta, la una o más plataformas de computación configuradas para recibir señales de entrada desde la pluralidad de elementos sensores, donde las múltiples señales de entrada se utilizan cooperativamente en conjunto con múltiples ciclos de control interdependientes de uno o más parámetros de control de uno o más elementos de respuesta para mantener o ajustar las características operativas de la instalación; controlando de este modo la conversión de la carga de alimentación de contenido de carbono muy variable en el gas con características sustancialmente consistentes, a la vez que mantiene sustancialmente la estabilidad de una o más características del gas; y donde el sistema de control está opcionalmente configurado para ejecutar esquemas de control de la alimentación directa y/o la realimentación y donde el sistema de control opcionalmente comprende uno o más controladores proporcionales (P), integrales (I) o diferenciales (D), y opcionalmente utiliza control de adaptación, de predicción y/o de lógica difusa.
2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un primer módulo de detección operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar múltiples características operativas de la instalación, donde al menos una porción de salida del primer módulo de detección es indicador de las múltiples características operativas y al menos una porción de la salida del primer módulo de detección se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para el control de uno o más elementos de respuesta .
3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de detección del nivel de sólidos del convertidor operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar el contenido de carbono del gas, donde al menos una porción de salida del módulo ' de detección del nivél de sólidos del convertidor se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para el control de movimiento de una o más unidades de transferencia lateral configuradas para transferir sólidos del convertidor dentro de un gasificador.
4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de detección del contenido de carbono del gas operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar el contenido de carbono del gas, donde al menos una porción de salida del módulo de detección del contenido de carbono del gas se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para el control de la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) y la velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) .
5. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de detección del contenido de carbón del gas operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar el contenido de carbono del gas, donde al menos una porción de salida del módulo de detección del contenido de carbono del gas se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para el control de una o más de la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) , la velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) , el movimiento de una o más unidades de transferencia lateral configurado para transferir sólidos del convertidor dentro de un gasificador y el flujo de aire total.
6. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de detección del contenido de carbono del gas operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar el contenido de carbono del gas, donde al menos una porción de salida del módulo de detección del contenido de carbono del gas se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para el control de la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) , la velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) y la velocidad de agregado de vapor.
7. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de detección del valor del gas combustible operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar el valor combustible del gas, donde al menos una porción de salida del módulo de detección del valor del gas combustible se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para controlar la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) y la velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) .
8. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de detección del valor del gas combustible operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar el valor combustible del gas, donde al menos una porción de salida del módulo de detección del valor del gas combustible se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para el control de una o más de la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) , la velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) , el movimiento de una o más unidades de transferencia lateral configurado para transferir sólidos del convertidor dentro de un gasificador y el flujo de aire total .
9. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de detección del flujo de gas operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar el flujo del gas, donde al menos una porción de salida del módulo de detección del flujo de gas se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para el control de una o más de la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) , la velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) , el movimiento de una o más unidades de transferencia lateral configurado para transferir sólidos del convertidor dentro de un gasificador, la velocidad de agregado de vapor y el flujo de aire total.
10. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de determinación de H2 del gas operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar el contenido de H2 del gas, donde al menos una porción de salida del módulo de determinación de H2 del gas se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para controlar la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) , la velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) , el movimiento de una o más unidades de transferencia lateral configurado para transferir sólidos del convertidor dentro de un gasificador y la velocidad de agregado de vapor.
11. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de determinación de CO del gas operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar contenido de CO del gas, donde al menos una porción de salida del módulo de determinación de CO del gas se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para controlar la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) , la velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) , el movimiento de una o más unidades de transferencia lateral configurado para transferir sólidos del convertidor dentro de un gasificador y la velocidad de agregado de vapor.
12. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende uno o más módulos de detección de temperatura del proceso operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar la temperatura en uno o más puntos dentro de uno o más procesos de la instalación, donde el módulo de detección de temperatura del proceso es operativo para suministrar uno o más parámetros de control para el control de distribución del flujo de aire y calor de plasma.
13. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de detección de opacidad del gas operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar opacidad del gas, donde al menos una porción de salida del módulo de detección de opacidad del gas se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para controlar la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) , la velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) , el movimiento de una o más unidades de transferencia lateral configurado para transferir sólidos del convertidor dentro de un gasificador y la velocidad de agregado de vapor.
14. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de detección de la presión del gas operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar una presión del gas, donde al menos una porción de salida del módulo de detección de la presión del gas se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para controlar la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) , la velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) , el movimiento de una o más unidades de transferencia lateral configurado para transferir sólidos del convertidor dentro de un gasificador y la velocidad de agregado de vapor.
15. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además está configurado como un sistema de control centralizado.
16. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, configurado además como un sistema de control distribuido caracterizado porque comprende dos o más sistemas de control regionales, cada sistema de control regional configurado para controlar el funcionamiento de una región de la instalación, y cada sistema de control regional operativamente enlazado a uno o más de la pluralidad de elementos sensores y operativamente enlazados a uno o más de la pluralidad de elementos de respuesta los cuales están localizados dentro de la región.
17. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque los dos o más sistemas de control regionales están enlazados en forma comunicativa permitiendo de este modo la transferencia de información entre los mismos.
18. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque comprende además un sistema de control global enlazado en forma comunicativa a los dos o más sistemas de control regionales, el sistema de control global configurado para controlar y manejar operaciones interactivas entre los dos o más sistemas de control regionales, suministrando de este modo un medio para reducir la interferencia entre los ajustes característicos operativos realizados por los dos o más sistemas de control regionales .
19. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema es operativo para: a) determinar una condición de operación actual de uno o más procesos dentro de la instalación, la condición de operación actual se basa al menos en parte en una o más señales de entrada recibidas de uno o más de la pluralidad de elementos sensores; y b) determinar uno o más parámetros de control para al menos un elemento de respuesta para ajustar uno o más procesos dentro de la instalación para obtener o ajustar hacia una condición de operación especifica, los uno o más parámetros de control se basan al menos en parte en una comparación de la condición de operación actual y la condición de operación especifica; c) suministrar la una o más señales de control que se basan al menos en parte en el uno o más parámetros de control a al menos un elemento de respuesta para controlar el mismo .
20. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque es operativo para: a) determinar una condición de operación especifica de uno o más procesos dentro de la instalación; b) determinar uno o más parámetros de control para al menos un elemento de respuesta para ajustar el uno o más procesos para obtener la condición de operación especifica, el uno o más parámetros de control determinado en un modo de alimentación directa; y c) suministrar la una o más señales de control que se basan al menos en parte en el uno o más parámetros de control a al' menos un elemento de respuesta para controlar el mismo .
21. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende uno o más controladores proporcionales (P) , integrales (I) o diferenciales (D) .
22. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema está configurado para utilizar control de adaptación, de predicción, y/o de lógica difusa.
23. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque uno o más de la pluralidad de elementos sensores está configurado para detectar la presión gaseosa del gas y/o una composición gaseosa del gas y donde uno o más de la pluralidad de elementos de respuesta están configurados para ajustar una velocidad de entrada del aditivo y a velocidad de entrada de la carga de alimentación en respuesta a la presión gaseosa y la composición gaseosa.
24. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque uno o más de la pluralidad de elementos sensores está configurado para detectar una composición gaseosa del gas, y donde una velocidad de entrada del aditivo se ajusta como . una función de la composición gaseosa.
25. El sistema de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la composición gaseosa se utiliza para determinar un valor de calentamiento del gas, y donde la velocidad de entrada del aditivo comprende una velocidad de entrada del aditivo de aire la cual se ajusta como una función del valor de calentamiento.
26. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque la velocidad de entrada del aditivo de aire se ajusta como una función lineal del valor de calentamiento.
27. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque uno o más de la pluralidad de elementos sensores está configurado para detectar un contenido de CO del gas y un contenido de H2 del gas, y donde una velocidad de entrada del aditivo se ajusta como una función del contenido de CO y/o el contenido de H2.
28. El sistema de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la velocidad de entrada del aditivo comprende una velocidad de entrada del aditivo de aire y una velocidad de entrada del aditivo de vapor las cuales se ajustan como una función lineal del contenido de CO y del contenido de H2.
29. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la carga de alimentación de contenido de carbono muy variable está definida por un intervalo de valor de calentamiento de la carga de alimentación, el intervalo de valor de calentamiento oscila desde aproximadamente 3000KJ/Kg hasta aproximadamente 33000KJ/Kg.
30. Un sistema de control para una instalación configurado para llevar a cabo procesos caracterizado porque comprende generar un gas de escape bruto y/o gas sintético a partir de una materia prima de contenido de carbono muy variable y procesos para convertir un gas de entrada del sistema de reformulación de gas (Gas de entrada GRS) que comprende el gas de escape bruto y/o gas sintético en un gas reformulado de plasma, el sistema de control comprende: a) una pluralidad de elementos sensores configurados para detectar una o más características de un proceso, un dispositivo del proceso, una entrada del proceso y/o una salida del proceso dentro de la instalación; b) una pluralidad de elementos de respuesta configurados para afectar una o más características de uno o más procesos dentro de la instalación; c) una o más plataformas de computación operativamente asociadas con la pluralidad de elementos sensores y la pluralidad de elementos de respuesta, la una o más plataformas de computación configuradas para recibir señales de entrada desde la pluralidad de elementos sensores, en donde múltiples señales de entrada se utilizan cooperativamente junto con múltiples enlaces de control interdependientes para la generación de uno o más parámetros de control para el control de al menos una de la pluralidad de elementos de respuesta ya sea para mantener o ajustar una característica del proceso dentro de la instalación; en donde el sistema de control está opcionalmente configurado para ejecutar esquemas de control de la alimentación directa y/o la realimentación y en donde el sistema de control opcionalmente comprende uno o más controladores proporcionales (P) , integrales (I) o diferenciales (D) , y opcionalmente utiliza control de adaptación, de predicción, y/o de lógica difusa.
31.- El sistema de control de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque es operativo para: a) determinar una condición de operación actual de uno o más procesos dentro de la instalación, la condición de operación actual que se basa al menos en parte en una o más señales de entrada recibidas de la pluralidad de elementos sensores; y b) determinar uno o más parámetros de control para el control de al menos un elemento de respuesta para ajustar el uno o más procesos para obtener o ajustar hacia una condición de operación específica, los uno o más parámetros de control que se basan al menos en parte en una comparación de la condición de operación actual y la condición de operación específica; c) suministrar la una o más señales de control que se basan al menos en parte en el uno o más parámetros de control, a al menos un elemento de respuesta para controlar el mismo.
32. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque es operativo para: a) determinar una condición de operación específica de uno o más procesos dentro de la instalación; b) determinar uno o más parámetros de control para el control de al menos un elemento de respuesta para ajustar el uno o más procesos para obtener la condición de operación específica; y c) suministrar la una o más señales de control que se basan al menos en parte en el uno o más parámetros de control a al menos un elemento de respuesta para controlar el mismo .
33. El sistema de control de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque es operativo para: a) representar una característica marcada por un valor característico, la característica marcada es indicadora de una o más de las señales de entrada; b) computar uno o más parámetros de control que se basan en parte en una comparación de: uno o más valores característicos en donde el valor característico es un valor o un valor derivado, con i) uno o más valores específicos o intervalos de los mismos en donde el valor específico es un valor o un valor derivado; ii) en donde los parámetros de control fijan las condiciones para el funcionamiento de uno o más elementos de respuesta; y c) suministrar señales de control reflexivas del uno o más parámetros de control a al menos un elemento de respuesta para mantener o ajustar una característica del proceso de uno o más procesos dentro de la instalación.
34.- El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque está configurado para generar uno o más parámetros de control al menos en parte utilizando una relación aproximadamente lineal definida entre un valor característico y otro valor característico de conformidad con la ecuación: [X] = [a] [Y]; en donde [a] es una constante empírica que depende del diseño de la instalación y una o más características de salida de la instalación, en donde uno o más de otros valores característicos se mantienen constantes.
35. El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el sistema de control está configurado para determinar un valor especifico calculando una ecuación de conformidad con [X] tv = a [Y] tv, en donde la temperatura y la presión se mantienen constantes, y en donde ni [X]tv o [Y]tv representan un valor especifico conocido; el sistema de control además configurado para determinar un valor característico calculando una ecuación de conformidad con [X]cv = a[Y]cv, en donde la temperatura y la presión se mantienen constantes, y en donde ni [X]Cv o [Y]Cv representan un valor característico conocido; en donde [a] es una constante empírica que depende del diseño de la instalación y una o más características de salida de la instalación; y en donde el sistema de control está configurado para generar uno o más parámetros de control basados en parte en una comparación de uno o más valores específicos con los correspondientes uno o más valores característicos.
36. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque uno o más valores característicos son indicadores de una composición gaseosa y en donde uno o más parámetros de control son indicadores de una velocidad de entrada del aditivo a un proceso de gasificación, en donde la velocidad de entrada del aditivo se ajusta al menos en parte como una función de la composición gaseosa.
37. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque uno o más valores característicos son indicadores de una composición gaseosa y el uno o más valores característicos se utilizan al menos en parte para definir un valor de calentamiento del gas, en donde uno o más parámetros de control son indicadores de una velocidad de entrada del aditivo de aire y en donde la velocidad de entrada del aditivo de aire se ajusta al menos en parte como una función del valor de calentamiento.
38. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque está configurado para ajustar la velocidad de entrada del aditivo de aire como una función lineal del valor de calentamiento del gas.
39. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque uno o más valores característicos son indicadores de una composición gaseosa, la composición gaseosa incluye un contenido detectado de CO del gas y un contenido marcado de H2 del gas, en donde uno o más parámetros de control son indicadores de una velocidad de entrada del aditivo a un proceso de gasificación, en donde la velocidad de entrada del aditivo se ajusta al menos en parte como una función del contenido marcado de CO del gas y del contenido marcado de H2 del gas.
40.- El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque está configurado para computar uno o más parámetros de control que incluyen los parámetros para controlar la cantidad de aire alimentada a un gasificador en forma de un aditivo del proceso como una función del valor de calentamiento (HV) del gas producto, los parámetros se computaron en base a una relación lineal definida entre el HV del gas producto y la cantidad de aire alimentada al gasificador de conformidad con: [HV] = [a] [Aire] ; en donde [a] es una constante empírica que depende del diseño de la instalación y una o más características de salida de la instalación deseadas y en donde uno o más de otros valores característicos se mantienen constantes.
41.- El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el sistema de control está configurado para computar uno o más parámetros de control que incluyen los parámetros para controlar la cantidad de aire alimentado a un gasificador en forma de un aditivo del proceso como una función del bajo valor de calentamiento (LHV) del gas producto, los parámetros computados en base a una relación lineal definida entre el LHV del gas producto y la cantidad de Aire alimentado al gasificador de conformidad con: [LHV] = [a] [Aire] ; en donde [a] es una constante empírica que depende del diseño de la instalación y una o más características de salida de la instalación y en donde al menos la temperatura y la presión se mantienen constantes.
42. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque está configurado para computar uno o más parámetros de control que incluyen los parámetros para controlar la cantidad de aire alimentado a un gasificador en forma de un aditivo del proceso como una función del alto valor de calentamiento (HHV) del gas producto, los parámetros computados en base a una relación lineal definida entre el HHV del gas producto y la cantidad de aire alimentado al gasificador en donde al menos la temperatura y la presión se establecen como constantes.
43. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque comprende un módulo de detección del nivel de sólidos del convertidor operativamente asociado con el sistema de control, en donde al menos una porción de salida del módulo de detección del nivel de sólidos del convertidor se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para el control del movimiento de una o más unidades de transferencia lateral, Velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) y Velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) .
44. - El sistema de control de conformidad con 43, caracterizado porque está configurado para computar parámetros de control que incluyen los parámetros para controlar la velocidad de movimiento de la una o más unidades de transferencia lateral y/o velocidad de alimentación de CF, y/o y Velocidad de alimentación de HCF y/o la altura de los sólidos en un gasificador, en donde los parámetros se computan en base a una relación lineal definida entre la velocidad de movimiento de la una o más unidades de transferencia lateral, la velocidad de alimentación de CF, la velocidad de alimentación de HCF y la altura de los sólidos en el gasificador.
45. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque comprende un módulo de detección del contenido de carbono del gas producto operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar el contenido de carbono del gas producto, en donde al menos una porción de salida del módulo de detección del contenido de carbono del gas producto se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para el control de la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) y la velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) .
46.- El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque comprende un módulo de detección del contenido de carbono del gas producto operativamente acoplado con un controlador de la relación de la materia prima carbonoso (CF) : materia prima alta en carbono (HCF) , cada uno operativamente asociado con el sistema de control y configurado para controlar cooperativamente un separador de CF/HCF para controlar la velocidad de alimentación de CF y la velocidad de alimentación de HCF en un gasificador.
47.- El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque comprende un módulo de detección del valor del gas combustible producido operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar el valor combustible del gas producto, en donde al menos una porción de salida del módulo de detección del valor combustible del gas producto se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para el control de la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) y la velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) .
48.- El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque comprende un módulo de determinación del valor combustible del gas producto operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar un valor combustible del gas producto, en donde el módulo de determinación del valor combustible del gas producto es operativo para suministrar uno o más parámetros de control para un controlador de la relación combustible : aire configurado para controlar la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso total (CF) y Materia prima alta en carbono (HCF) dirigida al separador de CF/HCF, el controlador de la relación combustible : aire además configurado para suministrar uno o más parámetros de control a un controlador de unidad ' de transferencia para el control de movimiento de una o más unidades de transferencia lateral.
49. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque comprende un módulo de determinación de H2 del gas producto y un módulo de determinación de CO del gas producto operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar un contenido de H2 del gas producto y un contenido de CO del gas producto, en donde al menos una porción de salida del módulo de determinación de H2 del gas producto y el módulo de determinación de CO del gas producto se utiliza cooperativamente para la generación de uno o más parámetros de control para controlar la velocidad de alimentación de la materia prima carbonoso (CF) y la velocidad de alimentación de la materia prima alta en carbono (HCF) .
50. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque comprende un módulo de detección del flujo de gas producto operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar el flujo de gas producto, en donde el módulo de detección del flujo de gas producto es operativo para suministrar uno o más parámetros de control para el control de la velocidad de alimentación de la materia prima cabonosa total (CF) y la materia prima alta en carbono (HCF) , el movimiento de una o más unidades de transferencia lateral y el flujo de aire total.
51. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque comprende uno o más módulos de detección de temperatura del proceso operativamente asociado con el sistema de control y configurado para detectar la temperatura en uno o más puntos dentro de uno o más procesos, en donde el módulo de detección de temperatura del proceso es operativo para suministrar uno o más parámetros de control para el control de distribución del flujo de aire y el calor de plasma.
52. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el sistema de control está configurado para generar uno o más parámetros de control a al menos en parte la entrada de control de aire y vapor en un gasificador, en donde el uno o más parámetros de control se determinan al menos en parte utilizando una relación de conformidad con: 283 en donde a, b, c y d son constantes empíricas que dependen del diseño de la instalación y una o más características de salida de la instalación y en donde H2 y CO son valores característicos del gas producto.
53.- El sistema de control de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque está configurado para determinar un valor específico calculando una ecuación de conformidad con: d\_ Vapóf en donde la temperatura y la presión se mantienen constantes, y donde [H2]tv representa un valor específico para el contenido de H2 del gas producto; [CO]tv representa un valor específico para el contenido de CO del gas producto; [Aire]tv representa un valor específico para la cantidad de aire agregada en forma de un aditivo del proceso en un gasificador; y [Vapor] tv representa un valor específico para la cantidad de vapor agregada en forma de un aditivo del proceso en el gasificador; en donde dos de [H2]tv , [CO]tv , [Aire]tv y [Vapor] tv representan valores específicos conocidos; en donde el sistema de control está además configurado para determinár un valor característico calculando una ecuación de conformidad con: en donde la temperatura y la presión se mantienen constantes, y en donde [H2]cv representa un. valor característico para el contenido de H2 del gas producto; [C0]cv representa un valor característico para el contenido de CO del gas producto; [Aire]cv representa un valor característico para la cantidad de aire agregada en forma de un aditivo del proceso en el gasificador; y [Vapor] cv representa un valor característico para la cantidad de vapor agregada en forma de un aditivo del proceso en el gasificador; en donde dos de [H2]Cv , [C0]cv , [Aire]cv y [Vapor] cv representan valores característicos conocidos; en donde a, b, c y d son constantes empíricas que dependen del diseño de la instalación y una o más características de salida de la instalación; y en donde el sistema de control está configurado para generar uno o más parámetros de control basados en parte en una comparación de uno o más valores específicos con los correspondientes uno o más valores característicos.
54. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque es implementado en tiempo real para suministrar una respuesta en tiempo real a las una o más características marcadas por uno o más de la pluralidad de elementos sensores.
55. - El sistema de control de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque suministra sustancialmente un continuo control de la instalación.
56.- El sistema de control de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la una o más características detectadas por uno o más de la pluralidad de elementos sensores comprenden uno o más de, flujo del gas, presión del gas, y composición del gas, y donde dicho parámetros de control del proceso comprenden uno o más de una velocidad de entrada del aditivo, una velocidad de entrada de la carga de alimentación, una relación de entrada de aire a combustible, una relación de entrada MS a HCF y una relación de entrada de vapor a combustible.
57.- Un método para controlar la conversión de una materia prima de contenido de carbono muy variable dentro de un gas que tiene características sustancialmente consistentes, caracterizado porque comprende los pasos de: suministrar una instalación para convertir la carga de alimentación en el gas, la instalación comprende una o más entradas materia prima, una o más entradas de aditivo y una o más fuentes de calor de plasma y una o más salidas; marcar una pluralidad de características operativas, cada una de las características operativas son indicadores de un proceso, un dispositivo del proceso, una entrada del proceso y/o una salida del proceso asociada con la instalación; generar uno o más parámetros de control en base a la información indicadora de múltiples características operativas, la generación se habilita utilizando en forma cooperativa la información en conjunto con los múltiples enlaces de control interdependientes, el uno o más parámetros de control conductores para obtener, ajusfar o mantener una o más condiciones específicas de la conversión; y controlar, basados al menos en parte en el uno o más parámetros de control, uno o más procesos dentro de la instalación, controlando de este modo la conversión de una materia prima de contenido de carbono muy variable en el gas con características sustancialmente consistentes, mientras se mantiene sustancialmente la estabilidad de una o más características del gas.
58.- Un medio legible por computadora que tiene registrado en el mismo declaraciones e instrucciones para controlar la conversión de una materia prima de contenido de carbono muy variable en un gas con características sustancialmente consistentes, las declaraciones e instrucciones para ser ejecutadas por una computadora para llevar a cabo un método caracterizado porque comprende los pasos de: suministrar una instalación para convertir la carga de alimentación en el gas, la instalación comprende una o más entradas de carga de alimentación, una o más entradas de aditivo y una o más fuentes de calor de plasma y una o más salidas ; marcar una pluralidad de características operativas, cada una de las características operativas son indicadores de un proceso, un dispositivo del proceso, una entrada del proceso y/o una salida del proceso asociada con la instalación; generar uno o más parámetros de control en base a la información indicadora de múltiples características operativas, la generación se habilita utilizando en forma cooperativa la información en conjunto con los múltiples enlaces de control interdependientes, el uno o más parámetros de control conductores para obtener, ajusfar o mantener una o más condiciones específicas de la conversión; y controlar, basados al menos en parte en el uno o más parámetros de control, uno o más procesos dentro de la instalación, controlando de este modo la conversión de una materia prima de contenido de carbono muy variable en el gas con características sustancialmente consistentes, mientras se mantiene sustancialmente la estabilidad de una o más características del gas. RESUMEN DE LA INVENCION La presente invención provee un sistema de control para la conversión de materia prima carbonoso en un gas. En particular, el sistema de control se diseña para ser configurable para el uso en el control de uno o más procesos implementados en, y/o por, un sistema de gasificación para la conversión de la materia prima en un gas, que se puede usar para una o más aplicaciones corriente abajo. Los procesos de gasificación controlables por diferentes modalidades del sistema de control descrito pueden incluir en diversas combinaciones, un convertidor, un acondicionador de residuos, un recuperador y/o sistema intercambiador de calor, uno o más acondicionadores de gas, un sistema de homogenizacion de gas y una o más aplicaciones corriente abajo. El sistema de control controla operativamente diversos procesos locales, regionales y/o globales relacionados con el proceso de gasificación global, y asi ajustar diversos de sus parámetros de control adaptados para afectar estos procesos para un resultado seleccionado. En consecuencia, diversos elementos sensores y elementos de respuesta se distribuyen por todo el sistema controlado y se usan para adquirir diversas características del proceso, reactivo y/o producto, comparar estas características con intervalos adecuados de las características conducentes a obtener el resultado deseado, y responder mediante la implementacion de cambios en uno o más de los procesos en marcha a través de uno o más dispositivos controlables del proceso.