PT103440B

PT103440B - ALTERNATIVE FUEL AND PROCESS FOR THEIR PRODUCTION FROM THE USE OF SOLID, NON ORGANIC WASTE, CONSTRUCTION AND DEMOLITION WASTE, INDUSTRIAL BANANA AND FOREST WASTE AND ITS USE IN INDUSTRIAL APPLICATIONS.

Info

Publication number: PT103440B
Application number: PT10344006A
Authority: PT
Inventors: Carlos Alberto Baleia Matias; Willen Zwaan
Original assignee: Carlos Alberto Baleia Matias; Willen Zwaan
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2008-04-18
Also published as: PT103440A

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO CONSISTE NUM PRODUTO E RESPECTIVO PROCESSO DE PRODUÇÃO, QUE UTILIZA RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS NÃO ORGÂNICOS, RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO, RESÍDUOS INDUSTRIAIS E RESÍDUOS FLORESTAIS PARA OBTENÇÃO DE UM COMBUSTÍVEL SÓLIDO. O PROCESSO UTILIZA TODO O MATERIAL QUE NÃO SE DESTINE A SER RECICLADO, ENCONTRANDO-SE NESTA SITUAÇÃO CERCA DE 35% DOS RESÍDUOS TOTAIS DOS TIPOS ACIMA DESCRITOS. O PROCESSO APRESENTADO DECORRE EM FASES QUE PASSAM PELA SELECÇÃO E TRIAGEM DOS COMPONENTES DOS RESÍDUOS E EXCLUSÃO DE MATÉRIAS TÓXICAS, PELO CONTROLO E RECTIFICAÇÃO DA HUMIDADE DA MATÉRIA E PELA SUA TRITURAÇÃO, OBTENDO-SE UMA MASSA HOMOGÉNEA COM RAZÕES DE MISTURA CONTROLADAS E COM PROPRIEDADES CALORÍFICAS SEMELHANTES ÀS DO CARVÃO, MAS COM MENORES NÍVEIS DE ELEMENTOS POLUENTES. O PRODUTO FINAL PODE TER A FORMA DE CILINDROS, E OU TIRAS FINAS. DESTA MANEIRA, O OBJECTO DA PRESENTE INVENÇÃO, REPRESENTA UMA MAIS VALIA, QUER AO NÍVEL DO DESTINO A DAR AOS RESÍDUOS, QUER AO NÍVEL DA UTILIZAÇÃO ENERGÉTICA, PODENDO SER A MATÉRIA DAQUI RESULTANTE UTILIZADA COMO COMBUSTÍVEL SUCEDÂNEO DO CARVÃO. PARA ALÉM DISSO, PRETENDE-SE, COM ESTE PROCESSO, PRODUZIR UM COMBUSTÍVEL SÓLIDO, AMIGO DO AMBIENTE .The present invention is a product and its production process, which uses non-organic solid wastes, waste from construction and demolition, industrial waste and forest waste for the production of a solid fuel. THE PROCESS USES ALL MATERIAL THAT IS NOT INTENDED TO BE RECYCLED, FOUNDING IN THIS SITUATION ABOUT 35% OF THE TOTAL WASTE OF THE ABOVE TYPES DESCRIBED. THE PRESENT PROCESS ARRANGED IN PHASES THAT WILL STEP BY THE SELECTION AND TRIAGEM OF THE COMPONENTS OF THE WASTE AND EXCLUSION OF TOXIC MATTERS, BY THE CONTROL AND RECTIFICATION OF THE MOISTURE OF THE MATTER AND BY THEIR CRUSHING, OBTAINING A HOMOGENEOUS MASS WITH CONTROLLED MIXED REASONS AND WITH CALORIFIC PROPERTIES Similar to coal, but with lesser levels of pollutants. THE FINAL PRODUCT CAN BE IN THE FORM OF CYLINDERS, AND OR FINAL STRIPS. In this way, the object of the present invention represents a more valuable one, whether at the level of the destination to be given to the waste, or at the level of the energetic use, and may be the material from which it is used as a resultant coal fuel. IN ADDITION, IT IS INTENDED, WITH THIS PROCESS, TO PRODUCE A SOLID FUEL, ENVIRONMENTAL FRIEND.

Description

Combustível alternativo e processo para a sua produção a partir da utilização de resíduos sólidos urbanos não orgânicos, resíduos de construção e demolição, resíduos industriais banais e resíduos florestais e sua utilização em aplicações industriaisAlternative fuel and process for its production from the use of non-organic solid urban waste, construction and demolition waste, banal industrial waste and forest waste and its use in industrial applications

A presente invenção consiste num produto e respectivo processo de produção, que utiliza resíduos sólidos urbanos não orgânicos, resíduos de construção e demolição, resíduos industriais e resíduos florestais para obtenção de um combustível sólido. 0 processo utiliza todo o material que não se destine a ser reciclado, encontrando-se nesta situação cerca de 35% dos resíduos totais dos tipos acima descritos.The present invention consists of a product and its production process, which uses non-organic municipal solid waste, construction and demolition waste, industrial waste and forest waste to obtain a solid fuel. The process uses all material that is not intended to be recycled, with about 35% of the total waste of the types described above in this situation.

processo apresentado decorre em fases que passam pela selecção e triagem dos componentes dos resíduos e exclusão de matérias tóxicas, pelo controlo e rectificação da humidade da matéria e pela sua trituração, obtendo-se uma massa homogénea com razões de mistura controladas e com propriedades caloríficas semelhantes as do carvão, mas com menores níveis de elementos poluentes. 0 produto final pode ter a forma de cilindros, e ou tiras finas.The presented process takes place in phases that go through the selection and sorting of the waste components and exclusion of toxic substances, the control and rectification of the moisture of the material and its grinding, obtaining a homogeneous mass with controlled mixing ratios and with similar calorific properties those of coal, but with lower levels of polluting elements. The final product may be in the form of cylinders and / or thin strips.

Desta maneira, o objecto da presente invenção, representa uma mais valia, quer ao nível do destino a dar aos resíduos, quer ao nível da utilização energética, podendo ser a matéria daqui resultante utilizada como combustível sucedâneo do carvão. Para além disso, pretende-se, com este processo, produzir um combustível sólido, amigo do ambiente.In this way, the object of the present invention represents an added value, both in terms of the destination to be given to the waste, and in terms of energy use, and the resulting material may be used as a substitute fuel for coal. In addition, this process aims to produce a solid, environmentally friendly fuel.

A presente invenção consiste na produção de um combustível sólido, e no respectivo processo de obtenção, que utiliza resíduos sólidos urbanos não orgânicos, construção, resíduos industriais banais resíduos de e resíduos florestais.The present invention consists of the production of a solid fuel, and the respective process of obtaining it, which uses non-organic urban solid waste, construction, common industrial waste and forest waste.

Este combustível pode ser utilizado em substituição do carvão e afins.This fuel can be used to replace coal and the like.

À presente data, os Resíduos Sólidos Urbanos não orgânicos (RSU) , os Resíduos de construção e Demolição (RDC), os Resíduos Industriais Banais (RIB) e os Resíduos Florestais (RF) estão a ser tratados por diversas entidades públicas e privadas, de acordo com dois sistemas básicos que consistemAt the present date, non-organic Solid Urban Waste (MSW), Construction and Demolition Waste (RDC), Ordinary Industrial Waste (RIB) and Forest Waste (RF) are being treated by several public and private entities, from according to two basic systems consisting of

a)numa I^a fase de selecção e triagem - na qual cerca de 65 % desse material é destinado à reciclagem; b) numa 2^a fase, na qual os 35 % restantes são destinados a aterro e incineração. O documento GB2024856 descreve o aproveitamento de apenas resíduos sólidos urbanos (RSU) para um combustível utilizando apenas a fracção ligeira dos mesmos, portanto, recuperando apenas uma pequena parte da fracção total, subaproveitando o restante. Para além disso, o método de selecção descrito neste documento é substancialmente diferente, uma vez que utilizam o ciclone, razão pela qual é possível apenas recuperar a fracção ligeira do RSU, que vai directamente para mistura e trituração, sendo eventualmente, na fase final, adicionados outros produtos para conferirem ou ajustarem o potencial um potencial produto combustível do produto final.a) in an I ^the selection and sorting phase - in which about 65% of this material is destined for recycling; b) a second phase in which the remaining 35% are intended for landfill and incineration. GB2024856 describes the use of only solid urban waste (MSW) for a fuel using only the light fraction of it, therefore, recovering only a small part of the total fraction, underutilizing the rest. In addition, the selection method described in this document is substantially different, since they use the cyclone, which is why it is only possible to recover the light fraction of the MSW, which goes directly to mixing and grinding, and eventually, in the final stage, other products were added to check or adjust the potential a potential fuel product of the final product.

processo proposto pelo presente invento, para além de ser mais rentável, no aspecto em que permite uma maior recuperação e aproveitamento dos resíduos totais, e não apenas dos RSU, uma vez que utiliza uma combinação de um método automático com um método manual para a selecção dos componentes desejáveis na mistura, permitindo eliminar componentes ambientalmente prejudiciais. Para além disso, ao armazenar os componentes triturados individualmente, facilita um maior rigor no controlo dos parâmetros do produto final e, consequentemente, da sua qualidade. Desta forma, quando os componentes são misturados, originam um produto homogéneo e reprodutível, com um poder calorífico análogo ao longo dos diferentes lotes.process proposed by the present invention, in addition to being more cost-effective, in that it allows a greater recovery and recovery of total waste, and not only MSW, since it uses a combination of an automatic method and a manual method for the selection of the desirable components in the mixture, allowing to eliminate environmentally harmful components. In addition, by storing the crushed components individually, it facilitates greater rigor in the control of the parameters of the final product and, consequently, of its quality. In this way, when the components are mixed, they produce a homogeneous and reproducible product, with a similar calorific value throughout the different batches.

Desta forma, o objecto do presente invento pode ser utilizado tanto em mono como em co-combustão, não estando, contudo, indicado para incineração.In this way, the object of the present invention can be used both in mono and in co-combustion, however, it is not indicated for incineration.

No presente, os Resíduos Sólidos Urbanos não orgânicos (RSU), os Resíduos de construção e Demolição (RDC), os Resíduos Industriais Banais (RIB) e os Resíduos Florestais (RF) estão a ser tratados por diversas entidades públicas e privadas, de acordo com dois sistemas básicos que consistem a)numa I^a fase de selecção e triagem - na qual cerca de 65 % desse material é destinado à reciclagem; b) numa 2 ^a fase, na qual os 35 % restantes são destinados a aterro e incineração.At present, non-organic Urban Solid Waste (MSW), Construction and Demolition Waste (RDC), Ordinary Industrial Waste (RIB) and Forest Waste (RF) are being treated by several public and private entities, in accordance with with two basic systems that consist of a) a I ^the selection and sorting phase - in which about 65% of this material is destined for recycling; b) a second phase in which the remaining 35% are intended for landfill and incineration.

presente invento enquadra-se na 2 fase, ou seja, utiliza todo o material que, por não estar nas melhores condições de ser encaminhado para a reciclagem, quer por estarem em fim de linha, quer por não haver actualmente meios ou por falta de capacidade técnica para serem trabalhados, não seriam aproveitados.the present invention fits into the 2 stage, that is, it uses all the material that, due to not being in the best conditions to be sent for recycling, either because they are at the end of the line, or because there are currently no means or due to lack of capacity technique to be worked, would not be used.

Assim, a presente invenção permite aproveitar os 35% dos diversos resíduos, RSU, RIB, RCD e RF, que de outra forma seriam desperdiçados, com a consequente valorização e utilização na produção de um combustível sólido, sucedâneo do carvão.Thus, the present invention makes it possible to take advantage of 35% of the various residues, MSW, RIB, RCD and RF, which would otherwise be wasted, with the consequent recovery and use in the production of a solid fuel, replacing coal.

Desta forma, numa primeira fase os resíduos são seleccionados e separados. Na selecção e triagem, dos RSU, RIB, RDC e RF, os vários produtos obtidos são, os plásticos, papel, madeira, cartão e têxteis, produtos estes individualmente combustíveis e de baixa densidade, e que, no seu conjunto, e com a implementação da presente invenção, vão constituir um combustível sólido. Durante esta fase, que pode subdividir-se noutras fases, os materiais são seleccionados e inspeccionados, a fim de evitar a formação de produtos de combustão incorrecta, excluindo-se produtos que são nocivos ou que são tóxicos devido à natureza química dos seus componentes.In this way, in a first stage the waste is selected and separated. In the selection and sorting, of the MSW, RIB, RDC and RF, the various products obtained are plastics, paper, wood, cardboard and textiles, products that are individually combustible and of low density, and that, together, and with the implementation of the present invention, will constitute a solid fuel. During this phase, which can be subdivided into other phases, materials are selected and inspected in order to avoid the formation of incorrect combustion products, excluding products that are harmful or that are toxic due to the chemical nature of their components.

Em síntese, a valorização destes desperdícios, tem como objectivo final, o fabrico de um combustível sólido, correctamente controlado, e isento de qualquer produto tóxico e nocivo do ponto de vista ecológico e ambiental.In summary, the valorization of these wastes has as its final objective, the manufacture of a solid fuel, correctly controlled, and free from any toxic and harmful product from an ecological and environmental point of view.

Fase (1) - Triagem e seleção dos RSU, RIB, RCD e RF , constituídos por papel, cartão, plásticos, madeiras e têxteis.Phase (1) - Screening and selection of MSW, RIB, RCD and RF, consisting of paper, cardboard, plastics, wood and textiles.

Fase (2) - O produto final, selecionado com os produtos referidos em (1), entra no sector de secagem e controle de humidade.Phase (2) - The final product, selected with the products referred to in (1), enters the drying and humidity control sector.

Fase (3) - Sector de trituração, onde é defenida a granolumetria dos produtos.Phase (3) - Crushing sector, where the granolumetry of products is defined.

Fase (4) - Fase de controle, da qualidade e quantidade destinada à mistura.Phase (4) - Control, quality and quantity phase for the mixture.

Fase (5) - Sector onde se procede à homogeneização e mistura final.Phase (5) - Sector where homogenization and final mixing are carried out.

Fase (6) - Sector de armazenamento em silos.Phase (6) - Silo storage sector.

Fase (7) - Sector de pesagem, compactagem, prensagem, enfardamento e acondicionamento.Phase (7) - Weighing, compacting, pressing, baling and packaging sector.

D&SaUÇAÒ DKTA&&WA DA XWFXÇÃOD & SAUÇAÒ DKTA && WA FROM XWFXÇÃO

O diagrama descrimina as diversas fases do processo de fabrico, de acordo com o processo da invenção.The diagram describes the different stages of the manufacturing process, according to the process of the invention.

Em conformidade com o diagrama, na fase (1) , os RSU, RIB, RDC e os RF, são tratados e classificados através de uma selecção e triagem apropriadas na qual as fracções retiradas são compostas por papel, cartões, plásticos (onde se exclui o PVC), têxteis, e os diversos tipos de madeiras.In accordance with the diagram, in phase (1), the MSW, RIB, RDC and the RF are treated and classified through an appropriate selection and sorting in which the removed fractions are composed of paper, cards, plastics (where excluded PVC), textiles, and various types of wood.

Todos estes materiais são por si já combustíveis.All of these materials are already combustible.

No que se refere aos componentes plásticos, como atrás foi mencionado, temos a exclusão do cloreto de polivinilo, pelo facto, deste elemento, durante a combustão produzir produtos tóxicos, ecologicamente nocivos.With regard to plastic components, as mentioned above, we have the exclusion of polyvinyl chloride, since this element, during combustion, produces toxic, ecologically harmful products.

Após a selecção e triagem, os diversos materiais seguem para a fase (2) , para o sector de secagem e controle de humidade. Para uma correcta combustão, a observação da quantidade de humidade é essencial, pelo que o seu controle é importante, pois não poderá ser superior a 6% /m/m.After selection and sorting, the different materials go on to phase (2), for the drying and humidity control sector. For correct combustion, observing the amount of moisture is essential, so its control is important, as it cannot exceed 6% / m / m.

Em seguida os materiais seguem para a fase (3) , na qual são triturados e reduzidos a partículas extremamente pequenas e finas, até um máximo de 3 cm.Then the materials go to phase (3), in which they are crushed and reduced to extremely small and fine particles, up to a maximum of 3 cm.

Pretende-se obter uma massa completamente pulverizada, mas tal situação reveste-se de dificuldade uma vez que não é reduzir as películas de plásticos ou substâncias similares num formulário pulverizado.It is intended to obtain a completely pulverized mass, but this situation is difficult since it is not to reduce the plastic films or similar substances in a pulverized form.

Consequentemente, na estação (3), é definida a granulometria dos produtos em 1, 2 ou 3 cm.Consequently, in station (3), the granulometry of the products is defined in 1, 2 or 3 cm.

Em seguida no sector (4) , o produto é controlado na sua qualidade e quantidade por elemento, obtendo-se uma massa uniforme, sendo o seu controle feito visualmente pelo operador.Then in sector (4), the product is controlled in terms of quality and quantity per element, obtaining a uniform mass, and its control is done visually by the operator.

A fase seguinte (5) , é uma estação em que o produto é controlado na quantidade dos seus elementos, na sua qualidade e humidade, e se procede à sua homogeneização e mistura recorrendo-se à utilização de um tambor / misturador para esse efeito.The next phase (5), is a season in which the product is controlled in the quantity of its elements, in its quality and humidity, and it is homogenized and mixed using a drum / mixer for this purpose.

Q controle final das fases (4) e (5) é importante e muito selectivo, para obtenção da mistura correcta, para obtenção de um poder calorifero semelhante ao do carvão, sem níveis mais elevados de poluentes, tais como os de cloro, azoto e enxofre, e que são garantidos numa ordem de grandeza inferior ao combustível fóssil. No referente às cinzas (volantes e de fundo), provenientes da combustão do combustível, não apresentem carácter ecotóxico.The final control of phases (4) and (5) is important and very selective, in order to obtain the correct mixture, to obtain a calorific power similar to that of coal, without higher levels of pollutants, such as those of chlorine, nitrogen and sulfur, and which are guaranteed in an order of magnitude lower than fossil fuel. With regard to ashes (flywheels and bottom) from fuel combustion, they do not have an ecotoxic character.

Ao obter-se no processo de fabrico, nas fases (4) e (5), e após um eficiente controlo de qualidade, o combustível poderá ser utilizado em caldeiras industriais, em fornos, como combustível, quer em co ou mono combustão em fornos de cimento, e ainda em caldeiras das centrais termoeléctricas e outros.When obtained in the manufacturing process, in phases (4) and (5), and after an efficient quality control, the fuel can be used in industrial boilers, in ovens, as fuel, either in co or mono combustion in ovens cement, and also in boilers of thermoelectric plants and others.

Ao entrar na fase (6) , o produto é submetido a um aumento substancial na sua gravidade especifica, de modo a ser armazenado e manuseado com um menor volume, e conseguir-se uma melhor capacidade económica no referente à conservação do produto, transporte e distribuição.Upon entering phase (6), the product is subjected to a substantial increase in its specific gravity, in order to be stored and handled with a smaller volume, and to achieve a better economic capacity regarding product conservation, transport and distribution.

Na fase (7) o produto acabado é pesado, compactado ou prensado, enfardado ou paletizado. O combustível, apresentase sob a forma de pequenos cilindros, e ou tiras finas, de acordo com os fornos ou caldeiras onde será utilizado nos locais de produçãoIn phase (7) the finished product is weighed, compacted or pressed, wrapped or palletized. The fuel is presented in the form of small cylinders and / or thin strips, according to the ovens or boilers where it will be used in the production sites.

Com o processo apresentado, através da selecção, controle e tratamento dos desperdícios, produz-se um combustível com vantagens notáveis, permitindo uma recuperação de um material rico do ponto de vista calorifico, e que actualmente não só é perdido, como também é causador de contaminação.With the process presented, through the selection, control and treatment of waste, a fuel is produced with remarkable advantages, allowing the recovery of a material rich in terms of heat, which is currently not only lost, but also causes contamination.

Como foi mencionado, a caracteristica principal do combustível obtido pelo processo de acordo com a invenção, consiste no facto de ser produzido através de recuperação e valorização dos desperdícios mencionados, feito por fases seleccionadas e controladas, e na qual todos os produtos incombustíveis ou combustíveis nocivos ou tóxicos foram excluídos.As mentioned, the main characteristic of the fuel obtained by the process according to the invention, consists in the fact that it is produced through the recovery and recovery of the mentioned wastes, made in selected and controlled phases, and in which all non-combustible products or harmful fuels or toxic substances were excluded.

Além disso, uma característica básica do combustível de acordo com a invenção é a característica qualitativa, que permite um comportamento uniforme durante as fases da combustão, tais para assegurar temperaturas constantes, e, ao mesmo tempo e a um nível elevado, criando assim recursos para uma exploração ideal, nas melhores circunstâncias ecológicas.In addition, a basic characteristic of the fuel according to the invention is the qualitative characteristic, which allows uniform behavior during the combustion phases, such as to ensure constant temperatures, and at the same time and at a high level, thus creating resources for an ideal exploration, in the best ecological circumstances.

O processo de fabrico é descrito e ilustrado com a ajuda de um diagrama, no qual é possível observar as fases de realização das várias operações de transformação e fabrico.The manufacturing process is described and illustrated with the help of a diagram, in which it is possible to observe the stages of completion of the various processing and manufacturing operations.

No processo final, nas fases (4) e (5), e como anteriormente foi referido, a produção final do combustível, pode ser apresentada com características diferentes, quanto à sua forma e aspecto visual, podendo ser em pequenos cilindros, tiras ou em partículas finas, dependendo da indústria a que se destina, não lhe alterando este facto, como é óbvio a característica do produto.In the final process, in phases (4) and (5), and as previously mentioned, the final production of the fuel can be presented with different characteristics, in terms of its shape and visual aspect, and can be in small cylinders, strips or in fine particles, depending on the industry for which it is intended, without changing this fact, as is obviously the characteristic of the product.

Claims

Alternate solid fuel characterized in that it comprises in its constitution Solid Waste inorganic (MSW), waste from construction and demolition (DRC), industrial waste Banais (RIB) and forest waste (RF) resulting from the R phase selection for recycling, containing paper, cardboard, plastics, wood and textiles, rubber and PVC free, crushed, mixed, pressed and molded in the form of cylinders (briquettes) or thin strips.

2 - Alternative solid fuel, according to claim 1, characterized in that it contains:

a) up to 6% humidity

b) up to 9% ash

c) up to 85% of volatile materials max

d) up to 12% of fixed carbon

e) about 22,000 kJ / kg of higher calorific value

f) about 18,000 kJ / kg of lower calorific value

g) up to 50% carbon (C)

h) up to 7.5% hydrogen (H)

i) up to 0.5% nitrogen (N)

j) up to 0.3% sulfur (S)

k) up to 0.9% chlorine (Cl)

l) up to 0.030 mg / kg of mercury (Hg)

3 - Process for the production of an alternative solid fuel, consisting of non-organic solid urban waste (MSW), construction and demolition waste (RDC), banal industrial waste (RIB) and forest waste (RF), resulting ^the selection phase for recycling, containing paper, cardboard, plastics, wood and textiles, free of rubber and PVC, crushed, mixed, pressed and molded in the form of cylinders (briquettes), or in thin strips, characterized by understanding the following phases:

a) selection and sorting, with waste composed of paper, cardboard, plastics (excluding PVC), wood and textiles being retained;

b) drying of the elements selected in a), with humidity control, which must not exceed 6%.

c) crushing and reduction to dust or fine particles of the dry elements resulting from the previous step, with a grain size up to 3 cm;

d) control and selection of the components, as to their quantity and nature, in order to obtain a uniform mass;

e) homogenization and final mixing of the components selected in the previous phase;

f) substantial increase in the specific gravity of the product, from about 1 to 2, and a reduction in its volume by about 70%;

g) pressing and or compacting the product and packaging;

h) molding of the product in the form of small cylinders (briquettes), or in thin strips.

4 - Use of alternative solid fuel, according to the preceding claims, characterized in that it is used instead of coal and the like in industrial applications, in mono or co-combustion, except in those where high degrees of purity are required or in those whose products are food.