PT106729A

PT106729A - Processo de conversão de biomassa de elevada eficácia energética

Info

Publication number: PT106729A
Application number: PT106729A
Authority: PT
Inventors: Andrew D Livingston; Bijoy J Thomas
Original assignee: Yge Yser Green Energy S A
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2013-07-11
Also published as: US8198493B1

Abstract

SÃO FORNECIDOS SISTEMAS MELHORADOS, DE BAIXO CONSUMO DE COMBUSTÍVEL, PARA O PROCESSAMENTO DA BIOMASSA TAL COMO MADEIRA OU RESÍDUOS DAS COLHEITAS, RESÍDUOS DE ALIMENTOS OU DE RESÍDUOS DE ORIGEM ANIMAL, A FIM DE OBTER SELETIVAMENTE PRODUTOS FINAIS PROCESSADOS TERMICAMENTE, TAIS COMO UMA COMBINAÇÃO DE PRODUTOS FINAIS TORRADOS E CARBONIZADOS. OS PROCESSOS ENVOLVEM A SECAGEM TÉRMICA DA BIOMASSA DE ENTRADA UTILIZANDO UM SECADOR QUE EMPREGA A SAÍDA DE GÁS QUENTE DE UM INCINERADOR OPERADO COM COMBUSTÍVEL. EM SEGUIDA, O PRODUTO SECO É TORRADO NUM REATOR DE TORREFAÇÃO INDIRECTA, DE MODO A EVOLUIR COMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS LEVES QUE SÃO USADOS COMO UMA FONTE DE COMBUSTÍVEL GASOSO PARA O INCINERADOR. ALGUM OU A TOTALIDADE DO PRODUTO TORRADO PODE SER RECUPERADO, OU ALGUM OU A TOTALIDADE DO PRODUTO TORRADO É ENTÃO DIRIGIDO PARA UM REATOR DE CARBONIZAÇÃO SEPARADO LIGADO COM UM INCINERADOR REATOR. A CARBONIZAÇÃO SERVE PARA REMOVER A MAIOR PARTE DOS COVS RESTANTES QUE SÃO USADOS COMO UMA ENTRADA DE COMBUSTÍVEL GASOSO PARA O SECADOR.

Description

1

DESCRIÇÃO

"PROCESSO DE CONVERSÃO DE BIOMASSA DE ELEVADA EFICÁCIA ENERGÉTICA"

REFERÊNCIA CRUZADA COM UM PEDIDO RELACIONADO

Este pedido é uma continuação em parte do pedido S/N 13/347,822, depositado a 11 janeiro de 2012, que é aqui incorporado por referência na sua totalidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da Invenção A presente invenção está relacionada com métodos e aparelhos utilizados no processamento de biomassa para produzir biomassa torrada e/ou carbonizada (isto é, carvão). Mais particularmente, a invenção diz respeito a tais métodos e aparelhos em que a biomassa de partida é inicialmente seca e, em seguida, é torrada num reator especializado de torrefação indireta, com os gases combustíveis a partir da biomassa a evoluírem durante a torrefação a serem usados como uma fonte de combustível para a etapa de secagem de biomassa inicial. De preferência, pelo menos uma porção ou a totalidade do produto torrado pode ser subsequentemente carbonizado num reator separado de carbonização indireta, com os gases combustíveis que evoluíram a partir de carbonização a serem também utilizados como uma fonte de combustível. Os processos da presente invenção são caracterizados por uma elevada eficácia energética, e em algumas formas toda a energia térmica necessária para o processamento no estado 2 estacionário é obtida a partir dos gases combustíveis evoluídos.

Descrição da Técnica Anterior

Biomassa tal como entendido na técnica e tal como aqui utilizado refere-se a um material biológico derivado de organismos vivos ou recentemente mortos. No contexto da biomassa para a energia isto é muitas vezes usado para indicar materiais à base de plantas, mas a biomassa pode igualmente aplicar-se tanto a materiais derivados de animais como a materiais derivados de vegetais. A biomassa é à base de carbono e é composta de uma mistura de moléculas orgânicas que contenham hidrogénio, geralmente incluindo átomos de oxigénio, e muitas vezes com outros átomos, incluindo metais alcalinos, alcalinos terrosos, e pesados. A biomassa à base de plantas é normalmente de natureza lenhocelulósica e pode ser derivada a partir de uma variedade de fontes: madeira, tal como dos resíduos florestais, das actividades de arboricultura e de processamento de madeira, dos resíduos agrícolas, tais como da palha de milho e da palha de arroz; das gramíneas, tais como a relva e o miscanto. Outras fontes de biomassa incluem restos de comida provenientes do fabrico, preparação e processamento de comida e de bebidas, ou de resíduos industriais, ou de resíduos sólidos urbanos e de resíduos animais. A biomassa quando recebida geralmente tem um teor de humidade de 5-80%, em peso. Têm, no passado, sido desenvolvidas técnicas para o processamento da biomassa para obter combustíveis úteis. Em geral, a biomassa nativa é preliminarmente pré-dimensionada, seca e moída, e é depois tratada termicamente para obter diferentes produtos finais, incluindo a biomassa torrada e a biomassa carbonizada (carvão). A torrefação 3 envolve o processamento térmico de evoluir gases orgânicos combustíveis, especialmente os compostos orgânicos voláteis (COVs). No entanto, o produto torrado ainda contém COVs pesados e, se for utilizado como um combustível, tem tendência a "fumegar". A carbonização remove a maioria dos COVs remanescentes na biomassa torrada, deixando um resíduo que está essencialmente isento de compostos produtores de fumo e é composto essencialmente de carbono fixo.

Geralmente, têm sido feitas tentativas para levar a cabo muitas ou todas as etapas do processamento de biomassa num reator único de aquecimento direto. Isto provou ser problemático por causa das baixas velocidades de produção e do facto de um único reator não poder proporcionar as condições óptimas para a secagem, a torrefação, e a carbonização. Além disso, a taxa de transferência de sistemas com um único reator é relativamente baixa, uma vez que a maioria dos sistemas de carbonização simples são sistemas de lotes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção ultrapassa os problemas acima descritos e proporciona processos e equipamento aperfeiçoados para a torrefação e carbonização de uma biomassa inicial, preferencialmente numa base contínua. Em geral, os processos da presente invenção compreendem em primeiro lugar a secagem térmica da biomassa não tratada, previamente dimensionada para um teor de humidade reduzido, num secador que utiliza a saída de gás quente de um conjunto de queimador que funciona com combustível. Normalmente, a biomassa não tratada é reduzida a um tamanho relativamente uniforme (por exemplo, uma dimensão da secção transversal de cerca de 0,32-1,91 centímetros (0,125-0,75 polegadas) usando um moinho de martelos ou outro 4 equipamento de redução de tamanho, antes da secagem. Vantajosamente, a etapa de secagem é realizada num secador rotativo utilizando um gás quente de secagem de entrada a uma temperatura de cerca de 204,44-537,78°C (400-1000°F), mais preferencialmente de cerca de 315,55-426,66°C (600- 800°F). Quando o secador preferencial é empregue, o tambor de secagem será rodado a uma velocidade de cerca de 5-10 rpm. O tempo de residência no secador pode variar de 5 segundos a 8 minutos, dependendo do tamanho das partículas da biomassa de entrada. No passo de secagem, o teor de humidade é reduzido para um nível de cerca de 2-15% em peso, e mais preferencialmente de cerca de 2-4% em peso.

No passo seguinte, pelo menos uma parte da biomassa seca é termicamente torrada num reator de torrefação indirecta diferente do secador usando a saída de gás quente do conjunto de queimador operado com combustível para gerar: (1) um primeiro fluxo de saída do produto sólido compreendendo biomassa torrada, (2) uma primeira corrente de saída gasosa incinerável que compreende constituintes orgânicos queimáveis evoluídos a partir da torrefação da biomassa, e (3) uma primeira corrente de gás residual a partir do reator de torrefação compreendendo o gás utilizado para torrar indirectamente a biomassa seca. É importante notar que pelo menos uma porção da primeira corrente de saída gasosa incinerável é utilizada como pelo menos uma parte do combustível para operar o conjunto de queimador. De preferência, a primeira corrente de gás residual é também utilizada como uma fonte de calor para o secador de biomassa.

No processo de torrefação, a temperatura dentro do reator deve ser de cerca de 17 6, 67-343, 33°C (350-650°F), e mais preferencialmente de cerca de 204,44-315,56°C (400-600°F), substancialmente à pressão atmosférica no interior do 5 reator. Os gases de aquecimento indirecto para o reator têm preferencialmente uma temperatura de cerca de 204,44-426,67°C (400-800°F), mais preferencialmente de cerca de 260-398,89°C (500-750°F). O tempo de permanência no interior do reator de torrefação varia geralmente entre cerca de 5-25 minutos, e mais preferencialmente entre cerca de 8-20 minutos. O teor de oxigénio dentro do reator de torrefação deve ser inferior a cerca de 8% em peso, e mais preferencialmente inferior a cerca de 6% em peso. Quando o reator de torrefação preferencial é empregue, o revestimento do mesmo deve ser rodado a uma velocidade de cerca de 0,5-5 rpm, mais preferencialmente de entre cerca de 1-3 rpm. Como usado aqui, "biomassa torrada" refere-se a um produto de biomassa tratado com teor de humidade de até cerca de 4% em peso, um teor reduzido de produtos voláteis de cerca de 10-30% do teor de voláteis de matéria-prima previamente torrada seca, e um teor de carbono fixo de até cerca de 35% em peso.

Após a torrefação, pelo menos uma porção da corrente de saida do produto sólido é dirigida para um reator de carbonização aquecido indiretamente diferente do reator de torrefação, para carbonizar a biomassa torrada com a saida de gás quente do conjunto do queimador para gerar: (1) uma segunda corrente de saida de produto sólido compreendendo biomassa carbonizada; (2) uma segunda corrente de saida de gás incinerável que compreende constituintes orgânicos incineráveis evoluídos a partir da carbonização da biomassa torrada, e (3) uma segunda corrente de gás residual a partir do reator de carbonização compreendendo o gás utilizado para indiretamente carbonizar a biomassa torrada. Tal como no caso do reator de torrefação, pelo menos uma porção da segunda corrente de saida do gás incinerável é utilizada para operar o conjunto de queimador. Da mesma 6 forma, prefere-se utilizar a segunda corrente de gás residual como uma fonte de calor para o secador.

Durante a carbonização, a temperatura no interior do reator irá variar entre cerca de 315,56-648, 89°C (600-1200°F) , mais preferencialmente entre cerca de 371,11-593,33°C (700— 1100°F), à pressão substancialmente atmosférica dentro do reator. Os gases utilizados para aquecer indiretamente o reator de carbonização estarão a uma temperatura entre cerca de 426, 67-704,44°C (800-1300°F) , e mais preferencialmente de entre cerca de 482,22-648,89°C (900-1200°F) . Os gases carregados de COV de saida do reator de carbonização reciclado para o reator de incinerador como combustível devem ter uma temperatura de cerca de 315,56-537,77°C (600-1000°F) , mais preferencialmente entre cerca de 371,11-648, 88°C (700-900°F). O tempo de residência do material dentro do reator de carbonização irá variar de cerca de 5-30 minutos, mais preferencialmente, entre cerca de 8-25 minutos. 0 teor de oxigénio no interior do reator de carbonização deve ser inferior a cerca de 8%, em peso, mais preferencialmente inferior a cerca de 4% em peso. Quando o reator de carbonização preferencial é empregue, o revestimento do mesmo deve ser rodado a uma velocidade de cerca de 0,5-5 rpm, mais preferencialmente de entre cerca de 1-3 rpm. Como usado aqui, "biomassa carbonizada" ou "carvão" refere-se a um produto de biomassa tratado com teor de humidade de até cerca de 4% em peso, um teor de COV de até cerca de 35% em peso e um teor fixo de carbono de até cerca de 85% em peso.

Em formas preferenciais, os processos da invenção são realizados de forma continua, para produzir ou uma combinação de produtos finais torrados e carbonizados, ou produtos finais totalmente carbonizados. Para este fim, é preferencial que o produto quente torrado do reator de 7 torrefação seja substancialmente contínuo e imediatamente transportado para o reator de carbonização sem arrefecimento substancial entre os reatores. Tal como aqui utilizado, o termo "diferente" ou "separado", com respeito aos reatores de torrefação e de carbonização refere-se ao facto de que os parâmetros operacionais (por exemplo, temperatura, tempo de residência, teor de oxigénio) dos dois reatores poderem ser controlados independentemente. Em formas preferenciais, os dois reatores estão fisicamente separados com aparelhos de transporte entre os mesmos; no entanto, uma estrutura contínua que contém zonas controláveis independentemente teria também reatores diferentes ou em separado. Como se observa, os reatores de torrefação e de carbonização são indiretos, isto é, a biomassa seca é torrada sem contacto térmico direto entre a biomassa seca e os gases de aquecimento e, de igual modo, a biomassa torrada é carbonizada, sem contacto direto entre a biomassa torrada e os gases de aquecimento.

De preferência, o conjunto de incinerador compreende incineradores separados do secador e do reator respectivamente acoplados operativamente com o secador de biomassa e com o reator de torrefacção; e onde o reator de carbonização é empregue, o incinerador de reator é também acoplado com este reator. Além disso, quando se deseja produzir apenas uma biomassa torrada ou biomassa tanto torrada como carbonizada, uma parte da corrente de saída do produto sólido pré-torrado proveniente do secador é dirigida para o conjunto do incinerador como uma parte do combustível para a operação do mesmo.

Os reatores preferenciais de torrefação e carbonização da invenção são substancialmente idênticos, excepto para os materiais utilizados na construção dos mesmos. Assim, estes reatores compreendem um revestimento alongado, que pode rodar axialmente tendo uma entrada de biomassa numa extremidade adjacente da mesma e uma saida de biomassa tratada adjacente à outra extremidade da mesma, com um invólucro envolvente em relação ao revestimento e que define com o revestimento uma zona de aquecimento indirecto, e incluindo uma entrada de gás quente operável para receber o gás quente para o tratamento térmico indireto da biomassa no interior do revestimento, e uma saida de gás. A saida inclui uma parede em forma de cone truncado com uma espiral interna a prolongar-se ao longo do seu comprimento, com a parede fixa ao revestimento e que pode rodar com o mesmo. A espiral que se prolonga tem, de preferência, a forma de uma série de paredes espirais individuais circunferencialmente espaçadas umas das outras em torno da parede em forma de cone truncado. Além disso, prefere-se empregar uma série de prolongamentos internos ao longo do comprimento do revestimento e cada um incluindo um primeiro segmento preso à superfície interna do revestimento, e um segundo segmento orientado segundo um ângulo em relação ao primeiro segmento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura IA é um fluxograma esquemático que ilustra os componentes importantes e a operação do sistema de conversão de biomassa preferencial da invenção, para a produção de um produto final de carvão; A Fig. 1B é um fluxograma esquemático que ilustra os componentes importantes e a operação do sistema de conversão de biomassa preferencial da invenção, para a produção do produto final torrado; A Fig. 1C é um fluxograma esquemático que ilustra os componentes importantes e a operação do sistema de 9 conversão de biomassa preferencial da invenção, para a produção de produtos finais tanto torrados como de carvão; A Fig. 2 é uma vista em perspetiva frontal do reator de torrefação rotativa que faz parte integrante dos sistemas das Figs. 1A-1C; A Fig. 3 é uma vista em elevação frontal do reator ilustrado na Fig. 2, com partes retiradas para revelar a sua construção;

Fig. 4 é uma vista em elevação posterior do reator da Fig. 2;

Fig. 5 é uma vista em corte vertical do reator ilustrado na Fig. 2;

Fig. 6 é uma vista ampliada, fragmentada em corte que ilustra os pormenores de construção da extremidade de entrada da frente do reator da Fig. 2;

Fig. 7 é uma vista ampliada, fragmentada em corte que ilustra os pormenores de construção da extremidade posterior de saida do reator da Fig. 2; e

Fig. 8 é uma vista vertical, tomada ao longo da linha 8-8 da Fig. 5.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA FORMA DE REALIZAÇÃO PREFERENCIAL

Fazendo agora referência aos desenhos, e em particular às Figs. 1A-1C, os sistemas de conversão de biomassa 10A, 10B, e 10C são ilustrados esquematicamente. 0 sistema 10A destina-se à conversão da biomassa inicial a partir de uma variedade de origens, num produto carbonizado ou carvão; o 10 sistema 10B foi concebido para converter a biomassa num produto torrado; e o sistema 10C é concebido para produzir simultaneamente carvão e produtos torrados. Como explicado abaixo, todos os sistemas 10A-10C ainda produzem correntes gasosas de combustível (COV) e correntes de saída de gás quente para proporcionar uma fracção substancial da necessidade de energia térmica para o funcionamento equilibrado, em estado constante dos sistemas, e, no caso de sistemas 10B e 10C, correntes de combustível sólido de biomassa seca. Um objectivo principal da invenção é o de operar os sistemas 10A-10C, de modo a, assim, fornecer uma fração substancial (de preferência pelo menos cerca de 80% da mesma, mais preferencialmente pelo menos cerca de 90% do mesmo, e mais preferencialmente substancialmente toda) a energia térmica necessária na operação de estado estacionário dos sistemas.

Sistema 10A para a Produção de Produtos de Carvão (Fig. IA)

Os componentes principais do sistema de carvão 10A são um secador de tambor rotativo convencional 12, um reator de torrefação rotativo 14, um reator de carbonização rotativo 16, um secador incinerador convencional 18, um incinerador de reator convencional 20, e um conjunto de tubo 22, que interliga operacionalmente os componentes mencionados. O secador de tambor rotativo 12 é preferencialmente do tipo descrito na Patente dos EUA No. 7,155,841, aqui incorporada por referência na sua totalidade. O secador 12 inclui um revestimento de secador alongado, circular em secção transversal, que pode rodar axialmente 24 com uma entrada 26 e uma saída 28. Internamente, o secador 12 tem primeira e segunda secções de secagem axialmente espaçadas, cada uma delas equipada com um turbulador e uma secção de escoamento de serpentina a jusante (não mostrada). Os turbuladores são 11 concebidos para desviar porções de uma corrente de produto/ar em direcções diferentes, respectivamente, para obter uma mistura intensa dentro do revestimento 24. 0 reator 14 de torrefação está ilustrado em pormenor nas Figs. 2-8 e inclui um revestimento 30 alongado, que se prolonga horizontalmente, genericamente circular em secção transversal, rotativo, metálico (aço de carbono) com um conjunto de entrada 32, e um conjunto de sarda oposto 34, e um invólucro de isolamento de peças múltiplas 36 em torno do revestimento 30. Internamente, o revestimento 30 está equipado com um conjunto de entrada 38, com um conjunto de saída 40, e uma saída em espiral, em forma de cone truncado 42. Um conjunto de estrutura inferior 43 suporta o revestimento 30 e o invólucro 36, e o equipamento relacionado abaixo descrito. O revestimento 30 inclui um corpo principal cilíndrico 44 com uma parede de extremidade de entrada 46 e uma parede de extremidade de saída 48. A parede 46 inclui uma projecção central 50 que define uma entrada tubular 52, enquanto que a parede 48 também tem uma projecção central 54 que define uma abertura de saída 56. O revestimento 30 é concebido para rodar durante a operação do reator 14 e, para este fim, as extremidades de entrada e de saída do reator apresentam conjuntos de munhão convencionais 58 e 60. Além disso, a extremidade de entrada do revestimento 30 está equipada com um carreto de accionamento circular 62, assim como com um motor de accionamento 64; uma corrente de transmissão 66 está operativamente acoplada entre a saída 64a do motor 64 e o carreto de acionamento 62 de modo a efetuar a rotação do revestimento 30 a uma velocidade de rotação desejada (Figs. 2 e 3). 12 0 conjunto de entrada 32 do revestimento 30 inclui um conjunto alongado, tubular 68 tendo um invólucro 70, um sem-fim de transporte interno 72 accionado pelo motor 74, e uma abertura de entrada 76. Como será apreciado, a rotação do sem-fim 72 serve para transportar o material a ser processado para o interior do revestimento 30. 0 conjunto de saida 34 inclui um invólucro exterior estacionário 78 tendo uma saida superior gasosa 80, uma saida inferior de sólidos 81, uma câmara de vácuo 82 em comunicação com a saida 81, e uma porta de acesso central 84. A câmara de vácuo 82 inclui uma câmara de vácuo rotativa que permite o fluxo de sólidos a partir da saida 81, e além disso serve para impedir a fuga de COVs. A parede traseira do invólucro 78 possui, adicionalmente, uma flange circular 86, que está em alinhamento com a abertura de saida 56, e uma abertura de entrada de invólucro 88. Um ligador circular, de vedação que se prolonga circunferencialmente 90 prolonga-se em torno da projeção 54 da parede de extremidade 48 de saida e da flange 86, e serve para interligar operacionalmente o revestimento 30 e o invólucro 78. O conjunto de entrada 38 (Fig. 6) inclui uma pluralidade de espirais de hélice espaçadas circunferencialmente orientadas 92, que se estendem a partir da superfície interior da parede de extremidade de entrada 46. O conjunto 38 tem ainda uma série de espirais angulares de hélice igualmente espaçadas 94 que se prolongam a partir das espirais de hélice 92 ao longo de uma maior parte do comprimento do revestimento 30. Cada espiral de hélice 94 inclui um segmento 96 que se projeta para dentro soldado à superfície interna do revestimento 30, e um segmento oblíquo 98 que se estende desde a extremidade interior do segmento 92 (Fig. 8). 13 0 conjunto de espirais de hélice 40 inclui uma série de espirais de hélice igualmente espaçadas circunferencialmente, que se prolongam radialmente para dentro 100, as quais estão localizadas de um modo substancialmente equidistante entre as espirais de hélice a montante angulares 94. As espirais de hélice 100 estendem-se desde as extremidades das espirais de hélice angulares 94 até à sarda de espiral 42 (Fig. 5). A saida de espiral 42 inclui uma parede em forma de cone truncado com extremidade aberta 102 que é presa à superfície interna do revestimento 30 e à extremidade interna da abertura de saida 56 (Fig. 7) , de modo a rodar com o revestimento 30. A extremidade de saida da parede 102 inclui uma secção cilíndrica curta 104 que se estende para dentro da abertura de saida 88. Internamente, a parede 102 está equipada com uma série de quatro espirais de hélice igualmente espaçadas circunferencialmente 106, 108, 110, 112 . O compartimento isolado 36 inclui uma secção inferior 114 que tem uma parede de fundo 116, na posição vertical, paredes laterais opostas 118, 120, e paredes de extremidade opostas 122, 124, e uma série de entradas mais baixas de gases quentes (não mostradas). Como se vê melhor na Fig. 8, as paredes laterais 118, 120 estendem-se para cima, aproximadamente em relação ao eixo de rotação do revestimento 30, e as paredes 116-124 estão equipadas com uma camada interna de material de isolamento térmico refratário 126. O compartimento 36 tem também uma secção arqueada superior 128, que inclui uma secção de parede alongada, seccionada primária 130 com secções interligadas pelas extremidades 132, 134, e 136, e paredes de extremidade de entrada e saida 138, 140, respectivamente, 14 que se prolongam a partir das secções 132 e 136. A secção 128 cobre a metade superior do revestimento 30 e é fixada à secção inferior 114. Como se vê melhor nas Figs. 6 e 7, as paredes de extremidade 138, 140 estendem-se em estreita proximidade com o revestimento rotativo 30, e as juntas correspondentes 138a, 140a proporcionam um engate de vedação com o revestimento 30. Desta forma, as secções 114 e 128, cooperativamente definem uma zona fechada de aquecimento indireto 142 em torno do revestimento 30. As paredes 132-136 de secção superior também têm uma camada interna de isolamento térmico refratário 144.

Cada uma das secções 132-136 tem uma porta vertical 146, 148, e 150, e uma porta deslizante 152, 154, e 156, que permite a abertura e fecho seletivo das portas associadas 146-150. As portas 146-150 servem como portas de saida para a introdução de gás quente para o secador 12. 0 conjunto de estrutura 43 inclui carris primários que se alongam para a frente e para trás 158 em lados opostos do invólucro 36, com carris transversais 160 que se estendem e estão interligados aos carris 158 ao longo dos comprimentos respectivos. Além disso, são fornecidas escoras verticais 162 adjacentes ao invólucro 78, a fim de suportar este último, juntamente com um suporte em forma de U invertido 164 ligado ao conjunto sem-fim 32. O reator de carbonização 16 é essencialmente idêntico ao reator de torrefação 14, exceto que os componentes metálicos do mesmo são feitos de uma liga de alta temperatura, em vez de aço de carbono. Além disso, o invólucro isolador do reator 16 está equipado com cimento refratário, que pode suportar temperaturas de até 1204,44-1371,11°C (2200-2500°F), semelhante ao material refratário utilizado no reator de torrefação 14. Por conseguinte, são 15 usados os mesmos números de referência para descrever e representar o reator de carbonização. 0 conjunto de tubo 22 interliga os componentes acima descritos, para formar um sistema completo e operativo. 0 conjunto 22 inclui uma conduta de entrada de combustível gasoso 166 com um ventilador 166a e uma câmara de vácuo 167, uma conduta de entrada de ar de combustão 17 0 com um ventilador 170a; ambas as condutas 166 e 170 são acopladas com o incinerador secador 18. Uma conduta de saida 174 estende-se desde a saida do incinerador secador 18 até ao conjunto de entrada 26 do secador de tambor 12, a fim de fornecer o gás de combustão quente a este último para uma secagem inicial de biomassa de entrada. Uma conduta de entrada de biomassa 175 é também acoplada com o conjunto de entrada 26 para fornecer biomassa de entrada ao sistema 10A.

Uma conduta de saida de gás/sólidos 176 é fornecida entre a saida 2 8 do secador de tambor 12 e a entrada de um separador de ciclone convencional 178, que serve para separar as fracções sólida e gasosa recebidas a partir da saida 28 do secador de tambor 12. Uma conduta de saida gasosa 180 equipada com um ventilador 180a estende-se desde a saida superior gasosa do ciclone 178 até uma abertura de ventilação atmosférica. Uma conduta de saida de sólidos 182, equipada com uma câmara de vácuo 183, estende-se desde a saida inferior de sólidos do ciclone 178 até ao conjunto de entrada 32 do reator de torrefação 14. A presença de câmaras de vácuo 82, 167, e 183 evita a entrada de ar ambiente para dentro do reator 14. Como tal, a atmosfera preferencial privada de oxigénio pode ser criada e controlada no interior do reator 14. 16

Uma conduta de entrada de gás quente 184 a partir da saída do incinerador reator 20 estende-se a uma das portas 146-150 do revestimento 36 do reator 14, a fim de fornecer o calor necessário indirecto para torrar os sólidos recebidos do separador de ciclone 178. Uma conduta separada 185 com um ventilador 185a fornece ar de combustão ao incinerador 20. Uma conduta 186 equipada com um ventilador 186a é acoplada entre outra das portas 146-150 do revestimento 36 e da conduta 174, para o fornecimento de gás de secagem quente adicional ao secador 12. O gás quente carregado de COV recuperado no conjunto de saída do reator de torrefação é transportado através da linha 166 equipada com o ventilador 166a até à entrada do incinerador 18.

Uma conduta de saída de sólidos torrados 188, equipada com uma câmara de vácuo 189, estende-se a partir da câmara de vácuo 82 do reator 14 para transportar o produto torrado para o conjunto de entrada 32 do reator de carbonização 16. 0 produto seco e torrado do reator 14 é então submetido a uma reação de carbonização adicional no interior do reator 16. Para esse fim, uma conduta de entrada de gás quente 190 estende-se a partir do incinerador 20 até às portas de entrada ao longo da metade inferior do revestimento 36 do reator 16, e uma conduta de saída do gás residual quente 192 estende-se desde as portas 146-150 até à conduta 186, proporcionando assim uma outra fonte de gás de secagem para uso no secador de tambor 12. O gás quente carregado de COV recuperado no conjunto de saída 34 do reator 16 é transportado através da linha 194 equipada com ventilador 194a e câmara de vácuo 195 até à entrada do incinerador 20. O carvão final saído do sistema 10A é transportado através da conduta 196 do conjunto de saída 34 do reator 16 através da câmara de vácuo 82 para o seu arrefecimento e recolha. A este respeito, é importante que o produto carbonizado seja arrefecido até uma temperatura que irá evitar a combustão 17 espontânea do produto quando exposto ao ar ambiente, podendo qualquer aparelho de arrefecimento convencional ser usado para este propósito. As câmaras de vácuo 82, 189 e 195 evitam a entrada de ar ambiente para dentro do reator 16 durante o funcionamento do mesmo.

Como será apreciado a partir da descrição anterior, o sistema geral 10 é concebido para processar em série a biomassa de entrada para secar inicialmente a biomassa no secador 12, para depois torrar a biomassa seca no reator 14, seguido da carbonização final no reator 16. É importante que, uma vez que o sistema 10A atinja uma operação equilibrada e de estado estacionário, todos os requisitos de energia térmica necessários para o funcionamento do sistema sejam fornecidos sob a forma de subprodutos carregados de COV no estado gasoso gerados pelos reatores 14 e 16.

Exemplo 1

Trata-se de um exemplo hipotético baseado em computador utilizando o sistema 10A para a conversão de uma biomassa de lascas de madeira tipicas num produto de carvão, e na produção de toda a energia térmica utilizada na operação do sistema, uma vez que o processo tenha alcançado a operação de estado estacionário.

Com referência à Fig. IA, os locais A-0 são indicados em todo o sistema 10A. A legenda a seguir apresenta o balanço de massa-energia para o processo nesses locais respectivos. A - a operação do incinerador secador 1163 KJ/Kg (500 BTU/lb) 197,32 kg/h (435 lb/h) COVs 64,46 kW (0,22 MMBtu/h) 18 Β - ar de combustão para o incinerador secador 0,08 cm3 (2327 SCFM) 0°C (32 °F) 40% de excesso de ar C - biomassa 1950,48 kg/h 1072,76 kg/h 877,72 kg/h introduzida no secador (4300 lb/h) total (2365 lb/h) sólidos 1935 lb/h) água

D - os gases quentes para o secador 11164 ACFM 9819,08 kg/h (21647 lb/h) 647,53 kW (2,21 MMBtu/h) 410 °C (77 0 ° F) E - sarda secador 1105,88 kg/h (2438 lb/h) total 1072,76 kg/h (2365 lb/h) sólidos 33,11 kg/h (73 lb/h) água 43,33°C (110 °F) F - gases de escape ventilados 8000 ACFM 110°C (230 °F) G - entrada reator torrefação 1105,88 kg/h (2438 lb/h) total 1072,76 kg/h (2365 lb/h) sólidos 33,11 kg/h (73 lb/h) água H - escape para a atmosfera,

4194 ACFM 3688,68 kg/h (8132 lb/h) 19 805,75 kW (2,75 MMBtu/h) 815,56°C (1500 °F) I - incinerador reator 3138,27 KJ/Kg (7300 BTU/lb) 383,54 W (1309 BTU/h) COV 2801 kW (9,56 MMBtu/h) J - COVs para incinerador secador 182,35 kg/h (402 lb/h) 14,97 kg/h (33 lb/h) água K - ar de combustão para o queimador reator 0,24 cm3 (6790 SCFM) 0°C (32 0F) 40% excesso de ar L - COVs para incinerador reator 578.79 kg/h (1276 lb/h) 14,97 kg/h (33 lb/h) água M - biomassa torrada do reator de torrefação 908,56 kg/h (2003 lb/h) total 2% de água 232.22 °C (450 °F) N - sarda carbonizada de reator de carbonização 314.80 kg/h (694 lb/h) total 1% água 315,56°C ( 600 °F) O - sarda carbonizada arrefecida 314.80 kg/h (694 lb/h) total 1% água 132.22 °C (27 0 ° F) 20 A entrada de gás quente na linha 174 estava a 328,33°C (623°F), e o secador 12 funcionava a uma potência de 709,06 kW (2,42 MMBtu/h) , a fim de evaporar 844,60 kg/h (1862 lb/h) de água a partir da biomassa de entrada. A entrada de gás quente na conduta 184 estava a 378,33°C (713°F), e o reator de torrefação 14 operava a uma potência de 0,91 W (3,09 Btu/h) a evoluir COVs a partir da biomassa seca para gerar o produto de saida torrado. O gás quente na linha 190 estava a 456,67°C (854°F), e o reator 16 operava a uma potência de 442,43 kW (1,51 MMBtu/h).

Considerando-se uma operação de 8000 horas/ano do sistema 10A a produção anual do produto final de carvão carbonizado seria de 2776 toneladas, com 6,20 toneladas de biomassa de partida a produzir 1 tonelada do produto final.

Sistema 10B para a Produção de Produtos Torrados (Fig. 1B)

Com referência à Fig. 1B, o sistema 10B emprega muitos dos componentes do sistema 10a e, consequentemente, onde aproriado, os mesmos algarismos de referência e as descrições acima mencionadas serão utilizados. Dado que o sistema 10B produz apenas produtos torrados, não emprega o reator de carbonização secundário 16 e os componentes associados. Além disso, os sólidos do ciclone 178 são separados, com uma fração entregue ao reator 14, e uma outra fracção entregue ao incinerador 18 e ao incinerador 20, como uma fonte de combustível.

Em detalhe, a saida de sólidos a partir da conduta 182 a partir do ciclone 178 é dividido utilizando uma conduta 198 equipada com uma câmara de vácuo 199 para proporcionar uma fracção para o conjunto de entrada 32 do reator 14 para dar o produto torrado, sendo o restante do mesmo transportado 21 através da conduta 100; esta fracção de sólidos é de novo dividida usando condutas 102 e 104, para a entrega de um produto sólido aos incineradores 18 e 20, respetivamente, para fornecer o combustível. O produto torrado do reator 14 é fornecido através da linha 106 para o arrefecimento do mesmo e sua recuperação. Mais uma vez, as câmaras de vácuo 82, 167 e 199 evitam a entrada de ar ambiente para dentro do reator 14. O sistema 10B seca assim sequencialmente e torra a biomassa de entrada, e produz tanto correntes de combustível de COV gasoso como de biomassa sólida de entrada que fornecem uma quantidade substancial da energia térmica utilizada no processo em condições de estado estacionário de operação.

Exemplo 2

Trata-se de um exemplo hipotético baseado em computador usando o sistema 10B para a conversão de biomassa de lascas de madeira tipicas num produto torrado, e na produção de energia térmica utilizada na operação do sistema, uma vez que o processo tenha alcançado a operação de estado estacionário.

Com referência à Fig. 1B, os locais A'- M' são indicados em todo o sistema 10. A legenda a seguir apresenta o balanço de massa-energia para o processo nesses locais respectivos. A' - operação do incinerador secador 18608 KJ/Kg (8000 BTU/lb) biomassa seca 164,20 kg/h (362 lb/h) biomassa seca 849,70 kW (2,90 MMBtu/h) B' - ar de combustão para o incinerador secador 0,04 cm3 (1223 SCFM) 22 0°C (32 °F) 175% excesso de ar C' - biomassa introduzida no secador 1950,48 kg/h (4300 lb/h) total 1072.76 kg/h (2365 lb/h) sólidos 877,72 kg/h (1935 lb/h) água

D' - gases quentes para secador 2122 ACFM 2669,44 kg/h (5885 lb/h) 146,50 kW (0,50 MMBtu/h) 2 0 4,44 °C (4 0 0 ° F) E' - sarda secador 1105.88 kg/h (2438 lb/h) total 1072.76 kg/h (2365 lb/h) de sólidos 33,11 kg/h (73 lb/h) de água 43,33°C (110 °F) F' - gases de escape ventilados 8000 ACFM 110°C (230 °F) G' - entrada reator de torrefação 865,92 kg/h (1909 lb/h) total 840,07 kg/h (1852 lb/h) de sólidos 25,86 kg/h (57 lb/h) água

H' - perda de massa de COV 142.88 kg/h (315 lb/h) 11,79 kg/h (26 lb/h) água I' - operação do incinerador reator 3138,27 kJ/Kg (7300 BTU/lb) 23 383,54 W (1309 BTU/h) COV 2801,08 kW (9,56 MMBtu/h) J' - Ar de combustão para incinerador reator 565 SCFM 0°C (32 0F) 175% de excesso de ar K' - Produto torrado 711.24 kg/h (1568 lb/h) total 2% água 232.22 °C (450 °F) L' - Produto torrado arrefecido 711.24 kg/h (1568 lb/h) total 2% de água 132.22 °C (27 0 ° F) M' - Combustível de biomassa seca para incineradores de secador e reator 239,95 Kg/h (529 lb/h) 3% água temperatura ambiente A entrada de gás quente na linha 174 estava a 327,78°C (622°F), e o secador 12 funcionava a uma potência de 849,70 kW (2,90 MMBtu/h) para evaporar 844,60 kg/h (1862 lb/h) de água a partir da entrada de biomassa. A entrada de gás quente na conduta 184 estava a 385°C (725°F), e o reator de torrefação 14 operava a uma potência de 0,91 W (3,09 Btu/h) para evoluir COV a partir da biomassa seca para gerar o produto de saída torrado. 24

Considerando-se uma operação de 8000 horas/ano do sistema 10B, a produção anual do produto final de carvão carbonizado seria de 6273 toneladas.

Sistema 10C para a Produção de Produtos Torrados e de Carvão (Fig. 1C) O sistema 10C está projetado para produzir simultaneamente produtos finais torrados e carbonizados. O sistema tem muitos dos componentes do sistema 10A anteriormente descrito, e determinados componentes do sistema 10B. Por conseguinte serão utilizados os mesmos números de referência nas Figs. IA e 1B em toda a discussão que se segue. Existem duas diferenças principais entre os sistemas de 10A e 10C. A primeira é o fornecimento de um aparelho para a recuperação de uma porção do produto torrado, com a porção restante a ser dirigida para o reator de carbonização 16 através dos troços de conduta 188a e 188b. A segunda diferença é a utilização de uma porção do produto sólido obtido a partir da saida do ciclone 178 como uma fonte de combustível sólido para os incineradores de secador e de reator 18, 20, através das condutas 100, 102, e 104.

Exemplo 3

Este é um exemplo hipotético baseado em computador usando o sistema 10C para a conversão simultânea de uma biomassa de lascas de madeira tipica em produtos torrados e de carvão, e a produção de uma parte substancial da energia térmica utilizada na operação do sistema, uma vez que o processo tenha alcançado a operação de estado estacionário.

Com referência à Fig. 1C, os locais de A" - Q" são indicados ao longo do sistema 10C. A legenda a seguir 25 apresenta o balanço de massa-energia para o processo nesses locais respectivos. A" - incinerador secador - madeira/incinerador COV 18608 kJ/Kg (8000 BTU/lb) madeira 105,24 kg/h (232 lb/h) madeira 544,98 kW (1,86 MMBTU/h) B" - ar de combustão 0,0 3 cm3 (713 SCFM) 0°C (32 °F) 150% excesso de ar C"- entrada de biomassa no secador 1950.48 kg/h (4300 lb/h) total 1072.76 kg/h (2365 lb/h) sólidos 877,72 kg/h (1935 lb/h) água

D" - gases quentes para secador 4371 ACFM 3844,71 kg/h (8476 lb/h) 398.48 kW (1,36 MMBTU/h) 410 °C (77 0 ° F) E" - saída secador 1105,88 kg/h (2438 lb/h) total 1072.76 kg/h (2365 lb/h) sólido 33,11 kg/h (73 lb/h) água 3% de humidade 43,33°C (110 °F) F" - gases de escape ventilados 8000 ACFM 110°C (230 °F) 26 G" - entrada reator torrefação 998,37 kg/h (2201 lb/h) total 3% água 43,33°C (110 °F)

I" - incinerador reator - madeira/incinerador COV

16979.8 KJ/kg (7300 BTU/lb) COV

268.08 kg/h (591 lb/h) COV 18608 KJ/kg (8000 BTU/lb) madeira 2,27 kg/h (5 lb/h) madeira 1268,69 kW (4,33 MMBTU/h) J" - COVs para incinerador secador 164,66 kg/h (363 lb/h) 13,61 kg/h (30 lb/h) água K" - ar de combustão para o incinerador reator 0,11 cm3 (3065 SCFM) 0°C (32 °F) 80% excesso de ar L"- COVs para queimador reator 261,27 kg/h (576 lb/h) 6,80 kg/h (15 lb/h) água O" - lenha para incineradores 107,50 kg/h (237 lb/h) total 0% de água temperatura ambiente P" - sarda do produto torrados 820,11 kg/h (1808 lb/h) total 2% de água 232,22 °C (450 °F) 27 Q" - produto torrado recuperado 410,05 kg/h (904 lb/h) total 2% água 132,22 °C (270 °F) M" - saída de biomassa carbonizada 141,98 kg/h (313 lb/h) total 1% água 315,56°C ( 600 °F) N" - saída carbonizada arrefecida 141,98 kg/h (313 lb/h) total 1% água 132,22 °C (270°F) A entrada de gás quente para o secador 12 na linha 174 estava a 327,22°C (621°F), e o secador 12 funcionava a uma potência de 943,46 kW (3,22 MMBtu/h) para evaporar 844,60 kg/h (1862 lb/h) de água a partir da entrada de biomassa. A conduta de entrada de gás quente 184 estava a 403,33°C (758°F), e o reator de torrefação 14 operava a uma potência de 0,84 W (2,85 Btu/h) para evoluir COV a partir da biomassa seca para gerar o produto de saída torrado. O gás quente na linha 190 estava a 447,78°C (838°F), e o reator 16 operava a uma potência de 410,20 kW (1,40 MMBtu/h).

Considerando-se uma operação de 8000 horas/ano do sistema de 10C a produção anual do produto torrados seria de 3617 toneladas, e a saída do produto carbonizado seria de 1253 toneladas.

Lisboa, 06 de Fevereiro de 2013

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um processo para o tratamento de biomassa contendo constituintes orgânicos incineráveis, caracterizado por compreender os passos de: secagem térmica da referida biomassa até um teor de humidade reduzido, num secador utilizando a saida de gás quente de um conjunto de incinerador operado com combustível; torrar termicamente pelo menos uma parte da referida biomassa seca num reator de torrefação indireta diferente do referido secador utilizando a saída de gás quente do dito conjunto de incinerador operado com combustível para gerar: (1) uma primeira corrente de saída do produto sólido compreendendo biomassa torrada quente; (2) uma primeira corrente de saída gasosa incinerável compreendendo uma primeira parte dos componentes orgânicos incineráveis evoluídos a partir da referida torrefação da referida biomassa; e (3) uma primeira corrente de gás residual a partir do referido reator de torrefação que compreende o gás utilizado para torrar indirectamente a referida biomassa seca; e a carbonização de pelo menos uma parte da referida biomassa torrada quente a partir da referida primeira corrente de saída do produto sólido num reator de carbonização indireta diferente do referido reator de torrefação usando uma porção da saída de gás quente do referido conjunto de incinerador para gerar: (1) uma segunda corrente de saída do produto sólido compreendendo biomassa carbonizada; (2) uma segunda corrente de saída incinerável gasosa compreendendo uma segunda porção dos constituintes orgânicos incineráveis evoluídos a partir da referida carbonização da referida biomassa torrada; e (3) uma segunda corrente de gás residual a partir do referido 2 reator de carbonização compreendendo o gás utilizado para carbonizar indiretamente a referida biomassa torrada, em que as referidas etapas de secagem, torragem, e carbonização são realizadas continuamente.

2. 0 processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a etapa de utilização de pelo menos uma parte das referidas primeira e segunda correntes de sarda gasosas incineráveis como, pelo menos, uma parte do combustível para operar o referido conjunto de incinerador.

3. 0 processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a etapa de utilizar pelo menos uma parte das referidas primeira e segunda correntes de gás residual, como fonte de calor para o referido secador.

4. 0 processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido conjunto de incinerador incluir um secador incinerador operativamente ligado com o referido secador, e um incinerador reator acoplado operativamente com os referidos reatores de torrefação e de carbonização, incluindo as etapas de utilização de pelo menos uma porção da referida primeira corrente de sarda de combustível gasoso como pelo menos uma parte do combustível para operar o referido secador incinerador, e a utilização de pelo menos uma parte da referida segunda corrente de saída de combustível gasoso incinerável como pelo menos uma parte do combustível para operar o referido incinerador reator.

5. 0 processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a etapa de recuperação da biomassa torrada do referido reator de torrefação, e a 3 recuperação da biomassa carbonizada do referido reator de carbonização.

6. 0 processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a etapa de carbonização de substancialmente toda a referida biomassa torrada quente da referida primeira corrente de saida.

7. 0 processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a etapa de utilizar porções da referida biomassa seca como combustível para o referido conjunto de incinerador.

8. 0 processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referidos primeiro e segundo fluxos de saida gasosos incineráveis fornecerem todos os requisitos de combustível necessários para operar o dito conjunto de incinerador.

9. 0 processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a etapa de operar o referido conjunto de incinerador para criar uma saída de gás quente com uma temperatura desde 204,44°C a 537,78°C.

10. O processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido conjunto de incinerador incluir um incinerador de secador operativamente ligado com o referido secador, e um incinerador reator ligado operativamente com o referido reator de carbonização.

11. O processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir as etapas de torrefação da referida biomassa seca no referido reator de torrefação, por um período entre 5 e 25 minutos, e a carbonização da 4 biomassa quente torrada no referido reator de carbonização, durante um período entre 5 e 30 minutos.

12. O processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido reator de torrefação ser operável para torrar indirectamente a referida biomassa seca, e o referido reator de carbonização ser operável para carbonizar indirectamente a biomassa quente torrada do referido reator de torrefação.

13. O processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referidos reatores de torrefação e carbonização compreenderem cada uma deles um revestimento alongado que pode rodar axialmente que tem uma entrada e uma saída, um invólucro que circunda o referido revestimento e que define com o revestimento uma zona de aquecimento indirecto, em que o referido invólucro inclui uma entrada para a referida saída do referido conjunto de queimador e uma saída para as referidas primeira e segunda correntes de gás residual, respectivamente.

14. Um sistema para o tratamento de biomassa, contendo constituintes orgânicos incineráveis, caracterizado por compreender: um conjunto de incinerador operado por combustível operável para gerar o gás de saída quente; um secador acoplado com o referido conjunto de queimador e operável para secar a referida biomassa até um teor de humidade reduzido usando gás quente a partir do referido conjunto de incinerador; um reator de torrefação indireta acoplado com o referido conjunto de queimador e secador para receber a biomassa seca a partir do secador, sendo o referido reator de torrefação operável para torrar a referida biomassa seca usando gás quente a partir do referido conjunto de 5 incinerador para gerar: (1) uma primeira corrente de saida do produto sólido compreendendo biomassa torrada quente; (2) uma primeira corrente de saida gasosa incinerável compreendendo uma primeira parte dos componentes orgânicos incineráveis que evoluíram a partir da referida torrefação da referida biomassa; e (3) uma primeira corrente de gás residual a partir do referido reator de torrefação que compreende o gás utilizado para torrar indiretamente a referida biomassa seca; e um reator de carbonização indireta acoplado com o referido conjunto de incinerador e com o referido reator de torrefação, sendo o referido reator de carbonização operável para carbonizar pelo menos uma parte da referida biomassa torrada quente da referida primeira corrente de saída sólida usando gás quente a partir do referido conjunto de incinerador para gerar: (1) uma segunda corrente de saída de produto sólido compreendendo biomassa carbonizada, (2) uma segunda corrente de saída incinerável gasosa compreendendo uma segunda porção dos constituintes orgânicos incineráveis que evoluíram a partir da referida carbonização da referida biomassa torrada; e (3) uma segunda corrente de gás residual a partir do referido reator de carbonização que compreende o gás usado para carbonizar indiretamente a referida biomassa torrada.

15. 0 sistema de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o referido conjunto de incinerador incluir um incinerador reator acoplado operativamente com o referido secador e um incinerador reator acoplado operativamente com os referidos reatores torrefadores e de carbonização, respetivamente.

16. 0 sistema de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por incluir o aparelho para transportar pelo menos uma parte das referidas primeira e segunda correntes 6 de saída gasosas incineráveis para o referido conjunto de incinerador para servir de combustível para o conjunto de incinerador.

17. 0 sistema de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por incluir o aparelho para transportar pelo menos uma parte das referidas primeira e segunda correntes de gases residuais para o referido secador, como fonte de calor para o secador.

18. 0 sistema de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por incluir um primeiro conjunto de recuperação para recuperar a biomassa torrada do referido reator de torrefação e um segundo conjunto de recuperação para a recuperação da biomassa carbonizada a partir do referido reator de carbonização.

19. 0 Sistema de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por os referidos reatores de torrefação e carbonização compreenderem cada um deles um revestimento alongado axialmente rodável que tem uma entrada e uma saida, um invólucro que circunda o referido revestimento e que define em conjunto com o revestimento uma zona de aquecimento indireto, em que o referido invólucro inclui uma entrada para a referida saída gasosa do referido conjunto de incinerador, e uma saída para as referidas primeira e segunda correntes de gás residual, respetivamente.

20. Um reator para o tratamento de biomassa, caracterizado por compreender: um revestimento alongado, tubular, em geral de forma circular em corte transversal, que pode rodar axialmente, que tem um comprimento e uma entrada de biomassa adjacente 7 a uma sua extremidade e um comprimento inferior ao comprimento do referido revestimento; uma secção de parede oca em forma de cone truncado tendo uma superfície externa e uma superfície interna, uma extremidade de maior diâmetro e uma extremidade de menor diâmetro e um comprimento inferior ao comprimento do referido revestimento, a extremidade de maior diâmetro da referida secção de parede em forma de cone truncado está operacionalmente ligada com a referida extremidade de revestimento afastada da referida entrada de modo a que o revestimento e a secção de parede em forma de cone truncado rodem em conjunto; uma estrutura em hélice presa à referida superfície interna da referida secção de parede em forma de cone truncado e a alongar-se para dentro a partir da referida superfície interna, em que a referida estrutura em hélice se encontra orientada em espiral ao longo do comprimento da referida estrutura interna; e um invólucro que envolve pelo menos uma porção do comprimento do referido revestimento e que define em conjunto com o revestimento uma zona de aquecimento indireto, tendo o referido revestimento uma entrada de gás quente que opera para receber gás quente para tratar termicamente de um modo indireto a biomassa no interior do referido revestimento, e uma saída de gás, definindo a referida extremidade de menor diâmetro da referida secção de parede uma saída de biomassa tratada.

21. 0 reator de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por a referida estrutura de hélice compreender uma pluralidade de paredes espirais individuais espaçadas circunferencialmente umas das outras em torno da referida parede em forma de cone truncado.

22. 0 reator de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por incluir uma série de hélices internas ao longo do comprimento do referido revestimento e em que cada uma inclui um primeiro segmento preso à superfície interna do referido revestimento, e um segundo segmento orientado descrevendo um ângulo em relação ao referido primeiro segmento.

23. O reator de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por incluir um invólucro estacionário exterior em comunicação com uma referida extremidade de menor diâmetro da referida secção de parede em forma de cone truncado, em que o referido invólucro tem uma saida gasosa superior e uma saida de sólidos inferior.

24. O reator de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por incluir uma câmara de vácuo rotativa adjacente à referida saida de biomassa.

25. O reator de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por o referido revestimento se estender ao longo de toda a extensão do referido revestimento. Lisboa, 06 de Fevereiro de 2013