PT110687B - SYSTEM AND PROCESS OF TREATING DIRTY WATERS FROM ENERGY BALANCES AND GAS EMISSIONS WITH NULL GREENHOUSE EFFECT - Google Patents

SYSTEM AND PROCESS OF TREATING DIRTY WATERS FROM ENERGY BALANCES AND GAS EMISSIONS WITH NULL GREENHOUSE EFFECT Download PDF

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Duarte Da Silva Borges Amadeu
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Universidade De Trás-Os-Montes E Alto Douro
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Abstract

O PRESENTE PEDIDO SURGE DA NECESSIDADE DE FORNECER UM SISTEMA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES AGROINDUSTRIAIS DE FORMA A REDUZIR O DESPERDÍCIO DE ÁGUA AO MESMO TEMPO QUE SE VALORIZAM OS RESÍDUOS OBTIDOS DESTA INDUSTRIA. ASSIM, OS IMPACTOS AMBIENTAIS NEGATIVOS ASSOCIADOS A ESTES EFLUENTES PASSAM A SER ENCARADOS POSITIVAMENTE, UMA VEZ QUE TODO O EFLUENTE É VALORIZADO E APROVEITADO. MAIS CONCRETAMENTE, O SISTEMA DIVULGADO NO PRESENTE PEDIDO DE PATENTE VISA TRATAR O EFLUENTE LIQUIDO DE FORMA A QUE ESTE POSSA SER REUTILIZADO, UTILIZAR PARTE DO EFLUENTE SÓLIDO COMO FONTE DE ENERGIA PARA ALIMENTAR O PRÓPRIO PROCESSO, UTILIZAR PARTE DO EFLUENTE SÓLIDO PARA SER TRANSFORMADO EM BIOCARVÃO COM TEOR DE CARBONO FIXO SUPERIOR A 92%, UTILIZAR PARTE DO BIOCARVÃO COMO ELEMENTO FILTRANTE NO PROCESSO DE TRATAMENTO DO EFLUENTE LIQUIDO UTILIZAR PARTE DO BIOCARVÃO COMO FONTE DE ENERGIA PARA PROCESSOS DE COMBUSTÃO DIRETA OU MELHORAMENTO DE SOLOS E SEQUESTRO DE CO2. ESTE SISTEMA É APLICADO PREFERENCIALMENTE NA INDUSTRIA AGROPECUÁRIA EMBORA ESTA NÃO SEJA A ÚNICA FORMA DE REALIZAÇÃO POSSÍVEL.THIS REQUEST ARISES FROM THE NEED TO PROVIDE A SYSTEM FOR TREATING AGRO-INDUSTRIAL EFFLUENTS IN ORDER TO REDUCE WATER WASTE AT THE SAME TIME THAT THE WASTE OBTAINED FROM THIS INDUSTRY IS VALUED. THEN, THE NEGATIVE ENVIRONMENTAL IMPACTS ASSOCIATED WITH THESE EFFLUENTS ARE POSITIVELY ENCOURAGED, ONCE THE ENTIRE EFFLUENT IS VALUED AND USED. MORE CONCRETEALLY, THE SYSTEM DISCLOSED IN THIS PATENT APPLICATION AIMS TO TREAT LIQUID EFFLUENT AS IT CAN BE RE-USED, USE PART OF THE SOLID EFFLUENT AS A SOURCE OF ENERGY TO SUPPLY THE OWN PROCESS TO BE USED INTO THE PROCESS. WITH A FIXED CARBON CONTENT OF MORE THAN 92%, USE PART OF THE BIOCARBON AS A FILTERING ELEMENT IN THE PROCESS OF TREATING LIQUID EFFLUENT. THIS SYSTEM IS PREFERENTIALLY APPLIED IN THE AGRICULTURAL INDUSTRY THROUGH THIS IS NOT THE ONLY POSSIBLE FORM OF ACHIEVEMENT.

Description

SISTEMA E PROCESSO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS SUJAS DE BALANÇOS ENERGÉTICO E DE EMISSÕES DE GASES COM EFEITO DE ESTUFA NULOS”SYSTEM AND PROCESS FOR TREATING DIRTY WATERS FROM ENERGY BALANCES AND GAS EMISSIONS WITH NULL GREENHOUSE EFFECT ”

Domínio técnico presente pedido de patente divulga um sistema para tratamento de efluentes agroindustriais e valorização de resíduos sólidos.Technical domain this patent application discloses a system for the treatment of agro-industrial effluents and recovery of solid waste.

Antecedentes presente pedido de patente surge da necessidade de fornecer um sistema de tratamento de efluentes agroindustriais de forma a reduzir o desperdício de água ao mesmo tempo que se valorizam os resíduos obtidos desta industria. Assim, os impactos ambientais negativos associados a estes efluentes passam a ser encarados positivamente, uma vez que todo o efluente é valorizado e aproveitado.Background This patent application arises from the need to provide a system for the treatment of agro-industrial effluents in order to reduce the waste of water while valuing the waste obtained from this industry. Thus, the negative environmental impacts associated with these effluents are now viewed positively, since all the effluent is valued and used.

Apesar da crescente preocupação em encontrar sistemas de revalorização de resíduos eficientes, o presente pedido de patente apresenta pela primeira vez uma solução que permite o tratamento de efluentes agroindustriais inserido num sistema energeticamente autónomo e com reduzidas emissões de gases de efeito de estufa.Despite the growing concern to find efficient waste recovery systems, the present patent application presents for the first time a solution that allows the treatment of agro-industrial effluents inserted in an energetically autonomous system with reduced emissions of greenhouse gases.

Os documentos de patente US2014/0345341 e WO2014/190332 descrevem um processo de integração de biomassa por liquefação e aproveitamento do C02 produzido para produzir biofertilizante com base em algas. No entanto, ao contrário do processo descrito do pedido de patente, não tem como objetivo o tratamento de efluentes líquidos de uma forma energeticamente autossustentável.Patent documents US2014 / 0345341 and WO2014 / 190332 describe a process for integrating biomass by liquefying and harnessing the C0 2 produced to produce algae-based biofertilizer. However, unlike the process described in the patent application, it does not aim to treat liquid effluents in an energetically self-sustaining manner.

documento de patente US2007/0246345 apresenta uma solução para produção de energia elétrica e água potável a partir de biomassa. No entanto, não descreve um processo de tratamento de efluentes líquidos de uma forma energeticamente autossustentável, em que o reaproveitamento dos resíduos sólidos extraídos das águas sujas permite gerar biocarvão que vai servir tanto para produção de energia, filtragem de água e produção de biofertilizante.patent document US2007 / 0246345 presents a solution for the production of electricity and drinking water from biomass. However, it does not describe a process of treating liquid effluents in an energetically self-sustainable way, in which the reuse of solid waste extracted from dirty waters allows the generation of biochar that will serve both for energy production, water filtration and production of biofertilizer.

documento WO2014/190332 descreve um processo de produção de combustível e biofertilizante a partir de biomassa. No entanto, não descreve um processo de tratamento de efluentes líquidos de uma forma energeticamente autossustentável, em que o reaproveitamento dos resíduos sólidos extraídos das águas sujas permite gerar biocarvão que vai servir tanto para produção de energia, filtragem de água e produção de biofertilizante.WO2014 / 190332 describes a process for producing fuel and biofertilizer from biomass. However, it does not describe a process of treating liquid effluents in an energetically self-sustainable way, in which the reuse of solid waste extracted from dirty waters allows the generation of biochar that will serve both for energy production, water filtration and production of biofertilizer.

documento Soares, B., et al. Gasificação de biomassa- um recurso por explorar, refere processos de gaseificação de biomassa mas não descreve um processo de tratamento de efluentes líquidos de uma forma energeticamente autossustentável.Soares, B., et al. Biomass gasification - an untapped resource, refers to biomass gasification processes but does not describe a process for treating liquid effluents in an energetically self-sustaining manner.

Não existindo assim uma tecnologia que reúna em um único processo, a capacidade de tratar efluentes agroindustriais de uma forma não só energicamente autossuficiente mas com capacidade de produzir biofertilizantes e energia passível de ser usada em outros sistemas.Thus, there is no technology that brings together in a single process, the ability to treat agro-industrial effluents in a way that is not only energetically self-sufficient but capable of producing biofertilizers and energy that can be used in other systems.

Sumário presente pedido de patente divulga um sistema para tratamento de efluentes agroindustriais e valorização de resíduos sólidos.Summary This patent application discloses a system for treating agro-industrial effluents and recovering solid waste.

sistema de tratamento de águas sujas do presente pedido de patente compreende:The dirty water treatment system of the present patent application comprises:

- uma ligação à origem das águas sujas (El) , através de uma ligação hidráulica até ao separador líquido sólido (Pl);- a connection to the source of the dirty water (El), through a hydraulic connection to the solid liquid separator (Pl);

- um separador líquido-sólido (Pl), adequado para receber as águas suja da ligação à origem das águas sujas e separar os líquidos dos sólidos através de filtragem grossa;- a liquid-solid separator (Pl), suitable for receiving dirty water from the connection to the source of dirty water and separating liquids from solids through coarse filtration;

- uma plataforma de secagem (P2) de biomassa para onde os efluentes sólidos são encaminhados por ação de gravidade;- a biomass drying platform (P2) to which the solid effluents are sent by gravity;

- um elemento de filtragem (Ll) compreendendo uma caixa de receção com um filtro de malha até 0,5 mm por onde os líquidos provenientes do separador liquido-sólido (Pl) são encaminhados através de uma ligação hidráulica;- a filtering element (Ll) comprising a receiving box with a mesh filter up to 0.5 mm through which liquids from the liquid-solid separator (Pl) are routed through a hydraulic connection;

- um estilhador (Bl), para onde a biomassa seca na plataforma de secagem (P2) é encaminhada por um meio de transporte de sólidos, e homogeneizada;- a chipper (Bl), where the biomass dries on the drying platform (P2) is conveyed by means of transporting solids, and homogenized;

- um reator pirolítico, em que o reator pirolítico compreende uma câmara pirolítica (B2) e uma câmara de combustão (B3), em que a câmara de combustão (B3) está adjacente à câmara pirolítica (B2);- a pyrolytic reactor, in which the pyrolytic reactor comprises a pyrolytic chamber (B2) and a combustion chamber (B3), in which the combustion chamber (B3) is adjacent to the pyrolytic chamber (B2);

- um permutador de evaporação (L2) compreendendo tubagem hidráulica em forma de serpentina em torno da câmara pirolítica (B2) de forma a que o liquido encaminhado do elemento de filtragem (Ll) seja evaporado com o calor captado da câmara pirolítica (B2);- an evaporation exchanger (L2) comprising serpentine hydraulic tubing around the pyrolytic chamber (B2) so that the liquid sent from the filter element (Ll) is evaporated with the heat captured from the pyrolytic chamber (B2);

- copos recetores (L3) dispostos ao longo do percurso entre o permutador de evaporação (L2) e o condensador de fluxo natural (L4);- receiving cups (L3) arranged along the path between the evaporation exchanger (L2) and the natural flow condenser (L4);

- um condensador de fluxo natural (L4) compreendendo tubagem que recebe o vapor de água saído do permutador de evaporação, e que passou pelos recetores (L3), posteriormente permite a sua condensação;- a natural flow condenser (L4) comprising piping that receives water vapor from the evaporation exchanger, and which passes through the receivers (L3), subsequently allowing it to condense;

um elemento de filtragem fina (L5) por onde a água condensada no condensador é encaminhada e filtrada;a fine filter element (L5) through which the condensed water in the condenser is directed and filtered;

- uma saída de água (L6) para utilização por onde a água filtrada é retirada do sistema;- a water outlet (L6) for use through which filtered water is removed from the system;

- uma saída de biocarvão colocada na câmara pirolítica (B2) por onde é retirado o biocarvão produzido após o processo de pirólise;- a biochar outlet placed in the pyrolytic chamber (B2) through which the biochar produced after the pyrolysis process is removed;

- um escoador de gases (Gl) da câmara pirolítica (B2) para a câmara de combustão (B3), compreendendo uma tubagem que encaminha os gases da câmara pirolítica (B2) para a câmara de combustão (B3).- a gas drain (G1) from the pyrolytic chamber (B2) to the combustion chamber (B3), comprising a pipe that conducts the gases from the pyrolytic chamber (B2) to the combustion chamber (B3).

Numa forma de realização, o sistema de tratamento de efluentes e águas sujas compreende adicionalmente uma plataforma de produção de biofertilizante para onde são encaminhadas as cinzas e biomassa não aproveitada para a produção de biocarvão.In one embodiment, the effluent and dirty water treatment system additionally comprises a biofertilizer production platform to which the ashes and unused biomass are sent for the production of biochar.

Numa forma de realização, a plataforma de secagem (P2) compreende um sistema de ventilação incorporado e uma base sólida e impenetrável a matéria.In one embodiment, the drying platform (P2) comprises a built-in ventilation system and a solid and impenetrable base to the material.

Numa forma de realização, o elemento de filtragem fina (L5) compreende biocarvão produzido no próprio sistema.In one embodiment, the fine filter element (L5) comprises biochar produced in the system itself.

Numa forma de realização, o permutador de evaporação (L2) é constituído por aço inoxidável ou cobre, com pelo menos 1,5 cm de diâmetro.In one embodiment, the evaporation exchanger (L2) consists of stainless steel or copper, at least 1.5 cm in diameter.

Processo de tratamento de água e reaproveitamento energético descrito no presente pedido de patente compreende os seguintes passos:The water treatment and energy reuse process described in the present patent application comprises the following steps:

- Recolha de lama ou efluente não tratado;- Collection of untreated mud or effluent;

Separação líquido-sólido (Pl) ; em que o efluente líquido é encaminhado para um elemento de filtragem grossa e o efluente sólido é encaminhado para um elemento de secagem natural;Liquid-solid separation (Pl); wherein the liquid effluent is routed to a coarse filtration element and the solid effluent is routed to a natural drying element;

Filtragem grossa do efluente liquido; em que as partículas sólidas são também elas encaminhadas para o elemento de secagem natural;Coarse filtration of liquid effluent; wherein the solid particles are also sent to the natural drying element;

- Secagem da matéria presente no elemento de secagem natural; em que a matéria, após se encontrar seca, é encaminhada para o estilhador (Bl);- Drying of the material present in the natural drying element; in which the material, after being dry, is sent to the chipper (Bl);

- Estilhagem da matéria seca; em que a matéria estilhada é subsequentemente encaminhada para a câmara pirolitica (B2), câmara de combustão (B3) e estação de produção de biofertilizante;- Dry matter shattering; in which the splintered matter is subsequently sent to the pyrolytic chamber (B2), combustion chamber (B3) and biofertilizer production station;

A matéria presente na câmara pirolitica (B2) é convertida em biocarvão com um teor de carbono fixo superior a 92%;The matter present in the pyrolytic chamber (B2) is converted into biochar with a fixed carbon content greater than 92%;

- 0 efluente liquido filtrado no elemento de filtragem grossa é encaminhado para um permutador de evaporação (L2) em formato de serpentina em torno da câmara pirolitica (B2), sofre um processo de evaporação;- The liquid effluent filtered in the coarse filtration element is sent to an evaporator exchanger (L2) in a serpentine shape around the pyrolytic chamber (B2), undergoes an evaporation process;

- Após o processo de evaporação, o efluente liquido é encaminhado para copos de deposição onde matéria mais pesada é depositada;- After the evaporation process, the liquid effluent is sent to deposition cups where heavier material is deposited;

- 0 vapor de água que não fica depositado nos copos de deposição é então encaminhado para um condensador de fluxo natural onde é condensado;- The water vapor that is not deposited in the deposition cups is then sent to a natural flow condenser where it is condensed;

- A água obtida no condensador sofre então um processo de filtragem fina (L5), usando parte do biocarvão produzido na câmara pirolitica (B2);- The water obtained in the condenser then undergoes a fine filtration process (L5), using part of the biochar produced in the pyrolytic chamber (B2);

- 0 biocarvão que ficar saturado e inutilizável do ponto de vista energético é encaminhado para a estação de produção de biofertilizante.- The biochar that becomes saturated and unusable from an energy point of view is sent to the biofertilizer production station.

Numa forma de realização as cinzas produzidas na câmara de combustão (B3) são aproveitadas para a produção de biofertilizante.In one embodiment, the ashes produced in the combustion chamber (B3) are used for the production of biofertilizer.

Numa forma de realização a combustão na câmara de combustão (B3) ocorre a uma temperatura entre 1400 a 1600 °C.In one embodiment, combustion in the combustion chamber (B3) occurs at a temperature between 1400 to 1600 ° C.

Numa forma de realização o material estilhado é convertido em biocarvão na câmara pirolitica (B2) a uma temperatura entre 700 e 800 °C.In one embodiment, the splintered material is converted to biochar in the pyrolytic chamber (B2) at a temperature between 700 and 800 ° C.

Numa forma de realização os gases produzidos na câmara pirolitica (B2) são encaminhados para a câmara de combustão (B3) .In one embodiment, the gases produced in the pyrolytic chamber (B2) are routed to the combustion chamber (B3).

Descrição geralGeneral description

O presente pedido surge da necessidade de fornecer um sistema de tratamento de efluentes agroindustriais de forma a reduzir o desperdício de água ao mesmo tempo que se valorizam os resíduos obtidos desta industria. Assim, os impactos ambientais negativos associados a estes efluentes passam a ser encarados positivamente, uma vez que todo o efluente é valorizado e aproveitado.The present request arises from the need to provide a system for the treatment of agro-industrial effluents in order to reduce water waste while valuing the waste obtained from this industry. Thus, the negative environmental impacts associated with these effluents are now viewed positively, since all the effluent is valued and used.

O sistema aqui divulgado foi desenvolvido com vista ao tratamento dos efluentes de instalações agropecuárias, partindo do principio que os efluentes, embora de impacto ambiental significativo, devem ser valorizados sob os pontos de vista energético e hídrico.The system disclosed here was developed with a view to treating the effluents from agricultural facilities, assuming that the effluents, although having a significant environmental impact, should be valued under the energy and water points of view.

Mais concretamente, o sistema divulgado no presente pedido de patente visa tratar o efluente liquido de forma a que este possa ser reutilizado, utilizar parte do efluente sólido como fonte de energia para alimentar o próprio processo, utilizar parte do efluente sólido para ser transformado em biocarvão com teor de carbono fixo superior a 92%, utilizar parte do biocarvão como elemento filtrante no processo de tratamento do efluente liquido utilizar parte do biocarvão como fonte de energia para processos de combustão direta ou melhoramento de solos e sequestro de CO2.More specifically, the system disclosed in the present patent application aims to treat liquid effluent so that it can be reused, use part of the solid effluent as an energy source to feed the process itself, use part of the solid effluent to be transformed into biochar with a fixed carbon content greater than 92%, use part of the biochar as a filtering element in the process of treating liquid effluent and use part of the biochar as an energy source for direct combustion processes or soil improvement and CO2 sequestration.

Este sistema é aplicado preferencialmente na industria agropecuária embora esta não seja a única forma de realização possível.This system is applied preferentially in the agricultural industry, although this is not the only possible form of realization.

sistema proposto funciona de acordo com os elementos (fazendo referência aos elementos da figura 1) e processo descritos abaixo:The proposed system works according to the elements (referring to the elements in Figure 1) and the process described below:

sistema compreende uma ligação do sistema à origem das águas sujas (El), que no caso das instalações agropecuárias trata-se de uma mistura de líquidos e sólidos;The system comprises a connection between the system and the source of the dirty water (El), which in the case of agricultural facilities is a mixture of liquids and solids;

Como fonte de energia térmica para funcionamento do reator e produção de biocarvão, recorre-se a uma qualquer biomassa disponível (E2) . Como biomassa entende-se toda a matéria orgânica que esteja disponível, independentemente da origem.As a source of thermal energy for the operation of the reactor and production of biochar, any available biomass is used (E2). Biomass means any organic matter that is available, regardless of its origin.

sistema é constituído por dois elementos de preparação (PI eP2), dando origem aos percursos líquido e sólido do sistema (o sistema possui ainda o percurso gasoso):The system consists of two preparation elements (PI and P2), giving rise to the liquid and solid paths of the system (the system also has the gaseous path):

sistema compreende um separador líquido-sólido (Pl) que faz a separação do efluente líquido que é posteriormente tratado no sistema; 0 efluente sólido é depositado numa plataforma (P2) para ser sujeito a um processo de secagem natural. Nesta plataforma é depositada a biomassa oriunda de E2 e a resultante do processo de separação que ocorre no separador líquido-sólido (Pl) . A plataforma (P2) é fortemente ventilada e possui uma base sólida e que garante a não penetração de matéria nos solos.The system comprises a liquid-solid separator (Pl) which separates the liquid effluent which is subsequently treated in the system; The solid effluent is deposited on a platform (P2) to be subjected to a natural drying process. On this platform, the biomass originating from E2 is deposited and the resultant of the separation process that occurs in the liquid-solid separator (Pl). The platform (P2) is strongly ventilated and has a solid base that guarantees no material penetration into the soil.

separador líquido-sólido (Pl) recorre a uma ação centrífuga para a remoção de partículas sólidas de líquidos. 0 separador possui uma entrada lateral tangencial por onde recebe a mistura líquido-sólido a ser separada. Após sofrer a ação centrífuga, os sólidos separados saem por gravidade. A parte líquida sai também por gravidade.liquid-solid separator (Pl) uses a centrifugal action to remove solid particles from liquids. The separator has a tangential side entrance through which it receives the liquid-solid mixture to be separated. After undergoing the centrifugal action, the separated solids come out by gravity. The liquid part also comes out by gravity.

separador líquido sólido (Pl) pode ainda ser do tipo prensa rotativa, em que um parafuso transportador roda no interior de um crivo cilíndrico, comprimindo a mistura líquidosólido. 0 líquido é expelido através do crivo, sendo descarregado tangencialmente por ação da gravidade, e a parte sólida continua a ser transportada pelo parafuso em direção à saída de sólidos.solid liquid separator (Pl) can also be of the rotary press type, in which a screw conveyor rotates inside a cylindrical sieve, compressing the solid liquid mixture. The liquid is expelled through the sieve, being discharged tangentially by gravity, and the solid part continues to be transported by the screw towards the solids outlet.

sistema, no que diz respeito ao percurso líquido, é constituído pelos seguintes elementos:The system, with respect to the net path, consists of the following elements:

Um elemento de filtragem (Ll) onde o efluente líquido é filtrado de modo a que partículas sólidas que passaram no elemento separador Pl, não continuem neste percurso. Este elemento é constituído por uma caixa de receção, onde todo o efluente é obrigado a passar por um filtro de malha não superior 0,5mm. As partículas sólidas retidas pela filtragem são encaminhadas para a plataforma de secagem natural (P2).A filter element (Ll) where the liquid effluent is filtered so that solid particles that have passed through the separating element Pl, do not continue on this path. This element consists of a receiving box, where all the effluent is forced to pass through a filter with a mesh size of no more than 0.5mm. The solid particles retained by the filtration are sent to the natural drying platform (P2).

Um permutador de evaporação (L2) em forma de serpentina, localizado torno da câmara pirolítica (B2), sujeito à passagem dos gases de combustão oriundos da câmara de combustão (B3). A transferência de calor dos gases de combustão para o permutador de evaporação (L2) promove a evaporação da água que circula no seu interior.An evaporator exchanger (L2) in the form of a serpentine, located around the pyrolytic chamber (B2), subject to the passage of combustion gases from the combustion chamber (B3). The transfer of heat from the combustion gases to the evaporation exchanger (L2) promotes the evaporation of the water that circulates inside it.

A água na fase de vapor é encaminhada para o condensador de fluxo natural (L4) . Ao longo do trajeto, vários copos recetores (L3) fazem a recolha das partículas pesadas (sólidas) e que serão encaminhadas para a plataforma de produção de biofertilizante (B4). Estes copos fazem também a receção de gotas de água líquida, que não evaporaram, e que não seguirão para o condensador de fluxo natural (L4).The water in the vapor phase is directed to the natural flow condenser (L4). Along the way, several receiving cups (L3) collect the heavy (solid) particles and they will be sent to the biofertilizer production platform (B4). These cups also receive drops of liquid water, which have not evaporated, and which will not flow into the natural flow condenser (L4).

Nesta fase, ao longo do condensador de fluxo natural (L4) a água vaporizada é condensada. Este condensador funciona por convecção natural. A partir deste ponto a água volta à fase líquida e está isenta de partículas sólidas e outras impurezas.In this phase, along the natural flow condenser (L4) the vaporized water is condensed. This condenser works by natural convection. From this point on, the water returns to the liquid phase and is free of solid particles and other impurities.

A água é então encaminhada para o elemento de filtragem fina (L5) onde uma parte do biocarvão produzido na câmara pirolítica (B2) e atendendo à sua capacidade de filtragem é usado para uma última operação de filtragem da água antes da sua utilização para energia. Este elemento é constituído por uma caixa onde a água entra pela parte superior e é obrigado a percorrer um caminho descendente através de uma espessura não inferior a 15 cm de biocarvão.The water is then directed to the fine filter element (L5) where a part of the biochar produced in the pyrolytic chamber (B2) and taking into account its filtering capacity is used for a last operation of filtering the water before using it for energy. This element consists of a box where water enters the upper part and is forced to travel down a path through a thickness of not less than 15 cm of biochar.

Após a filtragem, a água encontra-se purificada e filtrada, sendo então encaminhada para a saída do sistema (L6).After filtering, the water is purified and filtered, and is then sent to the system outlet (L6).

sistema, no que diz respeito ao percurso das fases sólidas, é constituído pelos elementos de acordo com a descrição abaixo:The system, with regard to the path of the solid phases, consists of the elements according to the description below:

A biomassa, após secagem na plataforma P2, é encaminhada para um estilhador (Bl) que trata de homogeneizar a biomassa em termos de tamanho. Dependendo da origem da biomassa exterior, podem ser estabelecidos os seguintes critérios:The biomass, after drying on the P2 platform, is sent to a chipper (Bl) that tries to homogenize the biomass in terms of size. Depending on the origin of the external biomass, the following criteria can be established:

1. Biomassa para pirólise, de tamanho não superior a 5 cm de diâmetro.1. Biomass for pyrolysis, of a size not exceeding 5 cm in diameter.

2. Biomassa para a câmara de combustão (B3), de tamanho não superior a 30 cm de comprimento ou 20cm de diâmetro equivalente, definido como d=4A/p, sendo A a área e p o perímetro.2. Biomass for the combustion chamber (B3), of a size not exceeding 30 cm in length or 20 cm in equivalent diameter, defined as d = 4A / p, with A being the area and p the perimeter.

3. Partículas muito pequenas de biomassa são encaminhadas diretamente para a plataforma de produção de biofertilizante (B4).3. Very small particles of biomass are sent directly to the biofertilizer production platform (B4).

Após a biomassa se encontrar homogeneizada e com a granulometria ideal, entre 0,5 e 10 cm de diâmetro, esta é encaminhada para a câmara pirolítica (B2), onde é pirolisada. A câmara (B2) recebe o calor resultante da combustão de biomassa na câmara de combustão (B3) . Em torno da câmara pirolítica (B2) está localizado o permutador de evaporação (L2) . Desta câmara sai biocarvão produzido na ausência de oxigénio e a temperaturas entre os 700 e 800°C. A pressão de funcionamento no decorrer do processo vai aumentar e por esta razão a câmara pirolítica (B2) tem duas válvulas aliviadoras de pressão a funcionar em redundância por questões de segurança. O limite de pressão é regulado para 2 bar. O biocarvão resultante possui poder calorífico na ordem dos 30MJ/kg e teor de carbono fixo superior a 92%. O teor de cinzas está entre os 4-6%. As partículas pequenas e cinzas produzidas durante a pirólise são encaminhadas para a plataforma de produção de biofertilizante.After the biomass is homogenized and with the ideal granulometry, between 0.5 and 10 cm in diameter, it is sent to the pyrolytic chamber (B2), where it is pyrolyzed. The chamber (B2) receives the heat resulting from the combustion of biomass in the combustion chamber (B3). The evaporation exchanger (L2) is located around the pyrolytic chamber (B2). From this chamber comes biochar produced in the absence of oxygen and at temperatures between 700 and 800 ° C. The operating pressure during the process will increase and for this reason the pyrolytic chamber (B2) has two pressure relief valves operating in redundancy for safety reasons. The pressure limit is set to 2 bar. The resulting biochar has calorific value in the order of 30MJ / kg and a fixed carbon content greater than 92%. The ash content is between 4-6%. The small, gray particles produced during pyrolysis are sent to the biofertilizer production platform.

Na câmara de combustão (B3) é promovida a combustão de biomassa a temperaturas próximas dos 1500°C na frente de chama. A partir desta câmara saem os gases de combustão com temperaturas próximas dos 1000°C e que irão escoar em torno da câmara pirolitica (B2) e por sua vez, também, pelo permutador de evaporação (L2) . As cinzas resultantes do processo de combustão são enviadas para a plataforma de produção de biofertilizante. Os gases de combustão saem para a atmosfera a temperaturas próximas dos 200°C. A câmara de combustão (B3) está também equipada para a combustão de biogás, que pode ser produzido recorrendo à matéria orgânica disponível, através de um reator de biodigestão.In the combustion chamber (B3), biomass combustion is promoted at temperatures close to 1500 ° C in front of the flame. From this chamber, the combustion gases come out with temperatures close to 1000 ° C and which will flow around the pyrolytic chamber (B2) and in turn, also through the evaporation exchanger (L2). The ashes resulting from the combustion process are sent to the biofertilizer production platform. The flue gases are released to the atmosphere at temperatures close to 200 ° C. The combustion chamber (B3) is also equipped for the combustion of biogas, which can be produced using available organic matter, through a biodigestion reactor.

Toda a matéria não convertida em biocarvão é encaminhada para a plataforma de produção de biofertilizante (B4), ou seja: biomassa de dimensão reduzida oriunda de Bl, cinzas oriundas de B3, partículas sólidas oriundas de L3; biocarvão usado na filtragem fina (L5) e que se encontra colmatado e partículas de dimensão reduzida e cinzas oriundas da câmara pirolitica (B2).All the material not converted to biochar is sent to the biofertilizer production platform (B4), that is: reduced biomass from Bl, ash from B3, solid particles from L3; biochar used in fine filtration (L5) and which is clogged and particles of reduced size and ash from the pyrolytic chamber (B2).

Após a conclusão do processo de pirólise em B2, o biocarvão é encaminhado para a saída de biocarvão (B5). 0 biocarvão produzido neste sistema tem um poder calorífico na ordem dos 30MJ/kg e teor de carbono fixo superior a 92%. Este biocarvão possui caracteristicas para ser usado em processo de filtragem, produção de energia e sequestro de C02.Upon completion of the pyrolysis process at B2, the biochar is directed to the biochar outlet (B5). The biochar produced in this system has a calorific value in the order of 30MJ / kg and a fixed carbon content greater than 92%. This biochar has characteristics to be used in the process of filtering, energy production and sequestration of C0 2 .

sistema, no que diz respeito ao percurso gasoso, é constituído pelos seguintes elementos:The system, with respect to the gaseous path, consists of the following elements:

sistema compreende um tubo de exaustão (Gl) para os gases produzidos na câmara de combustão (B3). Estes gases, ricos em hidrogénio, são encaminhados para a câmara de combustão (B3) como forma de reduzir o consumo de biomassa, bem como evitar que estes gases sejam libertados diretamente para a atmosfera. No percurso existe uma válvula de controlo de escoamento (G2), pois nos primeiros 30 minutos da pirólise, o gás produzido não apresenta qualquer vantagem na combustão, sendo essencialmente constituído por vapor de água, e consequentemente libertado para a atmosfera. Após os 30 minutos iniciais, a válvula G2 é fechada e todo o gás é encaminhado para a câmara de combustão (B3).The system comprises an exhaust pipe (Gl) for the gases produced in the combustion chamber (B3). These gases, rich in hydrogen, are sent to the combustion chamber (B3) as a way of reducing the consumption of biomass, as well as preventing these gases from being released directly into the atmosphere. On the way there is a flow control valve (G2), because in the first 30 minutes of pyrolysis, the gas produced does not present any advantage in combustion, being essentially constituted by water vapor, and consequently released into the atmosphere. After the initial 30 minutes, the G2 valve is closed and all gas is sent to the combustion chamber (B3).

A chaminé (G3) é responsável pelo escoamento dos gases de combustão produzidos em B3.The chimney (G3) is responsible for the flow of the flue gases produced in B3.

O processo compreende os seguintes passos:The process comprises the following steps:

- tratar o efluente líquido através de processos de filtragem e evaporação para reutilização como água limpa que, no mínimo, deve satisfazer as condições para ser utilizada em sistemas de rega definidas pelo Anexo XVI do Decreto-Lei n°236/98 (Diário da República - I Série A n°176 de 1 de agosto de 1998);- treat the liquid effluent through filtration and evaporation processes for reuse as clean water that, at least, must satisfy the conditions to be used in irrigation systems defined by Annex XVI of Decree-Law No. 236/98 (Diário da República - I Series A n ° 176 of August 1, 1998);

- utilizar parte do efluente sólido como fonte de energia para o processo;- use part of the solid effluent as an energy source for the process;

- utilizar parte do efluente sólido para ser transformado em biocarvão, com teor de carbono fixo superior a 92%;- use part of the solid effluent to be transformed into biochar, with a fixed carbon content greater than 92%;

biocarvão é obtido no reator pirolítico, em condições de temperatura e tempo de permanência determinados, possibilitando a obtenção de biocarvão com diferentes caracteristicas. A obtenção de biocarvão com teor de carbono fixo superior a 92%, conduz à sua utilização como carvão ativado para os processos de filtragem.biochar is obtained in the pyrolytic reactor, under determined temperature and residence time conditions, making it possible to obtain biochar with different characteristics. Obtaining biochar with a fixed carbon content greater than 92%, leads to its use as activated carbon for the filtration processes.

- utilizar parte do biocarvão como elemento filtrante no processo de tratamento do efluente líquido;- use part of the biochar as a filter element in the liquid effluent treatment process;

A filtragem utilizando biocarvão tem como principal caracteristica remover contaminantes e impurezas, utilizando como método a absorção química.The main feature of biochar filtration is to remove contaminants and impurities, using chemical absorption as the method.

A superfície porosa do biocarvão tem capacidade de remover partículas que variam de 0,5 a 50 micrometros, ou seja, partículas muito pequenas, mais finas que um fio de cabelo.The porous surface of the biochar has the capacity to remove particles ranging from 0.5 to 50 micrometers, that is, very small particles, thinner than a hair.

A eficiência de uma filtração com biocarvão está diretamente ligada ao caudal de água, pressão e volume de água. Quanto menor for a velocidade da água ao passar pelo elemento filtrante, melhor será o resultado e a qualidade da água. Isso acontece porque os contaminantes presentes na água ficam expostos ao biocarvão por mais tempo, melhorando a eficiência.The efficiency of biochar filtration is directly linked to the water flow, pressure and volume of water. The lower the speed of the water when passing through the filter element, the better the result and the quality of the water. This is because the contaminants present in the water are exposed to biochar for a longer time, improving efficiency.

- utilizar parte do biocarvão como fonte de energia para processos de combustão direta (pellets), ou para melhoramento de solos e sequestro de CO2;- use part of the biochar as an energy source for direct combustion processes (pellets), or for soil improvement and CO2 sequestration;

- utilizar o biocarvão saturado, cinzas do processo de aquecimento e outras biomassas não convertidas em biocarvão (quantidades residuais) como biofertilizante. Toda a matéria orgânica resultante é rica em azoto, fósforo e carbono, ao mesmo tempo que resulta também em matéria orgânica livre de elementos prejudiciais ao solo, devido às temperaturas elevadas dos processos. Desta forma, resulta num biofertilizante que poderá ser integrado nos solos agrícolas.- use saturated biochar, ashes from the heating process and other biomasses not converted to biochar (residual quantities) as biofertilizer. All the resulting organic matter is rich in nitrogen, phosphorus and carbon, while also resulting in organic matter free of elements harmful to the soil, due to the high temperatures of the processes. In this way, it results in a biofertilizer that can be integrated into agricultural soils.

Considerações sobre o biocarvão:Biochar considerations:

O biocarvão é produzido de forma económica e sustentável e permite a sua aplicação em diversas extensões. Uma delas é a mitigação do aquecimento global pelo sequestro de carbono e a melhoria da saúde e produtividade do solo. A melhoria da fertilidade do solo estimula o crescimento das plantas, que leva a um consumo adicional de CO2 e reduz a necessidade de aplicação de fertilizantes, assim como reduz as emissões de carbono durante a produção e transporte dos fertilizantes.Biochar is produced in an economical and sustainable way and allows its application in several extensions. One of them is the mitigation of global warming by carbon sequestration and the improvement of soil health and productivity. Improving soil fertility stimulates plant growth, which leads to additional CO2 consumption and reduces the need for fertilizer application, as well as reducing carbon emissions during fertilizer production and transport.

A adição de biocarvão no solo também reduz as emissões de outros gases com efeito de estufa como Ν20 e CH4, que são mais prejudiciais que o CO2. As emissões podem ser reduzidas em cerca de 0,9 Gt/ano se 50% dos resíduos globais das culturas e floresta fossem pirolisados e aplicados no solo. Até 12% das emissões totais de carbono antropogénico poderiam ser deslocadas anualmente se os resíduos fossem pirolisados, em vez de serem queimados (K. Qian, A. Kumar, H. Zhang, D. Bellmer, and R. Huhnke, Recent advances in utilization of biochar, Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 42, pp. 10551064, 2015.).The addition of biochar to the soil also reduces emissions of other greenhouse gases such as Ν 2 0 and CH4, which are more harmful than CO2. Emissions can be reduced by about 0.9 Gt / year if 50% of the global crop and forest residues are pyrolysed and applied to the soil. Up to 12% of total anthropogenic carbon emissions could be displaced annually if the waste were pyrolysed, instead of being burned (K. Qian, A. Kumar, H. Zhang, D. Bellmer, and R. Huhnke, Recent advances in utilization of biochar, Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 42, pp. 10551064, 2015.).

O biocarvão tem sido, recentemente, utilizado em diversos âmbitos como no sequestro e armazenamento de carbono atmosférico, na melhoria (aumento de fertilidade) dos solos agrícolas, na purificação de águas residuais e aplicado em células de combustível (V. Dhyani and T. Bhaskar, A comprehensive review on the pyrolysis of lignocellulosic biomass, Renew. Energy, 2017; A. P. Nunes, L. F. Teixeira, A. Gracielly, and N. Colen, Biomassa : uma visão dos processos de pirólise.).Biochar has recently been used in several areas such as the sequestration and storage of atmospheric carbon, in the improvement (increase of fertility) of agricultural soils, in the purification of waste water and applied in fuel cells (V. Dhyani and T. Bhaskar , A comprehensive review on the pyrolysis of lignocellulosic biomass, Renew. Energy, 2017; AP Nunes, LF Teixeira, A. Gracielly, and N. Colen, Biomass: a view of pyrolysis processes.).

O sistema pode ser concebido de duas formas diferentes: - Num sistema fixo de consumo energético nulo. Pensado para instalações já existentes em que a separação líquidosólido já é realizada;The system can be designed in two different ways: - In a fixed system with zero energy consumption. Designed for existing installations where the liquid-solid separation is already carried out;

- Através de um sistema compacto móvel, que recorre à energia solar fotovoltaica.- Through a compact mobile system that uses solar photovoltaic energy.

As diferenças entre o sistema compacto móvel e o sistema fixo são as seguintes:The differences between the compact mobile system and the fixed system are as follows:

Para que o sistema possa ser facilmente transportável, as suas dimensões são limitadas à largura de um veiculo e todos os constituintes da solução são montados num reboque. De modo a facilitar o seu funcionamento, tendo em conta as limitações de espaço, é incorporado uma unidade solar fotovoltaica que fornece energia elétrica para os elementos de ventilação associados à condensação de efluente, que por limitação de espaço tem de recorrer a um fenómeno de convecção forçada. 0 sistema solar fotovoltaico fornece também energia para a bombagem de efluente.In order for the system to be easily transportable, its dimensions are limited to the width of a vehicle and all components of the solution are mounted on a trailer. In order to facilitate its operation, taking into account the space limitations, a solar photovoltaic unit is incorporated that provides electrical energy to the ventilation elements associated with the condensation of effluent, which due to space limitations has to resort to a convection phenomenon. forced. The solar photovoltaic system also provides energy for pumping effluent.

sistema prevê também o seu uso recorrendo á incorporação de Lamas de ETAR (estação de tratamento de águas residuais). Assim, visa-se a redução da disponibilidade de lamas de ETAR, bem como a respetiva valorização energética, será estudada a viabilidade de incorporação das mesmas na produção do combustível para o reator pirolítico. 0 processo de incorporação das lamas é estudado de modo a obter-se um poder calorífico elevado, podendo as lamas ser previamente pirolisadas. Paralelamente, nas perspetivas da valorização agrícola e da redução do impacto ambiental, as lamas de ETAR poderão ser usadas na produção de micro pellets a elevada pressão e temperatura para incorporação nos solos.The system also provides for its use through the incorporation of sludge from WWTP (wastewater treatment plant). Thus, the aim is to reduce the availability of WWTP sludge, as well as the respective energy recovery, the feasibility of incorporating them in the production of fuel for the pyrolytic reactor will be studied. The sludge incorporation process is studied in order to obtain a high calorific value, and the sludge can be previously pyrolyzed. At the same time, in the perspective of agricultural valorization and the reduction of environmental impact, WWTP sludge can be used in the production of micro pellets at high pressure and temperature for incorporation into the soil.

A incorporação de lamas de ETAR é feita, através dos seguintes pressupostos:The incorporation of WWTP sludge is carried out using the following assumptions:

- Redução da disponibilidade desta matéria orgânica e consequente valorização energética;- Reduction of the availability of this organic matter and consequent energy recovery;

- Resultando da variabilidade do poder calorífico das lamas de RTAR, será encontrada, para cada localização, a melhor razão biomassas convencionais lamas de ETAR, para resultar num biocombustível de poder calorífico melhorado.- As a result of the variability in the calorific value of RTAR sludge, the best ratio for conventional biomass sludge from WWTP will be found for each location, to result in an improved calorific power biofuel.

Encontrada a melhor composição, a mistura de biomassas é realizada.Once the best composition is found, the biomass mixture is carried out.

Este sistema é aplicado preferencialmente na industria agropecuária embora esta não seja a única forma de realização possível.This system is applied preferentially in the agricultural industry, although this is not the only possible form of realization.

Breve descrição das figurasBrief description of the figures

Para uma mais fácil compreensão do presente pedido juntamse em anexo figuras, as quais, representam realizações preferenciais que, contudo, não pretendem limitar a técnica aqui divulgada.For an easier understanding of the present application, figures are attached, which represent preferential realizations which, however, do not intend to limit the technique disclosed herein.

A figura 1 ilustra uma forma de realização do sistema do presente pedido de patente, em que os sinais de referência têm o seguinte significado:Figure 1 illustrates an embodiment of the system of the present patent application, in which the reference signs have the following meaning:

EI - Ligação do sistema à origem das águas sujas, no caso das instalações agropecuárias trata-se de uma mistura de líquidos e sólidos;EI - Connection of the system to the source of dirty water, in the case of agricultural facilities it is a mixture of liquids and solids;

E2 - Disponibilidade de biomassa para fonte de energia térmica para funcionamento do reator e produção de biocarvão. Como biomassa entende-se toda a matéria orgânica que esteja disponível, independentemente da origem.E2 - Availability of biomass as a source of thermal energy for the operation of the reactor and production of biochar. Biomass means any organic matter that is available, regardless of its origin.

PI - Separador liquido-sólido. Este componente faz a separação do efluente liquido e que é tratado no sistema; 0 efluente sólido é depositado numa plataforma para ser sujeito a um processo de secagem natural.PI - Liquid-solid separator. This component separates the liquid effluent and is treated in the system; The solid effluent is deposited on a platform to be subjected to a natural drying process.

P2 - Plataforma de secagem natural de biomassa. Nesta plataforma é depositava a biomassa oriunda de E2 e a resultante do processo de separação 1. Esta plataforma tem que ser fortemente ventilada e possuir uma base sólida que garanta a não penetração de matéria nos solos.P2 - Natural biomass drying platform. The biomass originating from E2 is deposited on this platform and the resultant from the separation process 1. This platform has to be strongly ventilated and have a solid base that guarantees the non-penetration of matter in the soil.

LI - Filtragem grossa. Neste elemento, o efluente liquido é filtrado de modo que partículas sólidas que passaram no elemento separador Pl, não continuem neste percurso. Este elemento é constituído por uma caixa de receção, onde todo o efluente é obrigado a passar por um filtro de malha não superior 0,5 mm. As partículas sólidas retidas pela filtragem são encaminhadas para a plataforma de secagem natural (P2). L2 - Permutador de evaporação. Este permutador de evaporação em forma de serpentina, está localizado torno da câmara pirolítica (B2), sujeito à passagem dos gases de combustão oriundos da câmara de combustão (B3) . A transferência de calor dos gases de combustão para o permutador de evaporação (L2) vai promover a evaporação da água que circula no seu interior.LI - Coarse filtration. In this element, the liquid effluent is filtered so that solid particles that have passed through the separating element Pl, do not continue on this path. This element consists of a receiving box, where all the effluent is forced to pass through a mesh filter not exceeding 0.5 mm. The solid particles retained by the filtration are sent to the natural drying platform (P2). L2 - Evaporation exchanger. This serpentine evaporator exchanger is located around the pyrolytic chamber (B2), subject to the passage of combustion gases from the combustion chamber (B3). The transfer of heat from the combustion gases to the evaporation exchanger (L2) will promote the evaporation of the water that circulates inside it.

L3 - A água na fase de vapor é encaminhada para o condensador de fluxo natural. Pelo caminho, vários copos recetores L3 vão fazer a recolha das partículas pesadas (sólidas) e que serão encaminhadas para a plataforma de produção de biofertilizante (B4). Estes copos farão também a receção de gotas de água líquida, que não evaporaram, e que não seguirão para o condensador de fluxo natural.L3 - The water in the vapor phase is directed to the natural flow condenser. Along the way, several L3 receiving cups will collect the heavy (solid) particles that will be sent to the biofertilizer production platform (B4). These cups will also receive drops of liquid water, which have not evaporated, and which will not flow into the natural flow condenser.

L4 - Condensador de fluxo natural. Neste elemento L4 a água vaporizada é condensada. Este condensador funciona por convecção natural. A partir deste ponto a água volta à fase líquida e está isenta de partículas sólidas e outras impurezas.L4 - Natural flow condenser. In this L4 element, the vaporized water is condensed. This condenser works by natural convection. From this point on, the water returns to the liquid phase and is free of solid particles and other impurities.

L5 - Filtragem fina. Uma parte do biocarvão produzido na câmara pirolítica (B2) e atendendo à sua capacidade de filtragem é usado para uma última operação de filtragem da água antes da sua utilização. Este elemento é constituído por uma caixa onde a água entra pela parte superior e é obrigado a percorrer um caminho descendente através de uma espessura não inferior a 15 cm de biocarvão.L5 - Fine filtration. A part of the biochar produced in the pyrolytic chamber (B2) and taking into account its filtering capacity is used for a last operation of filtering the water before its use. This element consists of a box where water enters the upper part and is forced to travel down a path through a thickness of not less than 15 cm of biochar.

L6 - Saída da água para utilização. Neste ponto a água está purificada e filtrada, podendo ser utilizada.L6 - Water outlet for use. At this point the water is purified and filtered and can be used.

BI - A biomassa, após secagem na plataforma P2, é encaminhada para um estilhador que trata de homogeneizar a biomassa em termos de tamanho. Dependendo da origem da biomassa exterior, poderão ser estabelecidos os seguintes critérios:BI - The biomass, after drying on the P2 platform, is sent to a chipper that tries to homogenize the biomass in terms of size. Depending on the origin of the external biomass, the following criteria may be established:

- Biomassa para pirólise, de tamanho não superior a 5 cm - Biomassa para a câmara de combustão (B3), de tamanho não superior a 30 cm.- Biomass for pyrolysis, of a size not exceeding 5 cm - Biomass for the combustion chamber (B3), of a size not exceeding 30 cm.

- Partículas muito pequenas de biomassa são encaminhadas diretamente para a plataforma de produção de biofertilizante (B4) .- Very small particles of biomass are sent directly to the biofertilizer production platform (B4).

B2 - Câmara pirolítica. Nesta câmara é introduzida a biomassa que se pretende pirolizar. A câmara recebe o calor resultante da combustão de biomassa na câmara de combustão (B3) . Em torno da câmara pirolítica (B2) está localizado o permutador de evaporação (L2) . Desta câmara sai biocarvão produzido na ausência de oxigénio e a temperaturas entre os 700 e 800°C. A pressão de funcionamento no decorrer do processo vai aumentar e por esta razão a câmara pirolítica (B2) tem duas válvulas aliviadoras de pressão a funcionar em redundância por questões de segurança. O limite de pressão é regulado para 2 bar. O biocarvão resultante possui poder calorífico na ordem dos 30MJ/kg e teor de carbono fixo superior a 92%. O teor de cinzas roda os 4-6%. As partículas pequenas e cinzas produzidas durante a pirólise serão encaminhadas para a plataforma de produção de biofertilizante.B2 - Pyrolytic chamber. The biomass that is intended to be pyrolized is introduced into this chamber. The chamber receives the heat resulting from the combustion of biomass in the combustion chamber (B3). The evaporation exchanger (L2) is located around the pyrolytic chamber (B2). From this chamber comes biochar produced in the absence of oxygen and at temperatures between 700 and 800 ° C. The operating pressure during the process will increase and for this reason the pyrolytic chamber (B2) has two pressure relief valves operating in redundancy for safety reasons. The pressure limit is set to 2 bar. The resulting biochar has calorific value in the order of 30MJ / kg and a fixed carbon content greater than 92%. The ash content is around 4-6%. The small and gray particles produced during the pyrolysis will be sent to the biofertilizer production platform.

B3 - Câmara de combustão. Neste elemento é promovida a combustão de biomassa a temperaturas próximas dos 1500°C na frente de chama. A partir desta câmara saem os gases de combustão com temperaturas próximas dos 1000°C e que irão escoar em torno da câmara pirolítica (B2) e por sua vez, também, pelo permutador de evaporação (L2). As cinzas resultantes do processo de combustão são enviadas para a plataforma de produção de biofertilizante. Os gases de combustão saem para a atmosfera a temperaturas próximas dos 200°C. A câmara de combustão (B3) está também equipada para a combustão de biogás, que pode ser produzido recorrendo à matéria orgânica disponível, através de um reator de biodigestão.B3 - Combustion chamber. This element promotes the combustion of biomass at temperatures close to 1500 ° C in front of the flame. From this chamber the flue gases come out with temperatures close to 1000 ° C and which will flow around the pyrolytic chamber (B2) and in turn, also through the evaporation exchanger (L2). The ashes resulting from the combustion process are sent to the biofertilizer production platform. The flue gases are released to the atmosphere at temperatures close to 200 ° C. The combustion chamber (B3) is also equipped for the combustion of biogas, which can be produced using available organic matter, through a biodigestion reactor.

B4 - Plataforma de produção de biofertilizante. Aqui é produzido biofertilizante, constituído por toda a matéria sólida não convertida em biocarvão: biomassa de dimensão reduzida oriunda de Bl, cinzas oriundas de B3, partículas sólidas oriundas de L3; biocarvão usado na filtragem fina (L5) e que se encontra colmatado e partículas de dimensão reduzida e cinzas oriundas da câmara pirolítica (B2).B4 - Biofertilizer production platform. Here, biofertilizer is produced, consisting of all solid matter not converted into biochar: small-scale biomass from Bl, ash from B3, solid particles from L3; biochar used in fine filtration (L5) and which is clogged and particles of reduced size and ash from the pyrolytic chamber (B2).

B5 - Saída de biocarvão com poder calorífico na ordem dos 30MJ/kg e teor de carbono fixo superior a 92%. Este biocarvão possui características para ser usado em processo de filtragem, produção de energia e sequestro de C02.B5 - Output of biochar with calorific value in the order of 30MJ / kg and fixed carbon content greater than 92%. This biochar has characteristics to be used in the process of filtration, energy production and sequestration of C0 2 .

Gl- Escoador de gases produzidos na câmara pirolítica (B2). Estes gases, ricos em hidrogénio, serão encaminhados para a câmara de combustão (B3) como forma de reduzir o consumo de biomassa, bem como evitar que estes gases sejam libertados diretamente para a atmosfera. No percurso existe uma válvula de controlo de escoamento (G2), pois nos primeiros 30 minutos da pirólise, o gás produzido não apresenta qualquer vantagem na combustão, sendo essencialmente constituído por vapor de água, sendo libertado para a atmosfera. Após os 30 minutos iniciais, a válvula (G2) é fechada e todo o gás é encaminhado para a câmara de combustão (B3).Gl- Drain of gases produced in the pyrolytic chamber (B2). These gases, rich in hydrogen, will be sent to the combustion chamber (B3) as a way of reducing the consumption of biomass, as well as preventing these gases from being released directly into the atmosphere. On the way there is a flow control valve (G2), because in the first 30 minutes of pyrolysis, the gas produced does not present any advantage in combustion, being essentially constituted by water vapor, being released into the atmosphere. After the initial 30 minutes, the valve (G2) is closed and all gas is sent to the combustion chamber (B3).

G3 - Chaminé. A chaminé é responsável pelo escoamento dos gases de combustão produzidos em (B3).G3 - Chimney. The chimney is responsible for the flow of the flue gases produced in (B3).

RP - O reator pirolítico, de corpo cilíndrico, é assim constituído:RP - The pyrolytic reactor, with a cylindrical body, is constituted as follows:

No seu interior estão localizadas as câmaras pirolitica e de combustão. Em torno da câmara pirolitica (B2) funciona o permutador de evaporação (L2).Inside are the pyrolytic and combustion chambers. The evaporator exchanger (L2) operates around the pyrolytic chamber (B2).

- A câmara pirolitica (B2) tem uma abertura superior para introdução da biomassa que se pretende pirolizar e para retirar o biocarvão.- The pyrolytic chamber (B2) has a top opening for introducing the biomass that is intended to be pyrolyzed and for removing the biochar.

- A câmara de combustão (B3) tem duas aberturas: um frontal para introdução da biomassa e uma na parte inferior para remoção das cinzas. Possui ainda uma grelha localizada a cerca de 15cm da tampa de remoção de cinzas.- The combustion chamber (B3) has two openings: a front one for introducing biomass and one at the bottom for removing ash. It also has a grid located about 15cm from the ash removal cover.

- A câmara pirolitica (B2) possui ainda uma ligação em tubo de 2 a 3 cm de diâmetro para saída dos gases de pirólise.- The pyrolytic chamber (B2) also has a pipe connection of 2 to 3 cm in diameter for the exit of the pyrolysis gases.

- A câmara de combustão (B3) possui ainda uma ligação em tubo de 2 a 3 cm para receção dos gases de pirólise. - Na câmara pirolitica (B2) existem ainda duas válvulas aliviadoras de pressão a funcionar em redundância.- The combustion chamber (B3) also has a pipe connection of 2 to 3 cm for receiving pyrolysis gases. - In the pyrolytic chamber (B2) there are also two pressure relief valves operating in redundancy.

- Em torno da câmara pirolitica (B2) está localizado o permutador de evaporação (L2) em aço inoxidável ou cobre, no mínimo de 1,5 cm de diâmetro. Este diâmetro vai depender da dimensão do sistema.- Around the pyrolytic chamber (B2) is located the evaporation exchanger (L2) in stainless steel or copper, at least 1.5 cm in diameter. This diameter will depend on the size of the system.

exterior é constituído por um corpo em aço inoxidável cilíndrico devidamente isolado com lã de rocha numa espessura nunca inferior a 10 cm.exterior consists of a cylindrical stainless steel body properly insulated with rock wool in a thickness never less than 10 cm.

- Do corpo exterior é a chaminé com diâmetro mínimo de 200 mm e 2 metros de altura.- The chimney has a minimum diameter of 200 mm and a height of 2 meters.

Descrição de formas de realizaçãoDescription of embodiments

Fazendo referência às figuras, algumas formas de realização são agora descritas de forma mais pormenorizada, as quais não pretendem, contudo, limitar o âmbito do presente pedido.Referring to the figures, some embodiments are now described in more detail, which are not intended, however, to limit the scope of the present application.

sistema aqui divulgado foi desenvolvido com vista ao tratamento dos efluentes de instalações agropecuárias, partindo do principio que os efluentes, embora de impacto ambiental significativo, devem ser valorizados sob os pontos de vista energético e hídrico.The system disclosed here was developed with a view to treating the effluents from agricultural facilities, based on the principle that the effluents, although of significant environmental impact, should be valued under the energy and water points of view.

Numa forma de realização preferencial, e fazendo referência à figura 1, o sistema de tratamento de águas sujas compreende os seguintes elementos:In a preferred embodiment, and referring to figure 1, the dirty water treatment system comprises the following elements:

- Ligação à origem das águas sujas (El), através de uma ligação hidráulica de 8 a 12cm de diâmetro até ao separador liquido/sólido; 0 efluente entra no separador Pl por gravidade;- Connection to the source of dirty water (El), through a hydraulic connection of 8 to 12 cm in diameter up to the liquid / solid separator; The effluent enters the separator P1 by gravity;

- Separador líquido-sólido (Pl); Ao receber o efluente, é feita a separação dos sólidos e dos líquidos. 0 efluente sólido é depositado por gravidade numa plataforma de secagem (P2) e o efluente líquido é encaminhado, através de uma ligação hidráulica de 4 a 6cm de diâmetro para a filtragem grossa (Ll), por ação da gravidade, colocando-se a filtragem grossa (Ll) com um desnível de pelo menos 2 metros em relação ao separador. Na eventualidade de não ser possível o desnível, o separador deverá possuir uma bomba de circulação de potência inferior a 500W;- Liquid-solid separator (Pl); Upon receiving the effluent, the solids and liquids are separated. The solid effluent is deposited by gravity on a drying platform (P2) and the liquid effluent is sent, through a hydraulic connection of 4 to 6 cm in diameter, to the coarse filtration (Ll), by gravity, placing the filtration thick (Ll) with an unevenness of at least 2 meters in relation to the separator. In the event that a difference in level is not possible, the separator must have a circulation pump of less than 500W;

- Plataforma de secagem de biomassa (P2); 0 efluente sólido chega à plataforma por ação da gravidade a partir do separador (Pl). Aí permanece em estágios de secagem de pelo menos 5 dias até à sua utilização;- Biomass drying platform (P2); The solid effluent reaches the platform by gravity from the separator (P1). There it remains in drying stages of at least 5 days until its use;

- Elemento de filtragem (Ll) com uma malha até 0,5 mm; Este elemento recebe o efluente líquido, através de uma ligação hidráulica de 4 a 6 cm de diâmetro, numa caixa de receção onde todo o efluente é obrigado a passar por um filtro de malha inferior a 0,5 mm, filtrando-o de todas as partículas até 0,5 mm. Estas partículas são encaminhas manualmente para a plataforma de secagem (P2). 0 efluente filtrado segue em ligação hidráulica de 4 a 6 cm de diâmetro até entrar no permutador de evaporação (L2);- Filter element (Ll) with a mesh up to 0.5 mm; This element receives the liquid effluent, through a hydraulic connection of 4 to 6 cm in diameter, in a reception box where all the effluent is obliged to pass through a filter with a mesh size smaller than 0.5 mm, filtering it from all particles up to 0.5 mm. These particles are sent manually to the drying platform (P2). The filtered effluent continues in hydraulic connection from 4 to 6 cm in diameter until it enters the evaporation exchanger (L2);

- Estilhador (Bl); Aqui, toda a biomassa é homogeneizada em termos de tamanho, preparando-a para ser encaminhada para a câmara pirolitica (B2), câmara de combustão (B3) ou para biofertilizante. Estes carregamentos de biomassa são efetuados de forma manual. Poderá o sistema ser dotado de parafusos sem-fim de modo a que a biomassa entre de forma automática. Os sistemas sem-fim, serão dotados de motores de potência inferior a 0,5cv, l,0cv e 0,5cv, respetivamente para alimentar a câmara pirolitica (B2), câmara de combustão (B3) e encaminhamento para biofertilizante;- Chipper (Bl); Here, the entire biomass is homogenized in terms of size, preparing it to be sent to the pyrolytic chamber (B2), combustion chamber (B3) or to biofertilizer. These biomass loads are carried out manually. The system can be equipped with endless screws so that the biomass enters automatically. The endless systems will be equipped with engines with a power of less than 0.5hp, 1.0hp and 0.5hp, respectively to supply the pyrolytic chamber (B2), combustion chamber (B3) and routing to biofertilizer;

- Reator pirolitico, que por sua vez compreende uma câmara pirolitica (B2) e uma câmara de combustão (B3) . A estas câmaras, a biomassa chega de forma manual ou através de parafusos sem-fim. 0 início da combustão na câmara de combustão (B3) é efetuado de forma manual. Os gases de combustão vão produzir calor para promoção da pirólise da biomassa contida na câmara pirolitica (B2), bem como para a promoção da evaporação do efluente líquido que se encontra no interior de tubagem em torno da câmara pirolitica (B2);- Pyrolytic reactor, which in turn comprises a pyrolytic chamber (B2) and a combustion chamber (B3). To these chambers, the biomass arrives manually or through endless screws. The start of combustion in the combustion chamber (B3) is carried out manually. The combustion gases will produce heat to promote the pyrolysis of the biomass contained in the pyrolytic chamber (B2), as well as to promote the evaporation of the liquid effluent that is found inside the piping around the pyrolytic chamber (B2);

- Permutador de evaporação (L2) em forma de serpentina, disposto em torno da câmara pirolitica (B2); 0 efluente após ter passado pela filtragem grossa (Ll), entra no permutador de evaporação (L2), constituído por tubagem hidráulica de diâmetro inferior a 3 cm. Esta tubagem deverá ser em aço inoxidável ou em cobre, de forma a facilitar a transferência de calor, bem como para facilitar a moldagem em serpentina; - Copos recetores (L3) dispostos ao longo do percurso entre o permutador de evaporação (L2) e o condensador de fluxo natural (L4) e onde são recolhidas partículas mais pesadas;- Evaporator exchanger (L2) in the form of a serpentine, arranged around the pyrolytic chamber (B2); The effluent after having passed through the coarse filtration (Ll), enters the evaporation exchanger (L2), constituted by hydraulic piping with a diameter of less than 3 cm. This piping must be made of stainless steel or copper, in order to facilitate the transfer of heat, as well as to facilitate the molding in serpentine; - Receptor cups (L3) arranged along the path between the evaporation exchanger (L2) and the natural flow condenser (L4) and where heavier particles are collected;

- Condensador de fluxo natural (L4); Também constituído em aço inoxidável ou cobre, pelas razões atrás enunciadas, recebe o vapor de água saído do permutador de evaporação (L2), permitindo a sua condensação. 0 condensador (L4) é construído em tubo de 4 a 6 cm de diâmetro. Na saída do condensador, a água está na fase líquida e é encaminhada para a filtragem fina (L5), através de uma ligação hidráulica de 4 a 6 cm de diâmetro;- Natural flow condenser (L4); Also made of stainless steel or copper, for the reasons stated above, it receives water vapor from the evaporation exchanger (L2), allowing it to condense. The condenser (L4) is built in a tube of 4 to 6 cm in diameter. At the condenser outlet, the water is in the liquid phase and is directed to fine filtration (L5), through a hydraulic connection of 4 to 6 cm in diameter;

- Elemento de filtragem fina (L5) ; Este elemento recebe a água acabada de condensar e vai permitir retirar todas as partículas que, eventualmente, ainda estejam presentes na água. Após esta filtragem, a água está pronta para utilização, sendo encaminhada para uma rede de distribuição exterior ao sistema;- Fine filter element (L5); This element receives the freshly condensed water and will allow the removal of all particles that may still be present in the water. After this filtration, the water is ready for use, being sent to a distribution network outside the system;

- Saída de água para utilização (L6); Trata-se de uma ligação hidráulica entre a filtragem fina (L5) e um ponto de uma rede de distribuição exterior ao sistema;- Water outlet for use (L6); It is a hydraulic connection between fine filtration (L5) and a point in a distribution network outside the system;

- Saída de biocarvão (B5); A saída de biocarvão é efetuada de forma manual da câmara pirolítica (B2) . Através da abertura que esta possui, é retirado o biocarvão. A câmara pirolítica (B2) é novamente carregada com biomassa e a abertura desta câmara é fechada, iniciando-se nosso processo de pirólise;- Biochar outlet (B5); The biochar outlet is made manually from the pyrolytic chamber (B2). Through the opening it has, the biochar is removed. The pyrolytic chamber (B2) is again loaded with biomass and the opening of this chamber is closed, beginning our pyrolysis process;

- Escoador de gases (Gl) da câmara pirolítica (B2) para a câmara de combustão (B3); Do processo de pirólise resultam gases ricos em CO, CO2, CH4 e H2. Esta mistura de gases combustíveis é encaminhada através de tubagem de 2 a 3 cm de diâmetro para a câmara de combustão (B3), diminuindo o consumo de biomassa nesta câmara.- Gas drain (Gl) from the pyrolytic chamber (B2) to the combustion chamber (B3); The pyrolysis process results in gases rich in CO, CO2, CH4 and H2. This mixture of combustible gases is routed through pipes of 2 to 3 cm in diameter to the combustion chamber (B3), reducing the consumption of biomass in this chamber.

No contexto do presente pedido de patente, entende-se por ligação hidráulica um conjunto de tubos que visam transportar líquidos entre elementos.In the context of the present patent application, hydraulic connection is understood as a set of tubes that aim to transport liquids between elements.

Numa forma de realização, o sistema compreende adicionalmente uma plataforma de produção de biofertilizante (B4); A esta plataforma chega toda a biomassa considerada não aproveitável no sistema: resultante da estilhagem e que possua dimensões não apropriadas para a câmara de combustão (B3) e câmara pirolitica (B2), cinzas resultantes da câmara de combustão (B3), particulado sólidos recolhido no copo de deposição (L3), particulado recolhidos na filtragem fina e biocarvão colmado de do elemento de filtragem fina (L5). A deposição é efetuada de forma manual, podendo, no entanto, ser considerada a utilização de parafusos sem-fim no caso da biomassa resultante da estilhagem e das cinzas.In one embodiment, the system additionally comprises a biofertilizer production platform (B4); All the biomass considered not usable in the system arrives at this platform: resulting from the chipping and which has dimensions not suitable for the combustion chamber (B3) and pyrolytic chamber (B2), ashes resulting from the combustion chamber (B3), collected solid particles in the deposition cup (L3), particulates collected in the fine filtration and biochar, that of the fine filtration element (L5). The deposition is carried out manually, however, it can be considered the use of endless screws in the case of the biomass resulting from the chipping and ashes.

Numa forma de realização em que o separador liquido-sólido (Pl) não recebe as águas sujas por ação da gravidade, este possui uma bomba de circulação de potência até 500W;In an embodiment in which the liquid-solid separator (Pl) does not receive dirty water due to gravity, it has a power circulation pump up to 500W;

Em uma outra forma de realização a fonte de energia térmica é obtida a partir de biomassa diversa.In another embodiment, the source of thermal energy is obtained from diverse biomass.

Em uma outra forma de realização, a plataforma de secagem (P2) compreende um sistema de ventilação incorporado e uma base sólida em betão ou em terra revestida a plástico e impenetrável a matéria.In another embodiment, the drying platform (P2) comprises a built-in ventilation system and a solid base in concrete or earth covered with plastic and impenetrable to the material.

Em uma outra forma de realização, o elemento de filtragem fina é biocarvão produzido no próprio sistema.In another embodiment, the fine filter element is biochar produced in the system itself.

Em uma forma de realização, o Reator Pirolitico (RP), de corpo cilíndrico compreende:In one embodiment, the Pyrolytic Reactor (RP), with a cylindrical body comprises:

- Uma câmara pirolitica (B2) e uma câmara de combustão (B3) ;- A pyrolytic chamber (B2) and a combustion chamber (B3);

- Permutador de evaporação (L2) posicionado em torno da câmara pirolitica (B2); - Uma abertura na parte superior da câmara pirolitica (B2) para adição de biomassa e recolha de biocarvão;- Evaporation exchanger (L2) positioned around the pyrolytic chamber (B2); - An opening in the upper part of the pyrolytic chamber (B2) for adding biomass and collecting biochar;

Duas aberturas na câmara de combustão (B3); uma abertura frontal para introdução de biomassa e uma na parte inferior para remoção de cinzas;Two openings in the combustion chamber (B3); a front opening for introducing biomass and one at the bottom for removing ash;

- Grelha a 15 cm (5 a 20cm) de distância da tampa de remoção de cinzas;- Grid 15 cm (5 to 20 cm) away from the ash removal cover;

- Ligação em tubo com diâmetro entre 2 a 5 cm a partir da câmara pirolitica (B2) para saída de gases de pirólise;- Connection in a tube with a diameter between 2 to 5 cm from the pyrolytic chamber (B2) for pyrolysis gas outlet;

- Duas válvulas aliviadoras de pressão a funcionar em redundância na câmara pirolitica (B2);- Two pressure relief valves operating in redundancy in the pyrolytic chamber (B2);

- Em torno da câmara pirolitica (B2) está localizado o permutador de evaporação (L2) em aço inoxidável ou cobre, com diâmetro de pelo menos 1,5 cm. Contudo, este diâmetro depende da dimensão do sistema;- Around the pyrolytic chamber (B2) is located the evaporation exchanger (L2) in stainless steel or copper, with a diameter of at least 1.5 cm. However, this diameter depends on the size of the system;

Um corpo exterior em aço inoxidável cilíndrico devidamente isolado com lã de rocha;A cylindrical stainless steel outer body properly insulated with rock wool;

- Uma chaminé (G3) com pelo menos 200 mm diâmetro e pelo menos 2 metros de altura.- A chimney (G3) with at least 200 mm in diameter and at least 2 meters in height.

Numa forma de realização o permutador de evaporação (L2) é constituído por aço inoxidável ou cobre, com pelo menos 1,5 cm de diâmetro.In one embodiment, the evaporation exchanger (L2) is made of stainless steel or copper, at least 1.5 cm in diameter.

O processo de tratamento de agua e reaproveitamento energético compreende os seguintes passos:The process of water treatment and energy reuse comprises the following steps:

- Recolha de lama ou efluente não tratado (El);- Collection of untreated mud or effluent (El);

Separação liquido-sólido (Pl) ; em que o efluente líquido é encaminhado para um elemento de filtragem grossa (Ll) e o efluente sólido é encaminhado para um elemento de secagem natural (P2) ;Liquid-solid separation (Pl); in which the liquid effluent is directed to a coarse filtration element (Ll) and the solid effluent is directed to a natural drying element (P2);

- Filtragem grossa do efluente liquido (Ll); em que as partículas sólidas são também elas encaminhadas para o elemento de secagem natural (P2);- Coarse filtration of liquid effluent (Ll); in which the solid particles are also sent to the natural drying element (P2);

- Secagem da matéria presente no elemento de secagem natural (P2); em que a matéria, após se encontrar seca, é encaminhada para o estilhador (Bl);- Drying of the material present in the natural drying element (P2); in which the material, after being dry, is sent to the chipper (Bl);

- Estilhagem da matéria seca (Bl); em que a matéria estilhada é subsequentemente encaminhada para a câmara pirolítica (B2), câmara de combustão (B3) e estação de produção de biofertilizante (B4);- Dry matter shattering (Bl); in which the splintered matter is subsequently sent to the pyrolytic chamber (B2), combustion chamber (B3) and biofertilizer production station (B4);

A matéria presente na câmara pirolítica (B2) é convertida em biocarvão com um teor de carbono fixo superior a 92%;The matter present in the pyrolytic chamber (B2) is converted into biochar with a fixed carbon content greater than 92%;

- 0 efluente liquido filtrado no elemento de filtragem grossa (Ll) é encaminhado para um permutador de evaporação (L2) em formato de serpentina em torno da câmara pirolítica (B2), sofre um processo de evaporação;- The liquid effluent filtered in the coarse filter element (Ll) is sent to an evaporator exchanger (L2) in a serpentine shape around the pyrolytic chamber (B2), undergoes an evaporation process;

- Após o processo de evaporação, o efluente líquido é encaminhado para copos de deposição (L3) onde matéria mais pesada é depositada;- After the evaporation process, the liquid effluent is sent to deposition cups (L3) where heavier material is deposited;

- 0 vapor de água que não fica depositado nos copos de deposição é então encaminhado para um condensador de fluxo natural (L4) onde é condensado;- The water vapor that is not deposited in the deposition cups is then sent to a natural flow condenser (L4) where it is condensed;

- A água obtida no condensador sofre então um processo de filtragem fina (L5), usando parte do biocarvão produzido na câmara pirolítica (B2);- The water obtained in the condenser then undergoes a fine filtration process (L5), using part of the biochar produced in the pyrolytic chamber (B2);

- 0 biocarvão que ficar saturado e inutilizável do ponto de vista energético é encaminhado para a estação de produção de biofertilizante (B4).- The biochar that becomes saturated and unusable from an energy point of view is sent to the biofertilizer production station (B4).

Numa forma de realização, a combustão na câmara de combustão (B3) ocorre a uma temperatura entre 1400 a 1600 °C.In one embodiment, combustion in the combustion chamber (B3) occurs at a temperature between 1400 to 1600 ° C.

Numa forma de realização, o material estilhado é convertido em biocarvão na câmara pirolitica (B2) a uma temperatura entre 700 e 800 °C.In one embodiment, the splintered material is converted to biochar in the pyrolytic chamber (B2) at a temperature between 700 and 800 ° C.

Numa forma de realização, os gases produzidos na câmara pirolitica (B2) são encaminhados (Gl) para a câmara de combustão (B3).In one embodiment, the gases produced in the pyrolytic chamber (B2) are routed (Gl) to the combustion chamber (B3).

Os dejetos produzidos pelos animais em instalações agropecuárias, bem como a água que é utilizada para limpeza das instalações, resultam num subproduto que pode ser separado em matéria sólida e matéria liquida (efluente). Sendo que qualquer efluente pode ser utilizado no processo aqui descrito, independentemente da sua origem.The waste produced by animals in agricultural facilities, as well as the water that is used to clean the facilities, results in a by-product that can be separated into solid and liquid (effluent). Any effluent can be used in the process described here, regardless of its source.

Numa forma de realização a matéria sólida resultante das instalações agropecuárias é adicionada a outras biomassas existentes e constituem o combustível para o sistema de tratamento de água.In one embodiment, the solid matter resulting from agricultural facilities is added to other existing biomasses and constitutes the fuel for the water treatment system.

Numa forma de realização, parte da matéria sólida é utilizada como combustível, enquanto que uma parte é usada para obtenção de biocarvão e a parte restante é usada para preparação de um biofertilizante.In one embodiment, part of the solid matter is used as a fuel, while part is used to obtain biochar and the rest is used to prepare a biofertilizer.

- Tendo em conta a disponibilidade e origem da biomassa disponível no local da instalação, será encontrada a melhor composição para combustível do reator. Torna-se necessário adequar o combustível em cada localização tendo em conta a variabilidade dos poderes caloríficos e de biomassas.- Taking into account the availability and origin of the biomass available at the installation site, the best fuel composition for the reactor will be found. It is necessary to adapt the fuel in each location, taking into account the variability of calorific and biomass powers.

- A biomassa que garanta a melhor característica para ser convertida em biocarvão é a utilizada no reator pirolítico. O biocarvão resultante é usado nos processos de filtragem.- The biomass that guarantees the best characteristic to be converted into biochar is that used in the pyrolytic reactor. The resulting biochar is used in the filtration processes.

As biomassas sobrantes, bem como os subprodutos resultantes do funcionamento dos sistemas serão usados como biofertilizante.The remaining biomass, as well as the by-products resulting from the functioning of the systems, will be used as a biofertilizer.

Numa forma de realização, parte da matéria sólida é seca de forma natural ou artificial até teores de humidade na ordem dos 30% e posteriormente sujeita a um processo de estilhagem.In one embodiment, part of the solid matter is dried naturally or artificially to moisture content in the order of 30% and subsequently subjected to a chipping process.

Numa forma de realização, o efluente liquido é sujeito ao processo de limpeza e tratamento.In one embodiment, the liquid effluent is subjected to the cleaning and treatment process.

Numa forma de realização, o reator pirolitico compreende a câmara de combustão (B3), a câmara pirolitica (B2) e o permutador de evaporação(L2).In one embodiment, the pyrolytic reactor comprises the combustion chamber (B3), the pyrolytic chamber (B2) and the evaporation exchanger (L2).

Numa forma de realização, o combustível é introduzido na câmara de combustão (B3) e o material a ser convertido em biocarvão é introduzido na câmara pirolitica (B2).In one embodiment, the fuel is introduced into the combustion chamber (B3) and the material to be converted to biochar is introduced into the pyrolytic chamber (B2).

Numa forma de realização, os gases resultantes do processo pirolitico são encaminhados para a câmara de combustão (B3), contribuindo como combustível gasoso na fonte de calor.In one embodiment, the gases resulting from the pyrolytic process are directed to the combustion chamber (B3), contributing as a gaseous fuel to the heat source.

Numa forma de realização, o efluente liquido entra no evaporador (L2) onde é evaporado até temperaturas superiores à temperatura de saturação à pressão de funcionamento.In one embodiment, the liquid effluent enters the evaporator (L2) where it is evaporated to temperatures above the saturation temperature at the operating pressure.

Do processo de evaporação resulta vapor de água e matéria sólida não arrastada. Numa forma de realização, a matéria sólida não arrastada é usada na produção de biofertilizante.The evaporation process results in water vapor and non-entrained solid matter. In one embodiment, the non-entrained solid matter is used in the production of biofertilizer.

Numa forma de realização o vapor de água é encaminhado para um condensador de fluxo natural e é posteriormente filtrado, recorrendo ao biocarvão produzido pelo processo.In one embodiment, the water vapor is directed to a natural flow condenser and is subsequently filtered, using the biochar produced by the process.

Numa forma de realização, o biocarvão usado e colmatado é transformado em biofertilizante. As cinzas resultantes na câmara de combustão (B3) são também usadas na produção de biofertilizante.In one embodiment, the used and bridged biochar is transformed into biofertilizer. The resulting ash in the combustion chamber (B3) is also used in the production of biofertilizer.

Numa forma de realização, o biofertilizante é constituído por matéria sólida estilhada não utilizada como combustível ou como matéria a ser pirolizada, e pelos sobrantes do funcionamento do sistema: cinzas, matéria não arrastada e biocarvão saturado.In one embodiment, the biofertilizer consists of splintered solid matter that is not used as a fuel or as a material to be pyrolyzed, and the remainder of the system's functioning: ash, non-entrained matter and saturated biochar.

Numa forma de realização, o biocarvão produzido no reator pirolítico é usado nos processos de filtragem, em que biocarvão que não é usado para filtragem é usado na produção de energia e/ou no melhoramento de solos.In one embodiment, the biochar produced in the pyrolytic reactor is used in the filtration processes, where biochar that is not used for filtration is used in the production of energy and / or in the improvement of soils.

Numa forma de realização, a água (efluente já tratado), após filtragem fina, sofre um processo de remineralização e estará em condições de ser utilizada para rega.In one embodiment, the water (effluent already treated), after fine filtration, undergoes a remineralization process and will be able to be used for irrigation.

Envolvendo processos químicos de tratamento posteriores, é possível obter água potável para consumo pelos animais ou consumo humano.By involving subsequent chemical treatment processes, it is possible to obtain drinking water for consumption by animals or human consumption.

Numa forma de realização, são também incorporadas lamas de ETAR na produção de combustível para o reator pirolítico. Numa outra forma de realização, as lamas de ETAR são usadas na produção de micro pellets para serem usados como biofertelizantes.In one embodiment, WWTP sludge is also incorporated in the production of fuel for the pyrolytic reactor. In another embodiment, WWTP sludge is used in the production of micro pellets to be used as bioferting agents.

Ao longo de todo o processo, o sistema é controlado e monitorizado em tempo real em termos de: - teores de humidade da biomassa inicial;Throughout the process, the system is controlled and monitored in real time in terms of: - moisture content of the initial biomass;

- temperaturas do efluente liquido antes e após de cada uma das etapas;- liquid effluent temperatures before and after each stage;

- pressão do efluente liquido antes e após de cada uma das etapas;- liquid effluent pressure before and after each stage;

- temperaturas no reator pirolitico e câmara de combustão (B3) ;- temperatures in the pyrolytic reactor and combustion chamber (B3);

- temperatura e pressão e qualidade do gás resultante do processo de pirólise;- temperature and pressure and quality of the gas resulting from the pyrolysis process;

- qualidade do efluente antes e após de cada uma das etapas.- quality of the effluent before and after each stage.

A condição de arranque do sistema e introdução é a temperatura do efluente liquido à saída do evaporador, que dá ordem para bombeamento do efluente para o sistema.The system start-up and introduction condition is the temperature of the liquid effluent at the outlet of the evaporator, which gives order to pump the effluent into the system.

- a qualidade do biocarvão é aferida recorrendo a ensaios laboratoriais.- the quality of the biochar is checked using laboratory tests.

A presente descrição não é, naturalmente, de modo algum restrita às realizações apresentadas neste documento e uma pessoa com conhecimentos médios da área poderá prever muitas possibilidades de modificação da mesma sem se afastar da ideia geral, tal como definido nas reivindicações. As realizações preferenciais acima descritas são obviamente combináveis entre si. As seguintes reivindicações definem adicionalmente realizações preferenciais.The present description is not, of course, in any way restricted to the achievements presented in this document and a person with average knowledge of the area will be able to foresee many possibilities of modifying it without departing from the general idea, as defined in the claims. The preferred embodiments described above are obviously combinable with each other. The following claims further define preferred achievements.

Lisboa, 18 de fevereiro de 2019Lisbon, February 18, 2019

Claims (10)

REIVINDICAÇÕES 1. Sistema de tratamento de efluentes agroindustriais, caracterizado por compreender:1. Agro-industrial effluent treatment system, characterized by comprising: - uma ligação à origem dos efluentes agroindustriais (El) , através de uma ligação hidráulica até ao separador líquido sólido (PI);- a connection to the source of the agro-industrial effluents (El), through a hydraulic connection to the solid liquid separator (PI); - um separador líquido-sólido (Pl), adequado para receber as águas suja da ligação à origem dos efluentes agroindustriais e separar os líquidos dos sólidos através de filtragem grossa;- a liquid-solid separator (Pl), suitable for receiving dirty water from the connection to the source of agro-industrial effluents and separating liquids from solids through coarse filtration; - uma plataforma de secagem (P2) de biomassa para onde os efluentes sólidos são encaminhados por ação de gravidade;- a biomass drying platform (P2) to which the solid effluents are sent by gravity; - um elemento de filtragem (Ll) compreendendo uma caixa de receção com um filtro de malha até 0,5 mm por onde os líquidos provenientes do separador liquido-sólido (Pl) são encaminhados através de uma ligação hidráulica;- a filtering element (Ll) comprising a receiving box with a mesh filter up to 0.5 mm through which liquids from the liquid-solid separator (Pl) are routed through a hydraulic connection; - um estilhador (Bl), para onde a biomassa seca na plataforma de secagem (P2) é encaminhada por um meio de transporte de sólidos, e homogeneizada;- a chipper (Bl), where the biomass dries on the drying platform (P2) is conveyed by means of transporting solids, and homogenized; - um reator pirolítico, em que o reator pirolítico compreende uma câmara pirolítica (B2) e uma câmara de combustão (B3), em que a câmara de combustão (B3) está adjacente à câmara pirolítica (B2);- a pyrolytic reactor, in which the pyrolytic reactor comprises a pyrolytic chamber (B2) and a combustion chamber (B3), in which the combustion chamber (B3) is adjacent to the pyrolytic chamber (B2); - um permutador de evaporação (L2) compreendendo tubagem hidráulica em forma de serpentina em torno da câmara pirolítica (B2) de forma a que o liquido encaminhado do elemento de filtragem (Ll) seja evaporado com o calor captado da câmara pirolítica (B2);- an evaporation exchanger (L2) comprising serpentine hydraulic tubing around the pyrolytic chamber (B2) so that the liquid sent from the filter element (Ll) is evaporated with the heat captured from the pyrolytic chamber (B2); - copos recetores (L3) dispostos ao longo do percurso entre o permutador de evaporação (L2) e o condensador de fluxo natural (L4);- receiving cups (L3) arranged along the path between the evaporation exchanger (L2) and the natural flow condenser (L4); - um condensador de fluxo natural (L4) compreendendo tubagem que recebe o vapor de água saído do permutador de evaporação (L2), e que passou pelos recetores (L3), posteriormente permite a sua condensação;- a natural flow condenser (L4) comprising piping that receives water vapor from the evaporation exchanger (L2), and which passes through the receivers (L3), subsequently allowing it to condense; um elemento de filtragem fina (L5) por onde a água condensada no condensador é encaminhada e filtrada;a fine filter element (L5) through which the condensed water in the condenser is directed and filtered; - uma saída de água (L6) para utilização por onde a água filtrada é retirada do sistema;- a water outlet (L6) for use through which filtered water is removed from the system; - uma saída de biocarvão colocada na câmara pirolítica (B2) por onde é retirado o biocarvão produzido após o processo de pirólise;- a biochar outlet placed in the pyrolytic chamber (B2) through which the biochar produced after the pyrolysis process is removed; - um escoador de gases (Gl) da câmara pirolítica (B2) para a câmara de combustão (B3), compreendendo uma tubagem que encaminha os gases da câmara pirolítica (B2) para a câmara de combustão (B3).- a gas drain (G1) from the pyrolytic chamber (B2) to the combustion chamber (B3), comprising a pipe that conducts the gases from the pyrolytic chamber (B2) to the combustion chamber (B3). 2. 0 sistema de tratamento de efluentes agroindustriais de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente uma plataforma de produção de biofertilizante para onde são encaminhadas as cinzas e biomassa não aproveitada para a produção de biocarvão.2. The agro-industrial effluent treatment system according to claim 1, characterized in that it additionally comprises a biofertilizer production platform to which the ashes and biomass not used for the production of biochar are sent. 3. 0 sistema de tratamento de efluentes agroindustriais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-2, caracterizado por a plataforma de secagem (P2) compreender um sistema de ventilação incorporado e uma base sólida e impenetrável a matéria.The agro-industrial effluent treatment system according to any one of claims 1-2, characterized in that the drying platform (P2) comprises a built-in ventilation system and a solid and impenetrable base to the material. 4. 0 sistema de tratamento de efluentes agroindustriais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, caracterizado por o elemento de filtragem fina (L5) compreender biocarvão produzido no próprio sistema.The agro-industrial effluent treatment system according to any one of claims 1-3, characterized in that the fine filter element (L5) comprises biochar produced in the system itself. 5. 0 sistema de tratamento de efluentes agroindustriais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-4, caracterizado por o permutador de evaporação (L2) ser constituído por aço inoxidável ou cobre, com pelo menos 1,5 cm de diâmetro.The agro-industrial effluent treatment system according to any one of claims 1-4, characterized in that the evaporation exchanger (L2) consists of stainless steel or copper, at least 1.5 cm in diameter. 6. Processo de tratamento de efluentes agroindustriais e reaproveitamento energético, com recurso ao sistema de tratamento de efluentes agroindustriais descrito nas reivindicações 1-5, caracterizado por compreender os seguintes passos:6. Process of treatment of agro-industrial effluents and energy reuse, using the system of treatment of agro-industrial effluents described in claims 1-5, characterized by comprising the following steps: - Recolha de lama ou efluente não tratado;- Collection of untreated mud or effluent; Separação liquido-sólido (Pl); em que o efluente líquido é encaminhado para um elemento de filtragem grossa e o efluente sólido é encaminhado para um elemento de secagem natural;Liquid-solid separation (Pl); wherein the liquid effluent is routed to a coarse filtration element and the solid effluent is routed to a natural drying element; Filtragem grossa do efluente liquido; em que as partículas sólidas são também elas encaminhadas para o elemento de secagem natural;Coarse filtration of liquid effluent; wherein the solid particles are also sent to the natural drying element; - Secagem da matéria presente no elemento de secagem natural; em que a matéria, após se encontrar seca, é encaminhada para o estilhador (Bl);- Drying of the material present in the natural drying element; in which the material, after being dry, is sent to the chipper (Bl); - Estilhagem da matéria seca; em que a matéria estilhada é subsequentemente encaminhada para a câmara pirolítica (B2), câmara de combustão (B3) e estação de produção de biofertilizante;- Dry matter shattering; in which the splintered matter is subsequently sent to the pyrolytic chamber (B2), combustion chamber (B3) and biofertilizer production station; A matéria presente na câmara pirolítica (B2) é convertida em biocarvão com um teor de carbono fixo superior a 92%;The matter present in the pyrolytic chamber (B2) is converted into biochar with a fixed carbon content greater than 92%; - 0 efluente liquido filtrado no elemento de filtragem grossa é encaminhado para um permutador de evaporação (L2) em formato de serpentina em torno da câmara pirolítica (B2), sofre um processo de evaporação;- The liquid effluent filtered in the coarse filtration element is sent to an evaporator exchanger (L2) in a serpentine shape around the pyrolytic chamber (B2), undergoes an evaporation process; - Após o processo de evaporação, o efluente liquido é encaminhado para copos de deposição onde matéria mais pesada é depositada;- After the evaporation process, the liquid effluent is sent to deposition cups where heavier material is deposited; - 0 vapor de água que não fica depositado nos copos de deposição é então encaminhado para um condensador de fluxo natural onde é condensado;- The water vapor that is not deposited in the deposition cups is then sent to a natural flow condenser where it is condensed; - A água obtida no condensador sofre então um processo de filtragem fina (L5), usando parte do biocarvão produzido na câmara pirolitica (B2);- The water obtained in the condenser then undergoes a fine filtration process (L5), using part of the biochar produced in the pyrolytic chamber (B2); - 0 biocarvão que ficar saturado e inutilizável do ponto de vista energético é encaminhado para a estação de produção de biofertilizante.- The biochar that becomes saturated and unusable from an energy point of view is sent to the biofertilizer production station. 7. 0 processo de tratamento de efluentes agroindustriais e reaproveitamento energético de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por as cinzas produzidas na câmara de combustão (B3) serem aproveitadas para a produção de biofertilizante.7. The process of treating agro-industrial effluents and reusing energy according to claim 6, characterized in that the ashes produced in the combustion chamber (B3) are used for the production of biofertilizer. 8. 0 processo de tratamento de efluentes agroindustriais e reaproveitamento energético de acordo com qualquer uma das reivindicações 6-7, caracterizado por a combustão na câmara de combustão (B3) ocorrer a uma temperatura entre 1400 a 1600 °C.8. The process of treating agro-industrial effluents and reusing energy according to any one of claims 6-7, characterized in that the combustion in the combustion chamber (B3) occurs at a temperature between 1400 to 1600 ° C. 9. O processo de tratamento de efluentes agroindustriais e reaproveitamento energético de acordo com qualquer uma das reivindicações 6-8, caracterizado por o material estilhado ser convertido em biocarvão na câmara pirolitica (B2) a uma temperatura entre 700 e 800 °C.9. The process of treating agro-industrial effluents and reusing energy according to any one of claims 6-8, characterized in that the splintered material is converted into biochar in the pyrolytic chamber (B2) at a temperature between 700 and 800 ° C. 10. O processo de tratamento de efluentes agroindustriais e reaproveitamento energético de acordo com qualquer uma das reivindicações 6-9, caracterizado por os gases produzidos na câmara pirolítica (B2) serem encaminhados para a câmara de combustão (B3).10. The process of treating agro-industrial effluents and reusing energy according to any one of claims 6-9, characterized in that the gases produced in the pyrolytic chamber (B2) are sent to the combustion chamber (B3). Lisboa, 15 de março de 2021Lisbon, March 15, 2021
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