PT1896774E

PT1896774E - Processo e aparelho de tratamento de resíduos

Info

Publication number: PT1896774E
Application number: PT06755679T
Authority: PT
Inventors: Chris Chapman; David Ovens; David Deegan; Saeed Ismail
Original assignee: Advanced Plasma Power Ltd
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2009-03-17
Also published as: BRPI0607812B1; EP2026003A3; JP2014111775A; GB2422602B; GB2422602A; RU2424468C2; US20120186967A1; ME01114B; JP2008544842A; RS50788B; KR101355529B1; US20120124960A1; GB0513299D0; EP2026003A2; EP2264367A2; US8438983B2; JP2012179597A; GB2423079A; IL184279A; HRP20090139T3

Description

ΕΡ 1 896 774/ΡΤ

DESCRIÇÃO "Processo e aparelho de tratamento de resíduos"

Campo técnico 0 presente invento refere-se a um processo para tratamento de resíduos, em particular, resíduos municipais.

Antecedentes da técnica

Os resíduos municipais têm tradicionalmente sido depositados em locais de aterro. No entanto, os perigos ambientais de tal prática estão a tornar-se uma grande preocupação e, por conseguinte, tem sido feito um esforço nos anos recentes para devolver processos de tratamento de resíduos gue reduzam o volume do material de resíduos e a quantidade de constituintes potencialmente perigosos ambientalmente no material tratado.

Os processos que têm sido devolvidos para tratar os resíduos incluem os sistemas de combustão, nos quais os resíduos são processados termicamente com quantidades de oxigénio estaquiométricas ou em excesso. 0 processo é normalmente executado ao ar. Os exemplos de sistemas de combustão incluem: sistemas de combustão de inflamação de massa, sistemas de combustão de combustível derivado de refugos (RDF), nos quais o RDF é tipicamente queimado sobre num carregador de grelha móvel e a combustão em leito fluidificado.

Um outro método de processamento de resíduos envolve a utilização de pirólise, isto é, o tratamento por pirólise dos resíduos numa unidade de pirólise. 0 termo pirólise significa, no campo do tratamento de resíduos, o processamento térmico de resíduos na ausência de oxigénio. Em geral, os processos de pirólise são endotérmicos e portanto requerem a entrada de energia térmica para a pirólise continuar. Isto contrasta com a combustão, a qual é um processo exotérmico, e como tal não requer a entrada adicional de calor uma vez que tenha sido iniciada a combustão. 0 processo de pirólise converte muitos dos 2 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ constituintes orgânicos que se encontram nos resíduos em fracções gasosas, líquidas e sólidas, utilizando uma combinação de reacções de fraccionamento térmico e de condensação. A pirólise, em geral, resulta em três produtos: uma corrente de gás, que contém principalmente hidrogénio, metano, monóxido carbono, dióxido carbono e outros gases; uma fracção líquida que contém um alcatrão ou óleo, contendo ácido acético, acetona, metanol, e hidrocarbonetos oxigenados complexos; um carvão que consiste em carbono quase puro; mais qualquer material originalmente inerte presente originalmente nos resíduos sólidos. A pirólise é um processo que é utilizado na produção industrial de carvão a partir de madeira, coque e gás de coque a partir de carvão fóssil, e gás combustível e pez vindo das fracções pesadas de petróleo. No entanto, a sua utilização no processamento de resíduos sólidos não tem tido sucesso, uma das razões para tal é que o sistema requer uma matéria-prima consistente, a qual é difícil de ser obtida a partir dos resíduos municipais.

Um terceiro método para o processamento de resíduos envolve a gaseificação dos resíduos (ver, por exemplo, o documento CA. 23 39 457). A gaseificação é a combustão parcial de um material, em que o oxigénio na unidade de gaseificação é controlado, de tal modo que o mesmo está presente numa quantidade subestaquiométrica, relativa ao material de resíduos. A gaseificação de resíduos contendo componentes carbonosos resulta num gás combustível rico em monóxido carbono, hidrogénio e alguns hidrocarbonetos saturados, principalmente metano. Existem cinco tipos básicos de gaseificador: gaseificador vertical de leito fixo, gaseificador horizontal de leito fixo, gaseificador de leito fluidificado, gaseificador de soleira múltipla e gaseificador de forno rotativo. Os primeiros três são os de utilização mais comum. A gaseificação, embora tendo sucesso moderado na combustão da maioria dos resíduos, produz no entanto um gás que contém partículas não sujeitas a combustão, espécies de alcatrão de baixa volatilidade e compostos em suspensão. Além disso, embora muitos dos resíduos sejam sujeitos a combustão para quer um gás quer partículas em suspensão, o processo de gaseificação resulta ainda frequentemente num 'carvão', isto 3 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ é, um do material sólido que contém constituintes que não poderão ser sujeitos rapidamente a combustão ou vaporização sob as condições de operação da gaseificação. 0 carvão comummente contém espécies metálicas pesadas e orgânicas tóxicas perigosas, as quais devem ser descartadas cuidadosamente, o que acresce ao custo do processo de tratamento de resíduos geral. Será apreciado que existe um desejo de reduzir a quantidade de resíduos sólidos que resulta de um processo de tratamento de resíduos, e reduzir também a quantidade de materiais perigosos nos resíduos tratados.

Foi também verificado que, se o gás que resulta da gaseificação de resíduos (denominado um 'gás emanante (offgas) ') é utilizado num motor a gás ou turbina a gás, as partículas em suspensão e as moléculas de alcatrão de hidrocarboneto têm uma tendência para colmatar a turbina a gás ou o motor. 0 gás não é, por conseguinte, considerado como sendo suficientemente 'limpo' e mesmo se o gás emanante produzido pela gaseificação fosse para ser utilizado, a turbina requereria limpeza e manutenção frequentes e/ou a introdução de um estágio de limpeza adicional caro para remover os produtos de alcatrão.

Existe, por conseguinte, um desejo de um processo que resolva ou, pelo menos, mitigue, alguns ou todos os problemas associados aos métodos da técnica anterior.

Sumário do invento

Num primeiro aspecto, o presente invento proporciona um processo para o tratamento de resíduos, compreendendo o processo: (i) um passo de gaseificação, que compreende o tratamento dos resíduos numa unidade de gaseificação na presença de oxigénio e vapor, para produzir um gás emanante e um do material de carvão sólido não suspenso; e (ii) um passo de tratamento por plasma, que compreende a sujeição do gás emanante e do material de carvão sólido 4 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ não suspenso a um tratamento por plasma numa unidade de tratamento por plasma na presença de oxigénio e, opcionalmente, de vapor, em que a unidade de tratamento por plasma está separada da unidade de gaseificação. 0 gás emanante conterá tipicamente partículas sólidas e espécies de alcatrão não sujeitas a combustão. 0 primeiro aspecto pode proporcionar um processo para o tratamento de resíduos, compreendendo ainda o processo a sujeição dos resíduos a um passo de digestão microbiológica anterior ao passo de gaseificação. 0 primeiro aspecto pode proporcionar um processo para o tratamento de resíduos, compreendendo ainda o processo um passo de pirólise anterior ao passo de gaseificação e, em que está presente um passo de digestão microbiológica, o dito passo de pirólise ocorre após o dito passo de digestão microbiológica. "A presença de oxigénio e vapor" indica que tanto o oxigénio gasoso como o vapor estão presentes na unidade de gaseificação e/ou na unidade de tratamento por plasma. Outros gases podem também estar presentes. 0 oxigénio pode ser proporcionado como oxigénio gasoso, numa mistura de gases (por exemplo, ar), e/ou num composto que contém oxigénio. "Vapor" inclui água na forma gasosa, vapor e água suspensa num gás como gotículas. De preferência, o vapor é água que tem uma temperatura de 100°C ou mais. A água, a qual será convertida em vapor, pode ser introduzida dentro da unidade de gaseificação e/ou da unidade de tratamento por plasma na forma de água no estado líquido, uma pulverização de água, a qual pode ter uma temperatura de 100 °C ou menos, ou as a vapor que tem uma temperatura de 100°C ou mais; em utilização, o calor no interior da unidade de gaseificação e/ou da unidade de tratamento por plasma assegura que qualquer água no estado líquido, a qual pode estar na forma de gotículas em suspensão, é vaporizada para vapor. 5 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ

Num segundo aspecto, o presente invento proporciona um aparelho para execução do processo do presente invento, compreendendo o aparelho: (i) numa unidade de gaseificação, e (ii) uma unidade de tratamento por plasma, a qual está separada da unidade de gaseificação (1), em que a unidade de gaseificação tem uma entrada para o oxigénio e, opcionalmente, uma entrada para o vapor e a unidade de tratamento por plasma tem uma entrada para o oxigénio e, opcionalmente, uma entrada para o vapor, e são proporcionados meios para o transporte do gás emanante e do material de carvão sólido não suspenso da unidade de gaseificação para a unidade de tratamento por plasma. 0 segundo aspecto pode proporcionar um aparelho para a execução do processo do presente invento, compreendendo ainda o aparelho uma unidade de digestão microbiológica e/ou uma unidade de pirólise.

As caracteristicas preferidas do presente invento estão descritas nas reivindicações dependentes e na descrição pormenorizada abaixo. 0 presente invento será agora descrito adicionalmente. Nas passagens seguintes os diferentes aspectos do invento são definidos com mais pormenor. Cada aspecto assim definido pode ser combinado com qualquer outro aspecto ou aspectos a não ser que seja claramente indicado o contrário. Em particular, qualquer caracteristica indicada como sendo preferida ou vantajosa pode ser combinada com qualquer outra caracteristica ou caracteristicas indicadas, como sendo preferidas ou vantajosas.

Breve descrição das figuras

As figuras seguintes são proporcionadas por meio de exemplo e mostram concretizações não limitativas do presente invento. 6 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ

As Figuras l(a) a (c) mostram desenhos esquemáticos de uma fornalha de plasma que tem dois eléctrodos em três configurações possíveis. A Figura 2 mostra uma concretização preferida do processo do presente invento. A Figura 3 mostra uma concretização do aparelho do presente invento, incluindo um gaseificador de leito fluidificado (1) e uma fornalha de plasma (4). A Figura 4 mostra com mais pormenor a fornalha de plasma da Figura 3. A Figura 5 mostra uma concretização preferida adicional do processo do presente invento.

Descrição pormenorizada

Tendo em vista os problemas associados aos processos de gaseificação, uma solução proposta considerada pelos presentes inventores foi utilizar um tratamento por plasma em vez do tratamento de gaseificação. Os inventores verificaram, no entanto, que a quantidade de energia requerida para gaseificar a fracção orgânica do material de resíduos na unidade de plasma era muito alta e podiam ser tratados em qualquer momento apenas volumes relativamente pequenos de resíduos sólidos. Como tal, verificou-se que o tratamento dos resíduos não processados utilizando o plasma não era economicamente viável. Os inventores verificaram agora, no entanto, que pelo tratamento, em primeiro lugar, dos resíduos numa unidade de gaseificação, seguido pelo tratamento numa unidade de plasma, podiam ser obtidas um certo número de vantagens em relação aos processos da técnica anterior. Em particular, verificou-se que esta combinação era surpreendentemente eficiente em termos de energia. Verificou-se também que a combinação do tratamento de gaseificação e do tratamento por plasma resulta num gás de síntese relativamente limpo (contendo concentrações muito baixas de partículas em suspensão), quantidades muito pequenas de espécies de alcatrão e metálicas pesadas perigosas e 7 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ quantidades mais pequenas do material sólido no produto gasoso limpo.

Verificou-se que o tratamento do gás emanante numa unidade de plasma reduzia significativamente o número de partículas em suspensão e compostos de alcatrão de hidrocarbonetos, os quais têm uma tendência para criar problemas de incrustações se utilizados numa turbina. Verificou-se que o tratamento do carvão na unidade de plasma para converter a maioria do material de carvão num gás, e, em particular, um gás que tenha o conteúdo relativamente baixo de partículas em suspensão e de hidrocarbonetos gasosos de alcatrão, os quais podem colmatar uma turbina. 0 plasma tem também a vantagem de que as várias partículas em suspensão e gases ambientalmente nocivos são degradados para espécies menos nocivas durante processo de plasma.

De preferência, o processo envolve a introdução de um material de resíduos, isto é, uma matéria-prima de resíduos, que é substancialmente homogénea na unidade de gaseificação. Foi verificado que isto melhora a eficiência do processo de tratamento como um todo. A matéria-prima de resíduos pode ter sido previamente tratada para aumentar a sua homogeneidade antes da introdução na unidade de gaseificação. "Homogéneo" indica que os resíduos devem ter uma ou mais propriedades, as quais não variam em grande medida através do volume dos resíduos ou de lote para lote, se a matéria-prima de resíduos é alimentada em lotes para o gaseificador; portanto, o valor da propriedade em questão não varia em grande medida quando os resíduos são alimentados para a unidade de gaseificação. Tais propriedades, que, de preferência, não variam em grande medida, incluem o valor calorífico, a dimensão dos constituintes, o teor de humidade, o teor de cinzas, e a massa volúmica do material de resíduos. De preferência, uma ou mais destas propriedades variam de 20% ou menos, de preferência, de 15% ou menos, mais de preferência, de 10% ou menos. De preferência, o valor calorífico e o teor de humidade dos resíduos que são alimentados para o gaseificador são relativamente consistentes durante o processo. A consistência da(s) propriedade(s) de interesse pode ser medida retirando amostras com o mesmo peso quer (i) de um 8 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ dado número de lotes da matéria-prima alimentada para o gaseificador através de um período de tempo (se a matéria-prima for alimentada de forma descontínua por lotes para o gaseificador) quer (ii) em intervalos de tempo dados se a matéria-prima for alimentada substancialmente de modo contínuo para o gaseificador. Os métodos de amostragem conhecidos do especialista na técnica podem ser utilizados para medir a consistência da matéria-prima de resíduos.

Por exemplo, ao longo de um período de 1 hora de funcionamento do processo, o valor calorífico das amostras dos resíduos (do mesmo peso, por exemplo, 1 kg ou 10 kg) que são alimentadas para o gaseificador retiradas em intervalos regulares (por exemplo, de 5 a 10 minuto ou de 3 a 4 horas), de preferência, varia de 20% ou menos, mais de preferência, 15% ou menos, ainda mais de preferência, 10% ou menos. Numa escala absoluta, a matéria-prima de resíduos tem tipicamente um valor calorífico médio de cerca de 15 MJ/kg, e, de preferência, tem uma variação (+/-) a partir do valor calorífico médio de menos do que 3 MJ/kg, de preferência, menos do que 1,5 MJ/Kg. O teor de humidade da matéria-prima de resíduos é, de preferência, tão baixo quanto possível, como explicado com mais pormenor abaixo. O valor calorífico médio (média) da matéria-prima de resíduos (o qual pode ser calculado a partir de uma variedade das amostras retiradas em intervalos regulares, como descrito acima) é, de preferência, de 11 MJ/Kg ou acima, mais de preferência, 13 MJ/Kg ou acima, ainda mais de preferência, 15 a 17 MJ/Kg. A matéria-prima de resíduos, isto é, os resíduos alimentados para o gaseificador (os quais podem compreender combustível derivado de refugos) tem, de preferência, um teor de humidade de 30% ou menos em peso, de preferência, 20% ou menos em peso, mais de preferência, 15% ou menos em peso. O teor de humidade da matéria-prima de resíduos varia, de preferência, de 10% ou menos, mais de preferência, de 5% ou menos. O teor de humidade da matéria-prima de resíduos pode ser controlado utilizando processos conhecidos pelos especialistas na técnica, tal como a secagem, ou utilizando processos de digestão microbiológica descritos aqui. O teor de humidade típico do combustível derivado de refugos pode estar na gama de 20 a 40% em peso. De preferência, o teor de 9 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ humidade do combustível derivado de refugos é reduzido para as quantidades preferidas para a matéria-prima de resíduos descrita acima. 0 processo pode compreender ainda o passo de secagem dos resíduos antes do seu tratamento no passo de gaseificação ou de pirólise. Os resíduos podem ser secos pela utilização do calor produzido em qualquer dos outros passos do processo, tal como o calor vindo dos passos de pirólise, de gaseificação e/ou de tratamento por plasma. 0 calor pode ser transferido para os resíduos para fins de secagem pelo contacto dos mesmos com o ar ou o vapor aquecidos, os quais podem por sua vez terem sido aquecidos pelo calor produzido em qualquer dos outros passos. Os resíduos podem ser secos por sopragem de ar ou vapor aquecidos sobre ou através dos resíduos. A matéria-prima de resíduos contém, de preferência, uma alta proporção (de preferência, 85% ou mais do número de partículas, mais de preferência, 95% ou mais do número de partículas) de partículas que têm uma dimensão de partícula de 50 mm ou menos. Uma dimensão da partícula é medida através da partícula na sua maior dimensão. De preferência, a matéria-prima contém 50% ou mais (em número) de partículas, tendo uma dimensão de partícula de 30 mm ou menos.

Uma análise típica do conteúdo da matéria-prima de resíduos seria como se segue:

Valor calorífico bruto: 13,2 MJ/Kg Humidade: 25%

Cinzas: 13,05%

Carbono fixo: 12,17%

Matéria volátil: 49,78%

Dimensão de partícula: 85% < 50 mm

Podem ser utilizados vários processos para homogeneizar as várias propriedades do material de resíduos, por exemplo: digestão microbiológica, extracção, trituração, secagem, crivagem mistura e mistura doseada. Destes, é preferida a digestão microbiológica aeróbia e este processo é explicado com mais pormenor abaixo. 10 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ

Um material de resíduos adequado para utilização no passo de gaseificação foi analisado de duas maneiras, tendo em cada maneira um teor de humidade diferente mas, por outro lado, com os mesmos componentes nas mesmas proporções. 0 material de resíduos continham os componentes mostrados na Tabela 1 abaixo. A quarta coluna dá o peso em % dos componentes para cada amostra na ausência de humidade. A unidade de gaseificação está, de preferência, adaptada para gaseificar os resíduos que têm o teor como dado na tabela abaixo. A análise elementar (última análise) dos resíduos é dada na Tabela 2 abaixo.

Tabela 1

Componente Peso em % (incluindo 12% de humidade no total - forma 1) Peso em % (incluindo 25% água no total -forma 2) Peso em % (excluindo água do total) Papel e cartolina 36,19 30,84 41, 12 Película de plástico 15,2 12,96 17,27 Plástico denso 2,59 2,21 2,94 Combustíveis diversos 6,64 5, 65 7, 54 Não combustíveis diversos 2, 19 1, 87 2,49 Vidro 3,65 3, 11 4, 15 Metais ferrosos 1, 19 1, 01 1,35 Metais não ferrosos 0,28 0,24 0,32 Matéria vegetal e putrescível 8, 86 7,39 9,86 Têxteis 4, 62 3, 94 5, 25 Fraldas e 6, 78 5, 78 7, 71 11 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ

Componente Peso em % (incluindo 12% de humidade no total - forma 1) Peso em % (incluindo 25% água no total -forma 2) Peso em % (excluindo água do total) pensos Humidade 12,00 25, 00 0 Total (peso em %) 100 100 100

Um material de resíduos que foi seco termicamente pode ter um teor de humidade na gama de 10 a 16 % em peso, de cerca de 12%, ou menos: a forma I acima dos resíduos é, por conseguinte, representativa dos resíduos secos termicamente. Um material de resíduos que foi seco por um denominado 'MBT' (Tratamento biológico mecânico, tal como a digestão aeróbia rotativa) pode ter um teor de humidade de cerca de 25% ou menos: a forma II acima é, por conseguinte, representativa de resíduos que foram sujeitos a MBT.

Tabela 2 (Última humidade análise dos resíduos da Tabela 1 em peso) contendo 25% de C H 0 S N Cl Cinzas (outros elementos) Teor de humidade 36,9 4, 9 24, 12 0, 15 0,5 0,5 8, 03 24, 9 100

As quantidades elementares de H e O na Tabela 2 são dos componentes teoricamente secos. O processo de acordo com o presente invento compreende um passo de gaseificação. O passo de gaseificação pode, por exemplo, ser executado num gaseificador vertical de leito fixo (chaminé), num gaseificador horizontal de leito fixo, num gaseificador de leito fluidificado, num gaseificador de soleira múltipla ou num gaseificador de forno rotativo.

Deve ser notado que um gaseificador horizontal de leito fixo pode de outro modo ser referido na técnica anterior como uma câmara de combustão com défice de ar (incinerador), 12 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ câmara de combustão com controlo de ar, câmara de combustão pirolítica, ou uma unidade de combustão modular (MCU).

Um gaseificador horizontal de leito fixo compreende, em geral, duas secções: uma câmara de combustão primária e uma câmara de combustão secundária. Na câmara primária, os resíduos são gaseificados por combustão parcial sob condições subestaguiométricas, que produzem gás de baixo poder calorífico, o qual se escoa então para dentro da câmara de combustão secundária, onde o mesmo é sujeito a combustão com excesso de ar. A combustão secundária produz gases de alta temperatura (650 a 870°C) de combustão completa, aos quais podem ser utilizados para produzir vapor ou água quente numa caldeira de resíduos opcionalmente anexada. A velocidade e a turbulência mais baixas na câmara de combustão primária minimizam o arrastamento das partículas na corrente de gás, conduzindo a emissões de partículas mais baixas do que as de câmaras de combustão em excesso de ar convencionais.

De preferência, o passo de gaseificação é executado numa unidade de gaseificação de leito fluidificado. Verificou-se que a gaseificação em leito fluidificado processa a matéria-prima de resíduos mais eficientemente do que os outros processos de gaseificação disponíveis. A técnica de leito fluidificado permite o contacto muito eficiente das correntes de oxidante e de resíduos alimentadas, conduzindo a velocidades de gaseificação rápidas e ao controlo de temperatura com precisão dentro da unidade.

Uma unidade de gaseificação de leito fluidificado típica pode compreender um cilindro de aço vertical, normalmente revestido com refractário, com um leito de areia, uma placa de grelha de suporte e agulhetas de injecção de ar conhecidas por tubeiras. Quando o ar é forçado para cima através das tubeiras, o leito fluidificado e expande-se para cima até duas vezes o seu volume em repouso. Os combustíveis sólidos tal como o carvão fóssil ou o combustível derivado de refugos, ou no caso do presente invento, a matéria-prima de resíduos, podem ser introduzidos, possivelmente por meio de injecção, dentro do reactor por debaixo ou por cima do nível do leito fluidificado. A acção de "fervura" do leito fluidificado promove a turbulência e a transfere o calor para 13 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ a matéria-prima de resíduos. Em funcionamento, é utilizado combustível auxiliar (gás natural ou óleo combustível) para levar o leito até à temperatura de operação de 550°C a 950°C, de preferência, de 650°C a 850°C. Após o arranque, o combustível auxiliar não é normalmente necessário.

De preferência, a unidade de gaseificação, ainda mais de preferência, a unidade de gaseificação de leito fluidificado, será um reservatório cilíndrico vertical, o qual está, de preferência, revestido com um material refractário apropriado que compreende, de preferência, silicato de alumina.

Numa unidade de gaseificação de leito fluidificado, a distância entre a superfície eficaz formada pelas partículas do leito fluidificado, quando fluido, (isto é, quando o gás está a ser alimentado através das partículas a partir de baixo) e o topo da unidade é denominada a "altura de borda livre". No presente invento, a altura de borda livre, em utilização, será, de preferência, 2,5 a 5,0 (mais de preferência, 3,5 a 5,0) vezes o diâmetro interno da unidade. Esta configuração geométrica do reservatório está projectada para permitir o tempo de permanência adequado dos resíduos dentro do leito fluidificado para conduzir as reacções de gaseificação até à finalização e também para evitar o excessivo transporte das partículas para dentro da unidade de plasma. A unidade de gaseificação empregará, de preferência, um leito aquecido de partículas de cerâmica suspensas (fluidificado) dentro de uma coluna de elevação de gás. As partículas podem ser tipo areia. As partículas podem compreender óxido de silício.

De preferência, os resíduos serão alimentados continuamente para a unidade de gaseificação a uma velocidade controlada. Se a unidade de gaseificação for uma unidade de gaseificação de leito fluidificado, de preferência, os resíduos são alimentados quer directamente para dentro do leito quer por cima do leito.

De preferência, os resíduos alimentados serão transferidos para a unidade de gaseificador utilizando um sistema de transportador de parafuso, o qual permite a adição contínua dos resíduos. O sistema de alimentação de resíduos 14 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ pode incorporar um dispositivo de ante-câmara, de tal modo que os resíduos podem ser alimentados para dentro da unidade de gaseificação através do dispositivo de ante-câmara para evitar a entrada de ar ou a saída de gás no/do interior da unidade de gaseificador. Os resíduos são, de preferência, alimentados através do dispositivo de ante-câmara com purga de gás inerte adicional. Os dispositivos de ante-câmara são conhecidos do especialista na técnica.

Durante o processo de gaseificação, a unidade de gaseificação deve estar vedada do ambiente envolvente para evitar a entrada ou a saída de gases para/da unidade de gaseificação, sendo a quantidade de oxigénio e/ou de vapor introduzida na unidade de gaseificação quando requerido de uma maneira controlada.

Se a unidade de gaseificação for uma unidade de gaseificação de leito fluidificado, de preferência, os oxidantes, compreendendo oxigénio e vapor, são alimentados por debaixo do leito, o que pode ser feito através de uma série de agulhetas de distribuição viradas para cima.

De preferência, a gaseificação é executada na presença de vapor e oxigénio. Como mencionado acima, a água, a qual será convertida em vapor, pode ser introduzida dentro da unidade de gaseificação na forma de água no estado líquido, uma pulverização de água, a qual pode ter uma temperatura de 100°C ou menos, ou como vapor tendo uma temperatura de 100°C ou mais. Em utilização, o calor no interior da unidade de gaseificação assegura que qualquer água no estado líquido, a qual pode estar na forma de gotículas suspensas, é vaporizada para vapor. De preferência, o vapor e o oxigénio serão doseados com precisão para a unidade e a velocidade dos resíduos alimentados ajustada para assegurar que o gaseificador funciona dentro de um regime aceitável. A quantidade de oxigénio e vapor introduzidos na unidade de gaseificação relativamente à quantidade de resíduos dependerá de um certo número de factores, incluindo a composição dos resíduos alimentados, o seu teor de humidade e o valor calorífico. De preferência, a quantidade de oxigénio introduzida na unidade de gaseificação durante o passo de gaseificação é de 300 a 350 kg por 1000 kg de resíduos 15 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ alimentados para a unidade de gaseificação. De preferência, a quantidade de vapor introduzida na unidade de gaseificação é de 0 a 350 kg por 1000 kg de resíduos introduzidos na unidade de gaseificação, opcionalmente de 90 a 300 kg por 1000 kg, de resíduos ou de 120 a 300 kg por 1000 kg de resíduos, ainda mais de preferência, de 300 a 350 kg de resíduos, se os resíduos contiverem menos do que 20% (opcionalmente menos do que 18%) em peso de humidade. Se os resíduos contêm 20% ou mais (opcionalmente mais do que 18%) em peso de humidade, de preferência, a quantidade de vapor introduzida na unidade de gaseificação é de 0 a 150 kg por 1000 kg de resíduos. As quantidades de adição típicas de oxidantes com oxigénio e vapor para os resíduos dadas acima na Tabela 1 são dadas abaixo na Tabela 2. A unidade de gaseificação compreenderá, de preferência, um sistema de pré-aquecimento por debaixo do leito, alimentado por combustível fóssil, o qual será, de preferência, utilizado para elevar a temperatura do leito antes do começo da alimentação para a unidade.

De preferência, a unidade de gaseificação compreenderá sensores de pressão e temperatura múltiplos para monitorizar com precisão a operação de gaseificação.

Para o material de resíduos que têm a composição dada na Tabela 1 (contendo quer 12% quer 25% de água) , a velocidade de adição de oxigénio e vapor estará, de preferência, na gama tal como indicada na Tabela 2 abaixo.

Tabela 2: Quantidades relativas de adição típicas de oxidantes com oxigénio e vapor 16 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ RDF com 12% de humidade* RDF com 25% de humidade* Quantidade de adição relativa de oxigénio (kg por 1000 kg de resíduos) 300-350 300-350 Quantidade relativa de adição de vapor (kg por 1000 kg de resíduos) 90-300 0-100 * Com base na composição dos resíduos alimentados (o combustível derivado de refugos) dada na Tabela 1

De preferência, os resíduos serão gaseificados na unidade de gaseificação a uma temperatura maior do que 650°C, mais de preferência, a uma temperatura maior do que 650°C até uma temperatura de 1000 °C, ainda mais de preferência, a uma temperatura de 800°C a 950°C. Se for empregue um gaseificador de leito fluidificado no presente invento, de preferência, a temperatura do leito é mantida na gama de 650 a 900°C, mais de preferência, na gama de 750 a 950°C e ainda mais de preferência, na gama de 800 a 850°C; isto é, em geral, adequado para todos os resíduos que não têm um teor de potassa alto e não é observada aglomeração (sinterização) das partículas do leito fluidificado. A temperatura máxima que pode ser empregue no leito fluidificado de uma unidade de gaseificação de leito fluidificado depende da composição do conteúdo de cinzas do combustível a ser tratado. Em particular, alguns materiais de biomassa têm elevado teor de potassa, soda e outras espécies que formam eutéticos de baixo ponto de fusão. Para os resíduos, que contêm um ou mais destes materiais, é, em especial, importante assegurar que a temperatura do leito é mantida abaixo da temperatura de sinterização das cinzas dentro dos resíduos (a qual pode ser tão baixa como 650°C em certos casos) para evitar a coagulação das partículas do leito fluidificado. A temperatura do leito fluidificado pode ser mantida pelo controlo da quantidade de oxidante alimentado para o gaseificador relativamente à quantidade do combustível sólido. 17 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ

No gaseificador de leito fluidificado, de preferência, a zona acima do leito fluidificado (algumas vezes denominada borda livre) pode ter uma temperatura mais alta do que o leito fluidificado. A temperatura da zona acima do leito fluidificado está, de preferência, na gama de 800 a 1000°C.

Os sistemas de gaseificação em leito fluidificado são bastante versáteis e podem ser operados com uma ampla variedade de combustíveis, incluindo os resíduos municipais, lamas, materiais de biomassa, carvão fóssil e numerosos resíduos químicos. O passo de gaseificação do processo do presente invento pode compreender a utilização de um meio de leito adequado tal como calcário (CaCC>3) , ou, de preferência, areia. Durante o funcionamento, o material original de leito pode ser consumido, e pode ser substituído por material de cinzas reciclado escolhido (Carvão) a partir do estágio de gaseificação.

De preferência, a unidade de gaseificação e a unidade de tratamento por plasma estão integradas e estarão tipicamente em ligação de fluidos. A 'ligação de fluidos' indica que é proporcionada uma conduta para o transporte dos produtos da unidade de gaseificação para a unidade de tratamento por plasma. De preferência, todo o processo é um processo integrado, em que todos os passos são executados num local e são proporcionados meios para o transporte dos produtos vindos de cada passo para o seguinte. Cada passo é, de preferência, executado numa unidade separada. Em particular, a gaseificação e o tratamento por plasma são executados em unidades separadas, para permitir que as condições em cada unidade sejam variadas independentemente. De preferência, são proporcionados meios para o transporte dos produtos do passo de gaseificação da unidade de gaseificação para a unidade de tratamento por plasma.

Numa concretização alternativa, o tratamento por plasma pode ser conduzido em duas unidades para tratar separadamente o carvão sólido e as correntes de gás emanante do gaseificador. O processo de acordo com o presente invento compreende um passo de tratamento por plasma. De preferência, o 18 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ tratamento por plasma é executado na presença de um oxidante. De preferência, a quantidade de oxidante é controlada. Mais de preferência, a quantidade de oxidante é controlada de tal modo que os hidrocarbonetos gasosos (incluindo produtos de alcatrão de baixa volatilidade) , as partículas de carbono suspensas, o carbono contido no carvão e parte do monóxido carbono sejam convertidos em monóxido carbono e dióxido carbono, de preferência, de tal modo que a relação do CO/CO2 após o estágio de tratamento por plasma seja igual ou maior do que o gás que sai da unidade de gaseificador. De preferência, o tratamento por plasma é executado no carvão até substancialmente todo o conteúdo de carbono no carvão ter sido convertido em gás ou em espécies suspensas.

De preferência, o oxidante é o oxigénio ou oxigénio e vapor. De preferência, o tratamento por plasma é executado na presença de oxigénio e vapor. Como mencionado acima, a água, a qual será convertida em vapor, pode ser introduzida dentro da unidade de tratamento por plasma com a forma de água no estado líquido, uma pulverização de água, a qual pode ter uma temperatura de 100 °C ou menos, ou como vapor que tem uma temperatura de 100 °C ou mais. Em utilização, 0 calor, no interior da unidade de gaseificação e/ou da unidade de tratamento por plasma, assegura que qualquer água no estado líquido, a qual pode estar na forma de gotículas suspensas, é vaporizada para vapor.

De preferência, a relação entre o oxigénio e o vapor é de 10:1 a 2:5 em peso. De preferência, o tratamento por plasma dos resíduos é executado a uma temperatura de 1100 a 1700°C, de preferência, de 1100 a 1600°C, mais de preferência, de 1200 a 1500°C. A unidade de plasma em funcionamento conterá, em geral, uma fase fundida. A temperatura da fase fundida na unidade de plasma será, de preferência, de 1150°C ou, mais de preferência, de 1150°C a 1600°C.

De preferência, a quantidade de oxigénio introduzida na unidade de plasma por cada 1000 kg de resíduos inicialmente introduzidos dentro da unidade de gaseificação é de 15 a 100 kg, de preferência, de 25 a 80 kg. De preferência, a 19 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ quantidade de vapor introduzida na unidade de plasma por cada 1000 kg de residuos inicialmente introduzidos dentro do gaseificador é de 0 a 50 kg, de preferência, de 0 a 30 kg.

Para o material de residuos que tem a composição dada na Tabela 1 (contendo quer 12% quer 25% de água), a velocidade de adição de oxigénio e vapor ao conversor de plasma estará, de preferência, na gama como indicada na Tabela 3 abaixo.

Tabela 3: Quantidades relativas de adição típicas de oxidantes com oxigénio e vapor plasma. na unidade conversora de RDF 12% de humidade* RDF 25% de humidade* Quantidade de adição relativa de oxigénio (kg por 1000 kg de resíduos) 25-80 25-80 Quantidade relativa de adição de vapor (kg por 1000 kg de resíduos) 0-30 0-30 * Com base na composição dos resíduos alimentados (o combustível derivado de refugos) dada na Tabela 1

De preferência, o tratamento por plasma dos resíduos é executado na presença de um gás de estabilização de plasma. De preferência, o gás de estabilização de plasma é seleccionado a partir de um ou mais de azoto, árgon, hidrogénio, monóxido de carbono, dióxido de carbono e vapor.

De preferência, a água, a qual será convertida em vapor, é introduzida dentro da unidade de tratamento por plasma na forma de uma pulverização de água, que tem uma temperatura abaixo de 100°C. Existem duas vantagens principais de tal prática: em primeiro lugar, a água na pulverização tem o efeito de arrefecimento do gás de síntese, produzido na unidade de plasma devido à promoção da reacção endotérmica de água com carbono (para produzir hidrogénio e monóxido carbono). Em segundo lugar, a entalpia química geral do gás de síntese produzido aumenta, permitindo uma maior exportação da energia eléctrica se o gás for utilizado para gerar 20 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ electricidade. (isto é, proporcionando um melhoramente na eficiência de conversão eléctrica liquida geral). 0 passo de tratamento por plasma proporcionará um caminho de deposição seguro para os resíduos produzidos pelo processo, tais como os resíduos de limpeza de gases de chaminé.

Os resíduos podem conter constituintes, os quais contêm compostos e elementos perigosos, tal como metais pesados, os quais são ambientalmente prejudiciais se suspensos. Estes podem ser denominados resíduos de APC (controlo de poluição do ar) e podem estar presentes nos resíduos a serem tratados numa quantidade de 0,2% em peso. Como estes resíduos podem estar contaminados por metais pesados, tal como chumbo, zinco e cádmio, os mesmos serão classificados como perigosos. De preferência, o processo do presente invento compreende ainda a inclusão de materiais inorgânicos perigosos, tais como os metais pesados e os compostos que contêm metais pesados, dentro da fase de escórias do plasma. Isto reterá os materiais perigosos numa escória não lixiviável inerte como resíduos inertes, proporcionando assim uma solução de longo prazo para o problema da deposição destes materiais. 0 processo pode compreender ainda a adição de um ou mais fundentes tal como a cal, a alumina ou a areia de sílica na unidade de plasma, antes ou durante o tratamento por plasma do gás emanante e do carvão. A vantagem da adição de um fundente é que, em certas situações, o mesmo deve assegurar que sejam produzidas escórias de baixo ponto de fusão e baixa viscosidade a partir de materiais inorgânicos não combustíveis. Um fundente tal como a areia de sílica, a alumina ou a cal podem ser também utilizadas para imobilizar as espécies de metal pesado. Estes fundentes são, de preferência, adicionados ao carvão antes da introdução do carvão na unidade de plasma, e se o processo for um processo contínuo, as adições podem ser feitas na corrente de carvão. A passagem através da unidade de plasma e a química dos reagentes de gás e de carvão que entram na unidade de plasma são, de preferência, mantidas sob condições de estado de permanente. Isto deve poder ser conseguido pelo controlo 21 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ preciso do sistema de preparação de alimentação e do gaseificador primário a montante da unidade de plasma. 0 tipo, a proporção e as velocidades de adição totais de oxidante na unidade de plasma serão controladas com precisão e tomarão em conta um certo número de factores: • a passagem através da unidade e a química dos reagentes tanto do carvão como do gás; • o conhecimento que a adição de vapor como um oxidante é eficaz para assegurar velocidades de reacção rápidas com os produtos pirolizados de carvão sólido e de fuligem na fase gasosa; pode auxiliar o controlo da estabilidade térmica da unidade de plasma, que evita a possibilidade de “descontrolo" térmico; • a adição de oxigénio gera calor como um resultado das reacções de combustão exotérmicas (parciais) que ocorrem; • é provável que o vapor seja utilizado em combinação com o oxigénio ou o ar enriquecido com oxigénio por razões de economia, de eficácia de gaseificação do carvão, de destruição eficiente dos materiais orgânicos, de qualidade e do valor calorífico do produto gasoso e de capacidade de controlo geral do processo; • o ar pode ser utilizado quer em combinação quer como uma alternativa ao oxigénio; apesar do ar ser de utilização barata, o mesmo é termicamente menos eficiente do que o oxigénio, produz um produto gasoso com poder calorífico muito mais baixo (devido ao efeito de diluição do azoto) e pode gerar NOx como um subproduto; e • as economias gerais de processo, (as quais serão sensíveis aos factores locais).

Se a composição química e a passagem mássica dos reagentes são em geral constantes, então a relação entre as correntes do oxidante e do reagente (contendo os resíduos) serão também, de preferência, mantidas a um valor constante. Um aumento na velocidade de alimentação dos reagentes 22 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ conduzirá, de preferência, a um aumento proporcional na velocidade de adição de oxidante, a qual pode ser controlada por meios automáticos de adição de oxidante. A energia eléctrica abastecida ao plasma será também, de preferência, ajustada para coincidir com a alteração da velocidade de alimentação dos resíduos para a unidade de plasma e terá em conta a termo-química do sistema e as perdas térmicas da unidade. 0 gás que sai da unidade de plasma pode ser mantido a uma temperatura maior do que 1000°C, de preferência, entre 1000°C e 1500°C ainda mais de preferência, entre 1000°C e 1300°C. Não são desejáveis temperaturas excessivas do gás emanante (isto é >1300°C) porque isto aumenta o requisito de energia de aquecimento do plasma, reduzindo a exportação líquida de electricidade, vinda da instalação.

De preferência, o gás, produzido pelo tratamento por plasma gasoso, é utilizado numa turbina ou motor a gás para gerar electricidade. A turbina pode ser uma turbina a vapor de caldeira convencional ou turbina a gás. O gás de síntese, que resulta do tratamento por processamento de plasma, é, de preferência, arrefecido ou deixado arrefecer para uma temperatura abaixo 200°C, antes da utilização numa turbina. Isto permite que os componentes parcialmente sujeitos a combustão do gás, por exemplo, o monóxido carbono, seja sujeito a combustão completa e eficiente. Além disso, se o gás de síntese, vindo do tratamento por plasma, for arrefecido, utilizando um sistema de permuta de calor, o qual transfere o calor para um outro gás (transferência de calor), de preferência, o gás de transferência de calor é utilizado para aquecer uma turbina a vapor para geração adicional de energia. A unidade de plasma, de preferência, compreende um invólucro de aço inoxidável ou de aço ao carbono soldado, revestido com tijolos de revestimento refractários de alta qualidade.

De preferência, a unidade de plasma compreende elementos de cobre arrefecidos por água, os quais serão, de preferência, empregues para conterem eficazmente a(s) fase(s) 23 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ inorgânica (s) fundida(s). Estes elementos actuam, de preferência, para formar uma camada de protecção de fundido congelado sobre a face quente dos refractários para promover o bom desempenho do refractário.

De preferência, o gaseificador compreende uma abertura de evacuação de gás em ligação de fluidos com a unidade de plasma. De preferência, a abertura de evacuação de gás no gaseificador será acoplada muito próxima da unidade de plasma para evitar a condensação do alcatrão ou de sais voláteis no canal que liga as duas unidades.

De preferência, a unidade de plasma compreende quer um único quer um sistema duplo de eléctrodos de grafite para gerar o arco de plasma. As três configurações possíveis e o método pelo qual as mesmas são interligadas à alimentação de energia do plasma estão mostrados na Figura 1. Cada um dos diagramas (a) a (c) mostra um desenho esquemático de uma fornalha que tem dois eléctrodos. 0 'banho de fundido' refere-se às escória fundidas presentes no fundo da fornalha.

No diagrama (a), está localizado na cobertura da fornalha um eléctrodo e um outro eléctrodo está localizado na base da fornalha. Ambos os eléctrodos estão ligados a uma fonte de energia para permitir a geração de plasma dentro da fornalha.

No diagrama (b), é mostrada a mesma configuração do que no diagrama (a) , com um eléctrodo de arranque adicional (mostrado à esquerda da fornalha) para permitir a facilidade de arranque do sistema de geração de plasma, como será apreciado pelo especialista na técnica.

No diagrama (c), os dois eléctrodos ligados estão localizados na cobertura da unidade de plasma.

De preferência, um ou mais eléctrodos serão localizados na cobertura da unidade de plasma. A unidade de plasma pode, de preferência, compreender vedantes de eléctrodos arrefecidos por água nas entradas e saídas da unidade. 24 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ

De preferência, o(s) eléctrodo(s) de grafite será(ão) perfurado(s) e um gás de estabilização de plasma (por exemplo, o azoto ou o árgon) será injectado para baixo no centro do(s) eléctrodo(s).

Opcionalmente, os eléctrodos são revestidos com um material refractário (por exemplo, revestimento de alumina) a fim de reduzir o desgaste do eléctrodo.

Opcionalmente, um ou mais maçaricos de plasma arrefecidos por água podem ser utilizados para gerar o plasma. A unidade de plasma pode compreender uma ou mais aberturas de alimentação para a introdução dos resíduos de carvão vindos do processo de gaseificação. De preferência, os resíduos de carvão são introduzidos dentro da unidade de plasma através de uma ou mais aberturas de alimentação na cobertura da unidade. As aberturas de alimentação estarão, de preferência, localizadas remotamente da bica de remoção de escórias. A unidade de plasma pode compreender uma ou mais entradas de alimentação de entrada de gás, para a introdução do gás emanante dentro da unidade de plasma; as aberturas de alimentação podem estar localizadas numa parede lateral ou na cobertura da unidade de plasma. 0 gás portador de alcatrão (o gás emanante), vindo do gaseificador entrará, de preferência, na unidade de plasma, através de uma abertura quer na parede lateral quer na cobertura. De preferência, a unidade de plasma será projectada para evitar ou minimizar o curto-circuito do gás sujo, por exemplo: • de preferência, o ponto de saída para o gás reformado (o gás de síntese) ficará diametralmente oposto e tão afastado quanto na prático possível do ponto de entrada dos gases, e/ou • o gás emanante será, de preferência, forçado para baixo na unidade de plasma (por exemplo, quer pelos dispositivos de direccionamento de escoamento quer então pela localização da abertura de evacuação a um nível mais baixo do que o ponto de 25 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ entrada de gás, reduzindo assim o efeito de flutuaçao dos gases.) A unidade de plasma será projectada para assegurar o tempo de permanência adequado para ocorrerem as reacções reformação tanto do carvão como do gás. O oxidante pode ser injectado dentro da unidade de plasma para permitir a gaseificação do componente de carbono do carvão e a reformação da corrente de gás suja e portadora de alcatrão (o gás emanante), vinda da unidade de gaseificador. 0 ponto de injecção de oxidante estará, de preferência, remoto dos eléctrodos para evitar altas velocidades de desgaste da grafite. A unidade de plasma pode compreender pontos separados e múltiplos de injecção para o oxidante, idealmente, pelo menos, um para o ponto de injecção para o gás emanante e, pelo menos, um ponto de injecção para o resíduo de carvão. Em alternativa, o carvão e o gás emanante podem ser introduzidos através de um único ponto de injecção.

Podem ser proporcionados meios de injecção na unidade de plasma para a injecção do oxidante e os meios de injecção são, de preferência, de tal modo que quando injectados resultará um escoamento radial de oxidante. Isto deve melhorar o contacto entre o oxidante e as fases de "combustível" que reagem (isto é, o gás emanante e o carvão). 0 carvão pode conter uma fracção inorgânica, isto é, componentes sólidos que contêm elementos diferentes do carbono. A fracção inorgânica do carvão formará dentro da fase de "escórias" óxidos complexos fundidos que, de preferência, serão continuamente removidos da unidade de plasma. A unidade pode, por conseguinte, compreender meios para remoção da fase de escórias, os quais podem ter a forma de um bica de transbordamento de escórias inclinada no sentido ascendente (para o exterior da unidade), de modo que as escórias fundidas que saem da unidade de plasma criarão 26 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ uma ante-câmara para evitar quer a entrada de ar na unidade quer a sarda de qás da mesma.

Durante a utilização, a unidade de plasma estará, de preferência, hermeticamente vedada. A unidade será, de preferência, mantida sob pressão positiva.

De preferência, será utilizada uma flange aparafusada hermética a gases para vedar a cobertura a secção principal do corpo de fornalha. De preferência, os pernos com flange serão carregados por mola para assegurar que no caso improvável de alta sobrepressão na unidade de plasma, (por exemplo, como um resultado de uma explosão) a cobertura será elevada para permitir a rápida dissipação da pressão. Os gases de escape serão manuseados com segurança através de um sistema de manuseamento de emissões de fuga. A presença de fuligem de carbono ou outros depósitos condutores na unidade pode encorajar a geração de arcos voltaicos laterais (também referidos como arcos voltaicos parasitas), os quais emanam do(s) eléctrodo(s) e se transferem para a cobertura ou para as paredes laterais da unidade em vez de para o fundido. Os arcos voltaicos laterais tendem a ser destrutivos, provocando a avaria prematura do invólucro do reactor. Um certo número de medidas podem ser tomadas no local para evitar que ocorra o desenvolvimento de arcos voltaicos laterais: • de preferência, a cobertura da unidade de plasma será construída em secções, as quais serão isoladas electricamente umas das outras. • Será prestada muita atenção à concepção do vedante do eléctrodo para evitar a possibilidade seguimento eléctrico na cobertura. Todos os pernos de retenção, que seguram o vedante serão, de preferência, isolados electricamente e, de preferência, protegidos da poeira para evitar o desenvolvimento de poeira sobre as superfícies electricamente condutoras. • A purga de gás será, de preferência, empregue em torno do exterior do(s) eléctrodo(s) para evitar o desenvolvimento 27 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ de depósitos sobre as superfícies que estão muito próximas do eléctrodo. • A unidade está, de preferência, adaptada de uma maneira que minimiza a produção produtos de fuliqem ou de alcatrão. • Todos os vedantes serão projectados de modo que sejam de limpeza e/ou substituição fáceis se requerido. A composição de gás emanante será, de preferência, continuamente monitorizada e um circuito fechado de controlo de realimentação pode ser empregue para ajustar a potência e a velocidade de alimentação de oxidante para a unidade de plasma. 0 gás reformado (gás de síntese) , o qual resulta do tratamento por plasma, será, de preferência, adicionalmente limpo para remover os gases ácidos, as partículas e os metais pesados da corrente de gás para produzir um combustível que possa ser utilizado na geração de electricidade e calor para a produção de vapor.

Opcionalmente, o aparelho pode compreender ainda uma unidade de pirólise. 0 processo pode compreender ainda a recolha do gás produzido na unidade de tratamento por plasma (denominado comummente um gás de síntese).

Tipicamente, a unidade de tratamento por plasma gerará um material sólido e/ou fundido, como deve ser conhecido do especialista na técnica. 0 processo pode compreender ainda a recolha do material sólido e/ou fundido sólido e/ou fundido produzido na unidade de tratamento por plasma. 0 aparelho pode compreender ainda uma unidade para a digestão microbiológica aeróbia de resíduos, a qual pode ser como aqui descrita.

Como mencionado acima, o processo compreende, de preferência, ainda a sujeição dos resíduos a digestão microbiológica, mais de preferência, a digestão 28 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ microbiológica aeróbia, antes do passo de gaseificação. Isto tem as vantagens adicionais da produção de uma matéria-prima mais homogénea com um conteúdo calorífico mais alto e um teor de humidade menor do que os resíduos não processados, o que permite um processo combinado de gaseificação e plasma muito mais eficiente. 0 processo de gaseificação é de longe mais eficiente com uma matéria-prima de valor calorífico relativamente consistente. De igual modo, verificou-se que um tratamento por plasma eficaz deve idealmente ter uma alimentação relativamente homogénea de gás emanante. Pelo tratamento inicial dos resíduos com um tratamento microbiológico para homogeneizar os resíduos introduzidos no gaseificador, o gás emanante resultante vindo do gaseificador é também mais consistente em valor calorífico e, portanto, o processo como um todo é mais eficiente.

De preferência, a digestão microbiológica aeróbia é executada numa unidade de digestão aeróbia rotativa.

De preferência, os resíduos são rodados na unidade de digestão aeróbia rotativa a uma velocidade de uma rotação por cada minuto a uma rotação por cada dez minutos. 0 teor de humidade dos resíduos antes da digestão aeróbia pode ser de 20 a 75% em peso, de preferência, de 25 a 50% em peso.

De preferência, os resíduos têm um nível de humidade médio de 45% ou menos, de preferência, 30% ou menos, após o tratamento de digestão aeróbia rotativa. 0 passo de digestão microbiológica compreende, de preferência, os passos de: mistura de um (primeiro) abastecimento de resíduos que tem um primeiro nível de humidade médio antes do tratamento com um abastecimento de outros resíduos, que têm um nível de humidade médio mais baixo antes do tratamento, em que as quantidades relativas em peso dos primeiros resíduos e dos outros resíduos são controladas, a alimentação dos resíduos misturados para dentro de um reservatório de tratamento microbiológico, o tratamento dos resíduos pela actividade 29 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ microbiológica no reservatório de tratamento, sendo os resíduos misturados agitados durante o tratamento, sendo o conteúdo de oxigénio no gás, em contacto com os resíduos misturados, controlado durante o processo de tratamento, de modo que o mesmo não desce abaixo 5% em volume, tendo os resíduos misturados um nível de humidade médio após o tratamento que não excede 45% em peso, mais de preferência, que não excede 35% em peso e ainda mais de preferência, que não excede 25%. A secagem subsequente do produto para um teor de humidade médio abaixo de 20% em peso pode ser executada de modo relativamente fácil. De preferência, o primeiro abastecimento de resíduos compreende resíduos orgânicos, de preferência, resíduos orgânicos sólidos. Os outros resíduos podem compreender resíduos sólidos. A parte do aparelho do presente invento para execução da digestão microbiológica compreende, de preferência: um abastecimento para os primeiros resíduos, que têm um primeiro nível de humidade médio antes do tratamento, e um abastecimento para os outros resíduos, que têm um nível de humidade médio mais baixo antes do tratamento, meios para mistura dos primeiros resíduos e dos outros resíduos, meios de controlo para controlo das quantidades relativas em peso dos primeiros resíduos e outros resíduos misturados em conjunto; meios para alimentação dos primeiros resíduos e dos outros resíduos para um reservatório de tratamento, meios para agitação dos resíduos orgânicos sólidos no reservatório de tratamento, meios de secagem a seguir ao reservatório de tratamento, e 30 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ meios para controlo do escoamento de ar através do reservatório de tratamento, e/ou da entrada dos primeiros resíduos e dos outros resíduos sólidos para dentro do reservatório de tratamento, de modo que o nível de humidade médio de resíduos, após o tratamento, não exceda 45% em peso, mais de preferência, que não exceda 35% em peso e ainda mais de preferência, que não exceda 35% em peso, e de modo que o conteúdo de oxigénio de gás em contacto com os resíduos misturados no reservatório não desce abaixo de 5% em volume.

As variações na composição física (por exemplo, o conteúdo calorífico) e o nível de humidade dos primeiros resíduos (tipicamente resíduos domésticos, mas possivelmente também resíduos agrícolas) podem ser regularizadas, de modo que um produto formado a partir dos resíduos tratados, vindos de zonas diferentes ou em períodos de tempo diferentes, possam ficar relativamente homogéneas.

Os resíduos, dos primeiros e/ou dos outros resíduos tratados, utilizando o passo de tratamento microbiológico são, de preferência, "resíduos orgânicos", de preferência, resíduos orgânicos sólidos, por exemplo, resíduos domésticos, resíduos industriais ou resíduos agrícolas. "Os resíduos orgânicos" são resíduos que têm, pelo menos, uma proporção de material orgânico capaz de ser tratado microbiologicamente. Os outros resíduos misturados com os primeiros resíduos contêm, de preferência, também material orgânico.

Por "mistura" pretendendo-se significar que, pelo menos, duas fontes separadas de resíduos são recolhidos e alimentados para dentro do reservatório de tratamento microbiológico em quantidades em peso relativas controladas. Os resíduos, vindos de duas fontes diferentes podem ser misturados num dispositivo de mistura ou num triturador ou os mesmos podem ser misturados durante a agitação no reservatório de tratamento. 0 passo de digestão microbiológica produzirá, de preferência, calor. Este inconveniente é acelerado pelas alterações na natureza física dos resíduos. Tipicamente, a actividade microbiológica é actividade bacteriana. De preferência, a actividade microbiológica é aeróbia. 31 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ Ο processo de digestão microbiológica é, de preferência, executado utilizando bactérias na fase termofilica, a qual ocorre normalmente na gama de temperaturas de 60°C a 75°C, ainda mais de preferência, à volta de 63°C a 70°C. Nesta fase, ocorre a digestão muito rápida com a produção de calor. Verificou-se que a reacção na fase termofilica é muito mais rápida do que a fase mesofilica comummente utilizada, a qual ocorre na gama de 30°C a 38°C.

Por conseguinte, tem lugar a decomposição acelerada dos resíduos. No entanto, se a temperatura se eleva acima de 75°C, existe um perigo de que as bactérias sejam destruídas. A reacção microbiológica na fase termofilica resulta na geração natural de calor, o qual quebra os resíduos para produzir um material, o qual é adequado para processamento para proporcionar um combustível ou composto. A reacção microbiológica proporcionará quase sempre o calor suficiente para se manter a si própria sem fornecimento de calor suplementar. No entanto, na prática, a mistura química dos resíduos pode conduzir a um aumento em temperatura, a qual auxilia o começo da actividade microbiológica.

Outro material pode ser adicionado ao reservatório de tratamento microbiológico, por exemplo, cal viva, para controlar o pH.

De preferência, o nível de oxigénio no gás, o qual está em contacto com os resíduos que são tratados no passo de digestão microbiológica não cai abaixo de 5% em volume. 0 reservatório de tratamento para execução da digestão microbiológica não é, normalmente enchido completamente, de modo que existe um espaço de gás acima dos resíduos que são tratados. 0 conteúdo de oxigénio neste espaço de gás é medido adequadamente e, de preferência, controlado. 0 especialista na técnica saberá as técnicas adequadas para a medição e controlo do conteúdo de oxigénio. 0 nível de humidade pode ser também medido, como descrito abaixo.

De preferência, é medido o teor de oxigénio (e, opcionalmente, o nível de humidade) do gás removido do 32 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ reservatório de tratamento (como será como descrito adicionalmente abaixo). Esta é uma disposição particularmente conveniente. 0 gás no reservatório de tratamento microbiológico compreenderá tipicamente azoto atmosférico, oxigénio, dióxido carbono e vapor de água. Este gás não pode conter metano, amónia ou sulfureto de hidrogénio, quando a actividade microbiológica é executada na fase termofílica. A fim de manter o nível de oxigénio acima 5% em volume, o ar ou o oxigénio pode ser abastecido para o reservatório de tratamento. 0 ar ou o oxigénio podem ser abastecidos continuamente através de, pelo menos, parte do processo ou com entradas descontínuas de ar/oxigénio. A fim de substituir o oxigénio, o qual promove a digestão aeróbia e para controlar o nível de humidade no gás de saída, (o gás que sai do reservatório de tratamento microbiológico) é requerido um débito de ar relativamente elevado. 0 ar pode ser abastecido por qualquer forma de corrente de ar forçada. Por exemplo, pode ser proporcionado um ventilador. 0 ventilador pode soprar o ar para dentro do reservatório de tratamento microbiológico. No entanto, é preferido que exista um ventilador para aspirar o gás para fora do reservatório de tratamento microbiológico. Quando são proporcionados meios de extracção para a retirada do gás do reservatório de tratamento microbiológico, o mesmo pode ser substituído pelo ar abastecido através de, pelo menos, uma conduta. 0 ar pode ser abastecido para o reservatório de tratamento microbiológico intermitentemente, mas o mesmo é, de preferência, abastecido substancialmente de modo contínuo. 0 reservatório de tratamento microbiológico pode não estar substancialmente vedado, de modo que, desde que o gás seja removido, o ar será escoado naturalmente para dentro através das aberturas para substituir o gás removido.

Como o ar fresco é abastecido para o reservatório de tratamento microbiológico e quando o gás é removido deste reservatório, o vapor de água será removido dos resíduos. 33 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ

Isto auxilia a controlar o efeito de secagem, conduzindo a um produto que tem um nivel de humidade médio dentro da gama desejada. 0 ar abastecido para o reservatório de tratamento microbiológico pode ser previamente seco por qualquer aparelho adequado, para maximizar o efeito de secagem.

De acordo com um aspecto preferido do invento, o nivel de humidade no gás em contacto com os resíduos no reservatório de tratamento microbiológico é mantido a um nível abaixo seu ponto de orvalho. Isto assegura que a água é substancialmente removida de modo contínuo dos resíduos, que são tratados dentro do espaço de gás por evaporação.

Podem ser proporcionados meios no reservatório de tratamento microbiológico para monitorização do nível de humidade no espaço de gás. Podem ser empregues quaisquer meios adequados para a medição o nível de humidade. 0 nível de humidade no reservatório de tratamento microbiológico pode ser mantido abaixo do ponto de orvalho pelo abastecimento de ar, o qual tem um nível de humidade abaixo do ponto de orvalho dos resíduos que são tratados à temperatura de tratamento. Como a temperatura da digestão microbiológica será tipicamente mais alta do que a temperatura ambiente, pode ser utilizado o ar fresco normal. Em alternativa, pode ser utilizado ar seco, que tem um nível de humidade abaixo do nível de humidade do ar ambiente. As características principais de processo, as quais mantêm o nível de oxigénio dentro da gama requerida, podem também ser utilizadas para manter o nível de humidade dentro da gama requerida. 0 escoamento de ar e de gás através do reservatório de tratamento microbiológico remove também o calor desta parte do aparelho. Verificou-se que pode ser conseguido um equilíbrio adequado de calor. Isto é, a geração de calor pela actividade microbiológica dentro da massa concentrada de resíduos pode ser equilibrada com a remoção do calor pelo gás que se escoa através do reservatório, de modo que a temperatura é mantida a um nível desejável. 34 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ

De preferência, os resíduos devem ser agitados durante a digestão microbiológica. Isto proporciona a quebra adicional dos resíduos e a mistura para assegurar que os micróbios são espalhados através do material. Também expõe também as diferentes partes dos resíduos ao gás para assegurar o acesso de oxigénio aos resíduos e a secagem dos resíduos pelo gás. A agitação pode ter lugar por quaisquer meios adequados, mas é, em particular, preferido que a digestão tenha lugar numa unidade de digestão aeróbia rotativa, isto é, uma unidade que contém um tambor aeróbio rotativo. 0 tambor pode ser rodado a qualquer velocidade adequada, e completa adequadamente uma rotação numa gama de tempo de 1 a 10 minutos, de preferência, de 2 a 5 minutos, ainda mais de preferência, cerca de 3 minutos. No entanto, pode ser utilizada uma velocidade de rotação mais alta durante a carga e a descarga dos resíduos para dentro/para fora da unidade de digestão microbiológica, a fim de auxiliar estas operações. Tipicamente, a velocidade pode ser aumentada para uma rotação por minuto durante a carga e a descarga.

Como será descrito adicionalmente abaixo, o tambor é adequada e simultaneamente carregado com resíduos numa extremidade e descarregada com os resíduos tratados microbiologicamente na sua outra extremidade. A carga e a descarga têm lugar tipicamente em intervalos de 4 horas e pode demorar 30 minutos. O tambor compreende, de preferência, um cilindro de aço de secção circular de lados substancialmente paralelos. O eixo do cilindro pode estar inclinado em relação à horizontal, por exemplo, com um ângulo na gama de 3o a 10° ainda mais de preferência, de 5o a 8o, para proporcionar o escoamento por gravidade através do tambor.

Pode ser proporcionada qualquer dimensão adequada para o tambor, dependendo da velocidade de consumo dos resíduos. Verificou-se que, para uma velocidade de processamento de cerca de 250 a 500 toneladas por dia, deve ser utilizado um tambor com o diâmetro na gama de 3,5 a 6 m, de preferência, 4 a 6 m ainda mais de preferência, cerca de 5,5 m. O comprimento deve estar na gama de 6 a 10 vezes o diâmetro, 35 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ ainda mais de preferência, cerca de 8 vezes o diâmetro, adequadamente até 40 m.

Pode ser utilizado um tambor de qualquer material adequado, por exemplo, de aço macio.

Um tambor rotativo tem a vantagem de ser mecanicamente simples. Existem relativamente poucos problemas de bloqueio e muito poucas partes móveis, o que reduz o risco de avaria. A agitação provocada pela rotação conduz ao desgaste dos resíduos, contribuindo adicionalmente para a sua quebra. De preferência, o tambor é enchido com resíduos a um nível elevado, que é, de preferência, inicialmente de 75% a 90% do total em volume. Isto conduz ao desgaste aumentado, à geração rápida de calor e também à utilização eficiente do reservatório de tratamento microbiológico. O tempo de permanência médio dos resíduos no reservatório de tratamento microbiológico encontra-se adequadamente na gama de 18 a 60 horas, mais de preferência, cerca de 24 a 48 horas, ainda mais de preferência, cerca de 36 horas. 0 reservatório de tratamento microbiológico compreende, de preferência, um reservatório através do qual os resíduos são movidos durante o tratamento, por exemplo, um tambor, como descrito acima. Os resíduos movem-se adequadamente de um ponto de carga para um ponto de descarga dentro do tambor. Com indicado acima, adequadamente a carga e a descarga ocorrem adequadamente de modo simultâneo, sendo os resíduos frescos (não tratados microbiologicamente) carregados na extremidade de carga e sendo os resíduos tratados sólidos misturados removidos na extremidade de descarga. A operação de carga e/ou descarga pode demorar 10 a 40 minutos, de preferência, cerca 30 minuto.

Uma operação de descarga ou uma operação de carga é, de preferência, espaçada da operação de descarga ou de carga seguinte, respectivamente, por um período na gama de 2 a 8 horas, de preferência, 3 a 5 horas, ainda mais de 36 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ preferência, cerca de 4 horas. Desta maneira, pode ser executado um processo "semidescontínuo".

Durante o processamento, verificou-se que o volume do outro material pode diminuir de tanto como 25%. 0 espaço de gás sobre o material aumentará em consequência. 0 material de resíduos deve ser descarregado do reservatório de tratamento num estágio, no qual o material de resíduos tratado está suficientemente digerido e suficientemente seco. Isto ocorre tipicamente após um período de cerca de 48 horas. Pela restrição do tempo de permanência para 48 horas ou menos, pode ser reduzida a perda adicional de carbono.

Verificou-se que o tratamento microbiológico é eficaz na redução da dimensão de alguns constituintes dos resíduos. Todavia, podem ser utilizados processos para auxiliar a redução da dimensão dos constituintes dos resíduos. Por exemplo, a fim de promover a actividade microbiológica, são, de preferência, controlados alguns parâmetros dos resíduos alimentados para o passo de digestão. Por exemplo, os resíduos são, de preferência, tratados num primeiro processo antes do passo de digestão (ou o passo de gaseificação, se o processo não incluir um passo de tratamento microbiológico) para remover as partículas de dimensão maior do que 100 mm, de preferência, 60 mm, mais de preferência, 50 mm. Este primeiro processo pode compreender um primeiro passo, no qual são removidos os objectos muito grandes, por exemplo, manualmente ou por crivagem e um segundo passo, no qual o material remanescente é tratado para reduzir a sua dimensão de partícula, por exemplo, por trituração. O especialista na técnica será capaz de obter o aparelho de trituração adequado. Os trituradores podem ter ou um rotor fixo ou dois rotores com sentidos de rotação opostos.

Em alternativa, (antes do passo de tratamento microbiológico ou de gaseificação), os resíduos podem ser sujeitos a uma operação para reduzir a sua dimensão de partícula, por exemplo, por trituração sem a remoção inicial das partículas sobredimensionadas. A operação de trituração é, em particular, benéfica para o processo de tratamento 37 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ microbiológico, uma vez que a mesma mistura cuidadosamente o material, espalhando a cultura microbiológica através do outro material e inicia uma reacção termofilica muito rapidamente. A trituração pode ser utilizada para reduzir o espaçamento entre as partículas para promover a reacção microbiológica. 0 segundo parâmetro, o qual pode ser controlado é o teor de humidade médio de, pelo menos, alguns dos resíduos tratados no passo de tratamento microbiológico. 0 nível de humidade médio desta parte dos resíduos está adequadamente na gama de 20 a 75%, mais de preferência, de 30 a 60%, ainda mais de preferência, de 30 a 50%.

Todos os níveis de humidade aqui indicados são em % em peso. Os mesmos são valores médios, sendo ponderados para quantidades de, pelo menos, 100 kg de resíduos.

Os níveis de humidade de resíduos podem ser medidos pela medição do nível de humidade do ar ou de gás sobre os resíduos a uma temperatura fixa e em equilíbrio com os mesmos.

Se os resíduos após a mistura estivem baixos em conteúdo orgânico ou nível de humidade, pode ser, de preferência, adicionada em quantidades controladas água de processo. Esta água de processo é, de preferência, água dos resíduos, vindos do tratamento de águas, ainda mais de preferência, lamas de esgoto desidratadas. Este material tem um alto conteúdo de azoto e actua como um catalizador para a reacção microbiológica.

Como mencionado acima, um nível de humidade desejável dos resíduos tratados no passo de tratamento microbiológico pode ser obtido pela mistura dos primeiros resíduos com os outros resíduos de um nível de humidade médio mais baixo. Verificou-se que os resíduos domésticos misturados têm, tipicamente, um nível de humidade maior do que 30% em peso. Os resíduos comerciais vindos de escritórios e fábricas são, tipicamente, mais secos, tendo um nível de humidade na gama de 10% a 30% em peso. 38 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ Ο nível de humidade dos resíduos alimentados para o digestor pode ser manipulado pela alteração das relações de mistura de diferentes tipos de resíduos. De preferência, pelo menos, parte dos resíduos alimentados para o digestor microbiológico tem um nível de humidade na gama de 20 a 75% em peso, de preferência, de 25 a 65% em peso a fim de promover a reacção termofílica mais rápida. No entanto, parte dos resíduos alimentados para o digestor pode compreender resíduos comerciais relativamente secos. O calor gerado pela digestão dos resíduos húmidos é suficiente para tratar a totalidade dos resíduos alimentados para o reservatório de tratamento. No entanto, durante o processo de agitação, os resíduos comerciais e domésticos são misturados lentamente reduzindo em conjunto o teor de humidade geral da mistura, de modo que na extremidade do processamento, o nível de humidade não excede 45% em peso e, de preferência, não excede 25% em peso.

Os primeiros resíduos com o nível de humidade mais alto podem ser misturados com outros resíduos com o nível de humidade mais baixo no aparelho de mistura de uma maneira controlada. As quantidades relativas de diferentes tipos de resíduos são controladas de modo que é obtido o nível de humidade médio desejado através das massas combinadas de resíduos misturados como explicado acima. O passo de mistura doseada também permite que material absorvente tal como papel e material à base de papel (o qual é, em particular, comum em resíduos comerciais) sejam misturados intimamente com os resíduos húmidos (tal como os resíduos domésticos). O material absorvente absorve o líquido rico em bactérias, proporcionando um substrato para as bactérias crescerem sobre o mesmo e permitindo que as bactérias seja espalhadas através dos resíduos que são processados. Isto promove a reacção e a mistura, conduzindo a uma digestão melhorada. Além disso, a humidificação do papel auxilia que o mesmo seja quebrado.

No processamento dos resíduos, no passo de tratamento microbiológico, é desejável para produzir um produto, o qual seja substancialmente homogéneo, de tal modo que os seus constituintes sejam partículas que têm uma relativamente 39 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ pequena distribuição dimensional, as partículas têm no máximo uma medida de 50 mm ou abaixo. O passo de mistura doseada auxilia a melhorar a homogeneidade do produto.

No entanto, apesar de ter lugar a mistura doseada, verificou-se que o nível de humidade permanece concentrado em zonas localizadas dos resíduos, onde é suficientemente alto para permitir que a reacção termofílica comece e prossiga muito rapidamente.

As quantidades relativas dos diferentes tipos dos resíduos alimentados podem ser controladas utilizando alimentadores automáticos de pesagem.

Por meio de exemplo, o nível de humidade dos resíduos durante o tratamento microbiológico pode ser como se segue.

Os resíduos domésticos com um teor orgânico alto e um nível de humidade acima 50% podem ser misturados com os resíduos comerciais, que têm um nível de humidade de 20% ou abaixo numa relação adequada, para proporcionar uma mistura que têm um nível de humidade médio na gama de 45 a 55% em peso.

Durante a digestão microbiológica, uma parte da humidade é absorvida pelo gás e pelo ar que se escoam sobre o material que é processado. O nível de humidade médio pode cair para cerca de 30 a 40% em peso, de preferência, 25 a 30% em peso.

Durante o esvaziamento do reservatório de tratamento microbiológico, os resíduos, os quais têm ainda um alto nível de calor residual, podem ser secos por uma corrente de ar forçada como descrito acima, de modo que o nível de humidade caia para uma gama de 30 a 40% em peso, de preferência, 25 a 30% em peso.

Os resíduos tratados no passo de digestão microbiológica podem ser ainda secos sobre um pavimento de secagem como descrito acima, de modo que o nível de humidade cai abaixo de 25% em peso.

Um parâmetro adicional, o qual pode ser manipulado é o pH dos resíduos no processo de tratamento microbiológico. 40 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ

Este ρΗ dos resíduos no processo de tratamento microbiológico é, de preferência, de 6,0 a 8,5, de preferência, 6,3 a 7,3, ainda mais de preferência, cerca de 6,8. O nível de azoto tem um impacto sobre a actividade microbiológica, e pode ser vantajoso o ajustamento do pH e do teor de azoto.

Verificou-se ainda que a massa volúmica dos resíduos alimentados para o reservatório de tratamento microbiológico não é adequadamente demasiado baixa. De preferência, a massa volúmica não é menor do que 450 g por litro, de preferência, não é menor do que 750 g por litro. De novo, o passo de mistura doseada é aqui particularmente útil. Os resíduos domésticos podem ter uma massa volúmica relativamente alta. A massa volúmica média pode ser controlada pela mistura de uma quantidade adequada de resíduos comerciais, os quais têm uma massa volúmica comparativamente baixa.

Tratamento preliminar

Como descrito acima, os resíduos podem ser sujeitos a vários tipos de tratamento antes do passo de gaseificação ou digestão microbiológica ('passos prévios'). De preferência, os passos prévios incluem qualquer ou todos dos que se seguem. 1. Extracção 0 tratamento inicial para remover os objectos, os quais não são facilmente combustíveis, tal como pedra, betão, metal, pneumáticos velhos, etc. Os objectos que têm uma dimensão maior do que 100 mm ou mais podem ser também removidos. 0 processo pode ser executado sobre uma superfície estacionária, tal como um pavimento de extracção. Em alternativa ou adicionalmente, os resíduos podem ser carregados para uma superfície em movimento, tal como um transportador, e passados através de uma estação de extracção, na qual tem lugar a extracção mecânica ou manual do material. 41 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ 2. Trituração A trituração é um passo altamente preferido. 0 mesmo é executado para reduzir a dimensão média de partícula. 0 mesmo pode ser também utilizado para aumentar a mistura doseada dos resíduos, vindos de fontes separadas. 0 mesmo torna também o processo de tratamento mais eficaz. Verificou-se que, durante o processo de trituração, a actividade microbiológica pode começar e elevar rapidamente a temperatura, passando muito rapidamente através da fase mesofílica para a fase termofílica. 3. Crivagem

Os resíduos podem ser crivados mecanicamente para seleccionar as partículas com a dimensão numa dada gama. A gama dada pode ser de 10 mm a 50 mm. O material com dimensão com menos do que 10 mm compreende poeira, sujidade e pedras e é rejeitado. Os resíduos podem ser tratados por, pelo menos, dois processos de crivagem em sucessão, removendo cada progressivamente as fracções de partículas mais pequenas. O material removido no processo de crivagem como sendo demasiadamente grande pode ser triturado para reduzir a sua dimensão média. O material, que é classificado pelo crivo como sendo de dimensão aceitável e, quando aplicável, o material triturado pode ser então alimentado para o reservatório de tratamento.

Tratamento subsequente

Os resíduos podem ser sujeitos a um certo número de passos, após o passo de tratamento de digestão microbiológica e antes do passo de gaseificação. Estes passos podem incluir qualquer dos que se seguem. 1. Escolha O material pode ser crivado para remover as partículas maiores do que uma dada dimensão. Por exemplo, as partículas maiores do que 50 mm podem ser rejeitadas. As mesmas podem ser subsequentemente trituradas para reduzir a sua dimensão, 42 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ feitas retornar para o digestor aeróbio ou simplesmente rejeitadas. 2. Separação de metais

As partículas metálicas relativamente pequenas, tais como as de ferro ou as de alumínio podem ter passado através do sistema. As mesmas podem ser removidas, por exemplo, por um dispositivo de remoção magnético ou electromagnético num passo subsequente. As partículas metálicas removidas do sistema podem passar então para um processo de reciclagem adequado. 3. Secagem

Adequadamente, após o tratamento no reservatório de tratamento microbiológico, os resíduos são sujeitos a um passo de secagem adicional. Se o nível de humidade não exceder 45% em peso, mais de preferência, não exceder 35% em peso e ainda mais de preferência, não exceder 25% em peso, após o tratamento microbiológico, a secagem subsequente pode ser executada de modo relativamente simples. Por exemplo, num primeiro estágio de secagem, pode ser proporcionada uma corrente forçada de ar durante ou após a fase de descarga do reservatório de tratamento. Durante este estágio, os resíduos tratados pelo estágio de digestão microbiológica estarão ainda a alta temperatura (por exemplo, na gama de 50 a 60°C) e a humidade adicional pode ser removida forçando simplesmente o ar sobre os mesmos. Um passo de secagem adicional pode compreender o assentamento do material sobre um pavimento de secagem. Neste passo, os resíduos são assentes com uma espessura que não é inferior a 20 cm sobre uma área relativamente grande durante um período de tempo adequado, durante o qual o nível de humidade cai. Os resíduos podem ser agitados, por exemplo, por rotação, utilizando um aparelho mecânico ou manual tal como uma pá mecânica. Os resíduos podem ser revolvidos em intervalos, por exemplo, de 2 a 4 horas, de preferência, de cerca de 3 horas. De preferência, durante este estágio, o nível de humidade cai abaixo 25% em peso, após o que não ocorre decomposição biológica adicional. Adequadamente, os resíduos são deixados sobre um pavimento de secagem durante um período na gama de 43 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ 18 a 48 horas, de preferência, 24 a 36 horas, mais de preferência, cerca de 24 horas. Verificou-se também que a secagem adicional pode ter lugar durante o processamento subsequente, devido à entrada mecânica de energia. 0 calor dos resíduos, vindo do outro equipamento de processo, por exemplo, do passo de gaseificação e/ou de tratamento por plasma, pode ser utilizado para secar o material. 0 ar aquecido pelo calor gerado nos passos de gaseificação e/ou de tratamento por plasma pode ser soprado para dentro do reservatório de tratamento de resíduos microbiológico e sobre ou através dos resíduos para aumentar a velocidade de secagem destes processos.

Em alternativa, o aparelho de secagem pode compreender um secador rápido rotativo ou outro dispositivo de secagem. 4. Granulação A fim de converter os resíduos tratados em combustível, os resíduos podem ser classificados de acordo com a dimensão e subsequentemente tornados mais densos para proporcionar granulados de dimensão adequada para utilização no passo de gaseificação. Durante este estágio de granulação, pode ocorrer a secagem adicional dos resíduos, devido à geração de calor provocada por atrito e devido a exposição adicional ao ar. De preferência, a fim de prosseguir bem a granulação, o nível de humidade do material tratado está na gama de 10 a 25% em peso.

Verificou-se que o passo de tratamento microbiológico pode ser adaptado para proporcionar um combustível para utilização no passo de gaseificação, referido como carvão verde, o qual tem um valor calorífico na gama de 14,5 MJ/kg, o qual ser cerca de metade do valor do carvão fóssil industrial.

Pela mistura doseada de diferentes fontes de material de resíduos, o combustível produzido pelo passo de tratamento microbiológico em diferentes momentos ou com os resíduos de locais diferentes pode ser relativamente homogéneo em termos de: 44 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ 1. valor calorífico - - adequadamente na gama de 13 a 16,5 MJ/kg, de preferência, 12 a 15 MJ/kg; o valor calorífico pode ser mais alto se os conteúdos tiverem sido significativamente secos; 2. massa volúmica - adequadamente na gama de 270 a 350 kg/m3, mais de preferência, cerca de 300 kg/m3; 3 . nível de humidade - abaixo de 30% em peso e, de preferência, cerca 20% em peso. 0 processo do presente invento pode compreender um passo de pirólise anterior ao passo de gaseificação, e após o passo de digestão microbiológica, se utilizado. Os resíduos que resultam do passo de digestão microbiológica podem ser utilizados para abastecer uma alimentação para um processo de pirólise, como descrito abaixo. O aparelho do presente invento pode incluir meios para alimentação dos resíduos tratados microbiologicamente vindos do reservatório de tratamento para os meios para o tratamento por pirólise dos resíduos tratados (isto é, uma unidade de pirólise).

Se o processo envolver um passo de pirólise anterior ao passo de gaseificação, de preferência, os resíduos que foram sujeitos a pirólise são alimentados para a unidade de gaseificação, onde tem lugar a gaseificação. Será normalmente requerido que o material tratado por pirólise esteja a uma temperatura alta e o processo de gaseificação, de preferência, ocorra directamente após o processo de pirólise. O aparelho pode compreender uma unidade de digestão microbiológica em ligação de fluidos com a unidade de gaseificação, e a unidade de gaseificação pode estar em ligação de fluidos com a unidade de tratamento por plasma, para permitir que os resíduos tratados vindos do tratamento microbiológico sejam transportados para a unidade de gaseificação e para permitir que o gás emanante e o carvão que resultam do passo de gaseificação sejam transportados para a unidade de tratamento por plasma. 45 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ Ο aparelho pode estar adaptado para tratar os resíduos num processo contínuo. 0 passo de digestão microbiológica pode ser tipicamente executado de uma maneira semidescontínua, enquanto que os processos de pirólise e de gaseificação requerem tipicamente uma alimentação contínua de material, podem ser proporcionados meios de armazenagem intermédios, por exemplo, na forma de uma tremonha de alimentação. É preferido que existam primeiros meios de fornecimento para recepção dos resíduos tratados vindos do processo de tratamento microbiológico e para alimentação dos mesmos para dentro dos meios de armazenagem intermédios e um segundo aparelho de alimentação para alimentação dos resíduos tratados, armazenados dos meios de armazenagem intermédios para o aparelho de pirólise ou para o aparelho gaseificação. Os segundos meios de alimentação são, de preferência, de operação substancialmente contínua. 0 primeiro e o segundo aparelho de alimentação podem compreender quaisquer meios adequados, por exemplo, tapetes transportadores ou alimentadores de parafuso.

Uma concretização preferida do processo do presente invento, está ilustrada na Figura 2, a qual mostra: um primeiro passo, no qual os resíduos não tratados são sujeitos a digestão microbiológica aeróbia numa unidade de digestão aeróbia rotativa (RAD), um segundo passo que compreende a gaseificação dos produtos do passo de digestão rotativa numa unidade de gaseificação (gaseificador), a qual produz um gás emanante e um carvão, um terceiro passo que compreende o tratamento do carvão e o gás emanante por meio de um processo de tratamento por plasma numa unidade de plasma (fornalha de plasma), que produz escórias vitrificadas sólidas (as quais são descartadas) e um gás de síntese, um quarto passo que compreende a limpeza do gás de síntese, 46 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ um quinto passo que compreende quer a evacuação do gás de síntese quer a combustão do gás de síntese num motor a gás ou turbina a gás (denominada por um 'bloco de potência' na Figura) para produzir energia eléctrica, e depois a evacuação do gás de síntese de combustão. 0 calor produzido na combustão do gás de síntese ou no passo de plasma pode ser utilizado para secar o material de resíduos (não mostrado).

Uma concretização preferida adicional do processo do presente invento está ilustrada na Figura 5, a qual mostra: o passo A, no qual os resíduos não tratados são sujeitos a digestão microbiológica aeróbia numa unidade de digestão aeróbia rotativa (RAD), o passo B, no qual a matéria-prima de resíduos, que resulta do passo A é tratada num gaseificador, para produzir um gás emanante e um carvão, ambos os quais são então tratados numa unidade de plasma a 1500°C, o passo C, no qual os gases quentes produzidos nos passos B e/ou I são arrefecidos num sistema de arrefecimento de gases, o passo D, o qual compreende opcionalmente o tratamento do gás num passo de limpeza, o passo E, o qual compreende opcionalmente a compressão e a armazenagem do gás, o passo F, no qual o gás vindo do passo E passa através de uma turbina a gás, a qual está directamente acoplada a um gerador (EG2 - não mostrado) para gerar electricidade, o passo G, no qual o gás passa através de um gerador de vapor de recuperação de calor, o passo Η, o qual envolve a evacuação do gás para uma chaminé e monitorização do gás de fumo, o passo I, no qual o vapor de alta pressão vindo do passo C e/ou G passa através de uma turbina a vapor para 47 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ gerar electricidade através do gerador de electricidade 1 (EG1) . 0 vapor de baixa pressão vindo da turbina passa através de um condensador acoplado próximo de uma torre de arrefecimento separada no passo J e para um sistema de alimentação de água no passo K. A electricidade gerada no passo I e/ou F pode ser distribuída no passo L, quer para qualquer parte do aparelho (representado pelo passo M) ou transferida externamente (passo N).

Como indicado acima o oxigénio e/ou o vapor podem ser introduzidos na unidade de gaseificação ou na unidade de pirólise e/ou na unidade de tratamento por plasma. 0 presente invento será agora exemplificado adicionalmente nos seguintes exemplos não limitativos.

Exemplos

Montagem e operação do gaseificador (ver a Figura 3) 0 FBG (gaseificador de leito fluidificado) compreende um reservatório de aço macio cilíndrico vertical revestido com um revestimento de refractário compósito. As dimensões externas do invólucro do gaseificador são 1,83 m de diâmetro x 5,18 m altura e o diâmetro interno é de 0,254 m; a altura do leito expandido é aproximadamente de 1,0 m. O FBG utiliza um leito aquecido de partículas de silicato de alumina cerâmicas como o meio de leito. A matéria-prima com RDF (combustível derivado de refugos) é alimentada continuamente, a uma velocidade controlada, para o FBG 1 através de um sistema alimentador de combustível sólido. A alimentação tal como recebida é transferida por um transportador de tapete 2 para uma tremonha de elevação temporária 3, onde um transportador de parafuso de velocidade variável controla a velocidade de alimentação em volume dos sólidos. Este descarrega para dentro de uma ante-câmara. É empregue um transportador de parafuso de velocidade constante para transferir a alimentação de dentro da ante-câmara para o leito fluidificado 1, onde a mesma é carregada por cima da superfície superior do leito. A purga adicional do gás inerte é utilizada na tremonha e dentro da ante-câmara para evitar a 48 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ entrada de ar ou a saída de gás para dentro da corrente de alimentação. É utilizado um sistema de pré-aquecimento por debaixo do leito alimentado a propano para elevar a temperatura do leito para 420°C. Neste ponto o granulado de madeira é alimentado através de um alimentador separado para dentro da ante-câmara para elevar a temperatura do leito para 600°C, quando o abastecimento secundário de propano é descontinuado, o abastecimento de propano primário é então desligado a 700°C. A alimentação de madeira granulada continua de modo a ser atingida a temperatura de operação de 800 a 850°C, quando a mesma é substituída pelo RDF. O oxigénio é abastecido a partir de um bloco múltiplo ‘Titan' de 10 a 11 cilindros. O débito é controlado através de um controlador de escoamento mássico (MFC) com a capacidade nominal de até 500 Nlpm.

Os oxidantes: o oxigénio e o vapor são misturados antes da injecção através de uma agulheta virada para cima, localizada por debaixo do leito. As velocidades de alimentação de vapor e de oxigénio individuais são doseadas com precisão para coincidirem com a velocidade de alimentação do RDF de modo a assegurar que o gaseificador opera dentro dos limites de operação de projecto. São utilizados sensores de pressão e temperatura múltiplos para monitorizarem e controlarem com precisão a operação do FBG. São construídos interbloqueios de segurança para assegurar uma paragem ou alarme seguros do sistema, no caso da unidade avariar fora dos limites operacionais específicos. O gás emanante que sai do FBG é transferido para a unidade conversora de plasma 4 numa conduta de aço revestida com refractário 5. 49 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ

Montagem do conversor de plasma

Um desenho esquemático do conversor de plasma (excluindo a disposição de eléctrodo e manipulador) é dado na Figura 4 e compreende as secções que se seguem. i) Um invólucro de aço macio revestido com refractário 6 com uma camisa adicional de arrefecimento a água de parede dupla na secção de invólucro superior e uma série de pontas digitais de cobre arrefecidas por água 7, as quais proporcionam protecção adicional aos refractários na linha de escórias. 0 refractário é um é uma espinela de alumina vazada que contém 91% de AI2O3, 7% de MgO e 2% de CaO com uma temperatura máxima limite de serviço de 1800°C. Uma barra de aço cilíndrica com 150 mm de diâmetro na base do conversor proporciona o eléctrodo de retorno (ânodo) para operação de eléctrodo simples. Um orifício de derivação 8 na soleira da fornalha permite a remoção intermitente das escórias fundidas. O conversor tem aberturas na região superior do invólucro para monitorização da pressão e para visionamento por câmaras. As temperaturas dos refractários são monitorizadas em oito locais, utilizando o termo-par tipo B (até 1800°C) e no eléctrodo de retorno em duas localizações utilizando o termo-par tipo K (até 1300°C). ii) Uma cobertura com camisa de água de aço macio revestida a refractário 9 com cinco grandes aberturas: uma abertura central para trabalho de eléctrodo simples 10, uma abertura lateral para alimentação de gás a partir da alimentação de FBG 11, uma abertura de gás emanante 12 e uma abertura para alimentação dos sólidos do material de leito sobredimensionada (não mostrada) e uma abertura de acesso geral separada 13. Existe também uma abertura de câmara pequena que aloja uma pequena câmara de vídeo remota numa caixa de protecção, a qual permite o visionamento do interior do conversor de plasma. Existem dois orifícios de termo-par para monitorização das temperaturas dos refractários como acima. A cobertura também proporciona pontos de localização para os manipuladores de eléctrodos e para a conduta de gás emanante. 50 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ iii) Um pedestal de suporte de aço A 14, montado sobre rodas fortes e carris de caminho de ferro para facilidade de remoção e de instalação do conversor de plasma. iv) O eléctrodo 15 e o sistema manipulador 16 onde é controlado o movimento do eléctrodo de cátodo por meio de um manipulador central de eixo único (apenas vertical), que consiste num via de deslizamento linear forte actuada através de um servomotor e caixa de engrenagens. 0 dispositivo de aperto de eléctrodos 17 está fixo à placa de transporte e todo o conjunto está montado sobre anéis e espaçadores de cerâmica e fibra de vidro electricamente isoladores, para evitar a formação de arcos voltaicos laterais no dispositivo de plasma. A base do manipulador está sobreposta por um conjunto de vedante que contém um vedante tipo junta de bucim, arrefecido por água, para o maçarico ou o eléctrodo passar através do mesmo para o conversor de plasma. Podem ser acomodados diâmetros de eléctrodo de até 100 mm através desta abertura central e o curso máximo é de 1000 mm. O eléctrodo de grafite é perfurado centralmente e o gás de plasma inerte é injectado através desta conduta. A utilização do manipulador simples permite que o modo de operação de eléctrodo (cátodo) simples e o percurso de retorno para a corrente seja através de um eléctrodo de retorno de aço na base do conversor (ânodo).

Em funcionamento, de gás emanante sujo, vindo do gaseificador, escoa-se através de uma conduta revestida com refractário para o conversor de plasma. O oxigénio e o vapor adicionais são injectados axialmente para dentro da corrente de gás no ponto de entrada para dentro do conversor. A alta temperatura e a adição de oxidantes no estágio de conversor promove a quebra e a reforma das espécies orgânicas e a gaseificação dos produtos da fuligem e do carvão. A energia para o arco de plasma é controlada para manter uma temperatura de gases de saída da unidade em 1000 a 1300°C. As partículas de cinza que são transportadas através do gaseificador cairão e serão assimiladas pelo fundido. Após o tratamento na unidade conversora o gás de síntese sai através de uma segunda abertura de gás na base da unidade. 51 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ

Exemplo 1: Tratamento de biomassa - granulado de madeira A metodologia geral para tratamento do granulado de madeira é como a indicada acima. A velocidade de alimentação dos granulados de madeira para o gaseificador é em média de 42 kg/h. Um sumário das condições de operação empregues no FBG para manter a temperatura do leito a cerca de 800°C e no conversor de plasma para proporcionar uma temperatura de evacuação (estimada) de 1250°C é dado na Tabela 4. Estes números estão em correlação próxima com os requisitos de operação derivados teoricamente.

Tabela 4 Exemplo das condições de operação para o tratamento de biomassa (granulado de madeira)

Artigo Gaseificador Conversor de plasma Entrada de alimentação de RDF(kg/h) 42 Potência de entrada (kW) 79 Árgon (lpm) 50 130 Oxigénio (Nlpm) 189 61 Vapor (kg/h) 14 0

Exemplo 2: Tratamento do material de RDF A metodologia para o tratamento do material RDF é como indicada acima. O RDF foi obtido de uma instalação de tratamento térmico comercial. A composição geral deste material é dada na Tabela 1 acima. Os materiais foram alimentados a uma velocidade média de 40,5 kg/h para o gaseificador. Um sumário das condições de operação empregues no FBG para manter a temperatura do leito a cerca de 800°C e no conversor de plasma para proporcionar uma temperatura de evacuação (estimada) de 1250°C é dado na Tabela 5. Foi observado que existia de novo boa correlação entre os valores teóricos e os derivados experimentalmente.

Tabela 5 Exemplo das condições de operação para o tratamento do combustível derivado de refugos 52 ΕΡ 1 896 774/ΡΤ

Artigo Gaseificador Conversor de plasma Entrada de alimentação de RDF(kg/h) 40,5 - Potência de entrada (kW) - 70 Árgon (lpm) 50 130 Oxigénio (Nlpm) 189 61 Vapor (kg/h) 14 0

Lisboa, 2009-03-09

Claims

ΕΡ 1 896 774/ΡΤ 1/6 REIVINDICAÇÕES 1 - Processo para o tratamento de resíduos, compreendendo o processo: (i) um passo de gaseificação que compreende o tratamento dos resíduos numa unidade de gaseificação (1) na presença de oxigénio e vapor para produzir um gás emanante e um material de carvão sólido não suspenso; e (ii) um passo de tratamento por plasma, que compreende a sujeição do gás emanante (offgas) e do material de carvão sólido não suspenso a um tratamento por plasma numa unidade de tratamento por plasma (4) na presença de oxigénio e, opcionalmente, vapor, em que a unidade de tratamento por plasma (4) está separada da unidade de gaseificação (1).
2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o processo compreende ainda a sujeição dos resíduos a um passo de digestão microbiológica anterior ao passo de gaseificação.
3 - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o processo compreende ainda um passo de pirólise anterior ao passo de gaseificação e em que está presente um passo de digestão microbiológica, o dito passo de pirólise ocorre após o dito passo de digestão microbiológica.
4 - Processo de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que os resíduos são gaseificados durante o passo de gaseificação a uma temperatura maior do que 650°C.
5 - Processo de acordo com a reivindicação 4, em que os resíduos são gaseificados durante o passo de gaseificação a uma temperatura de 800°C a 950°C.
6 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a quantidade de oxigénio introduzida na unidade de gaseificação (1) durante o passo de gaseificação é de 300 a 350 kg por 1000 kg de resíduos alimentados para dentro da unidade de gaseificação (1). ΕΡ 1 896 774/ΡΤ 2/6
7 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a quantidade de vapor introduzida na unidade de gaseificação durante o passo de gaseificação é de até 300 kg por 1000 kg de resíduos alimentados para dentro da unidade de gaseificação (1).
8 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os resíduos contêm menos do que 20% em peso de humidade e a quantidade de vapor introduzida na unidade de gaseificação (1), durante o passo de gaseificação é de 300 a 350 kg por 1000 kg de resíduos alimentados para a unidade de gaseificação (1).
9 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os resíduos contêm 20% ou mais em peso de humidade e a quantidade de vapor introduzida na unidade de gaseificação (1), durante o passo de gaseificação é de 0 a 150 kg por 1000 kg de resíduos alimentados para a unidade de gaseificação (1).
10 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o passo de gaseificação é executado numa unidade de gaseificação de leito fluidificado (D ·
11 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os resíduos são alimentados para a unidade de gaseificação (1) através de um dispositivo de ante-câmara.
12 - Processo de acordo com a reivindicação 2, em que a digestão microbiológica é a digestão microbiológica aeróbia.
13 - Processo de acordo com a reivindicação 12, em que a digestão microbiológica é executada numa unidade de digestão microbiológica aeróbia, na qual o conteúdo de oxigénio do gás na unidade não é menos do que 5% em volume.
14 - Processo de acordo com a reivindicação 12 ou 13, em que a digestão microbiológica aeróbia é executada numa unidade de digestão aeróbia rotativa. ΕΡ 1 896 774/ΡΤ 3/6
15 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, em que os resíduos são rodados na unidade de digestão aeróbia rotativa a uma velocidade de uma rotação por cada minuto a uma rotação por cada dez minutos.
16 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, em que o teor de humidade dos resíduos antes da digestão microbiológica aeróbia é de 20 a 75% em peso.
17 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, em que os resíduos têm um nível de humidade médio de 30% ou menos em peso após o tratamento de digestão microbiológica.
18 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a unidade de gaseificação (1) e a unidade de tratamento por plasma estão em ligação de fluidos (4).
19 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a relação entre o oxigénio e o vapor no passo de tratamento por plasma é de 10:1 a 2:5 em peso.
20 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o tratamento por plasma dos resíduos é executado a uma temperatura de 1100 a 1600°C.
21 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o tratamento por plasma dos resíduos é executado na presença de um gás de estabilização de plasma.
22 - Processo de acordo com a reivindicação 21, em que o gás de estabilização de plasma é seleccionado a partir de um ou mais de azoto, árgon, hidrogénio, monóxido de carbono, dióxido de carbono e vapor.
23 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, que compreende ainda a recolha do gás produzido na unidade de tratamento por plasma (4). ΕΡ 1 896 774/ΡΤ 4/6
24 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, que compreende ainda a recolha do material sólido e/ou fundido produzido na unidade de tratamento por plasma (4).
25 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o gás produzido a partir do tratamento de plasma de gás é utilizado num motor a gás ou turbina a gás para gerar electricidade.
26 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 25, em que os resíduos são tratados por pirólise durante o passo de pirólise opcional a uma temperatura de 400°C ou mais.
27 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, que compreende ainda o passo de secagem dos resíduos antes do seu tratamento no passo de gaseificação ou de pirólise.
28 - Processo de acordo com a reivindicação 27, em que os resíduos são secos pela utilização do calor produzido em qualquer dos outros passos do processo.
29 - Processo de acordo com a reivindicação 27 ou 28, em que os resíduos são secos por sopragem de ar ou vapor aquecidos sobre ou através dos resíduos.
30 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 ou 28 anteriores, em que o teor de humidade dos resíduos imediatamente antes do tratamento no passo de gaseificação ou de pirólise é de 20% ou menos em peso.
31 - Processo de acordo com a reivindicação 30, em que o teor de humidade dos resíduos imediatamente antes do tratamento no passo de gaseificação ou de pirólise é de 15% ou menos em peso
32 - Aparelho para execução do processo de acordo com na reivindicação 1, compreendendo o aparelho: (i) numa unidade de gaseificação (1), e ΕΡ 1 896 774/ΡΤ 5/6 (ii) uma unidade de tratamento por plasma (4), a qual está separada da unidade de gaseificação (1), em que a unidade de gaseificação (1) tem uma entrada para o oxigénio e opcionalmente uma entrada para o vapor e a unidade de tratamento por plasma (4) tem uma entrada para o oxigénio e, opcionalmente, uma entrada para o vapor, e são proporcionados meios para o transporte do gás emanante e do material de carvão sólido não suspenso vindos da unidade de gaseificação (1) para a unidade de tratamento por plasma (4).
33 - Aparelho de acordo com a reivindicação 32, compreendendo ainda o aparelho uma unidade de digestão microbiológica.
34 - Aparelho de acordo com a reivindicação 32 ou 33, em que a unidade de gaseificação (1) está adaptada para gaseificar os resíduos a uma temperatura de mais do que 650 °C.
35 - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 32 a 34, em que a unidade de gaseificação (1) está adaptada para gaseificar os resíduos a uma temperatura de, pelo menos, 800°C.
36 - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 32 a 35, em que a unidade de gaseificação (1) contém um dispositivo de ante-câmara, através do qual os resíduos podem ser introduzidos para dentro da unidade de gaseificação (1).
37 - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 33 a 36, em que a unidade para a digestão microbiológica de resíduos é uma unidade de digestão aeróbia rotativa.
38 - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 32 a 37, em que o aparelho compreende uma unidade de digestão microbiológica, e a unidade de digestão microbiológica está em ligação de fluidos com a unidade de gaseificação (1), e a unidade de gaseificação está em ligação ΕΡ 1 896 774/ΡΤ 6/6 de fluidos com a unidade de tratamento por plasma (4), para permitir que os resíduos tratados, vindos do tratamento microbiológico, sejam transportados para a unidade de gaseificação (1), e para permitir que o gás emanante e o carvão, que resultam do passo de gaseificação, sejam transportados para a unidade de tratamento por plasma (4).
39 - Aparelho de acordo com a reivindicação 38, em que o aparelho está adaptado para tratar os resíduos num processo contínuo.
40 - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 32 a 39, que compreende ainda um motor a gás ou turbina a gás para geração de electricidade, estando a turbina em ligação de fluidos com a unidade de plasma (4), de modo que o gás tratado por plasma, vindo da unidade de plasma (4), possa ser alimentado para a turbina.
41 - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 32 a 40, compreendendo o aparelho ainda uma unidade de pirólise.
42 - Aparelho de acordo com a reivindicação 41, em que a unidade de pirólise está adaptada para tratar por pirólise os resíduos a uma temperatura de, pelo menos, 400°C.
43 - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 31, em que os resíduos compreendem combustível derivado de refugos. Lisboa, 2009-03-09