PT784504E - Metodo de hidrolise de materias organicas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

MÉTODO DE HIDRÓLISE DE MATÉRIAS ORGÂNICAS A presente aplicação refere-se a um método de hidrólise de matérias orgânicas. A divulgação da patente norueguesa n.° 160907 dá a conhecer um método de preparação de um produto reactor, como também de um aparelho para levar a cabo o referido método. Esta publicação descreve um processo no qual dois autoclaves/vasos de pressão estão ligados um ao outro. Com o objectivo de alcançar uma boa economia de calor, são utilizados permutadores de calor, por exemplo, de água quente a qual é para ser misturada com químicos no tanque 10. Quando as matérias são para serem transportadas do tanque 10 para o 12, a pressão do tanque 12 é aumentada de forma a que a diferença de pressão entre os dois tanques seja a mínima possível. O objectivo disto é alcançar de preferência uma transferência laminar e moderada do tanque 10 para o 12, de outra forma o produto seria destruído. O método descrito nesta publicação é especialmente estudado para a preparação de cálcio silicato e é totalmente inadequado para levar a cabo a hidrólise de matérias orgânicas. A divulgação da patente norueguesa n.° 173372 dá a conhecer um método e um aparelho para preparar um produto reactor o qual pareceria uma evolução futura do método e aparelho descrito na patente norueguesa n.° 160907. O principio do método de acordo com estas duas patentes pareceria, do ponto de partida, ser idêntico.

As patentes US 3.525.596 e GB 1.375.741 divulgam a canalização de matéria sólida num processo de alta pressão de um fluxo líquido utilizando tanques interligados, os quais de acordo com a necessidade podem ser pressurizados para a canalização com o mínimo uso de válvulas. Nenhumas destas publicações é capaz de alcançar os objectivos da presente aplicação. r E do conhecimento geral que o tratamento a quente de matérias orgânicas a temperaturas entre os 160°C e os 240°C origina a hidrólise (decomposição em água) de um a porção considerável de matérias orgânicas. Com base neste principio, o pretratamento termal de matérias orgânicas como por exemplo, resíduos, desperdícios, matéria de madeira molhada e outras matérias orgânicas, tem sido desenvolvido. Este método utiliza um reactor de hidrólise regenerativo usando aquecimento gradual onde um fluxo de altas pressões é utilizado duas vezes de forma a minimizar o consumo de energia. l

Períodos relativamente curtos no pré-tratamento (5-120 minutos) significa que não é necessário possuir tanques de grande volume, proporcionando deste modo custos de energia mais baixos. É então possível desta forma tratar grandes quantidades de matérias orgânicas em estruturas de volume relativamente pequeno.

No pré-tratamento, por exemplo, de resíduos, será obtido uma decomposição de matérias orgânicas em pequenas partículas, o que toma possível digerir os resíduos com teor muito elevado de matéria seca. O pré-tratamento significa também que os nutrientes serão mais facilmente acessíveis à bactéria.

Utilizando este pré-tratamento no tratamento de resíduos industriais, uma pasteurização simultânea e saneamento dos resíduos é alcançado. Será então também possível reduzir a quantidade de resíduos após a digestão.

Uma hidrólise termal de matérias orgânicas pode ser levada a cabo de duas formas. O processo á conduzido através de meios de aquecimento directo ou indirecto, por exemplo vapor. Em alguns casos, ácido tem também sido adicionado de forma a obter um aumento de hidrólise.

As industrias de aquecimento indirecto, o tratamento a quente toma lugar em permutadores de calor. Em termos de termodinâmica, este é um bom método pois é fácil alcançar um bom permutador de calor. Na prática, este método causa problemas operacionais devido à acumulação de sujidade na superfície de aquecimento, bem como problemas com o uso de válvulas de redução de pressão. O processo directo é muitas formas mais simples. Um tanque de pressão é enchido com matérias orgânicas e água. O fluxo é despejado para o fundo do tanque e aumenta-se a temperatura até ao nível desejado. Uma vez que o processo escolhido termina, a válvula do fundo do tanque é aberta e a massa produzida é despejada. A vantagem desta técnica é que o equipamento é simples, mas existem problemas em alcançar uma boa recuperação de calor e um outro problema é que o despejo da pressão e deste modo o uso da válvula de despejo é elevada. A popularização dos processos de hidrólise têm deste modo sido evitados porque os sistemas indirectos aumentam a um maior problema de manutenção e os sistemas directos têm a tendência em resultarem num consumo elevado de energia. 2 É deste modo o objectivo da presente invenção proporcionar um método e um aparelho nos quais os problemas acima mencionados sejam eliminados.

Um dos objectivos da presente invenção é proporcionar um método de hidrólise de matérias orgânicas no qual o uso de válvulas devido à transferência de matérias orgânicas causa uma grande diferença de pressão entre dois vasos de reacção é minimizada.

Um segundo objectivo da presente invenção é proporcionar um método de hidrólise de matérias orgânicas onde o consumo de energia é optimizado.

Estes objectivos são atingidos através de meios de um método o qual é caracterizado pelas características divulgadas nas reivindicações apensas. A invenção irá ser descrita mais detalhadamente, com referência às figuras apensas, as quais demonstram de forma esquemática uma estrutura como modo de exemplo de uma fábrica que conduz o método de acordo com a invenção. A figura ilustra uma fábrica para a hidrólise de matérias orgânicas consistindo em quatro vasos de reacção 1, 2, 3 e 4. Subentende-se que á fábrica está em operação. Uma mistura 5 de matérias orgânicas e água (opcional) são introduzidas no primeiro vaso de reacção 1. O fluxo 6 é também conduzido para o vaso de reacção 1, por exemplo, de uma etapa do processo mais tardia ou de uma fonte externa (não demonstrada). Quando a temperatura da mistura no vaso de reacção 1 atinge o nível desejado, por exemplo, 80°C, a válvula 7 é aberta e a mistura é transferida para o vaso de reacção 2, através por exemplo, de uma bomba (não demonstrada).

Quando o nível do vaso de reacção 2 atinge um valor desejado, a entrada da mistura é cortada. Na prática, o percentagem de bombeamento é controlada de forma a que seja continua. A mistura no vaso de reacção 2 é aquecida até, por exemplo, aos 130°C, nesse fluxo rápido do vaso de reacção 3 é libertado para o vaso 2 aqui a válvula 8 é aberta. A libertação da pressão no vaso de reacção 3 fica completa quando a pressão tenho caído para 2-5°C. A válvula 8 é então fechada. A massa hidrolizada no vaso de reacção 3 é então transferida para o vaso de reacção 4 aqui a válvula 9 é aberta e o vaso de reacção 3 é esvaziado. 3 A matéria orgânica no vaso de reacção 2, o qual foi pré-aquecido a cerca de 120-140°C, é transferida do vaso de reacção 2 para o 3aqui a válvula 10 é aberta. A diferença de pressão entre o vaso de reacção 2 e o 3 esta na casa dos 2-4° de momento a válvula lOestá aberta. A transferência pode também tomar lugar com a ajuda de uma bomba. A válvula 10 é mantida aberta até que se atinja o nível certo no vaso de reacção. A válvula 10 é então fechada. O fluxo é conduzido para o vaso de reacção 3 mantendo a válvula 11 aberta até que a pressão/temperatura seja atingida, por exemplo, 10-25°. A válvula 11 é então fechada. Quando o tempo processo acaba (por exemplo, 5-60 minutos), a válvula 8 é aberta e o fluxo é liberto para o vaso de reacção 2 de forma a aquecer a massa. Entretanto, o vaso de reacção 2 é enchido com matéria orgânica e opcionalmente com água. A válvula 8 pode permanecer aberta até que a pressão seja tão grande no vaso de reacção 2 quanto no vaso de reacção 3, e subsequentemente fechado. A válvula 8 pode também ser fechada quando a pressão no vaso de reacção 3 está no nível desejado, se esta pressão é maior que a pressão reguladora. A válvula 9 é então aberta e a massa hidrolizada é transferida para o vaso de reacção 4 devido à diferença de pressão entre o vaso de reacção 3 e o 4. Esta diferença de pressão está na ordem dos 2-4°. A massa irá então ser sujeita à explosão de um fluxo o qual irá mais tarde fragmentá-la. O processo é repetido desta vez uma nova quantidade de matéria orgânica e opcionalmente água são conduzidas para o vaso de reacção 1 através da válvula 5. A hidrólise chega ao vaso de reacção 4 a uma temperatura de cerca de 100°C. A hidrólise pode, se for desejado, ser arrefecida e a alimentação de massa pode ser pré-aquecida em cerca dos 80-90°C, por exemplo, aqui a hidrólise do vaso de reacção 4 é permutada com a alimentação da massa para vaso de reacção 1. Um permutador de calor para este género irá então tomar lugar a uma temperatura na qual os problemas com sujidade sejam menores.

Lisboa, 17 de Agosto de 2000.

Pela Requerente O Agente Oficial

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Claims (3)

1. REIVINDICAÇÕES: 1. 0 método de hidrólise de matéria orgânica sob condições de redução, consiste nos seguintes passos: a) uma mistura de matéria orgânica pré-aquecida e água opcional é conduzida para um vaso de reacção à montante (2), onde é aquecida mais tarde nesse vapor, é fornecida de um vaso de reacção à jusante (3) possuindo uma maior pressão, aqui uma válvula (8) entre os vasos de reacção (2,3) é aberta; b) a válvula (8) é fechada quando a pressão no vaso de reacção à jusante (3) atinge um valor predeterminado ou a diferença de pressão entre os vasos de reacção (2,3) é aproximadamente igual a zero; c) a pressão no vaso de reacção à jusante (3) é depois reduzida com a ajuda de válvula (9); d) a mistura da matéria orgânica no vaso de reacção à montante (2) é transferida para o vaso à jusante (3) através da diferença de temperatura entre os vasos (2,3), ou com a ajuda de uma bomba; e) o vaso de reacção à jusante (3) é repressurizado juntando vapor; f) os passos a) -e) são repetidos.
2. 2. O método da reivindicação 1, caracteriza a pressão no vaso de reacção à jusante (3), a pressão liberta é de 10-25°.
3. 3. O método das reivindicações 1-2, caracteriza a pressão no vaso de reacção à montante (2) é cerca de 2-4° após a libertação da pressão do vaso de reacção à jusante (3). Lisboa, 17 de Agosto de 2000. Pelo Requerente O Agente Oficial Conçalo da C'

   Ferreira Oficial de KM250"BSBO^ 1