WO2020070343A1 - Procedimiento de pirólisis con descompresión rápida - Google Patents

Procedimiento de pirólisis con descompresión rápida

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WO2020070343A1
WO2020070343A1 PCT/ES2018/000072 ES2018000072W WO2020070343A1 WO 2020070343 A1 WO2020070343 A1 WO 2020070343A1 ES 2018000072 W ES2018000072 W ES 2018000072W WO 2020070343 A1 WO2020070343 A1 WO 2020070343A1
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injected
pyrolysis
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PCT/ES2018/000072
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Juan Sebastián COLLADO ALMANSA
José Antonio CARRERA VARELA
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Evoluciones Tecnológicas Madrileñas, S. L.
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/28—Other processes
    • C10B47/32—Other processes in ovens with mechanical conveying means
    • C10B47/44—Other processes in ovens with mechanical conveying means with conveyor-screws
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/18—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with moving charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal

Definitions

  • the present invention refers to a procedure for obtaining liquid and gaseous hydrocarbons from solid organic compounds, to the apparatus and auxiliary equipment necessary for carrying out said procedure.
  • the present invention refers to a new pyrolysis process by heating, compression and decompression of solid organic compounds, which makes it possible to significantly shorten the time used by current pyrolysis methods to obtain liquid and gaseous hydrocarbons.
  • organic compound is meant a chemical compound that contains carbon, forming carbon-carbon and carbon-hydrogen bonds.
  • the new procedure that we present allows to permanently control the pressure and temperature of the process, indicating when the optimum values of pressure (between 20 and 250 Atm) and temperature (between 250 and 650 oC) are reached to produce the thermal decomposition of the processed materials .
  • the solid materials processed by the extruder screw are mixed and crushed at high pressure and temperature until the partial homogenization in humidity, grain size and chemical composition of these materials is achieved. Once homogenized and due to the heating process to which they are subjected, the processed solid materials change to a liquid-viscous state.
  • Partially homogenizing the processed materials in humidity, particle size and chemical composition allows us to calculate the residence time of the compound injected in the vaporization chamber, as well as the temperature of said chamber. In this way we establish the optimal physical conditions, in which the vaporization reaction must be carried out during pyrolysis.
  • the meaning "partially homogeneous" implies that the intensive properties are maintained in all the compounds of the processed materials, observing a single phase. Intensive properties are those that do not depend on the amount of substance or the size of a system, so its value remains unchanged by subdividing the initial system into several subsystems.
  • Non-limiting examples of observable intensive properties in the solid of the present invention are: specific heat, density, hardness, concentration, melting point, ductility or malleability.
  • the second change of state from viscous liquid to gaseous state, occurs due to the thermal decomposition of the processed materials, in this stage the pyrolysis gases are generated. These materials are in a viscous liquid state and decompose as a pyrolysis gas.
  • the third change of state, from gaseous to liquid, occurs through the condensation of part of the pyrolytic gases obtained in condensed hydrocarbons.
  • the new method reduces to a minimum the pretreatment of the different materials and processed waste, such as particle size reduction and humidity reduction.
  • the process is carried out uninterruptedly, with a practically zero range of emissions and does not require the addition of any chemical substance, or of any other nature.
  • the only residues resulting from the process are inert (inorganic) materials, which could not be thermally decomposed.
  • the starting materials used in the present invention are non-hazardous materials and wastes of an organic nature.
  • these waste streams preferably come from solid waste treatment plants, both urban and industrial. They can also come directly from industrial, agricultural, forestry or maritime productive activity.
  • Waste means any substance or object from which its holder discards or from which it has the intention or obligation to dispose of. In any case, those that appear in the European Waste Catalog (CER), approved by the Community Institutions contemplated in decision 2000/532 / EC, will have this consideration.
  • CER European Waste Catalog
  • urban or municipal waste is understood to be that generated in private homes, businesses, offices and services, as well as all those that are not classified as hazardous and that, due to their nature or composition, can be assimilated to those produced In the above places or activities, the following will also be considered as urban waste: waste from cleaning public roads, green areas, recreational areas and beaches, dead pets, as well as furniture, mattresses and fixtures, waste and debris minor construction and home repair works.
  • Figure 1 Shows a vertical section of the pyrolytic reactor with the recirculation system shutoff valve open.
  • Figure 2 Shows a horizontal section of the pyrolytic reactor with the recirculation system shutoff valve open and the auxiliary equipment necessary to carry out the process.
  • Temperature measurement sensors 10a Temperature measurement sensor 1 in high pressure zone 8
  • the starting materials used in the present invention are non-hazardous materials and wastes of an organic nature.
  • these waste streams preferably come from waste treatment plants, both urban and industrial.
  • Processed materials can also come directly from any industrial, agricultural, marine or forestry productive activity.
  • the materials to be processed are introduced by means of the extrusion forced feeding system (34) into the feeding opening (31) located after the gas outlet zone (11) of the pyrolytic reactor (6).
  • the extrusion forced feeding system (34) guarantees the absence of oxygen input during the continuous pressure loading operation.
  • Screw extruder (2) driven by the motor (5) pushes, rubs, mixes and crushes the materials while they advance towards the high pressure zone (8), where the closing and decompression valve (1) is closed, forcing the processed waste to go back and resume again and again the mixing and crushing processes at high pressure and temperature until the partial homogenization in humidity, grain size and chemical composition of the processed materials is achieved.
  • valve (1) When the pressure probes (9a and 9b) and temperature (10a and 10b) installed in the high pressure zone (8) indicate that the pressure (between 20 and 250 Atm.) And the temperature (between 250 and 650 oC) are reached ) required for the decompression pyrolysis process, the valve (1) is opened and the processed waste enters through the orifices (7a and 7b) advancing through the recirculation ducts (3a and 3b), towards the outlets that lead to the area main vaporization.
  • the outlets to the main vaporization zone (12) are regulated by the shut-off and injection valves (4a and 4b).
  • the pressure probes (9c and 9d) and temperature (10c and lOd) installed in the recirculation circuits (3a and 3b) next to the shut-off and injection valves (4a and 4b) indicate that the pressure is reached (between 20 and 250 Atm) and the temperature (between 250 and 650 oC) required for the decompression pyrolysis process, the shut-off and injection valves (4a and 4b) are opened and the processed materials are injected into the vaporization zone.
  • the processed materials injected into the main vaporization zone are instantly subjected to a drastic drop in pressure (between 20 and 250 Atm at 1 Atm) causing a generation of pyrolysis gases fast, significantly increasing the rate of vaporization in the thermal decomposition processes of organic compounds, in the absence of oxygen.
  • the safety valves (35a and 35b) are located at the end of the recirculation circuits (3a and 3b), which, if necessary, allow the internal pressure of the recirculation circuits to be reduced.
  • the partial homogenization of the materials and compounds processed in humidity, grain size and chemical composition allows us to calculate the residence time of the compound injected in the main vaporization chamber and the temperature of said chamber. In this way we establish the optimal physical conditions, in which the vaporization reaction must be carried out during pyrolysis.
  • the injected material that has not been vaporized is collected by the section of the extruder screw (13) and is reintroduced into the main vaporization zone, while it is transported again to the high pressure zone (8) to repeat the process. Said materials mix with the new materials that are introduced through the feed inlet (11), causing a much more efficient enthalpy exchange between the hot material that returns to the process and the new cold material that starts the process.
  • the section of the extruder screw (13) in the main vaporization zone replaces the metal propellers with cylindrical blades that collect the material injected into the pyrolysis chamber that has not been vaporized and re-subject it to the vaporization process, while transported to the high pressure zone to resume the pyrolysis process.
  • the hydrocarbons in the gaseous state resulting from the thermal decomposition of the waste processed in the different zones of the pyrolytic reactor are extracted through the gas outlet duct (11), by means of a gas extraction turbine (15) interposed between the reactor and the condensation system.
  • the extracted gases run through the sealed condensation system (17) where a drastic change in temperature occurs, which allows condensation of the extracted gases in the form of condensed hydrocarbons.
  • the condensed hydrocarbons obtained leave the condenser (17) through the outlet (32) and are sent to the tank (33).
  • the non-condensable gaseous hydrocarbons leave the condensation system (17) through the outlet (18) and are directed through the conduit (19) to a cyclone (20), for a first purification of the non-condensed gases, where part of impurities suspended by gravity. Once the gases are treated, they are directed through the conduit (21) to a second filter system (22), for the purification of suspended impurities by means of filtering. Once the impurity-free non-condensable gases are purified, they are directed through the conduit ( 23) to the gas compressor (24), which compresses them and sends them through the conduit (25), to the compressed gas storage tank (26).
  • a part of the gaseous hydrocarbons compressed and stored in the tank (26) are sent through the conduit (29) to the systems of heating (30a and 30b) implanted in the pyrolytic reactor (30a) and in the vaporization chamber (30b).
  • Another part of the gaseous hydrocarbons compressed and stored in the tank (26) can be used to generate electrical energy, by any of the means known to the person skilled in the art to supply the drive system (5) of the extruder screw (2) .
  • the remaining part of the gaseous hydrocarbons compressed and stored in the tank (26) can be directly commercialized or destined to the generation of energy for their commercialization.

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Abstract

La presente invención se refiere a un procedimiento para ¡a obtención de hidrocarburos líquidos y gaseosos a partir de compuestos orgánicos sólidos, al aparato y a los equipos auxiliares necesarios para la realización de dicho procedimiento. Particularmente se refiere a un procedimiento para producir hidrocarburos líquidos y gaseosos, que comprende una fase de homogeneización en granulometría, humedad y composición química de los materiales procesados. Durante el procedimiento los materiales y residuos procesados se ven forzados a sufrir tres cambios de estado y son sometidos a presiones de hasta 250 Atmosferas.

Description

PROCEDIMIENTO DE PIRÓLISIS CON DESCOMPRESIÓN RÁPIDA
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de hidrocarburos líquidos y gaseosos a partir de compuestos orgánicos sólidos, al aparato y a los equipos auxiliares necesarios para la realización de dicho procedimiento ANTECEDENTES
Actualmente existen múltiples procedimientos de pirólisis para la obtención de hidrocarburos líquidos y gaseosos a partir de determinados materiales. Normalmente los materiales que se destinan a los procedimientos de pirólisis suelen ser materiales plásticos. También existen en el estado de la técnica varios procedimientos de pirólisis, principalmente destinados al tratamiento de biomasa, de neumáticos y de fracciones rechazo de residuos sólidos urbanos. Todos estos procedimientos necesitan reducir la granulometría y la humedad de los materiales que procesan, con un alto coste energético. Los procedimientos que no reducen la granulometría de los materiales que procesan, necesitan mucho más tiempo de proceso para lograr la descomposición térmica de dichos materiales.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento de pirólisis por calentamiento, compresión y descompresión de compuestos orgánicos sólidos, que permite acortar significativamente el tiempo empleado por los actuales métodos de pirólisis, para la obtención de hidrocarburos líquidos y gaseosos. En el ámbito de la presente invención, por compuesto orgánico se entiende, un compuesto químico que contiene carbono, formando enlaces carbono-carbono y carbono-hidrógeno.
El nuevo procedimiento que presentamos permite controlar permanentemente la presión y la temperatura del proceso, indicando cuando se alcanzan los valores óptimos de presión (entre 20 y 250 Atm) y temperatura (entre 250 y 650 ºC) para producir la descomposición térmica de los materiales procesados.
La descompresión drástica de presión (entre 20 y 200 Atm a 1 Atm) a la que se ven sometidos los materiales parcialmente homogeneizados que se pirolizan (a una temperatura de entre 250 y 650 ºC) y el aumento de la superficie de intercambio de calor, provocan una generación de gases muy rápida, acortando significativamente (entre un 30 y un 50%) el tiempo de vaporización en los procesos de pirólisis.
Durante el proceso de pirólisis con descompresión rápida, se producen tres cambios de estado en el material procesado. Los materiales sólidos procesados por el tornillo extrusor, se mezclan y trituran a alta presión y temperatura hasta que se consigue la homogeneización parcial en humedad, granulometría y composición química de dichos materiales. Una vez homogeneizados y debido al proceso de calentamiento al que se ven sometidos, los materiales sólidos procesados cambian a un estado líquido-viscoso.
Homogeneizar parcialmente los materiales procesados en humedad, granulometría y composición química, nos permite calcular el tiempo de residencia del compuesto inyectado en la cámara de vaporización, así como la temperatura de dicha cámara. De esa manera establecemos las condiciones físicas óptimas, en las que se debe realizar la reacción de vaporización durante la pirólisis. En el ámbito de la presente invención, la acepción, "parcialmente homogéneo" implica que se mantienen las propiedades intensivas en todos los compuestos de los materiales procesados, observándose una única fase. Las propiedades intensivas son aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia o del tamaño de un sistema, por lo que su valor permanece inalterable al subdividir el sistema inicial en varios subsistemas. Ejemplos no limitativos de propiedades intensivas observables en el sólido de la presente invención son: el calor específico, la densidad, la dureza, la concentración, el punto de fusión, la ductilidad o la maleabilidad.
El segundo cambio de estado, de líquido-viscoso a estado gaseoso, se produce debido a la descomposición térmica de los materiales procesados, en esta etapa se generan los gases de pirólisis. Dichos materiales se encuentran en estado líquido viscoso y se descomponen en forma de gas de pirólisis.
El tercer cambio de estado, de gaseoso a estado líquido, se produce mediante la condensación de parte de los gases pirolíticos obtenidos en hidrocarburos condensados.
El nuevo método reduce a índices mínimos el tratamiento previo de los diferentes materiales y residuos procesados, como son la reducción granulométrica y la reducción de humedad. El proceso se lleva a cabo de forma ininterrumpida, con un rango de emisiones prácticamente nulas y no precisa la adición de ninguna sustancia química, ni de ninguna otra naturaleza. Los únicos residuos resultantes del proceso son los materiales inertes (inorgánicos), que no han podido ser descompuestos térmicamente.
Parte del combustible obtenido durante el procedimiento, se utiliza en el proceso para aportar la energía necesaria, por medio de las numerosas tecnologías existentes y probadas, por lo que el nuevo método descrito, una vez iniciado, es energéticamente autosuficiente. Los materiales de partida que se emplean en la presente invención son materiales y residuos no peligrosos de naturaleza orgánica. En una realización particular, estos flujos de residuos provienen preferiblemente de las plantas de tratamiento de residuos sólidos, tanto urbanos, como industriales. También pueden provenir directamente de la actividad productiva industrial, agrícola, forestal o marítima.
Se entiende por "residuo" cualquier sustancia u objeto del cual su poseedor se desprenda o del que tenga la intención u obligación de desprenderse. En todo caso, tendrán esta consideración los que figuren en el Catálogo Europeo de Residuos (CER), aprobado por las Instituciones Comunitarias contemplado en la decisión 2000/532/CE. Además, se entiende por "residuos urbanos o municipales” los generados en los domicilios particulares, comercios, oficinas y servicios, así como todos aquellos que no tengan la calificación de peligrosos y que, debido a su naturaleza o composición, puedan asimilarse a los producidos en los anteriores lugares o actividades. Tendrán también la consideración de residuos urbanos los siguientes: residuos procedentes de la limpieza de vías públicas, zonas verdes, áreas recreativas y playas; animales domésticos muertos, así como muebles, colchones y enseres; residuos y escombros procedentes de obras menores de construcción y reparación domiciliaria.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1. Muestra una sección vertical del reactor pirolítico con la válvula de cierre del sistema de recirculación abierta.
Figura 2. Muestra una sección horizontal del reactor pirolítico con la válvula de cierre del sistema de recirculación abierta y los equipos auxiliares necesarios para la realización del proceso.
A la vista de las figuras 1 y 2, y de acuerdo con la numeración adoptada en ellas, se puede observar un ejemplo de realización preferente, no limitativo, de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se Indican y describen en detalle a continuación, habiéndose asignado a cada una de dichas partes y elementos las siguientes referencias numéricas:
1. Válvula de cierre principal
2. Tomillo extrusor
3. Circuitos de recirculación
3a Circuito de recirculación 1
3b Circuito de recirculación 2
4. Válvulas de cierre e inyección.
4a Válvula de cierre e inyección del circuito de recirculación 3a
4b Válvula de cierre e inyección del circuito de recirculación 3b
5. Equipo de accionamiento
6. Reactor de pirólisis
7. Entradas a circuito de recirculación
7a Entrada a circuito de recirculación 3a
7b Entrada a circuito de recirculación 3b
8. Zona de alta presión
9. Sensores de medición de presión
9a Sensor de medición de presión 1 de la zona de aita presión 8
9b Sensor de medición de presión 2 de la zona de alta presión 8
9c Sensor de medición de presión 3 del circuito de recirculación 3a
9d Sensor de medición de presión 4 del circuito de recirculación 3b
10. Sensores de medición de temperatura 10a Sensor de medición de temperatura 1 en la zona de alta presión 8
10b Sensor de medición de temperatura 2 en la zona de alta presión 8
10c Sensor de medición de temperatura 3 en el circuito de recirculación
3a
10d Sensor de medición de temperatura 4 en el circuito de recirculación
3b
11. Salida de gases de pirólisis
12. Zona de vaporización principal
13. Zona del tornillo extrusor con bastones
14. Conducto de salida de gases de pirólisis
15. Turbina de extracción de gases de pirólisis
16. Conducto de salida de gases de pirólisis
17. Sistema de condensación de gases de pirólisis
18. Salida de gases pirolíticos no condensables
19. Conducto de salida de gases pirolíticos no condensables
20. Ciclón de depuración de gases pirolíticos no condensables
21. Conducto de transporte de gases pirolíticos no condensables
22. Sistema de filtrado de gases pirolíticos no condensables
23. Conducto de transporte de gases pirolíticos no condensables
24. Compresor de gases pirolíticos no condensable
25. Conducto de gases pirolíticos comprimido
26. Depósito de gases pirolíticos comprimido
27. Salida de gases comprimido
28. Salida de gases comprimidos al sistema de calentamiento del reactor pirolítico
29. Conducto de transporte de gases comprimidos al sistema de
calentamiento del reactor pirolítico 30. Sistema de calentamiento del reactor pirolítico
30a Sistema de calentamiento del reactor pirolítico
30b Sistema de calentamiento de la zona de vaporización
31. Entrada de materiales a! reactor pirolítico
32. Salida de hidrocarburos condensados
33. Depósito de hidrocarburos condensados
34. Sistema de alimentación forzada
35. Válvulas de seguridad
35a Válvula de seguridad 1 del circuito de recirculación 3a
35b Válvula de seguridad 2 del circuito de recirculación 3b
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
MATERIALES DE PARTIDA
Los materiales de partida que se emplean en la presente invención son materiales y residuos no peligrosos de naturaleza orgánica. En una realización particular, estos flujos de residuos provienen preferiblemente de las plantas de tratamiento de residuos, tanto urbanos, como industriales. Los materiales procesados también pueden provenir directamente de cualquier actividad productiva industrial, agrícola, marina o forestal. PROCEDIMIENTO DE PIRÓLISIS
Los materiales que van a ser procesados son introducidos mediante el sistema de alimentación forzada por extrusión (34) en la apertura de alimentación (31) situada a continuación de la zona de salida de gases (11) dei reactor pirolítico (6). El sistema de alimentación forzada por extrusión (34) garantiza la ausencia de entrada de oxígeno durante la operación de carga continua a presión. El tornillo extrusor (2) accionado por el motor (5) empuja, fricciona, mezcla y tritura los materiales mientras van avanzando hacia la zona de alta presión (8), donde la válvula de cierre y descompresión (1) se encuentra cerrada, obligando a los residuos procesados a volver hacia atrás y retomar una y otra vez los procesos de mezcla y trituración a alta presión y temperatura hasta que se consigue la homogeneización parcial en humedad, granulometría y composición química de los materiales procesados.
Cuando las sondas de presión (9a y 9b) y temperatura (10a y 10b) instaladas en la zona de alta presión (8) indican que se alcanzan la presión (entre 20 y 250 Atm.) y la temperatura (entre 250 y 650 ºC) requerida para el proceso de pirólisis por descompresión, se abre la válvula (1) y los residuos procesados entran por los orificios (7a y 7b) avanzando por los conductos de recirculación (3a y 3b), hacia las salidas que conducen a la zona de vaporización principal.
Mientras los residuos homogeneizados avanzan por los conductos de recirculación (3a y 3b) son sometidos por el sistema de calentamiento (30.a) instalado, a una temperatura de entre 250 ºC y 650 ºC, favoreciendo la descomposición térmica de los residuos procesados.
Las salidas a la zona de vaporización principal (12) se encuentran reguladas por las válvulas de cierre e inyección (4a y 4b). Cuando las sondas de presión (9c y 9d) y temperatura (10c y lOd) instaladas en los circuitos de recirculación (3a y 3b) junto a las válvulas de cierre e inyección (4a y 4b) indican que se alcanzan la presión (entre 20 y 250 Atm) y la temperatura (entre 250 y 650 ºC) requerida para el proceso de pirólisis por descompresión, se abren las válvulas de cierre e inyección (4a y 4b) y los materiales procesados son inyectados en la zona de vaporización. Los materiales procesados inyectados en la zona de vaporización principal se ven sometidos instantáneamente a un descenso drástico de presión (entre 20 y 250 Atm a 1 Atm) provocando una generación de gases de pirólisis rápida aumentando significativamente la velocidad de vaporización en los procesos de descomposición térmica de los compuestos orgánicos, en ausencia de oxígeno.
Para garantizar la seguridad del proceso, al final de los circuitos de recirculación (3a y 3b) se encuentran situadas las válvulas de seguridad (35a y 35b), que en caso necesario permiten disminuir la presión interna de los circuitos de recirculación.
Con el fin de maximizar el rendimiento, en el procedimiento aumentamos la superficie de intercambio de calor durante la fase de vaporización, inyectando en la zona de vaporización principal (12) los materiales y compuestos procesados, en forma de láminas de entre 3 y 10 milímetros de espesor, mediante las válvulas de cierre e inyección (4a y 4b).
La homogeneización parcial de los materiales y compuestos procesados en humedad, granulometría y composición química, nos permite calcular el tiempo de residencia del compuesto inyectado en la cámara de vaporización principal y ia temperatura de dicha cámara. De esa manera establecemos las condiciones físicas óptimas, en las que se debe realizar la reacción de vaporización durante la pirólisis.
Ei material inyectado que no se ha vaporizado es recogido por ia sección del tornillo extrusor (13) y es reintroducido en la zona de vaporización principal, mientras es transportado nuevamente hacia la zona de alta presión (8) para repetir el proceso. Dichos materiales se mezclan con los nuevos materiales que se introducen por la entrada de alimentación (11), provocando un intercambio de entalpia mucho más eficiente entre el material caliente que retorna al proceso y el nuevo material frío que inicia el proceso. La sección del tornillo extrusor (13) en la zona de vaporización principal sustituye las hélices metálicas, por unas paletas cilindricas que recogen el material inyectado en la cámara de pirólisis que no se ha vaporizado y lo vuelve a someter al proceso de vaporización, mientras es transportado hacia la zona de alta presión para retomar el proceso de pirólisis.
Los hidrocarburos en estado gaseoso resultantes de la descomposición térmica de los residuos procesados en las distintas zonas del reactor pirolítico son extraídos por el conducto de salidas de gases (11), mediante una turbina de extracción de gases (15) interpuesta entre el reactor y el sistema de condensación.
Los gases extraídos recorren el sistema estanco de condensación (17) donde se produce un cambio drástico de temperatura, que permite la condensación de los gases extraídos en forma de hidrocarburos condensados. Los hidrocarburos condensados obtenidos salen del condensador (17) por la salida (32) y se envían al depósito (33).
Los hidrocarburos gaseosos no condensables salen del sistema de condensación (17) por la salida (18) y son dirigidos por el conducto (19) a un ciclón (20), para una primera depuración de los gases no condensados, donde se eliminan parte de las impurezas en suspensión por gravedad. Una vez tratados los gases son dirigidos por el conducto (21) a un segundo sistema filtros (22), para la depuración de impurezas en suspensión por medio de filtrado, Una vez depurados los gases no condensables libres de impurezas son dirigidos mediante el conducto (23) al compresor de gases (24), que los comprime y los envía por el conducto (25), hacia el depósito de almacenamiento de gases comprimidos (26).
Una parte de los hidrocarburos gaseosos comprimidos y almacenados en el depósito (26) son enviados mediante el conducto (29) hacia los sistemas de calentamiento (30a y 30b) implantados en el reactor pirolítico (30a) y en la cámara de vaporización (30b).
Otra parte de los hidrocarburos gaseosos comprimidos y almacenados en el depósito (26) pueden ser empleados para generar energía eléctrica, por cualquiera de los medios conocidos por el experto en la materia para alimentar el sistema de accionamiento (5) del tornillo extrusor (2).
La parte restante de los hidrocarburos gaseosos comprimidos y almacenados en el depósito (26) pueden ser directamente comercializados o destinados a la generación de energía para su comercialización.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la obtención de hidrocarburos líquidos y gaseosos a partir de compuestos orgánicos, en el que dichos compuestos son procesados e inyectados en la zona de vaporización principal, sometiéndolos a un descenso drástico de presión comprendido entre 20 y 250 Atm a 1 Atm y a una temperatura entre 250 y 650 ºC provocando una generación de gases de pirólisis rápida.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual los materiales de partida no reciben ningún tipo de tratamiento previo antes de su procesamiento.
3. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el cual los materiales procesados son homogeneizados parcialmente en humedad, granulometría y composición química antes de inyectarse en la zona de vaporización principal.
4. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los materiales procesados se ven sometidos a tres cambios de estado.
5. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual se controla en todo momento la presión y la temperatura del proceso.
6. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los materiales procesados son inyectados en la zona de vaporización principal, en forma de láminas de entre 3 y 10 milímetros de espesor, aumentando la superficie de vaporización del material procesado.
7. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en el que los materiales inyectados que no se han descompuesto térmicamente en la zona de vaporización principal son recogidos por la sección tornillo extrusor (13), que ios vuelve a someter al proceso de vaporización mientras son transportados hacia la zona de alta presión para retomar el proceso de pirólisis.
8. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en el que los materiales que no se han vaporizado en la zona de vaporización principal son recogidos por el tornillo extrusor y se mezclan con los nuevos residuos que entran para ser procesados, mejorando el intercambio entálpico del procedimiento.
9. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en el que el proceso es autosuficiente energéticamente.
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