ES2586582T3 - Aparato y métodos para tratamiento de residuos - Google Patents

Abstract

Un proceso para tratamiento de residuos que comprende: introducir residuos en una cámara (24), calentar el residuo a una temperatura elevada para efectuar la pirólisis del residuo, después como paso siguiente introducir oxígeno en la cámara para efectuar la combustión del residuo sin calentamiento o enfriamiento separado específico de la cámara, y enjuagar el residuo quemado de la cámara con agua, en el que la temperatura para efectuar pirólisis está entre 400-700°C y la temperatura para efectuar la combustión es al menos 400°C.

Description

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DESCRIPCION

Aparato y metodos para tratamiento de residuos

La presente invencion se relaciona con un aparato y metodo para tratamiento de residuos, en particular un aparato y metodo para tratamiento de residuos de un rango de fuentes, que incluyen instalaciones comerciales y residencias domesticas y de ocupacion multiple.

La pirolisis para la eliminacion de residuos (sanitarios) domesticos es conocida del documento WO 00/20801. Se instalan pequenas unidades de pirolisis en barcos para procesar cantidades menores de residuos sanitarios. Estas unidades usan un proceso de multipasos, que requieren una bomba de vaclo para evacuar el aire antes de iniciar la pirolisis y para evacuar activamente residuos de la unidad que sigue el tratamiento de basura. Adicionalmente para procesar unicamente cantidades pequenas de residuos sanitarios homologos, se situan las unidades en estrecha proximidad al usuario, usualmente dentro de un cublculo de bano.

Las pirolisis industriales de escala mayor de residuos se conocen a partir de, entre otros, los documentos US 2004/0168621, EP 0724008, EP 692677, EP 0505278, y EP 0610120. Las plantas de pirolisis de tamano industrial requieren llevar los residuos a ellas. Operan continuamente a temperaturas altas y debido a exposicion instantanea a estas temperaturas altas y tipos de residuos que son procesados, estas plantas tienden a producir grandes cantidades de gases nocivos, incluyendo dioxinas. Estos gases de salida son tlpicamente pasados a una camara de combustion. Los gases de escape de esta camara son entonces opcionalmente sometidos a procesamiento adicional antes de la liberation a la atmosfera, o pueden ser desviados para suministrar calor dentro de la unidad.

La pirolisis de escala menor es tambien conocida a partir de, entre otros, de los documentos; JP 2005140346, JP 2002081623, JP 2001062437, JP 60105815, EP 1371713, US 3779182, WO 02/40618, GB 2289324, y GB 2310485.

La pirolisis tambien se conoce en relation con hornos domesticos, por ejemplo un mecanismo de autolimpieza del documento US 2005/0145241.

Como se noto anteriormente, el documento WO 00/20801 divulga una unidad de eliminacion de residuos sanitarios. En el uso, el residuo es introducido entre una camara de tratamiento que es entonces evacuado y calentado a aproximadamente 300-500 °C. La camara es entonces enfriada a aproximadamente 150 °C y se introduce la cantidad de aire en la camara despues de lo cual se quema el material de residuo carbonizado parcialmente. Los productos de la combustion son entonces removidos de la camara.

El documento US 5713290 describe un horno de combustion para residuos combustibles, donde el residuo es quemado en varias camaras de combustion dentro de un cuerpo principal. Esto permite a un artefacto de coccion ser calentado. El humo generado por el horno acertado siendo dispersado por un artefacto de aspersion y filtration.

El documento US 5363777 describe un aparato de tratamiento de residuos para quemar residuos que tambien comprende una section de recombustion para quemar despues los productos de combustion gaseosa producidos. Se posiciona un catalizador en un pasaje de gas entre la seccion de recombustion y un extractor de aire.

El documento US 4706560 describe aparatos para el tratamiento de basuras domesticas para convertirlas en un solido, sin residuos putrescibles e inodoros de peso y volumen reducido. El aparato comprende un cilindro de proceso en el cual la basura es compactada y calentada de tal manera que se evaporan y remueven cualquier llquido contenido en esta.

El documento US 2005/223954 describe un aparato y metodo para tratar cantidades pequenas de materiales de residuos organicos que pueden contener algunos materiales inorganicos en una forma amigable ecologicamente. El aparato incluye un sistema de calentamiento y un sistema de procesamiento de gas de salida, que convierte los residuos en solidos benignos y gases no daninos.

La eliminacion de residuos municipales es un problema creciente, con la mayorla de este tipo de residuos que se entierran en vertederos. Una necesidad para reducir el volumen de los residuos para su eliminacion esta conduciendo a un aumento del deseo de reciclar. Con respecto a residuos domesticos esto requiere un nivel de cumplimiento de los residentes y tiene varios niveles de exito.

Las locaciones adecuadas para nuevos vertederos son relativamente poco comunes debido a los estrictos requerimientos hidrogeologicos, evitar la contamination de la capa freatica y otras consideraciones ambientales. En resumen, existe una creciente escasez de lugares de enterramiento de residuos adecuados y una necesidad urgente para metodos alternativos de eliminacion de residuos.

La incineration es una de las alternativas mas ampliamente usadas en cambio de verter, sin embargo, esto requiere la production de plantas industriales de gran escala, un proceso que consume tiempo y es costoso. Adicionalmente, la opinion publica esta usualmente contra la construction de estas plantas, particularmente en base a objeciones a la liberacion de gases en el area local. Los humos producidos por la combustion de residuos son inevitables y requieren la incorporation de mecanismos de procesamiento de gas complejo para remover los contaminantes.

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La pirolisis de residuos es una alternativa al vertimiento e incineracion, pero requiere la operacion continua de plantas de pirolisis industriales. Los residuos deben ser recolectados y transportados a estas plantas antes de ser procesados. Se producen comunmente debido a la heterogeneidad de residuos que se procesan y las emisiones toxicas de temperaturas pirollticas altas. No es deseable liberar estos a la atmosfera y asl, como para las plantas de incineracion, deben ser incorporados los sistemas de procesamiento de gas complejo deben ser incorporados en las plantas.

Es un objeto de la invencion proporcionar un proceso y aparato para tratar residuos en sitio en una escala domestica y domestica grande. Es un objeto de las realizaciones especlficas de la invencion hacerlo para residencias de ocupacion multiple y tambien en las residencias domesticas individuales y empresas comerciales tales como supermercados y restaurantes. Un objeto adicional es reducir y/o eliminar el transporte de residuos y evitar que los residuos terminen como vertedero, permitiendo a las autoridades locales satisfacer los requerimientos de las directivas de reciclaje. Aun otro objeto adicional de la invencion es permitir mayor eficiencia en la recoleccion de materiales reciclables, mejorar el cumplimiento publico al facilitar el proceso de reciclaje.

En consecuencia, la invencion proporciona un proceso para tratamiento de residuos que comprende:- introducir residuos en una camara,

calentar los residuos a una temperatura elevada para efectuar la pirolisis de los residuos, despues como el siguiente paso

introducir oxlgeno en la camara para efectuar la combustion del residuo sin calentamiento separado especlfico o enfriamiento de la camara, y

purgar el residuo quemado de la camara con agua,

en el que la temperatura para efectuar pirolisis esta entre 400-700°C y la temperatura para efectuar combustion es al menos 400°C.

La invencion tambien proporciona un aparato de pirolisis que comprende:- una camara (24) sellable,

una zona (19) de tratamiento de residuos en la camara, un puerto (3) para introducir residuos en la camara, un puerto (21) para la salida de residuos tratados, un elemento (6) de calentamiento, y

un sistema de control configurado para llevar a cabo un proceso de acuerdo con un metodo de la invencion.

Se describe aqul un proceso para tratamiento de residuos y aparatos para llevar a cabo el tratamiento de residuos por medio de una combinacion de pirolisis y pasos de combustion, el proceso de aparato incorpora uno o mas, en una y todas las combinaciones, o todas las versiones del proceso y aparatos descritos aqul.

Tambien se divulga aqul un proceso para tratamiento de residuos por pirolisis y combustion, en el que el residuo tratado es drenado a traves de una rejilla para atrapar materiales reciclables. Los aparatos divulgados aqul comprenden una camara de pirolisis que tiene una rejilla entre una zona tratamiento residuo y una salida de la camara.

Un aspecto de la invencion comprende pirolisis de residuos a una temperatura desde 400-700°C.

Adicionalmente, se describe aqul la disolucion de gases de salida generados por pirolisis y combustion en una solucion y eliminacion de la solucion, por ejemplo en una alcantarilla. El aparato divulgado aqul comprende un tanque que contiene una solucion de tratamiento de gas, un orificio de escape para la salida de gases de la camara de pirolisis y un conducto dispuesto en combinacion con el tanque tal que los gases que salen de la camara son disueltos en la solucion, que luego pueden ser eliminados.

Tambien se divulga aqul la introduccion de agua dentro de la camara como vapor sobrecalentado tanto para que fluya hacia afuera el material tratado como para limpiar la camara. El aparato divulgado aqul comprende tuberlas en paredes de la camara a traves de las cuales entra agua para uso a la camara, el agua que es calentada por las paredes calientes de la camara y que entra a la camara como vapor super calentado.

Tambien se divulga aqul la separacion de residuos reciclables de residuos no reciclables en residuos mixtos, que comprende el tratamiento de residuos no reciclables en el residuo mixto por pirolisis y combustion, y expulsar los residuos no reciclables tratados mientras se retienen los residuos reciclables.

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Adicionalmente, se divulga aqul un aparato de pirolisis modular y combustion, que es independiente y comprende enchufes para la conexion a un suministro de electricidad, a un suministro de agua, y a un sistema de alcantarillado.

Tambien se divulga aqul un aparato de pirolisis y combustion que tiene una camara con un volumen en el rango de 0.01-0.5m3.

En mas detalle, se divulga aqul un proceso para el tratamiento de residuos que comprende la introduccion de residuos en una camara, calentando el residuo a una temperatura elevada para efectuar la pirolisis del residuo, introducir oxlgeno en una camara para efectuar la combustion del residuo, y la purga del residuo quemado de la camara con agua, en el que el residuo quemado es drenado a traves de una rejilla para atrapar materiales reciclables. El residuo tratado es principalmente ceniza fina y es facil de drenar a traves de la rejilla y expulsado por ejemplo a una alcantarilla u otro curso de agua. Los residuos son tratados de este modo en el sitio.

La rejilla puede ser localizada afuera de la camara, por ejemplo entre una salida de la camara y una entrada en el curso del agua. Pero, esta preferiblemente localizada en la camara, formando convenientemente una o parte de un estante, y el metodo puede comprender ubicar el residuo introducido en la camara en la rejilla.

El metodo habilita la separation del residuo reciclable, y puede por lo tanto comprender transferencia de material reciclable de la parrilla a un receptaculo exterior de la camara. El material reciclable recolectado puede ser retirado para reciclar nuevamente, evitando el uso innecesario de rellenos sanitarios. El termino "residuo reciclable" aqul se refiere a materiales reciclables comunmente que no son reducidos a ceniza siguiendo un ciclo de tratamiento de residuos de la invention; tlpicamente estos materiales son metal y vidrio.

La rejilla es por lo tanto preferiblemente movible, y el metodo preferiblemente comprende mover la rejilla entre una primera position en la cual la rejilla atrapa el material reciclable y una segunda position en la cual el material reciclable puede ser transferido a un receptaculo. La rejilla puede as! facilmente, y de manera opcional automaticamente, ser vaciada, ya sea una vez por un ciclo de pirolisis o despues de varios ciclos de tratamiento de residuo. Para conveniencia del operador, la rejilla puede ser operada a traves de un sistema de control, tal como uno asociado con monitoreo automatico y operation del aparato.

En una realization adicional, el metodo comprende agitar la rejilla durante la pirolisis del residuo. Esto puede asistir la transferencia de calor en el medio de residuos y as! asistir pirolisis mas completa de todos los residuos en la camara.

El aparato de pirolisis y combustion puede comprender una camara sellable, una zona de tratamiento de residuo en la camara, un puerto para introducir residuo en la camara, un puerto para la salida del residuo tratado, un elemento de calentamiento, y una rejilla entre la zona de tratamiento de residuo y el puerto de salida. En uso, el material no tratado, que contiene generalmente una alta proportion de material reciclable, tal como vidrio y metal, es atrapado y no fluye hacia fuera pero en cambio puede ser reciclado.

Adecuadamente, la rejilla forma un estante a traves de la camara para soportar el residuo que es tratado. La rejilla tambien puede ser o ser parte de una cesta en la camara. La rejilla puede as! ser usada para localizar y/o mantener los residuos en la zona de tratamiento durante la pirolisis. En un aparato descrito en mas detalle abajo, la rejilla forma un estante hacia el fondo de la camara y un poco elevado del piso de la camara. Los residuos se encuentran en y son soportados por el estante. Despues del tratamiento por pirolisis y combustion el agua hace fluir la ceniza resultante a traves de la rejilla en el suelo y despues fuera de la camara, las partlculas grandes tlpicamente de material no degradado, son atrapadas. El suelo esta generalmente en angulo hacia abajo hacia un puerto de salida con valvula donde el agua sale de la cama.

La rejilla es preferiblemente movible entre una primera posicion en la que atrapa material no degradado durante el flujo de la camara y una segunda posicion en la cual el material no degradado puede ser transferido a un receptaculo fuera de la camara. Esto facilita el vaciado de los materiales reciclables de la camara.

Un aparato de control para mover la rejilla entre las posiciones primera y segunda, se puede asociar con un mecanismo para agitation de la rejilla con la rejilla.

Un proposito de la rejilla es atrapar el material en partlculas y no admitirlo en el curso del agua, mientras permite que el residuo de cenizas fluya hacia afuera facilmente. Con este fin, la rejilla puede comprender una pluralidad de aberturas de tamano de 15 mm o menores en diametro, 10 mm o menores en diametro, 7 mm o menores en diametro o 5mm o menores en diametro. En una realizacion particular, la rejilla comprende una pluralidad de aberturas de tamano de aproximadamente 3 mm en diametro. Generalmente las aberturas pueden ser de cualquier forma, aunque aberturas redondas o cuadradas son mas tlpicas. Las aberturas de la rejilla no deben ser tan finas que esten obstruidas en uso por el residuo de ceniza del ciclo de tratamiento de residuos, y por lo que son preferiblemente al menos 1 mm, mas preferiblemente al menos 2 mm en diametro.

El aparato tambien comprende una combination de dos o mas rejillas. Por ejemplo, puede haber una primera rejilla que tiene una pluralidad de aberturas de un primer tamano, y una segunda rejilla entre la primera rejilla y el puerto de salida y que tiene una pluralidad de aberturas de un segundo tamano, en la que el primer tamano es mas grande que el segundo tamano. Este segundo, rejilla de abertura pequena, con aberturas tlpicamente de 2 mm o mas, o 3

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mm o mas pequenas que aquellas de la primera, y ubicadas mas cercana a la salida del material atrapado separado de la camara en dos divisiones por tamano y pueden prevenir o reducir la obstruccion donde solo hay una. Las combinaciones de aberturas adecuadas son primera rejilla - 15 mm o menos, segunda rejilla - 10 mm o menos, preferiblemente 7 mm o menos, o primera rejilla - 12 mm o menos, segunda rejilla - 10 mm o menos, preferiblemente 7 mm o menos, o primera rejilla - 12 mm o menos, segunda rejilla - 7 mm o menos, preferiblemente 5 mm o menos.

La rejilla puede ser o formar parte de una cesta dentro de la camara y ser preferiblemente removible de la camara. Durante el uso, el residuo es ubicado convenientemente en el exterior de la cesta, que ahora sostiene el residuo, ubicado en la camara para ser tratado.

Un proceso para tratamiento de residuos divulgado aqul comprende la introduccion de residuos en una camara, calentando el residuo a una temperatura elevada para efectuar la pirolisis del residuo, la introduccion de oxlgeno en una camara para efectuar la combustion del residuo, y purgar el residuo quemado de la camara con agua, en el que la temperatura elevada para efectuar pirolisis es desde 400-700°C. Que opera a estas temperaturas con enfriamiento rapido de la camara y sus contenidos una vez el tratamiento es terminado y uso de un tiempo de ciclo de tratamiento corto relativamente tiende a evitar la formacion de algunos de los contaminantes mas nocivos asociados con las unidades de pirolisis estandar o las forman en un menor grado, mientras asegura que sustancialmente todos los residuos, otros distintos de los componentes reciclables, puedan ser tratados. Por lo tanto una ventaja divulgada aqul es que la depuracion de gases de salida puede ser llevada a cabo con emisiones en sitio reducidas, y los aparatos divulgados aqul pueden ser operados con gases de salida en el sitio, con emisiones cero sustancialmente, que son ventilados afuera del aparato, por ejemplo a traves de rejillas de ventilacion en el sistema de alcantarillado.

La temperatura de pirolisis esta preferiblemente desde 500-700°C, mas preferiblemente desde 500-600°C. En una realizacion especlfica del proceso, descrita en mas detalle abajo, el sistema opera a aproximadamente 550°C.

Se prefiere adicionalmente que la combustion sea llevada a cabo a temperaturas elevadas, tlpicamente 400°C o mas alta, preferiblemente al menos 450°C mas preferiblemente al menos 500°C. En la operacion tlpica de un aparato de combustion, la camara es calentada a la temperatura de pirolisis y despues se lleva a cabo la combustion como el siguiente paso sin calentamiento o enfriamiento separado especifico de la camara. El calor generado por la combustion mantiene una temperatura elevada dentro del residuo y dependiendo de su contenido calorlfico puede incrementar ligeramente la temperatura para que los calentadores de la camara sean generalmente apagados durante la combustion. El calor puede ser eliminado de la camara al pasar los gases de salida a traves de un radiador o un intercambiador de calor y se puede usar el calor recuperado para estos propositos. La temperatura de la camara tambien puede ser controlada por flujo de control del aire dentro de la camara.

Generalmente la temperatura de la camara durante la combustion no se eleva por encima de 800°C y preferiblemente por encima de 750°C o 700°C.

El aparato divulgado aqul puede tambien comprender un volumen grande de camara de un artefacto de circulacion de aire, preferiblemente que comprende un ventilador, se incluye para dispersar el aire caliente uniformemente a traves de la camara a medida que la camara es calentada en preparation para la pirolisis. El aire puede ser calentado o recalentado en la trayectoria de circulacion. Esto asegura que el calor sea dirigido a la carga mas efectivamente-asl acelerando su degradation durante la pirolisis. La circulacion de aire puede continuar durante la pirolisis y/o fases de combustion. En camaras pequenas la carga de residuo reducida tiende a permitir que el calor penetre suficientemente rapido sin la necesidad de circulacion de aire.

La duration de la fase de pirolisis varla de acuerdo al volumen del residuo, con un llmite dictado por el volumen de la camara. El aparato divulgado aqul es generalmente disenado para uso en residencias domesticas y de ocupacion multiple e instalaciones comerciales pequenas. El residuo generalmente entra a la camara o temperatura ambiente, la camara es entonces sellada y los calentadores son activados para calentar la camara a la temperatura de operacion. En aparatos hechos y probados a la fecha, esta fase de calentamiento tlpicamente toma de 2-20 minutos, preferiblemente 5-10 minutos, que es dependiente de la temperatura de operacion requerida, el volumen de la camara, y volumen del residuo en la camara. Durante el uso, se ha encontrado que los gases de salida pueden liberarse en fracciones a medida que la temperatura aumenta y esto se cree que resulta en production reducida de ciertos componentes toxicos, notablemente dioxinas y fluorinas, en comparacion con la con pirolisis industrial. Los procesos llevados a cabo en tales aparatos generalmente comprenden mantener el residuo a la temperatura elevada por 10-90 minutos, preferiblemente por 20-60 minutos. En una realizacion especlfica del proceso, descrita en mas detalle abajo, la fase de pirolisis tiene una duracion aproximadamente de 30 minutos.

Tambien se divulga aqul los sistemas de sincronizacion inteligentes usados para controlar la longitud del ciclo. Estos sistemas pueden monitorear la temperatura de los gases de salida que son producidos y en consecuencia ajustar la duracion del ciclo. El uso de estos sistemas mejora la eficiencia de potencia del proceso. En un ejemplo, un sistema de control monitorea la temperatura de los gases de salida o la carga, tal como por medio de un termopar situado proximal al residuo en la camara, y desencadena el inicio de la combustion una vez se alcanza la temperatura predeterminada (por decir algo, aproximadamente 450°C-500°C). En otro ejemplo, un sistema de control monitorea la temperatura de los gases de salida de la camara y cuando la temperatura ha caldo a un nivel predeterminado (por

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decir algo, 300°C-400°C) inicia el final de la combustion y el inicio del enfriamiento y limpieza de la camara por introduccion de agua (como calor sobrecalentado). Otra opcion es monitorear la rata de enfriamiento a la camara, y una vez esta alcanza o se acerca a la rata de enfriamiento natural de la camara, entonces se inicia el final la combustion.

En un ejemplo del aparato divulgado aqul que opera in situ, el aparato es configurado con una fase de pi rolisis preprogramada, basada en el volumen de la camara y naturaleza anticipada del residuo que va ser procesado. La fase puede ser configurada de tal forma que la temperatura elevada es sostenida por la duracion de la fase de pirolisis y tal que 50% o mas del residuo es degradado, preferiblemente 70% o mas, mas preferiblemente 80% o mas. En la practica es problematico e ineficiente en energla asegurar el 100% del tratamiento, especialmente cuando el material reciclable esta presente tal como metales y vidrio. Desde el volumen de residuo y contenido esperados el sistema puede ser configurado para una propiedad dada de manera que desde 60%-95% del residuo en peso es pirolizado.

Tambien se divulga aqul un proceso para tratamiento de residuos que comprende la introduccion de residuos en una camara, calentando el residuo a una temperatura elevada para efectuar la pirolisis de los residuos, introduciendo oxlgeno en la camara para efectuar la combustion de los residuos, enjuagando los residuos quemados de la camara con agua, disolviendo gases generados por la pirolisis y/o combustion en solucion, y eliminando la solucion. Por lo tanto, en vez de emitir estos gases o someterlos al tratamiento por combustion los gases son disueltos.

Una desventaja conocida de las plantas de pirolisis e incineradores es la generacion de dioxinas y fluorinas por fases iniciales de tratamiento de residuos, relacionada con la combustion de gases de salida, que genera calor intenso. Son crecientes las objeciones de planificacion por motivos ambientales debido al riesgo de que la combustion inadecuada libere sustancias qulmicas toxicas en la atmosfera. En estas realizaciones divulgadas aqul se encuentra que los niveles de dioxinas, fluorinas y otros contaminantes, llevadas en el agua pasadas a traves de la camara son aceptablemente bajas y tan bajas que no poseen problemas ambientales, o al menos menores que cuando tales componentes son quemados. La eliminacion en un curso de agua es facil y no da una apariencia indeseable, y no libera contaminantes en la vecindad inmediata de la planta pirolisis. La solucion puede ser descargada en el sistema de alcantarillado.

En uso, el aparato y metodos divulgados aqul producen muchos menos gases nocivos que los que usualmente se esperarlan despues de pirolisis y/o combustion. Los factores implicados en este resultado inesperado se cree que estan relacionados con el calor indirecto de los residuos de una temperatura ambiente (abajo de 100°C) combinada con la fase de temperatura maxima relativamente baja y enfriamiento rapido.

Los gases de residuos producidos por pirolisis y/o combustion son pasados adecuadamente a traves de un sistema de agitacion acuoso, para ayudar a la disolucion de los gases. Los gases pueden ser burbujeados a traves de la solucion, opcionalmente que contienen agua suavizada y opcionalmente que contienen aditivos para promover la disolucion de los gases.

No todos los gases pueden ser disueltos en la solucion y se prefiere que los gases sean filtrados posteriormente dentro de una camara de limpieza de gas. El metodo tambien comprende descargar gases insolubles en el sistema de alcantarillado. Por lo tanto, en una realizacion, los gases de escape filtrados que no han sido disueltos en la solucion o retenidos dentro del filtro son descargados en la alcantarilla. Estos gases despues pasan a la tuberla de desague para ser ventilados a traves de pilas de ventilacion. El gas de escape filtrado producido es substancialmente incoloro e inodoro, principalmente por ejemplo que consiste en dioxido de carbono y monoxido de carbono.

En realizaciones preferidas, todos los subproductos del proceso son vertidos en el alcantarillado.

Tambien se describe aqul un proceso asociado de los metodos y aparatos descritos aqul para tratamiento de residuos en un ciclo, que comprende proporcionar una solucion fresca para disolver gases generados por pirolisis y/o combustion, llevando a cabo un proceso de tratamiento de residuos de acuerdo con la divulgacion presente, que incluye disolucion de gases de salida en la solucion y eliminacion de la solucion ahora usada, y repitiendo el ciclo. El proceso puede incluir monitorear la generacion de gas de residuo dentro de la camara y provocando el lavado de material quemado de la camara despues que la generacion de gases de residuos han caldo por debajo de la temperatura predeterminada. La variacion de los gases disminuye a medida que el proceso se aproxima a la terminacion, por lo que monitorear gases es un medio eficiente de seguimiento cuando hay pocos residuos dejados a ser tratados.

Un aparato de pirolisis divulgado aqul puede comprender una camara sellable, una zona de tratamiento de residuos en la camara, un puerto para introducir residuos en la camara, un puerto para la salida de residuos tratados, y un elemento de calentamiento, el aparato comprende adicionalmente un tanque para contener una solucion de tratamiento de gas, un puerto de escape para la salida de gases de la camara y un conducto organizado en combinacion con el tanque y el puerto de escape de tal manera que los gases que salen de la camara son puestos en contacto con y pueden ser disueltos en la solucion.

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En un aparato y metodo descrito aqul y expuestos abajo, el conducto burbujea los gases a traves de la solucion. Otra disposicion es para los gases que pasan a traves de una atmosfera saturada con vapor de la solucion o para que los gases sean combinados con gotas de la solucion, por paso de los gases a traves de una atomizacion de la solucion. La solucion que contiene gases disueltos es retornada a, o retenida dentro del tanque, que puede ser vaciado como parte de un ciclo o separadamente.

Una camara de limpieza de gas que comprende un filtro para filtracion de gases no disueltos en la solucion esta opcionalmente corriente abajo del conducto. El filtro de gas usado en un ejemplo comprende granulos the carbono, y el filtro es removido adecuadamente, por ejemplo para habilitar el lavado y reuso. Preferiblemente el filtro es un filtro ceramico. Tlpicamente el filtro es cambiado anualmente. Los filtros usados pueden ser eliminados por medio de un sitio de relleno sanitario especializado.

Se describe aqul un proceso para tratamiento de residuos que comprende la introduccion de residuos en una camara, calentando los residuos a una temperatura elevada para efectuar la pirolisis de los residuos, introduciendo oxlgeno en la camara para efectuar la combustion de los residuos, y purgando los residuos quemados de la camara con agua, en la que el agua es introducida a traves de la camara como vapor sobrecalentado.

En uso, el vapor enfrla y limpia la camara y purga hacia afuera los residuos de ceniza del material tratado. Esto es conveniente y eficiente. La camara se deja luciendo limpia y por lo tanto mas aceptable para los usuarios. Existe un riesgo reducido de residuos en la camara que son antiesteticos o tienen un olor desagradable.

Para llevar a cabo el enjuague, el agua puede ser introducida dentro de la camara a traves de las tuberlas en las paredes de la camara, siendo calentada el agua para formar vapor sobrecalentado a medida que pasa a traves de las tuberlas. En esta forma el agua es calentada a la temperatura deseada por el calor de la camara. Tambien, la camara se enfrla en preparacion para un siguiente ciclo de uso.

La fase de combustion incluye un paso para permitir el acceso de oxlgeno al material en la camara, tlpicamente suministrado como aire. El proceso preferiblemente comprende la introduccion de oxlgeno en la camara a traves de tuberlas en la pared de la camara y posteriormente introduciendo agua entre la camara a traves de las mismas tuberlas. Este usa eficientemente tuberlas comunes, diseno del sistema simplificado. Las tuberlas pueden estar en las paredes, afuera de las paredes o en la camara. Las tuberlas para la introduccion de oxlgeno (en aire) y, agua mas adelante, a la camara generalmente tiene un diametro en el rango de 3-15 mm, mas preferiblemente de 5-8 mm.

Un gran volumen de vapor es generado desde un pequeno volumen de agua, por lo que el proceso es eficiente comparado con el uso de agua unicamente para el enjuague. La camara puede ser as! enjuagada con un volumen de agua que es 50% o menos del volumen de la camara, preferiblemente 35% o menos del volumen de la camara.

En un ejemplo expuesto abajo, el proceso comprende la introduccion del vapor sobrecalentado en la camara a traves de una boquilla que dirige el vapor a los residuos quemados. Esto puede ayudar a romper la estructura del residuo y ayudar al enjuague de la camara.

El proceso tambien, o por separado, comprende la introduccion de vapor en la camara a traves de una boquilla que direcciona el vapor hacia las paredes de la camara. Esto puede ayudar a limpiar las paredes de la camara y ayudar al enjuague.

En una organizacion preferida, el proceso comprende la introduccion de vapor en la camara a traves de una pluralidad de boquillas dirigidas, entre otras, al material quemado (es decir hacia la posicion en la camara donde material se espera que este) y las paredes de la camara. El vapor es preferiblemente introducido en la camara a traves de un chorro movible.

El aparato divulgado aqul puede comprender una camara sellable, una zona de tratamiento de residuos en la camara, un puerto para introducir residuos en la camara, un puerto para la salida del residuo tratado, un elemento de calentamiento, un tanque de agua, y un conducto entre el tanque agua y la camara que pasa a traves de las tuberlas en las paredes de la camara de modo que el agua de uso que entra a la camara es calentada por las paredes de la camara y entra a la camara como vapor sobrecalentado.

Una o mas boquillas, preferiblemente fijadas, pueden ser proporcionadas para la direccion del vapor que entra a la camara.

Un suministro de oxlgeno (generalmente en forma de aire) esta preferiblemente unido por tuberlas a la camara y dispuesto de tal manera que durante el uso se suministra oxlgeno a la camara a traves de tuberlas, y, posteriormente, el agua es suministrada a la camara a traves de la misma tuberla. La rata de flujo varia con factores que incluyen el tamano de la camara y se tienen realizaciones operadas con ratas de flujo de aire desde 25-200 litros/min.

Tambien se describe aqul un proceso para la separation de residuos reciclables de residuos no reciclables en residuos mixtos que comprenden la introduccion de residuos mixtos en una camara, calentando los residuos mixtos a una temperatura elevada para efectuar pirolisis de los residuos no reciclables, introduciendo oxlgeno en la camara

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para efectuar la combustion de los residuos no reciclables, enjuagando el residuo quemado de la camara con agua mientras se retiene el residuo reciclable en la camara y transfiriendo el residuo reciclable retenido a un contenedor separado.

Adicionalmente, se describe aqul un aparato de pirolisis modular y combustion que comprende una camara sellable, una zona tratamiento de residuos en la camara, un puerto para introducir los residuos en la camara, un puerto para la salida de los residuos tratados, y un elemento de calentamiento, en el que el aparato es vertical y comprende enchufes para la conexion a un suministro de electricidad, a un suministro de agua, y a un sistema de alcantarillado.

Un aparato para uso en negocios domesticos o pequenos puede comprender un enchufe para la conexion a un suministro de electricidad principal. Los aparatos mas grandes pueden conectarse a un suministro de fase 3.

Una unidad de ablandamiento de agua es generalmente parte de un aparato, como son las ruedas retractables para facilitar la instalacion y eliminacion.

Tambien se describe aqul un aparato de pirolisis que comprende una camara sellable, una zona tratamiento de residuos en la camara, un puerto para introducir los residuos en la camara, un puerto para la salida de los residuos tratados, y un elemento de calentamiento, en el que el volumen de la camara esta en un rango de 0.01-0.50 m3.

El volumen de la camara esta preferiblemente en el rango de 0.02-0.30 m3, mas preferiblemente de 0.03-0.20 m3 o de 0.04-0.10 m3. Las camaras con volumen de aproximadamente 0.06 m3 y aproximadamente 0.14 m3 a la fecha han sido probadas satisfactoriamente.

En las realizaciones divulgadas aqul, dos o mas aspectos de la invencion son combinados en un proceso particular o aparato. Los metodos muy preferidos comprenden metodos de todos los aspectos de la invencion y aparatos muy preferidos comprenden aparatos de todos los aspectos de la invencion.

Un aparato descrito aqul para uso en viviendas de ocupacion multiple comprende una camara de destruccion sellable, cuyas las paredes son formadas de materiales resistentes al calor, por ejemplo, de acero inoxidable y pueden incluir: un elemento de calentamiento, generalmente de un tipo ohmico; una capa reflectante (para reflejar el calor hacia el nucleo de la camara); una capa de aislamiento; y una chaqueta de agua (para enfriar la superficie exterior). La camara por si misma contiene un sistema de seguridad, tal como valvulas de liberacion de presion, para operar en el evento de que la presion interna traspase un umbral. La camara es tlpicamente rodeada, y puede ser en forma circular u ovalada.

La tapa de la camara es preferiblemente aislada en gran medida y usualmente forma una frontera hermetica con la camara. Tlpicamente esto es logrado a traves del uso de sellos que pueden ser formados de un material de caucho y la tapa puede contener un sistema de enfriamiento para la proteccion de estos sellos.

La camara de una realizacion tiene aproximadamente 500 mm de diametro con una profundidad de aproximadamente 650 mm que da una capacidad de aproximadamente 130 litros (0.13 m3); esto acomodara 2 o 3 sacos de basura blanca. A medida que el tamano de la camara y/o porcentaje de relleno aumenta, la transferencia efectiva de calor al nucleo de la camara se ve comprometida; opcionalmente el contenido es agitado para asegurar la disipacion efectiva del calor.

Este aparato es adecuado para residencias de ocupacion multiple y generalmente requiere un suministro de electricidad de fase 3. En una configuracion domestica pequena una camara pequena usa menos potencia y por lo tanto son suficientes 3KW elementos de calentamiento. Una emision de la camara esta normalmente conectada a la alcantarilla, tlpicamente a traves de una tuberla con valvula, preferiblemente de un diametro de 75-100 mm. La valvula esta ubicada a cierta distancia de la camara de destruccion para prevenir la exposicion a temperaturas altas por ejemplo mayor de 100°C. Una tuberla separada conectada a la camara de destruccion a traves de un radiador o intercambiador de calor a una combinacion de una o mas camaras de lavado y limpieza de gases. Esto preferiblemente usa agua de grifo suavizada en un ciclo cerrado y tlpicamente ventila gases a la atmosfera a traves de una conexion de alcantarilla, corriente bajo de la valvula anteriormente mencionada. La camara de limpieza de gas tlpicamente usa aproximadamente 4 litros de agua y es usualmente rellenada con agua limpia antes de cada ciclo de pirolisis. La funcion primaria del radiador es enfriar los gases de salida antes de la limpieza y filtracion. El radiador facilita la perdida de calor de los gases de paso de tal forma que son enfriados a aproximadamente 600°C a 200°C, y son preferiblemente enfriados abajo de 100°C. El radiador puede ser usado para reciclar calor para otros propositos, tal como para calentar agua para el lavado domestico o la calefaccion.

Las camaras de lavado de gas y limpieza de gas controlan dos fases de emision de gases. Preferiblemente la limpieza de gas es la primera fase, que comprende un sistema de agitacion de agua que causa contaminantes de gas para disolver en la solucion. Preferiblemente la limpieza de gas es la segunda fase, que usa un filtro de carbono que contiene granulos de carbono. Generalmente este filtro es removible; puede ser lavado y reutilizado en intervalos. Mas preferiblemente se usa un filtro de ceramica, con o sin recubrimiento. Este puede ser cambiado anualmente.

El proceso trabaja a temperaturas altas para habilitar la pirolisis, estas tlpicamente varlan desde 400-700°C, mas tlpicamente desde 500-600°C, y en un ejemplo especlfico una operacion se hace a aproximadamente 550°C. Se

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encuentra que esa temperatura habilita el rompimiento estructural de los contenidos. Las temperaturas bajas pueden resultar en rompimientos incompletos de ciertos productos de residuos tales como huesos, mientras que temperaturas altas pueden producir mas gases nocivos y llevar a problemas con las emisiones o los materiales usados para la estructura de la maquina.

Una opcion, especialmente cuando la carga tiene un alto contenido de humedad, es anadir un paso extra inicial de mantener la carga a una temperatura de aproximadamente 100°C para eliminar el exceso de agua. Asl, los calentadores pueden ser mantenidos a, por decir algo, aproximadamente 150°C-200°C y las temperaturas de la camara monitoreadas. Una vez la temperatura empieza a aumentar por encima de 100°C, indicando que el contenido humedo es reducido a un nivel bajo considerablemente, los calentadores pueden ser entonces aumentados por ejemplo a 500°C.

Se introduce el agua en la camara despues de la fase de combustion, y es preferiblemente agua del grifo suavizada; esto previene la construction de depositos de cal. El agua caliente resultante puede ser descargada a la alcantarilla, desviada hacia un sistema de calefaccion domestica o usada para precalentar la siguiente carga. El agua opcionalmente adicional puede ser desviada de la chaqueta de agua externa a la camara de destruction despues de la pirolisis.

En una operation tlpica del aparato, el agua entra a la camara destruccion y se sella la tapa, la camara es despues calentada, a aproximadamente 550°C. Los gases de salida producidos durante la pirolisis son monitorizados; a medida que los residuos son destruidos, los niveles de estos gases se reducen, una vez ellos caen debajo de un umbral predeterminado se apagan los calentadores. El aire es despues pasado traves de la bobina de calentamiento y admitido en la camara, esto es aproximadamente a 500°C+ en la entrada. La entrada de aire inicia la combustion de los residuos residuales dentro de la camara de destruccion. No se aplica calor externo en esta etapa pero se retiene el calor de la etapa de pirolisis. El flujo de aire entrante se mantiene a aproximadamente 100 litros/min, ya que las ratas de flujo altas pueden causar que la temperatura de la camara aumente inaceptablemente. Se monitorea la salida de gas durante la combustion, y mientras el residuo esta presente la emision de la camara excede la entrada de aire. Cuando la emision de gas cae debajo de un umbral configurado se apaga el flujo de aire y se introducen 6-7 litros de agua a traves del sistema de tuberlas. Se puede requerir mas agua para cargas mas grandes. El agua entra a la camara a aproximadamente 500°C+ como se usa vapor sobrecalentado y tuberlas Inconel™ dentro de la maquina con el fin de soportar el choque termico de este proceso. La entrada del vapor sobrecalentado resulta en un escape de gas, por lo que la conexion de alcantarillado se abre inmediatamente antes de la introduction del vapor. El vapor limpia el interior de la camara y lava los productos de ceniza en la alcantarilla. Se retiene el material no quemado por la rejilla metalica, este puede ser removido por reciclaje o dejado en la maquina para otros ciclos. Cierto material piriolizable puede requerir dos o tres ciclos antes de ser completamente destruido. Aproximadamente 1 despues de la introduccion del vapor, se reduce la temperatura interna de la camara destruccion abajo de 100°C y se pueda abrir la tapa de manera segura y usar de nuevo el aparato.

Se puede retener el residuo no pirolizado en la camara de destruccion despues de la finalization del ciclo de pirolisis debido a la location de una o mas rejillas al frente de la salida de la camara. En el uso, no se destruye vidrio y/o metal en el residuo por la pirolisis y despues que la camara es enjuagada con vapor/agua, se captura el vidrio y/o metal en la rejilla. Las aberturas de la rejilla estan hechas para permitir el paso de ceniza de residuos tratados y por lo tanto son generalmente al menos 1 mm en diametro; en mas detalle, las aberturas son de manera general aproximadamente cuadradas o aproximadamente circulares con dimensiones de aproximadamente 10 mm x 10 mm si son cuadradas o que tienen un diametro de 10mm si son redondas, o menos, preferiblemente son de aproximadamente 7 mm x 7 mm o aproximadamente 7 mm en diametro, o menos, mas preferiblemente aproximadamente 5 mm x 5 mm o aproximadamente 5 mm en diametro o menos. En una realization, se han usado aberturas de rejilla de dimension de aproximadamente 3 mm x 3 mm. Dichas rejillas se puede eliminar de la maquina en la finalizacion del ciclo de pirolisis para transferir el material no procesado a un receptaculo separado, y esta elimination se puede llevar a cabo manualmente o como parte de un proceso automatizado.

El aparato puede ser adaptado adecuadamente a las instalaciones existentes en los edificios y puede resultar deseable limitar (el tamano de) objetos que pueden entrar al sistema. En consecuencia el aparato puede incluir un artefacto de alimentation que restringe las dimensiones del material que puede ser introducido en el sistema. Opcionalmente, el aparato puede incluir un aparato para agitar los contenidos de la camara de destruccion durante la pirolisis con el fin de ayudar a la distribution de calor efectiva. Ademas opcionalmente, el aparato puede incluir un mecanismo para prevenir o mitigar el impacto directo de los residuos en la camara de destruccion.

La produccion/eliminacion de residuos es conocida por ser intermitente; es deseable para el aparato ser capaz de manejar efectivamente tiempos 'ocupado' y 'en reposo'. En consecuencia el aparato puede incluir un aparato para controlar la salida de residuos, preferiblemente este esta en la forma de un sistema de almacenamiento amortiguador, y opcionalmente esto puede comprender una tolva de almacenamiento y/o cinta transportadora.

Se usa un aparato de la invention para la destruccion de residuos en una residencia de ocupacion multiple. Esta invention elimina la necesidad de transportar los residuos del sitio de production a sitios de destruccion/eliminacion. Esto reduce adicionalmente la demanda de rellenos sanitarios y permite a las autoridades locales cumplir con las directivas europeas inminentes en materia de desechos.

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Los procesos y aparatos descritos aqul pueden proporcionar un metodo de pirolisis de baja emision gaseosa. Debido a exposicion gradual (en vez de instantanea) de la carga al calor, el contenido de residuo y las temperaturas bajas comparablemente requeridas para pirolisis de este residuo, se producen sin menos sustancias qulmicas nocivas en comparacion con la pirolisis de escala industrial. Aquellas dioxinas y fluorinas que son producidas durante la pirolisis son relativamente solubles en agua y asl, el procesamiento de gas siguiente, esta en niveles aceptables para la eliminacion a traves de la alcantarilla.

El sistema de pirolisis puede ser adaptado de acuerdo con el cliente individual; el tipo y la cantidad de residuos dictan el tamano requerido de la unidad y las temperaturas necesarias. En un ejemplo descrito abajo el aparato y proceso son controlados por un control logico programable. Se puede usar un microprocesador para esta accion, ya que esto reducira los costos de produccion.

Se ilustra ahora la invencion en la siguiente realizacion especlfica con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:-

Fig. 1 muestra una vista en seccion transversal esquematica de un aparato de pirolisis; y Fig. 2 muestra una vista isometrica esquematica del aparato.

Haciendo referencia a los dibujos, un aparato de pirolisis tiene las siguientes caracterlsticas:- Lista de piezas y claves:-

1. Conducto de almacenamiento

2. Mecanismo de la puerta de carga

3. Puerta de carga

4. Tapa

5. Tubos de aire/agua

6. Placas de calefaccion

7. Cajones de acceso

8. Camara de escape (llquido)

9. Valvula de control de gases de escape

10. Gas de enfriamiento del radiador

11. Valvula de sangrado de llquido

12. Valvula de control de escape llquido

13. Depurador humedo

14. Sistema de filtracion

15. Valvula de proteccion de retorno de filtracion

16. Salida para aguas sucias

17. Jaula

18. Malla

19. Zona de tratamiento

20. Bisagras

21. Puerto de salida de llquido

22. Puerto de salida de gas

23. Puerta de acceso a la jaula

24. Camara

25. Placa de sellamiento

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Sensor de carga (no mostrado)

Sellos (no mostrado)

Tapa del refrigerador (no mostrado)

Aislamiento para camara (no mostrado)

Chaqueta de agua en la camara (no mostrado)

Compresor de aire (no mostrado)

Tanque de aire (no mostrado)

Bomba de agua (no mostrado)

Tanque cabezal de agua (no mostrado)

Llamarada del gas (no mostrado)

Componentes principales:

Camara de calentamiento

La camara (24) se fabrica de acero inoxidable (Acero inoxidable austenltico cromo-nlquel) grado 316. Otros materiales, por ejemplo, titanio, pueden ser usados. El material de soldadura usado en la fabricacion retiene las propiedades de resistencia a la corrosion del cuerpo principal de la camara. La camara es resistente a los frecuentes ciclos de calentamiento/enfriamiento, y el material requiere un tratamiento termico y proceso de acabado dentro de su fabricacion.

La camara tiene dimensiones de 450x450x700 mm, con un grosor de pared de 1.5 mm (las paredes tambien pueden ser de hasta de 4 mm de grosor). En la cara superior de la camara hay una placa (25) de sellamiento plana que esta unida a una superficie plana (+/- 0.1 mm max) a traves de la superficie superior. La camara tambien presenta dos salidas, un puerto (21) de salida que lleva a un escape en la base (8) para el residuo llquido (aproximadamente 60 mm dla) y un puerto (22) de salida o salida en la parte superior de uno de los lados para el gas y vapor (aproximadamente 38 mm dla).

Tapa

La tapa (4) es fabricada de un material similar al de la camara de calentamiento, aunque es fabricada de una placa plana. La superficie se termina de modo que la tapa y la camara forman una superficie de sellado crltico. La tapa tambien se refuerza en su parte posterior para evitar cualquier deformacion o distorsion debido a los ciclos de calentamiento y enfriamiento repetitivos. La tapa es disenada para ser tan robusta como sea posible. La tapa (20) aloja el mecanismo de la bisagra en su parte posterior y da una superficie de contacto para el sellado en su parte inferior. La tapa tambien contiene los sellos (discutidos abajo). La tapa cuenta con una superficie de enfriamiento de agua integrado (no mostrado) es extiende alrededor del borde de la tapa, directamente encima de los sellos. Esto prolonga el ciclo de la vida del producto.

Sellos

Los sellos de goma de silicona recubiertos de PTFE (no mostrados) son usados para sellar cualquier cara de union no permanente, tales como la tapa de la camara y el cajon de acceso. Todas las demas superficie de contacto presentan un arreglo de empaquetadura metalica suave.

Cajon de acceso

El cajon (7) es usado para eliminar cualquier material incompatible que no ha sido descompuesto por el proceso. El cajon presenta un circuito enfriamiento de agua (no mostrado) similar a la tapa que es usada para enfriar las superficies de contacto del sello. La superficie de trabajo del cajon es una malla (18) fina de una abertura de 3 mm (tambien puede ser usada hasta una abertura de 5 mm) que tambien permite el movimiento de los solidos, llquidos y gases en el sistema. El cajon tambien presenta un sensor que informa al operador que el cajon ha alcanzado una cierta capacidad predeterminada, y requiere vaciado.

Elementos de calentamiento

Los calentadores (6) de placa plana son usados en todos los cuatro lados verticales de la camara. Los calentadores son ensamblados para dar maximo contacto con el exterior de la camara.

Tubos de aire/agua

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Los tubos (5) son usados para pasar agua y aire alrededor de las superficies exteriores de la camara. Esto se realiza para calentar el residuo antes de la inyeccion directa del aire sobrecalentado y vapor de las ultimas fases del proceso. Los tubos son fabricados de material de acero inoxidable (tambien se puede usar material Inconel™), de 5 mm de diametro.

Aislamiento de calor

En el exterior de los calentadores hay muchas capas de aislamiento eficiente (no mostradas) que trabajan para ambas reflejar el calor de nuevo hacia la camara y reducir las emisiones de calor a las superficies exteriores del montaje. Este aislamiento asegura que toda la energla de calentamiento es usada de una manera util para calentar directamente el producto de residuo.

En el lado inferior de la tapa hay una capa de placas ceramica (no mostrada) (5 mm de grosor) que esta unida a la tapa de acero inoxidable. Esto reduce la perdida de calor externo y aumenta la vida util del producto de los sellos etc.

Radiador de enfriamiento

La principal funcion del radiador es enfriar el gas que ha sido emitido por el producto, antes de cualquier filtracion. El enfriamiento prolonga la vida y retiene eficiencia maxima del equipo de filtracion.

El radiador (10) consiste en un tubo de 38 mm (o mismo diametro como la camara de escape de gas), que esta doblada en 2 ejes. Las aletas horizontales finas son soldadas al exterior del tubo para aumentar la perdida de calor de los gases de paso. Esto reduce los gases de escape de temperaturas en la region de 600°C a 200°C o por debajo.

Depurador humedo

Un depurador (13) humedo esta ubicado despues del radiador de gas en el sistema y elimina la materia en partlculas de los gases de paso y disuelve gases en el llquido de lavado para eliminacion posterior. Al interior del artefacto de lavado hay una serie de chorros apilados que produce una niebla muy fina de agua. La niebla atrae material en partlculas a las superficies exteriores de las gotas de niebla, y estas 'se sacaron' del flujo de gas y en la corriente de residuos llquidos. Dentro del depurador hay una serie de aberturas que gulan el flujo de los gases de residuos directamente delante de los chorros de niebla.

Sistema de purificacion

Se usa preferiblemente un filtro (14) de ceramica. Este limpia los gases de escape antes de la liberacion a sistema de agua sucia. El filtro se atornilla en un tubo multiple fijo que tiene un sello de caucho que se acopla en el tubo multiple. Los gases pasan hacia el centro del filtro a traves de un tubo con una rosca externa que asegura el filtro al tubo multiple. Los gases pasan a traves de la membrana porosa del filtro y a traves del tubo de retorno en el tubo multiple. En uso normal, el filtro es reemplazado aproximadamente cada ano. En realizaciones alternativas se usa un filtro de carbono activado, este es reemplazado aproximadamente cada 90 dlas.

Llamarada de gas residual

Despues de los sistemas de purificacion hay opcionalmente una salida de llamarada de gas pequena para quemar cualquier subproducto de gas inflamable del residuo. La llamarada esta ubicada y especificada de manera que no ponga en peligro la operacion segura y protegida de la unidad. Sin embargo, en realizaciones preferidas no se requiere una llamarada de gas residual debido a la combination de temperaturas de procesamiento bajas y sistemas de limpieza de gas.

Otros componentes claves:

Carga de conducto

El conducto (1) es fabricado de un material resistente a la corrosion. Tiene una capacidad de almacenamiento menor que la camara, eliminando la posibilidad de sobrecarga.

Hay un sensor (no mostrado) dentro de la camara que registra el nivel al que el residuo se ha cargado a, y cuando este nivel ha sido alcanzado una organization de solenoide/mecanismo separado (no mostrado) bloquea el acceso al sistema a traves del conducto externo. El conducto tambien presenta una puerta de acceso (no mostrada) que permite a un operador cargar manualmente el sistema bajo demanda.

Jaula

El sistema esta alojado dentro de una jaula (17). El marco tiene ruedas (no mostradas) para permitir que la unidad se puede quitar facilmente debido a una ruptura etc. La jaula tambien tiene salidas fijas (no mostradas) para todos los suministros necesarios de agua sucia, agua fresca y la fase de electricidad 3 (se puede usar la fase individual si es factible). Los servicios son simplemente conectados y facilmente desconectados.

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Existe una puerta (23) de acceso frontal que se puede bloquear que permite a un operador ejecutar tareas de mantenimiento basicas. La jaula tambien protege el equipo del vandalismo.

Chaqueta de camara de agua

En el exterior de la camara y aislamiento de tapa hay una chaqueta de agua (no mostrada). Esta asegura que el aislamiento y la camara no se sobrecalientan y da al sistema la capacidad de enfriarse rapidamente en demanda.

Controles electronicos

Un control logico programable (PLC) (no mostrado) contra la presion del sistema, y monitorea los sensores (y no mostrados) que esta posicionados a traves de la mayorla de mecanismos y componentes activos dentro del sistema. Todos los componentes electronicos estan alojados en una carcasa resistente al agua (no mostrada), y posicionados en un punto bajo en la jaula.

Compresor de aire

Se usa un compresor de aire (no mostrado) para ejecutar los cilindros neumaticos (no mostrados) que cierran y abren la tapa y la puerta de conducto, y para proporcionar aire para ser inyectado para combustion. El compresor tambien es usado en transporte de aire a traves de los tubos en el exterior de la camara para la fase de inyeccion de aire en el ciclo. El compresor alimenta un tanque de almacenamiento (no mostrado) que permite al sistema tener una cierta capacidad de aire de almacenado. Esto indica que el compresor no esta constantemente en funcionamiento, lo cual mejora el ciclo de vida de la unidad. El compresor tambien es alojado en una carcasa sellada (no mostrada) para asegurar bajas emisiones de ruido.

Bomba de agua

Se usa una bomba para mover agua de un tanque de cabecera y alrededor del sistema, componentes de alimentacion tales como el circuito enfriamiento, chaqueta de agua y la alimentacion de la inyeccion de agua en la camara (24) de calentamiento.

Valvulas

Una red de valvulas (9, 11, 12, 15) de alta especificacion se usa para controlar y sofocar el flujo de llquido y gas entre la camara, escape, radiador, depurador humedo y sistemas de purificacion y para permitir el cambio periodico de agua en el depurador. Esta es controlada remotamente por el controlador logico programable.

Ciclo de proceso

1. Carga de residuos

La tapa de la camara es abierta y el residuo entra a la camara (que esta a temperatura ambiente) a traves del conducto de almacenamiento. La tapa es entonces cerrada y la camara es sellada.

2. Calentamiento

Los calentadores de paneles son activados y la temperatura interior es aumentada entre 500-550°C. La valvula de escape de llquido es cerrada y los gases emitidos durante la fase de calentamiento son pasados a traves del sistema de enfriamiento y purificacion.

El periodo de ajuste de temperatura toma aproximadamente 5-10 minutos, despues del cual la temperatura se mantiene a traves de un termostato. Debido a la eficiencia del aislamiento de la camara, la potencia aplicada a los calentadores es regulada para mantener la temperatura de la camara interior.

Los gases producidos por los residuos son monitorizados y la humedad de los residuos se emite en forma de vapor y se pasa al tubo de escape. La masa de una carga completa de residuos tlpicos se reduce en aproximadamente un 70%.

La temperatura es mantenida por aproximadamente 30 minutos.

3. Inyeccion de aire (tambien conocida como fase de combustion)

Despues que se ha completado la fase de calentamiento los calentadores de panel externos son apagados y el aire es pasado a traves de tubos alrededor del exterior de la camara (que precalienta el aire a un temperatura sobrecalentada) e inyectado en la parte superior de la camara. Los inyectores son tales que el aire es atomizado como una corriente muy dispersa, a diferencia de un chorro concentrado. El aire es impulsado inicialmente para reducir la tension en el sistema, y despues de cierto periodo el aire es inyectado constantemente.

La rata de flujo del aire se mantiene alrededor de 50 l/min (ratas desde 25 hasta 100 l/min, y tambien pueden ser usadas fuera de estos rangos, dependiendo del tamano del sistema y configuration). Esta rata baja se mantiene

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para asegurar que los niveles de presion interna dentro de la camara no han aumentado rapidamente, ya que esto comprometerla la efectividad de los sellos.

Con la introduction de aire, los residuos empiezan a arder. El volumen de los residuos disminuye adicionalmente, tlpicamente alcanzando alrededor del 5% de su volumen original. El residuo es convertido a una ceniza muy fina.

Los niveles en partlculas y de humo en el sistema aumentan durante la fase de inyeccion de aire. Todos los escapes gaseosos son pasados a traves del depurador humedo y a traves del sistema de purification. La fase de combustion dura aproximadamente 15 minutos.

6. Inyeccion de vapor

Cuando se ha completado la fase combustion la inyeccion de aire es apagada, se cierra la valvula de escape, se abre la valvula de escape de llquido y el agua fluye a traves de los mismos tubos que el aire, alrededor del exterior de la camara y es inyectada como vapor sobrecalentado. El vapor se inyecta inicialmente en una serie de impulsos, despues como una corriente constante. Los pulsos son de 1 segundo encendido, apagado 3 segundos durante 30 pulsos, luego de forma continua durante 3 minutos. El agua es inyectada a aproximadamente 2 l/min.

El vapor purga la ceniza a traves de los gases de escape, como tambien limpia las caras internas de la camara. El vapor de agua tiene un efecto de enfriamiento en la camara, y despues de aproximadamente 1 minuto la temperatura interna de la camara cae por debajo de 100 ° C. Despues de que la inyeccion de vapor se ha completado la tapa se abre y el sistema esta listo para su proximo ciclo. Cualquier residuo incompatible que no ha sido descompuesto por el ciclo se mantiene en el cajon, y se puede quitar y reciclar.

Ejemplo 1

Aparato de la invention se ensayo para determinar su capacidad para tratar los residuos domesticos al tiempo que garantiza que las emisiones de gas y agua no excedieron los llmites impuestos por la legislation ambiental.

Una bolsa mezclada de residuos se preparo, con base en el analisis de separation tlpico de residuos domesticos, que contiene residuos de jardinerla de 100g , papel de 100g y carton, 200 g de PVC , 300g de subproductos de carne y la sal de mesa y 100 g de poliester, haciendo un peso total de 800 g de residuos mezclados.

Este residuos mezclados se trataron en el aparato de la invencion usando los parametros determinados para proporcionar la destruction de residuos en un perlodo relativamente corto de tiempo, estando estos parametros a una temperatura de pirolisis de 550 °C durante 75 Minutos seguida por combustion con un flujo de aire de 40 a 50 litros/min durante 15 minutos seguida por inyeccion de vapor para lavar el residuo de cenizas en el tanque de agua recogida (el tanque se usa en la prueba de emisiones en lugar de una conexion de alcantarillado).

Se encontro que este tratamiento destruye todos los desechos mixtos, es decir convierte todo a cenizas que fueron purgadas desde la camara con el vapor/agua.

La prueba de los gases de salida dio los siguientes resultados:-

Tabla 1

Datos del escape de gas

NO (NOx) mg/m3 SOx mg/m3 HCL mg/m3

Ex.1

6 185 <47

Llmite estipulado por la legislacion medioambiental

400 200 60

Por separado, el agua del depurador humedo, que va a ser descargada en la alcantarilla en operation normal, fue evaluada en cuanto a niveles de metales pesados y dioxinas con los siguientes resultados:-

Tabla 2

Datos del escape de agua

Talio Mercurio Arsenico Cadmio Cromo Plomo Niquel Dioxinas

Ex.1

0,002 0,04 38,5 1,4 25,7 125 127 0,01

Llmite estipulado por la

0,05 0,03 150 50 500 200 500 0,3

legislacion

medioambiental

Por lo tanto, los gases de salida y el agua de salida estaban dentro de los ilmites de emisiones estipulados en la legislacion ambiental.

La invencion por lo tanto proporciona tratamiento de residuos por pirolisis y un aparato para hacerlo.

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   Reivindicaciones

   1. Un proceso para tratamiento de residuos que comprende:- introducir residuos en una camara (24),

   calentar el residuo a una temperatura elevada para efectuar la pirolisis del residuo, despues como paso siguiente

   introducir oxlgeno en la camara para efectuar la combustion del residuo sin calentamiento o enfriamiento separado especlfico de la camara, y

   enjuagar el residuo quemado de la camara con agua,

   en el que la temperatura para efectuar pirolisis esta entre 400-700°C y la temperatura para efectuar la combustion es al menos 400°C.
2. 2. Un proceso de acuerdo con la reivindicacion 1 en el que la temperatura para efectuar pirolisis esta entre 500- 600°C.
3. 3. Un proceso de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2 que comprende mantener el residuo a la temperatura elevada hasta que el 50% o mas del residuo es degradado por pirolisis.
4. 4. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que la temperatura para efectuar combustion es al menos 450°C.
5. 5. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que la temperatura para efectuar combustion es al menos 500°C.
6. 6. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la temperatura para efectuar combustion no es mas de 800°C.
7. 7. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que el residuo quemado se lava a traves de una rejilla (18) para atrapar el material reciclable.
8. 8. Un proceso de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que la rejilla es movible, y el metodo comprende mover la rejilla entre una primera posicion en la que la rejilla atrapa el material reciclable y una segunda posicion en la que el material reciclable puede ser transferido a un receptaculo.
9. 9. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, que comprende lavar el residuo quemado de una camara hacia un sistema de alcantarillado.
10. 10. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que el agua entra a la camara como vapor sobrecalentado.
11. 11. un aparato de pirolisis, que comprende:- una camara (24) sellable,

    una zona (19) de tratamiento de residuo en la camara, un puerto (3) para introducir residuo en la camara, un puerto (21) para la salida del residuo tratado, un elemento (6) de calentamiento, y

    un sistema de control configurado para llevar a cabo proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
12. 12. Un aparato de acuerdo con la reivindicacion 11, en el que la tuberla (5) esta organizada en las paredes de la camara de modo que el agua de uso que entra a la camara es calentada por las paredes de la camara y entra a la camara como vapor sobrecalentado.
13. 13. Un aparato de acuerdo con la reivindicacion 11 o 12, en el que la camara comprende una salida para la conexion a una alcantarilla de modo que el residuo tratado puede fluir hacia el sistema de alcantarillado.
14. 14. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11-13, que comprende adicionalmente un tanque (13) para contener una solucion de tratamiento de gas, un puerto (22) de escape para la salida de gases de la camara y un conducto organizado en combination con el tanque y el puerto de escape para poner en contacto los gases con la solucion.
15. 15. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11-14, que comprende adicionalmente una rejilla entre la zona de tratamiento del residuo y el puerto de salida.