WO2015040266A1 - Procedimiento y reactor para la gasificación de materiales sólidos orgánicos - Google Patents

Procedimiento y reactor para la gasificación de materiales sólidos orgánicos Download PDF

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Yoel Santiago ALEMÁN MÉNDEZ
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Definitions

  • the present invention relates to a process for gasifying organic solid materials in a fluidized bed reactor with a cylindrical body and a bottom with an inverted trunk-conical section, by means of a gas flow that circulates the solid particles and which It comprises the stages of: a. -) supply fuel by at least one input for the feed of the organic solid,
  • step b. -) supplying a catalyst or mixture thereof with inert material through an inlet arranged at 60 e from the feed inlet of the organic solid of step a), c. -) introduce a fluidizing agent through an inlet located in the air box or plenum,
  • the invention relates to a gasification apparatus or reactor for implementing the aforementioned process.
  • Gasification is a thermochemical process in which a carbonaceous (organic) substrate is transformed into a low-medium calorific fuel gas, through a series of reactions that occur at a certain temperature in the presence of a gasifying agent (air, oxygen and / or water vapor or mixture of any of the above).
  • a gasifying agent air, oxygen and / or water vapor or mixture of any of the above.
  • the solid waste When the gasification is integrated in a combined cycle, the solid waste is transformed into combustible gases of low-medium calorific value, which are subsequently they burn in an internal combustion engine, steam generator or gas turbine generating energy.
  • the process of gasification of solids is known in the prior art.
  • the two types of reactors that are usually used in the solid waste gasification process are fundamentally those with a moving bed (in countercurrent and parallel currents) and those with a fluidized bed or a fluidized bed.
  • the fluidized bed gasifier allows the scaling of the process more easily, has a greater processing capacity and a better control of the process temperature than the mobile bed gasifier.
  • Another very important advantage of the fluidized bed versus the mobile bed is that it allows the addition of catalysts in the bed to carry out catalytic gasifications.
  • the fluidized bed also has a number of drawbacks, for example, a specific granulometry of the solid material to be gasified is needed, that is to say that a preparation (crushing and / or pelletizing) of the solid material to be fed is generally required since to obtain a good fluidization the particle size must be as homogeneous as possible.
  • the bubbling fluidized bed consisting of relatively thickly divided fluidized particles remains in a sustained position by an upward flow of air blown into the reactor space.
  • the air flow rate is normally of the order of 1 m / s.
  • the solid matter concentration is low in the gas flow above a clearly limited bubbling fluidized bed.
  • the temperature of the reactor space above the fluidized bed in a bubbling bed reactor can be raised by additional air supply or reduced by injecting cooling water into the gas flow.
  • the dust particles present in the gas flow can be separated with a different cyclone, in which the particles are returned to the bottom of the reactor space.
  • "Winkler gasifiers" of this type are described in documents DE19548324 and DE2751911.
  • the second main type of fluidized bed reactors is a circulating bed, in which solid fluidized solid particles rise together with the flow of air blown into the reactor.
  • the velocity of the air flow which is normally of the order of 5 m / s, is greater and the size of the fluidized particles is smaller than in a bubbling bed reactor.
  • the fluidized particles are entrained by the product gas in the cyclone, in which the particles and the carbonization residue derived from the fuel are separated and returned to the bottom of the reactor space.
  • the circulating fluidized bed reactors have been given a height substantially greater than that of the bubbling fluidized bed reactors.
  • patent EP0889943 refers to a fluidized bed reactor system and to a method of actuating said system.
  • Said system comprises: a fluidized bed reactor chamber, a particle separator connected to said chamber (to separate the solid material from the exhaust gases) and a gas cooler having cooling surfaces connected to the particle separator.
  • means are provided for separating a flow of solid bed material from the separated material in the particle separator and for introducing said material from the separated bed into the gas cooler.
  • a stream of bed material is separated from the main stream of solid particles, before or after discharging said first stream of solid particles from the particle separator.
  • the separated particle flow is introduced into the gas discharged from the separator during or before cooling said gas, so that said particles mechanically dislodge the deposits from the cooled surfaces.
  • patent EP1286113 refers to an apparatus for processing combustible material, which comprises: a fluidized bed gasification furnace having a gas supply means for supplying in said gasification furnace and for creating a flow stream of a fluidized medium within said furnace; means for supplying said combustible material in said fluidized bed gasification furnace to be gasified in said circulation current of said fluidized medium created by said fluidization gas, thereby generating combustible gas and charcoal; and a smelting furnace in which said discharged fuel gas and charcoal are introduced from said fluidized bed gasification furnace and to melt ash to form molten slag.
  • a third patent document of the state of the art is the invention EP0433547 which relates to an apparatus for gasifying solid fuels, consisting of a gas producer with a pre-loading silo, a carbonization or coking silo and a gasification silo and an oven that is especially suitable for gasifying low-cost products such as wood waste, and chips, solid biomass in general, tires, peat, lignite, coal, and other materials, and advantageously, solid urban waste.
  • European patent EP1432779 refers to a process for gasifying a fuel in an upward flow of gas in a fluidized bed reactor, which contains particles of solid fluidized material, comprising the fuel supply, in the bottom of the reactor and the conduction of the product gas formed in the upper part of the reactor to a separator, by means of which the solid particles are separated from the gas and returned to the reactor, characterized in that the gas flow is used to maintain the reactor is a bubbling fluidized bed containing thicker particles of fluidized material having a size in the range of 0.2 to 1.5 mm and above this a circulating bed containing more finely divided fluidized material particles having a size in the range of 50 to 300 ⁇ , and because particles that have been separated from the product gas for circulation are returned to the to the top of the fluidized bed bubbling from the reactor or above it.
  • a clear advantage of the present invention is that as long as retention time is achieved, and consequently of degradation of carbonaceous solids in the bed, there is also greater homogeneity of the mixture of inert material of the bed / carbonaceous solid / catalyst, therefore that a high conversion rate to gas is obtained and the amount of carbonaceous material entrained with the gas stream is minimized.
  • the present invention relates to a fluidized bed gasification reactor in which a mixture of inert particles, a catalyst and an organic solid (raw material to be gasified), the latter, by effect of temperature in the presence of a catalyst and in reaction with a gasifying agent (air, oxygen, steam or a mixture of these components), it decomposes to give rise to a mixture of medium / low calorific gases, tars and carbonaceous solid particles.
  • a gasifying agent air, oxygen, steam or a mixture of these components
  • the product stream (mixture of gases, vapors and solid particles that creep from the bed) is evacuated from the top of the reactor after remaining for a while inside, and the slags (agglomerates) formed are extracted with the help of mechanical means continuously through the bottom of the reactor.
  • the reactor object of the present invention is one that works by fluidizing a bed of particles of inert material through a stream of a fluidizing agent (air, oxygen, steam or a mixture of these components) that is introduced via a distributor grill located in the lower base of the inverted conical trunk section of the reactor, provided with a plurality of outlet holes or diffusers of the type "tuyére" (or nozzle).
  • a fluidizing agent air, oxygen, steam or a mixture of these components
  • the organic solid material commonly called solid fuel
  • the organic solid material is fed into the bed by one or more entrances, preferably two, where, due to the temperature and chemical reactions that occur in the presence of the catalyst, it is decomposed resulting in a product stream composed of: mixture of gases, condensable hydrocarbons (tar), carbonaceous solid waste (char), particles of the inert material that make up the bed and catalyst particles that are drawn outwards.
  • This product stream is evacuated from the upper side of the gasifier, transverse to the cylindrical section of the reactor.
  • This type of reactors with a bubbling fluidized bed, are widely used due to the versatility they have in terms of the diversity of solid fuels to be gasified, because it improves the mixture between inert material and the fuel, due to its high heat transfer rate and for achieving high heating rates, among other advantages.
  • a large number of unburned or carbonaceous solid residues (char) are usually produced that are dragged from the bed before they are completely degraded, thus decreasing the rate of conversion of carbon to gas.
  • This phenomenon generally occurs with solids, inside gasifiers with constant geometry (cylindrical / square or rectangular), where the retention time or permanence of said solid inside the bed of inert particles is not sufficient to achieve its degradation, which in turn depends on the operating conditions, among which are the fluidization speed, the bed height, the thermal load of the reactor, the processing capacity of solid fuels, among others.
  • solids When decomposing and having different granulometry and density, solids are entrained with the gas stream that rises to the outlet because the flow pattern is predominantly ascending.
  • This effect can be minimized by modifying the flow pattern at the base of the gasifier to favor that the solid fuel particles, immediately after entering the reactor, describe a strong downward trajectory, thus achieving a longer retention time of the organic solid inside the bed via a greater circulation in it, this time being distributed as follows: - Time elapsing from the entry of the organic solid until it reaches the bottom of the fluid bed,
  • Figure 1 It is a front view of the gasification reactor object of the present invention where:
  • (B) Represents the angle of inclination ⁇ of the conical trunk section.
  • FIG. (h) Represents the height of the conical trunk section.
  • Figure 2.- It is a bottom view of the gasification reactor (1) object of the present invention, shows the bottom (2) inverted conical trunk and the bottom base (2 ') of the inverted conical trunk section.
  • Figure 3.- Shows the scheme that illustrates the flow pattern of solids that represents the dynamic fluid of the particles in the reactor (1) of fluidized bed with bottom (2) inverted conical trunk and with distribution plate (10) of type tuyere, according to the process object of the present invention.
  • the present invention relates to a process for gasifying organic solid materials in a fluidized bed reactor (1) with a cylindrical body and a bottom (2) with an inverted trunk-conical section through a gas flow that circulates the solid particles that It comprises the stages of: a. -) supply fuel by means of at least one inlet (3) for feeding the organic solid,
  • the invention also relates to an apparatus consisting of a gasification reactor (1) for implementing the process described above.
  • Said distributor grill (10) does not alter the specific surface thermal load (kW / m 2 ), said thermal load being designed for a gasification reactor of continuous section (Dciündro) and of equal surface speed.
  • the reactor (1) object of the present invention therefore complies with the following relationship:
  • ⁇ being the angle formed by the generatrix of the trunk-conical section with the generatrix of the cylindrical section.
  • the inventor has determined based on his inventive effort, that the claimed geometry improves the circulation pattern of solids inside a gasifier with this configuration, thereby increasing the retention time of the solid inside it. That is, it is achieved that the particles of organic solid, upon entering the reactor (1) describe a downward path when being dragged by the bed material, towards the cone trunk area and incorporated into the bed stream from the inlet zone of the fluidizing agent, thus providing more travel and longer reaction time, than if they did so from the middle of the bed.
  • FIG. 1 is a bottom view of the gasification reactor (1) object of the present invention, shows the bottom (2) of the inverted cone trunk and the bottom base (2 ') of said cone trunk.
  • FIG. 1 shows the distributing grill (10) provided with a plurality of "tuyeré” type diffusers (11), through which the gasifying agent is introduced to the bed.
  • Said gasifying agent may be selected from air, oxygen, steam or a mixture of the above elements.
  • two organic solid feed inlets (3) are shown, located 120 s between them, two inerting product inlets (5), an inlet (4) for the recirculation of entrained products from the bed and the outlet of agglomerates (8 ).
  • Figure 3 shows the scheme illustrating the solids flow pattern representing the dynamic fluid of the particles in the bottom fluidized bed reactor (1) (2) inverted conical trunk, with an organic solid feed inlet (3) and distributor grill (10), according to the process object of the present invention.
  • a strong updraft is generated in the central area of the bed, proportional to the diameter of the lower base (2 X ) where said distributor grill (10) is located, and a low bed speed in the area near the reactor walls, with lateral currents of the fluidized bed material, such as sand particles, which describe on the sides a return to the lower part of the bed, dragging with it the particles of organic solid (biomass, for example) that enter the gasification reactor (1) through the inlet (3), and undergo a markedly downward movement, the height (h 2 ) of said entrance (3) located at a height of the greater base of the cone (D base ), equal in meters within the angle ⁇ of the inverted conical trunk section.
  • the fluidized bed material such as sand particles
  • inlet (3) transversely to the cylindrical section there is at least one inlet (3) for feeding the combustible organic solid
  • inlet (4) Through said inlet (4) the entrained solids of the bed are recirculated.
  • This distribution of inlets (3) and (4) achieves a homogeneous mixture inside the bed and causes the forces on the walls of the gasification reactor that generate vibrations to be compensated.
  • this comprises an inlet (7) located at a height greater than or equal to the height of the effective bed (HL) and which is intended to introduce a catalyst or mixture thereof with inert material that composes the fluidized bed, in order to keep the height and conditions of the bed constant.
  • the volume occupied by the trunk-conical section, relative to the total bed volume of particles is equivalent in percentage to the angle ⁇ of the conical trunk section measured in degrees.
  • the height (h) of the conical trunk section is equal to the radius (R base ) of the lower base (2 X ) of the cone trunk:
  • the effective bed height (H L) has the following relation to the angle ⁇ and the radius (R c n dro ii) of the cylindrical section of the reactor: x tangent ⁇
  • the ratio between the effective bed height (HL) and the diameter (D base ) of the base of the gasification reactor (1) is greater than the unit:
  • a comparative example is shown to assess the process performance of the gasification reactor (1) object of the present invention against a cylindrical gasification reactor that has no bottom with an inverted trunk-conical section.
  • It is an object of the present invention to provide a process for gasifying organic solid materials in a fluidized bed reactor (1) with a cylindrical body and a bottom (2) with inverted trunk-conical section, by means of a gas flow that circulates the solid fluidized material particles comprising the steps of: a.-) supplying fuel by at least one inlet (3) for feeding the organic solid,
  • step b.-) supplying a catalyst or mixture thereof with inert material by means of an inlet (7) arranged at 60 e from the feed inlet of the organic solid of step a), c. -) introduce a fluidizing agent through an inlet (6) located in the air box or plenum (12),
  • the organic solid is supplied by at least two inlets (3), distributed radially at 120 s to each other.
  • the above-mentioned process further comprises the step of supplying at least two inerting agent inlets (5), in which the inerting agent is selected from nitrogen, steam or a mixture of the above.
  • the fluidizing agent is selected from air, oxygen, steam or a mixture of the above.
  • the above-mentioned method further comprises the step of recirculating the entrained solids from the bed, through an inlet (4).
  • the radius (R ba se) of the lower base (2 X ) of the gasification reactor is equal to the height (h) of the trunk-conical section:
  • the angle ⁇ preferably has an inclination between 1 2-20 degrees.
  • indro ) and minor (D base ) diameters of the trunk-conical section have a ratio equal to: D ci
  • indro / D base 1 + tangent ⁇
  • the volume of bed occupied in the cylindrical section above the level (h 2 ) of the organic solid feed inlet (3) is equal to the volume occupied by the conical trunk section.
  • indro ) of the cylindrical section of the reactor (1) is greater than that of the unit:
  • the present invention relates to a gasification reactor (1) for implementing the aforementioned process having the characteristic that it is a cylindrical fluidized bed with inverted conical bottom (2) with a distributor grill (1 0) provided with a plurality of outlet holes or diffusers of the tuyere type (1 1), located in the lower base (2 X ) of the inverted trunk-conical section.
  • the gasification reactor (1) mentioned above comprises the following material inputs: - at least one inlet (3) for feeding organic solids, an inlet (4) for recirculation of entrained solids from the bed, an inlet (7) for the catalyst and inert material, located at a height equal to or greater than the effective bed height (HL),
  • inerting agent inlets (5) at least two inerting agent inlets (5), in a preferred embodiment four inlets, in which the inerting agent is selected from nitrogen, steam or a mixture of the above,
  • a fluidizing agent inlet (6) in which the fluidizing agent is selected from air, oxygen, steam or a mixture of the above.
  • the gasification reactor (1) mentioned above comprises the following material outputs: an agglomerate outlet (8), and

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Abstract

La presente invención se refiere a un procedimiento para gasificación de materiales sólidos orgánicos en un reactor (1) de lecho fluidizado con un cuerpo cilíndrico y fondo (2) con sección tronco-cónica invertida, mediante un flujo de gas que hace circular las partículas sólidas y que comprende las etapas de a.-) suministrar combustible mediante una entrada (3) para la alimentación del sólido orgánico, b.-) suministrar un agente catalizador y material inerte mediante una entrada (7), c.-) introducir un agente fluidificante mediante una entrada (6) situado en la caja de aire o plenum (12), d.-) distribuir el agente fluidificante a través de la base inferior (2`) de la sección tronco cónica invertida, en la que se encuentra una parrilla distribuidora (10) dotada de una pluralidad de difusores de tipo tuyeré (11), y e.-) producir la salida de la corriente de producto por la parte superior del reactor (1).

Description

PROCEDIMIENTO Y REACTOR PARA LA GASIFICACIÓN DE MATERIALES
SÓLIDOS ORGÁNICOS
DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un procedimiento para gasificar materiales sólidos orgánicos en un reactor de lecho fluidizado con un cuerpo cilindrico y un fondo con sección tronco-cónica invertida, mediante un flujo de gas que hace circular las partículas sólidas y que comprende las etapas de: a. -) suministrar combustible mediante al menos una entrada para la alimentación del sólido orgánico,
b. -) suministrar un agente catalizador o mezcla de este con material inerte mediante una entrada dispuesta a 60e de la entrada de alimentación del sólido orgánico de la etapa a), c. -) introducir un agente fluidificante mediante una entrada situada en la caja de aire o plenum,
d. -) distribuir el agente fluidificante a través de la base inferior de la sección tronco cónica invertida, en la que se encuentra una parrilla distribuidora dotada de una pluralidad de orificios de salida o difusores de tipo tuyeré, y
e. -) producir la salida de la corriente de producto por la parte superior del reactor de forma transversal a la sección cilindrica del mismo, mediante un elemento de salida.
Adicionalmente, la invención se refiere a un aparato o reactor de gasificación para implementar el procedimiento mencionado anteriormente. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La gasificación es un proceso termoquímico en el que un sustrato carbonoso (orgánico) es transformado en un gas combustible de bajo-medio poder calorífico, mediante una serie de reacciones que ocurren a una temperatura determinada en presencia de un agente gasificante (aire, oxígeno y/o vapor de agua o mezcla de alguno de los anteriores).
Cuando la gasificación está integrada en un ciclo combinado, el residuo sólido se transforma en gases combustibles de bajo-medio poder calorífico que son los que posteriormente se i queman en un motor de combustión interna, generador de vapor o turbina de gas generándose energía.
Está científicamente comprobado que el rendimiento energético de la combustión de gases puede ser en torno a un 10-15% superior al obtenido en la combustión de un sólido. Por otro lado, desde el punto de vista medioambiental, la gasificación es también una tecnología más limpia, ya que al llevarse a cabo en condiciones menos oxidantes, la producción de contaminantes tales como, NOx y SOx es menor.
Es conocido en el estado de la técnica, el proceso de gasificación de sólidos, como por ejemplo de residuos sólidos del tipo biomasa. Los dos tipos de reactores que se suelen emplear en el proceso de gasificación de residuos sólidos son fundamentalmente los de lecho móvil (en contracorriente y corrientes paralelas) y los de lecho fluidizado o lecho fluido.
Cada uno de ellos presenta una serie de ventajas e inconvenientes, por ejemplo el gasificador de lecho fluidizado permite más fácilmente el escalado del proceso, presenta una mayor capacidad de procesamiento y un mejor control de la temperatura del proceso que el gasificador de lecho móvil. Otra ventaja muy importante que presenta el lecho fluidizado frente al lecho móvil es que permite la adición de catalizadores en el lecho para llevar a cabo gasificaciones catalíticas.
Sin embargo, el lecho fluidizado también presenta una serie de inconvenientes, por ejemplo, se necesita una granulometría específica del material sólido a gasificar, es decir que generalmente se necesita una preparación (trituración y/o peletizado) previa del material sólido a alimentar puesto que para obtener una buena fluidización el tamaño de partícula debe ser lo más homogéneo posible.
Por otro lado, no todos los materiales sólidos fluidizan fácilmente, en ocasiones es necesario añadir otro sólido coadyuvante de la fluidización. Por último, otro inconveniente puede ser la pérdida de fluidización como consecuencia de las aglomeraciones y sinterización del lecho, determinado por las propiedades termoplásticas del material, así como por la temperatura de fusión de sus cenizas.
Adicionalmente en el estado de la técnica existen dos tipos principales de reactores de lecho fluidizado, uno de los cuales se basa principalmente en un lecho fluidizado burbujeante. El lecho fluidizado burbujeante consistente en partículas fluidizadas divididas de forma relativamente gruesa permanece en posición sostenida por un flujo de aire ascendente insuflado en el espacio del reactor. La velocidad del flujo de aire es normalmente del orden de 1 m/s. La concentración de materia sólida es baja en el flujo de gas por encima de un lecho fluidizado burbujeante claramente limitado. La temperatura del espacio de reactor encima del lecho fluidizado en un reactor de lecho burbujeante puede elevarse por suministro de aire adicional o reducirse inyectando agua de refrigeración en el flujo de gas. Para aumentar la conversión de carbón, las partículas de polvo presentes en el flujo de gas pueden separarse con un ciclón distinto, en el que las partículas se devuelven al fondo del espacio del reactor. Se describen "gasificadores Winkler" de este tipo en los documentos DE19548324 y DE2751911 .
El segundo tipo principal de reactores de lecho fluidizado es un lecho circulante, en el que partículas sólidas fluidizadas sólidas se elevan junto con el flujo de aire insuflado en el reactor. La velocidad del flujo de aire, que normalmente es del orden de 5 m/s, es mayor y el tamaño de las partículas fluidizadas es menor que en un reactor de lecho burbujeante. Las partículas fluidizadas son arrastradas por el gas de producto en el ciclón, en el que las partículas y el residuo de carbonización derivado del combustible se separan y se devuelven al fondo del espacio del reactor. Para obtener el tiempo de retención requerido para la reacción de gasificación, se ha dado a los reactores de lecho fluidizado circulante una altura sustancialmente mayor que la de los reactores de lecho fluidizado burbujeante. Otras propiedades típicas de lechos fluidizados circulantes comprenden temperatura uniforme y viscosidad relativamente uniforme de la suspensión de materia sólida en el espacio del reactor, sin un lecho fluidizado claramente limitado característico de lechos fluidizados burbujeantes. Un procedimiento típico de gasificación de combustible basado en reactores de lecho fluidizado circulante se desvela en el documento FI62554.
Dentro del estado de la técnica se encuentra lo divulgado en la patente EP0889943, que se refiere un sistema de reactor de lecho fluidizado y a un método de accionamiento de dicho sistema. Dicho sistema comprende: una cámara de reactor de lecho fluidizado, un separador de partículas conectado a dicha cámara (para separar el material solido de los gases de escape) y un enfriador de gases que presenta superficies de enfriamiento conectado al separador de partículas. Según esta invención, se proporcionan medios para separar un flujo de material solido de lecho del material separado en el separador de partículas y para introducir dicho material del lecho separado en el enfriador de gas. Un flujo de material de lecho se separa del flujo principal de partículas solidas, antes o después de descargar dicho primer flujo de partículas solidas procedentes del separador de partículas. El flujo de partículas separado se introduce en el gas descargado a partir del separador durante o antes de enfriar dicho gas, de forma que dichas partículas desalojan mecánicamente los depósitos de las superficies enfriadas.
Otro sistema patentado, es el protegido en la patente EP1286113 que se refiere a un aparato para procesar material combustible, que comprende: un horno de gasificación de lecho fluidizado que tiene un medio de suministro de gas para suministrar en dicho horno de gasificación y para crear una corriente de circulación de un medio fluidizado dentro de dicho horno; medios para suministrar dicho material combustible en dicho horno de gasificación de lecho fluidizado para ser gasificado en dicha corriente de circulación de dicho medio fluidizado creado por dicho gas de fluidización, generando de esta manera gas combustible y carbón vegetal; y un horno de fundición en el que dicho gas combustible y carbón vegetal descargados son introducidos desde dicho horno de gasificación de lecho fluidizado y para fundir ceniza para formar escoria fundida.
Un tercer documento de patente del estado de la técnica es la invención EP0433547 que se refiere a un aparato para gasificar combustibles sólidos, que consiste en un productor de gas con un silo de pre-carga un silo de carbonización o coquización y un silo de gasificación y un horno que es especialmente adecuado para gasificar productos de bajo coste tales como residuos de madera, y astillas, biomasas solidas en general, llantas, turba, lignito, hulla, y otros materiales, y ventajosamente, residuos urbanos sólidos.
Otro documento del estado del arte es la patente europea EP1432779 que se refiere a un procedimiento para gasificar un combustible en un flujo de gas ascendente en un reactor de lecho fluidizado, que contiene partículas de material fluidizado sólidas, que comprende el suministro de combustible, en el fondo del reactor y la conducción del gas de producto formado en la parte superior del reactor a un separador, por medio del cual las partículas sólidas se separan del gas y se devuelven al reactor, caracterizado porque el flujo de gas se usa para mantener en el reactor un lecho fluidizado burbujeante que contiene partículas de material fluidizado más gruesas que tienen un tamaño en el intervalo de 0, 2 a 1 , 5 mm y por encima de éste un lecho circulante que contiene partículas de material fluidizado más finamente divididas que tienen un tamaño en el intervalo de 50 a 300 μηι, y porque las partículas que se han separado del gas de producto para circulación se devuelven a la parte superior del lecho fluidizado burbujeante del reactor o por encima de éste.
Sin embargo, estos documentos del estado de la técnica presentan la desventaja de la complejidad de los reactores y de que mayoritariamente en ellos se producen una elevada cantidad de productos inquemados o residuos sólidos carbonosos (char) que son arrastrados del lecho antes de que se degraden por completo, disminuyendo así la conversión del carbono a gas, que se produce generalmente en el interior de los gasificadores con geometría cilindrica, donde el tiempo de retención o permanencia del sólido en el interior del lecho de partículas inertes no es suficiente para lograr dicha degradación y depende mucho de las condiciones de operación, como son la velocidad de fluidización, la altura de lecho, la carga térmica del reactor, la capacidad de procesamiento de los combustibles sólidos, entre otros factores.
Este efecto puede minimizarse con el objeto de la presente invención, ya que se ha logrado aumentar el tiempo de retención del combustible sólido orgánico en el interior del lecho recirculándolo de forma sistemática. Además un ventaja clara de la presente invención es que como se consigue mayor tiempo de retención, y por consiguiente de degradación de sólidos carbonoso en el lecho, también ocurre mayor homogeneidad de la mezcla de material inerte del lecho/sólido carbonoso/catalizador, por lo que se obtiene un alto índice de conversión a gas y se minimiza la cantidad de material carbonoso arrastrado con la corriente de gas.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un reactor de gasificación de lecho fluidizado en el que intervienen una mezcla de partículas inertes, un catalizador y un sólido orgánico (materia prima a gasificar), este último, por efecto de la temperatura en presencia de un catalizador y en reacción con un agente gasificante (aire, oxígeno, vapor o una mezcla de estos componentes), se descompone para dar lugar a una mezcla de gases de medio/bajo poder calorífico, alquitranes y partículas sólidas carbonosas.
La corriente de producto (mezcla de gases, vapores y partículas sólidas que se arrastran del lecho) se evacúa por la parte superior del reactor después de permanecer durante un tiempo en su interior, y las escorias (aglomerados) formadas son extraídas con la ayuda de medios mecánicos de forma continua por la parte inferior del reactor.
El reactor objeto de la presente invención es de los que funciona haciendo fluidizar un lecho de partículas de material inerte a través de una corriente de un agente fluidizante (aire, oxígeno, vapor o una mezcla de estos componentes) que se introduce vía una parrilla distribuidora ubicada en la base inferior de la sección tronco cónica invertida del reactor, dotada de una pluralidad de orificios de salida o difusores de tipo "tuyére" (o tobera). El material sólido orgánico, comúnmente llamado combustible sólido, es alimentado al interior del lecho por una o varias entradas, de forma preferida dos, donde por efecto de la temperatura y las reacciones químicas que se producen en presencia del catalizador, es descompuesto dando lugar a una corriente producto compuesta por: mezcla de gases, hidrocarburos condensables (alquitrán), residuos sólidos carbonosos (char), partículas del material inerte que componen el lecho y partículas de catalizador que son arrastradas hacia el exterior. Esta corriente de producto es evacuada por la parte lateral superior del gasificador, de forma transversal a la sección cilindrica del reactor.
Este tipo de reactores, de lecho fluidizado burbujeante, son muy empleados por la versatilidad que poseen en cuanto a la diversidad de combustibles sólidos a gasificar, porque logra mejorar la mezcla entre material inerte y el combustible, por su elevado índice de transferencia de calor y por lograr altas velocidades de calentamiento, entre otras ventajas. Sin embargo, es cierto que habitualmente se producen una gran cantidad de inquemados o residuos sólidos carbonosos (char) que son arrastrados del lecho antes de que se degraden por completo, disminuyendo así la tasa de conversión del carbono a gas.
Este fenómeno se produce generalmente con sólidos, en el interior de gasificadores con geometría constante (cilindrica/cuadrada o rectangular), donde el tiempo de retención o permanencia de dicho sólido en el interior del lecho de partículas inertes no es suficiente para lograr su degradación, lo que a su vez depende de las condiciones de operación, entre las que se encuentran la velocidad de fluidización, la altura del lecho, la carga térmica del reactor, la capacidad de procesamiento de los combustibles sólidos, entre otros. Al descomponerse y tener diferente granulometría y densidad, los sólidos son arrastrados con la corriente de gas que asciende hacia la salida debido a que el patrón de flujo es predominantemente ascendente. Este efecto puede minimizarse modificando el patrón de flujo en la base del gasificador para favorecer que las partículas de combustible sólido, inmediatamente después que entran al reactor, describan una fuerte trayectoria descendente, logrando así un mayor tiempo de retención del sólido orgánico en el interior del lecho vía una mayor circulación en el mismo, distribuyéndose este tiempo de la siguiente forma: - Tiempo que transcurre desde la entrada del sólido orgánico hasta que llega a la parte inferior del lecho fluido,
Tiempo que transcurre desde que el sólido orgánico recorre la distancia desde la parte inferior hasta la parte superior del lecho y Tiempo en que se degrada el sólido orgánico para ser arrastrado en forma de ceniza en la salida de la corriente de producto o gases.
De esta forma no se hace necesario tener que recurrir a lechos muy altos que provocan aumentos de los tamaños de burbuja que producen fenómenos de "slugging" (proceso que se produce por incremento del caudal de gas en un lecho fluidizado, donde las burbujas crecen con la altura y coalescen formando "pisos" de lecho a lo largo de la zona de reacción), por lo que se ve disminuida la transferencia de calor y la conversión de carbono.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, las siguientes figuras, donde con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente: Figura 1 .- Es una vista frontal del reactor de gasificación objeto de la presente invención en donde:
(1 ) Representa esquemáticamente el cuerpo cilindrico del reactor,
(2) Representa el fondo del reactor que comprende una sección tronco cónica invertida y una base inferior (2'),
(3) Representa esquemáticamente la entrada del sólido orgánico,
(4) Representa esquemáticamente la entrada de recirculación de los sólidos arrastrados del lecho,
(5) Representa esquemáticamente la entrada de producto de inertización,
(6) Representa esquemáticamente la entrada del agente fluidizante, situada en la caja de aire o plenum (1 2)
(7) Representa esquemáticamente la entrada del catalizador y del material inerte,
(8) Representa esquemáticamente la salida de aglomerados, y
(9) Representa esquemáticamente la salida de la corriente de producto.
(HL) Representa la altura de lecho efectiva
(B) Representa el ángulo β de inclinación de la sección tronco cónica.
(h2) Representa la cota de entrada (3) de alimentación de sólido orgánico,
(h) Representa la altura de la sección tronco cónica. Figura 2.- Es una vista desde abajo del reactor (1 ) de gasificación objeto de la presente invención, muestra el fondo (2) tronco-cónico invertido y la base inferior (2') de la sección tronco cónica invertida. Figura 3.- Muestra el esquema que ilustra el patrón de flujo de sólidos que representa la fluidodinámica de las partículas en el reactor (1 ) de lecho fluidizado con fondo (2) tronco cónico invertido y con placa distribuidora (10) de tipo tuyeré, según el procedimiento objeto de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento para gasificar materiales sólidos orgánicos en un reactor (1 ) de lecho fluidizado con un cuerpo cilindrico y un fondo (2) con sección tronco-cónica invertida mediante un flujo de gas que hace circular las partículas sólidas que comprende las etapas de: a. -) suministrar combustible mediante al menos una entrada (3) para la alimentación del sólido orgánico,
b. -) suministrar un agente catalizador o mezcla de este con material inerte mediante una entrada (7) dispuesta a 60e de la entrada (3) de alimentación del sólido orgánico de la etapa a),
c. -) introducir un agente fluidificante mediante una entrada (6) situado en la caja de aire o plenum (12),
d. -) distribuir el agente fluidificante a través de la base inferior (2X) de la sección tronco cónica invertida, en la que se encuentra una parrilla distribuidora (10) dotada de una pluralidad de orificios de salida o difusores de tipo tuyeré (11 ), y
e. -) producir la salida de la corriente de producto por la parte superior del reactor (1 ) de forma transversal a la sección cilindrica del mismo, mediante un elemento de salida (9). Adicionalmente, la invención también se refiere a un aparato consistente en un reactor (1 ) de gasificación para implementar el procedimiento descrito anteriormente.
Concretamente el reactor (1 ) de gasificación objeto de la presente invención se caracteriza porque está formado por una envolvente de configuración exterior cilindrica, unida por su parte inferior a un tronco de cono invertido, siendo la parte superior de mayor diámetro del tronco de cono, igual al diámetro del cilindro (Dc¡i¡ndro). El reactor (1 ) objeto de la presente invención es un reactor de lecho fluidizado de configuración cilindrica con fondo (2) con sección tronco-cónica invertida, con una parrilla distribuidora (10) situada en la base inferior (2X) de la sección tronco-cónica invertida y dotada con una pluralidad de difusores de tipo "tuyére" (11 ).
Dicha parrilla distribuidora (10) no altera la carga térmica específica superficial (kW/m2), estando concebida dicha carga térmica para un reactor de gasificación de sección continua (Dciündro) y de igual velocidad superficial. El reactor (1 ) objeto de la presente invención cumple por tanto con la siguiente relación:
Dci|indro/Dbase=1 +tangente β
Siendo β el ángulo que forma la generatriz de la sección tronco-cónica con la generatriz de la sección cilindrica.
El inventor ha determinado en base a su esfuerzo inventivo, que la geometría reivindicada mejora el patrón de circulación de sólidos en el interior de un gasificador con esta configuración, aumentando así el tiempo de retención del sólido en el interior del mismo. Es decir, se consigue que las partículas de sólido orgánico, a su entrada en el reactor (1 ) describan una trayectoria descendente al ser arrastradas por el material del lecho, hacia la zona del tronco de cono y se incorporen a la corriente del lecho desde la zona de entrada del agente fluidizante, disponiendo por tanto de mayor recorrido y de mayor tiempo de reacción, que si lo hiciesen desde mediados del lecho.
La figura 1 es una vista frontal del reactor de gasificación objeto de la presente invención en donde (1 ) representa esquemáticamente el cuerpo cilindrico del reactor, (2) representa el fondo tronco-cónico invertido que comprende una sección o parte inferior del tronco del cono y una base inferior (2'), (3) representa esquemáticamente la entrada del sólido orgánico, que en una realización preferida pueden ser al menos dos entradas, (4) representa esquemáticamente la entrada de recirculación de los sólidos arrastrados del lecho, (5) representa esquemáticamente la entrada de producto de inertización, la que en una realización preferida pueden ser dos entradas, y en una realización más preferida pueden ser cuatro entradas. El producto de inertización puede ser seleccionado de entre nitrógeno o agua. (6) representa esquemáticamente la entrada del agente fluidizante, situada en la caja de aire o plenum (12). (7) representa esquemáticamente la entrada del catalizador o de una mezcla de este con el material inerte, de manera que sea posible reponer al proceso las sustancias consumibles, como es el catalizador y el material inerte que conforma el lecho. (8) representa esquemáticamente la salida de aglomerados o escorias que se producen durante el proceso y (9) representa esquemáticamente la salida de la corriente de producto, la cual comprende una mezcla de gases, vapores y partículas sólidas que se arrastran del lecho. La figura 2 es una vista desde abajo del reactor (1 ) de gasificación objeto de la presente invención, muestra el fondo (2) del tronco de cono invertido y la base inferior (2') de dicho tronco de cono. En dicha base inferior (2X) se encuentra la parrilla distribuidora (10) dotada de una pluralidad de difusores de tipo "tuyeré" (11 ), por los que se introduce el agente gasificante al lecho. Dicho agente gasificante puede ser seleccionado de entre aire, oxígeno, vapor o una mezcla de los elementos anteriores. Adicionalmente se muestran dos entradas (3) de alimentación de sólido orgánico, situadas 120s entre ellas, dos entradas (5) de producto de inertización, una entrada (4) para la recirculación de productos arrastrados del lecho y la salida de aglomerados (8). La figura 3 muestra el esquema que ilustra el patrón de flujo de sólidos que representa la fluidodinámica de las partículas en el reactor (1 ) de lecho fluidizado de fondo (2) tronco cónico invertido, con una entrada (3) de alimentación de sólido orgánico y parrilla distribuidora (10), según el procedimiento objeto de la presente invención. De acuerdo a la ubicación de la parrilla distribuidora (10) y a sus difusores de tipo "tuyeré"(11 ), se genera una fuerte corriente ascendente en la zona central del lecho, proporcional al diámetro de la base inferior (2X) donde se encuentra ubicada dicha parrilla distribuidora (10), y una baja velocidad del lecho en la zona cercana a las paredes del reactor, con corrientes laterales del material del lecho fluidizado, como por ejemplo partículas de arena, que describen por los laterales un retorno a la parte inferior del lecho, arrastrando consigo las partículas de sólido orgánico (biomasa, por ejemplo) que entran al reactor (1 ) de gasificación por la entrada (3), y experimentan un movimiento marcadamente descendente, estando la cota (h2) de dicha entrada (3) ubicada a una altura de la base mayor del cono (Dbase), igual en metros al seno del ángulo β de la sección tronco cónica invertida.
Así se observa, que con este arrastre de partículas sólidas orgánicas hacia la parte inferior del lecho se aumenta el tiempo de residencia del combustible sólido dentro del reactor, teniendo las partículas sólidas orgánicas mayor recorrido dentro del lecho, existiendo mayor tiempo de reacción y con ello aumentando el rendimiento del proceso. Según otra característica del reactor (1 ), en la sección tronco cónica no existen entradas de alimentación de sólidos y en cambio existen una o varias entradas (5), de forma preferida cuatro, a través de las cuales se introduce convenientemente vapor o nitrógeno de inertización para facilitar las condiciones de gasificación o el control de la temperatura del proceso que tiene lugar, según convenga.
Según otra característica del reactor (1 ), transversalmente a la sección cilindrica existe al menos una entrada (3) para la alimentación del sólido orgánico combustible, en una realización preferida, pueden existir al menos dos entradas de combustible sólido dispuestas entre sí a 120s y otra entrada (4) que forma un ángulo agudo con la generatriz del cuerpo cilindrico del reactor, dispuesta a 60e de cada una de las entradas de alimentación, cuando son al menos dos. A través de dicha entrada (4) se recirculan los sólidos arrastrados del lecho. Esta distribución de entradas (3) y (4) logra una mezcla homogénea en el interior del lecho y hace que las fuerzas sobre las paredes del reactor de gasificación que generan vibraciones queden compensadas. Según otra característica del reactor (1 ), este comprende una entrada (7) situada a una altura mayor o igual que la altura del lecho efectiva (HL) y que está destinada para introducir un agente catalizador o mezcla de este con material inerte que compone el lecho fluido, a efectos de mantener constante la altura y las condiciones del lecho.
En una realización preferida, el volumen ocupado por la sección tronco-cónica, con relación al volumen total de lecho de partículas es equivalente en porcentaje al ángulo β de la sección tronco cónica medida en grados.
Según otra realización preferida, la altura (h) de la sección tronco-cónica es igual al radio (Rbase) de la base inferior (2X) del tronco de cono:
Figure imgf000013_0001
Según otra realización preferida, la cota (h2) de la entrada (3) de alimentación de sólido orgánico, medida en metros desde la unión de la sección cilindrica con la sección tronco- cónica, es igual al seno del ángulo β, medido en grados: h2= εβηβ.
Según otra realización preferida, en la que especialmente se alcanzan los resultados esperados, concretamente el aumento del tiempo de retención del sólido combustible en el interior del reactor (1 ) de gasificación, debido a la modificación del patrón de flujo de sólidos orgánicos con dicha geometría, se ha podido comprobar que la altura del lecho efectiva (HL) tiene la siguiente relación con el ángulo β y con el radio (Rc¡i¡ndro) de la sección cilindrica del reactor: x tangente β Según otra realización preferida, la relación entre la altura de lecho efectiva (HL) y el diámetro (Dbase) de la base del reactor (1 ) de gasificación es mayor que la unidad:
H|_/Dbase >1
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE
La realización preferente que se indica a continuación, se proporciona con fines ilustrativos y no limitativos, con la finalidad de una mejor comprensión de la invención.
Para el objeto de la presente invención se muestra un ejemplo comparativo para valorar el rendimiento del proceso del reactor (1 ) de gasificación objeto de la presente invención frente a un reactor de gasificación cilindrico que no posee fondo con sección tronco-cónica invertida.
Se empleó el mismo material de partida, en este caso biomasa, se mantuvieron las mismas condiciones de trabajo en ambos reactores y los resultados obtenidos se ilustran en la si uiente tabla:
Figure imgf000014_0001
De los resultados mostrados anteriormente, es conveniente resaltar que del análisis realizado en la corriente de producto, concretamente el gas, se obtuvo una mayor concentración de C02, cuando el proceso se realizó en el reactor (1 ) de gasificación objeto de la presente invención, resultado de una mayor combustión de carbono, así como en los residuos sólidos extraídos se observó una reducción del 50% aproximadamente del carbono fijo, así como una reducción del 50% en los alquitranes condensados.
Es un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento para gasificar materiales sólidos orgánicos en un reactor (1 ) de lecho fluidizado con un cuerpo cilindrico y un fondo (2) con sección tronco-cónica invertida, mediante un flujo de gas que hace circular las partículas de material fluidizado sólidas que comprende las etapas de: a.-) suministrar combustible mediante al menos una entrada (3) para la alimentación del sólido orgánico,
b.-) suministrar un agente catalizador o mezcla de este con material inerte mediante una entrada (7) dispuesta a 60e de la entrada de alimentación del sólido orgánico de la etapa a), c. -) introducir un agente fluidificante mediante una entrada (6) situado en la caja de aire o plenum (12),
d. -) distribuir el agente fluidificante a través de la base inferior (2X) de la sección tronco cónica invertida, en la que se encuentra una parrilla distribuidora (10) dotada de una pluralidad de orificios de salida o difusores de tipo tuyeré (11 ), y
e. -) producir la salida de la corriente de producto por la parte superior del reactor (1 ) de forma transversal a la sección cilindrica del mismo, mediante un elemento de salida (9). De forma preferida, el suministro del sólido orgánico se realiza mediante al menos dos entradas (3), distribuidas radialmente a 120s entre sí.
De forma preferida, el procedimiento anteriormente citado adicionalmente comprende la etapa de suministrar mediante al menos dos entradas de agente (5) de inertización, en la que el agente de inertización es seleccionado de entre nitrógeno, vapor o una mezcla de los anteriores.
De forma preferida, en el procedimiento anteriormente citado, el agente fluidificante es seleccionado de entre aire, oxígeno, vapor o una mezcla de los anteriores.
De forma preferida, el procedimiento anteriormente citado adicionalmente comprende la etapa de recirculación de los sólidos arrastrados del lecho, a través de una entrada (4). De forma preferida, en el procedimiento anteriormente citado, el radio (Rbase) de la base inferior (2X) del reactor de gasificación es igual a la altura (h) de la sección tronco-cónica:
De forma preferida, en el procedimiento anteriormente citado la cota (h2) de la entrada (3) de alimentación de sólido orgánico, medida en metros desde la unión de la sección cilindrica con la sección tronco-cónica, es igual al seno del ángulo β medido en grados: h2= εβηβ. El ángulo β de forma preferida tiene una inclinación entre 1 2-20 grados. De forma preferida, en el procedimiento anteriormente citado los diámetros mayor (Dci|indro) y menor (Dbase) de la sección tronco-cónica guardan una relación igual a: Dci|indro/Dbase = 1 + tangente β
De forma preferida, en el procedimiento anteriormente citado el volumen de lecho ocupado en la sección cilindrica por encima de la cota (h2) de la entrada (3) de alimentación de sólido orgánico es igual al volumen ocupado por la sección tronco-cónica.
De forma preferida, en el procedimiento anteriormente citado la relación entre la altura de lecho efectiva (HL) y el diámetro de la base (Dci|indro) de la sección cilindrica del reactor (1 ) es mayor la que la unidad:
Figure imgf000016_0001
Adicionalmente, la altura de lecho efectiva (HL) guarda la siguiente relación con el ángulo β de inclinación de la sección tronco cónica y el radio (Rc¡i¡ndro) de la sección cilindrica: HL= Rciündro tangente β
De acuerdo con un aspecto importante, la presente invención se refiere a un reactor ( 1 ) de gasificación para implementar el procedimiento anteriormente citado que tiene la característica de que es de lecho fluidizado de configuración cilindrica con fondo (2) cónico invertido con una parrilla distribuidora (1 0) dotada de una pluralidad de orificios de salida o difusores de tipo tuyeré ( 1 1 ), situada en la base inferior (2X) de la sección tronco-cónica invertida.
Según otro aspecto, el reactor ( 1 ) de gasificación anteriormente citado comprende las siguientes entradas de material: - al menos una entrada (3) de alimentación de sólidos orgánicos, una entrada (4) para recirculación de sólidos arrastrados del lecho, una entrada (7) para el catalizador y el material inerte, situada a una altura igual o mayor que la altura de lecho efectiva (HL),
al menos dos entradas (5) de agente de inertizacion, en una realización preferida cuatro entradas, en la que el agente de inertizacion es seleccionado de entre nitrógeno, vapor o una mezcla de los anteriores,
una entrada (6) de agente fluidificante, en la que el agente fluidificante es seleccionado de entre aire, oxígeno, vapor o una mezcla de los anteriores.
Según otro aspecto, el reactor (1 ) de gasificación anteriormente citado comprende las siguientes salidas de material: una salida de aglomerados (8), y
una salida de corriente de productos (9).

Claims

REIVINDICACIONES
1 .- Un procedimiento para gasificación de materiales sólidos orgánicos en un reactor (1 ) de lecho fluidizado con un cuerpo cilindrico y un fondo (2) con sección tronco-cónica invertida, mediante un flujo de gas circulante que contiene partículas de material fluidizado sólidas caracterizado porque comprende: a. -) suministrar combustible mediante al menos una entrada (3) para la alimentación del sólido orgánico,
b. -) suministrar un agente catalizador o mezcla de este con material inerte mediante una entrada (7) dispuesta a 60e de la entrada (3) de alimentación del sólido orgánico de la etapa a),
c. -) introducir un agente fluidificante mediante una entrada (6) situado en la caja de aire o plenum (12),
d. -) distribuir el agente fluidificante a través de la base inferior (2X) de la sección tronco cónica invertida, en la que se encuentra una parrilla distribuidora (10) dotada de una pluralidad de orificios de salida o difusores de tipo tuyeré (11 ), y
e. -) producir la salida de la corriente de producto por la parte superior del reactor (1 ) de forma transversal a la sección cilindrica del mismo, mediante un elemento de salida (9).
2.- Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque adicionalmente comprende la etapa de suministrar mediante al menos dos entradas (5) de agente de inertización, el cual es seleccionado de entre nitrógeno, vapor o una mezcla de los anteriores,
3. - Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque el agente fluidificante es seleccionado de entre aire, oxígeno, vapor o una mezcla de los anteriores.
4. - Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque adicionalmente comprende la etapa de recirculación de sólidos arrastrados del lecho, a través de una entrada (4).
5. - Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque el volumen ocupado por la sección tronco-cónica, con relación al volumen total de lecho de partículas es equivalente en porcentaje al ángulo β de la sección tronco cónica medido en grados.
6. - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el radio (Rbase) de la base inferior (2X) del reactor de gasificación es igual a la altura (h) de la sección tronco-cónica:
Figure imgf000019_0001
h.
7. - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la cota (h2) de la entrada (3) de alimentación de sólido orgánico, medida en metros desde la unión de la sección cilindrica con la sección tronco-cónica, es igual al seno del ángulo β, medido en grados: h2= εβηβ.
8. Procedimiento según reivindicación anterior caracterizado porque el ángulo β tiene una inclinación entre 12- 20 grados.
9.- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los diámetros mayor (Dci|indro) y menor (Dbase) de la sección tronco-cónica guardan una relación igual a: Dci|indro/Dbase = 1 + tangente β.
10. - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el volumen de lecho ocupado en la sección cilindrica por encima de la cota (h2) de la entrada (3) de alimentación de sólido orgánico es igual al volumen ocupado por la sección tronco-cónica.
11 . - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la altura del lecho efectiva (HL) tiene la siguiente relación con el ángulo (β) de la sección tronco-cónica y con el radio (Rc¡i¡ndro) de la sección cilindrica del reactor:
Figure imgf000019_0002
x tangente β.
12. - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la relación entre la altura de lecho efectiva (HL) y el diámetro de la base (Dci|indro) de la sección cilindrica del reactor (1 ) es mayor la que la unidad: HL/Dcmndro>1 .
13. - Reactor de gasificación para implementar el procedimiento de reivindicaciones 1 a 12 caracterizado porque es de lecho fluidizado de configuración cilindrica con fondo (2) con sección tronco-cónica invertida, con una parrilla distribuidora (10) situada en la base inferior (2X) de la sección tronco-cónica invertida y dotada con una pluralidad de difusores de tipo "tuyére" (11 ).
14. Reactor de gasificación según la reivindicación 13 caracterizado porque comprende las siguientes entradas de material:
al menos una entrada (3) de alimentación de sólidos orgánicos, una entrada (4) para recirculación de sólidos arrastrados del lecho, una entrada (7) para el catalizador o mezcla de este con material inerte, situada a una altura igual o mayor que la altura de lecho efectiva (HL),
al menos dos entradas (5) de agente de inertización, en la que el agente de inertización es seleccionado de entre nitrógeno, vapor o una mezcla de los anteriores,
una entrada (6) de agente fluidificante, en la que el agente fluidificante es seleccionado de entre aire, oxígeno, vapor o una mezcla de los anteriores.
15. Reactor de gasificación según la reivindicación 13 caracterizado porque comprende las siguientes salidas de material:
una salida de aglomerados (8), y
una salida de corriente de productos (9).
16. Reactor de gasificación según la reivindicación 13 caracterizado porque la cota (h2) de la entrada (3) de alimentación de sólido orgánico, medida en metros desde la unión de la sección cilindrica con la sección tronco-cónica, es igual al seno del ángulo β, medido en grados: h2= εβηβ.
17. Reactor de gasificación según la reivindicación 13 caracterizado porque el ángulo β tiene una inclinación entre 12- 20 grados.
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