BRPI1000573A2 - industrial fuel production process from municipal solid waste - Google Patents
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Abstract
PROCESSO DE PRODUçãO DE COMBUSTìVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESìDUOS SóLIDOS URBANOS. A presente invenção refere-se a "PROCESSO DE PRODUçãO DE COMBUSTìVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESìDUOS SóLIDOS URBANOS", também chamado de processo de gaseificação, é composto por uma seqúência de operações, em um reator(1), que possibilitam a geração de uma mistura de gases combustíveis, a partir de resíduos sólidos urbanos, utilizável em plantas industriais, produzindo energia térmica para as mais variadas aplicações, preservando os metais pesados e tóxicos presentes no RSU, ao contato com ambientes oxidativos e de altas temperaturas, ocasionando volatilização e transformações químicas destes. Este processo efetivamente tem capacidade de eliminar este passivo ambiental.INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE. The present invention refers to "PROCESS OF PRODUCTION OF INDUSTRIAL FUEL FROM SOLID URBAN WASTE", also called gasification process, it is composed by a sequence of operations, in a reactor (1), that allow the generation of a mixture of combustible gases, from solid urban waste, usable in industrial plants, producing thermal energy for the most varied applications, preserving the heavy and toxic metals present in the MSW, in contact with oxidative and high temperature environments, causing volatilization and transformations of these. This process effectively has the capacity to eliminate this environmental liability.
Description
"PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS""INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE"
A presente invenção refere-se a "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", também chamado de processo de gaseificação, é composto por uma seqüência de operações que possibilitam a geração de uma mistura de gases combustíveis, a partir de resíduos sólidos urbanos, utilizável em plantas industriais, produzindo energia térmica para as mais variadas aplicações, preservando os metais pesados e tóxicos presentes no RSU, ao contato com ambientes oxidativos e de altas temperaturas, ocasionando volatilização e transformações químicas destes. Este processo efetivamente tem capacidade de eliminar este passivo ambiental.The present invention relates to an "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE", also called a gasification process. It is composed of a sequence of operations that allow the generation of a mixture of combustible gases from urban solid waste, usable in industrial plants, producing thermal energy for the most varied applications, preserving the heavy and toxic metals present in the MSW, in contact with oxidative and high temperature environments, causing volatilization and chemical transformations of these. This process effectively has the ability to eliminate this environmental liability.
O estado da técnica apresenta processo de geração de combustível a partir de RSU. Em países europeus e nos Estados Unidos, existe uma técnica de gaseificação a partir da utilização de plasma aplicado diretamente ao RSU fazendo, desta forma, a combustão dos gases e inertização das cinzas, porém esta técnica, apresenta elevado consumo de energia para a produção de plasma, assim como os custos de obtenção e manutenção do mesmo.The state of the art presents process of fuel generation from MSW. In European countries and the United States, there is a gasification technique from the use of plasma applied directly to the MSW, thus combustion of gases and inertization of the ash, but this technique presents high energy consumption for the production of as well as the costs of obtaining and maintaining it.
Também faz parte do estado da técncia a incineração de RSU, onde todo o conteúdo energético juntamente com as cinzas, denominadas escórias do processo, passam pelas mesmas condições oxidativas e de temperatura, levando todo o conteúdo de metais voláteis e semi-voláteis as mesmas a passarem por transformações fisico-química, indesejáveis tanto para o processo, principalmente nos trocadores de calor, assim como para o meio ambiente.Also part of the state of the art is the incineration of MSW, where all the energy content together with the ash, called process slag, goes through the same oxidative and temperature conditions, leading all the content of volatile and semi-volatile metals to the same. undergo physicochemical transformations, undesirable for the process, especially in heat exchangers, as well as for the environment.
Para a melhor compreensão da presente invenção, é feita em seguida, uma descrição detalhada da invenção "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", fazendo-se referências aos desenhos anexos, sendo:For a better understanding of the present invention, the following is a detailed description of the invention "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE", with reference to the accompanying drawings, as follows:
- A Figura 1 mostra da invenção "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", a vista em lateral em corte do gerador(1) e a abrangência do sistema em um suposto contexto, em forma de esquema.Figure 1 shows of the invention "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE", the sectional side view of the generator (1) and the scope of the system in a supposed schematic context.
- A Figura 2 mostra da invenção "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", a vista em lateral em corte do gerador(1), no tocante a parte mecânica do invento. Sem automação e instrumentação, para melhor entendimento desta parte.Figure 2 shows the invention "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE", the sectional side view of the generator (1) with respect to the mechanical part of the invention. Without automation and instrumentation, for a better understanding of this part.
- A figura 3 mostra da invenção "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", a peça da grelha individual (1.7.1) em vista superior.Figure 3 shows of the invention "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE", the individual grid part (1.7.1) in top view.
- A figura 4 mostra da invenção "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", a peça da grelha individual (1.7.1) em vista lateral.Figure 4 shows the invention "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE", the individual grid part (1.7.1) in side view.
- A figura 5 mostra da invenção "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", a peça da grelha individual (1.7.1) em corte sem dimensões chamando detalhes peculiares abaixo descritos.Figure 5 shows of the invention "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE", the individual grid part (1.7.1) in dimensionless section calling out the particular details described below.
- A figura 6 mostra da invenção "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", a peça da grelha individual (1.7.1) em vista isométrica superior sem dimensões chamando detalhes peculiares abaixo descritos.Figure 6 shows of the invention "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE", the individual grid part (1.7.1) in isometric top view without dimensions calling for particular details described below.
- A figura 7 mostra da invenção "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", a peça da grelha individual (1.7.1) em vista isométrica inferior sem dimensões chamando detalhes peculiares abaixo descritos.Figure 7 shows of the invention "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE", the individual grid part (1.7.1) in undersized isometric view drawing particular details described below.
Conforme a Figura 1 a presente invenção denominada "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", utiliza de um gerador(1) feito em aço carbono, aço liga e inoxidável, isolantes térmicos e componentes eletroeletrônicos apresentando sua composição técnica funcional composta por até 20 partes básicas que se caracterizam por apresentarem as seguintes características: correia transportadora(1.1), alimentador(1.2), gaveta horizontal(1.2.1) com seu pistão(1.2.1.1), gaseificador(1.3) com entrada(1.3.1), queimador (1.5) com coletor superior(1.5.1) e bicos venturi(1.5.2), soprador(1.6), grelhas móveis(1.7), transportadores inferiores(1.8), coletor de resíduos(1.9), Insufladores de ar e gas inerte superaquecidos(1.10), tocha de plasma ou chama piloto(1.11), tanque de água para resfriamento e vedação(1.12), central hidráulica(1.13), conjunto de registros com atuadores pneumáticos e posicionadores(1.14), dutos de ar(1.15), dutos de mistura(1.16), dutos de recirculação de gases de alta temperatura(1.17), dutos de recirculação de gases de média temperatura(1.18), dutos de admissão de ar(1.19), duto de admissão de metano ou combustível para chama piloto(1.20) e toda a instrumentação básica composta de: transmissor de pressão(2.1), transmissor de temperatura(2.2), chave de nível(2.3), sensores de chama(2.4), termometro(2.5), transmissor de temperatura(2.6), analisador e transmissor de O2 e CO(2.7), transmissor do sistema que está sendo servido pelos gases gerados(2.8), transmissor de temperatura(2.9), conversores de frequencia(2.10), chaves fim de curso(2.11), conversores de frequencia(2.12), válvulas solenóides(2.13), termometro(2.14), termometro(2.15), transmissor de pressão(2.16) e malhas de controle(2.17).According to Figure 1 the present invention called "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE" uses a generator (1) made of carbon steel, alloy and stainless steel, thermal insulators and electro-electronic components presenting their functional technical composition. composed of up to 20 basic parts characterized by having the following characteristics: conveyor belt (1.1), feeder (1.2), horizontal drawer (1.2.1) with its piston (1.2.1.1), aerator (1.3) with inlet (1.3 .1), burner (1.5) with upper manifold (1.5.1) and venturi nozzles (1.5.2), blower (1.6), movable grilles (1.7), lower conveyors (1.8), waste collector (1.9), blowers overheated air and inert gas (1.10), plasma or pilot flame torch (1.11), cooling and sealing water tank (1.12), power station (1.13), register set with pneumatic actuators and positioners (1.14), ducts (1.15), air ducts (1.16), high temperature gas recirculation ducts (1.17), medium temperature gas recirculation ducts (1.18), air inlet ducts (1.19), methane or pilot flame fuel inlet ( 1.20) and all basic instrumentation consisting of: pressure transmitter (2.1), temperature transmitter (2.2), level switch (2.3), flame sensors (2.4), thermometer (2.5), temperature transmitter (2.6), O2 and CO analyzer and transmitter (2.7), system transmitter being served by the generated gases (2.8), temperature transmitter (2.9), frequency converters (2.10), limit switches (2.11), frequency converters (2.12), solenoid valves (2.13), thermometer (2.14), thermometer (2.15), pressure transmitter (2.16) and control meshes (2.17).
A figura 1, exemplifica, ainda, alguns elementos do contexto de uma instalação visando melhor compreensão. São eles: recebimento de RSU(3), reciclagem(4), compostagem(5), rejeitos(6), processo(7), dutos de fumos(8), exaustor de tiragem(9) e chaminé(10).Figure 1 also exemplifies some elements of the context of an installation aiming at a better understanding. They are: receipt of MSW (3), recycling (4), composting (5), tailings (6), process (7), smoke ducts (8), draft hood (9) and chimney (10).
Ό PROCESSO DE GERAÇÃO DE COMBUSTÍVEL PARA UTILIZAÇÃO INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS DE SÓLIDOS URBANOS" é realizado na mesma planta industrial onde será empregado este combustível com a finalidade de obtenção de energia térmica.Ό FUEL GENERATION PROCESS FOR INDUSTRIAL USE FROM URBAN SOLID WASTE "is carried out in the same industrial plant where this fuel will be used for the purpose of obtaining thermal energy.
Neste processo não há necessidade de armazenamento dos combustíveis já no estado gasoso e superaquecidos, pois este será consumido diretamente na saída do gerador ou reator(1 - Figura 1) onde é gerado, dispensando etapas de condensação que demandam grande perda de energia em trocadores térmicos.In this process there is no need for storage of already gaseous and overheated fuels, as it will be consumed directly at the generator or reactor output (1 - Figure 1) where it is generated, eliminating condensation steps that require large energy loss in thermal exchangers. .
Na invenção denominada "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", o processo global, geração e combustão do combustível, é realizado em dois estágios: no primeiro estágio hidrocarbonetos, hidrogênio, monóxido de carbono (CO) e uma pequena quantidade de dióxido de carbono (CO2), são gerados em uma câmara especialmente projetada para esta finalidade, o gaseificador(1.4 - Figura 1), onde fragmentos de RSU, gases inertes superaquecidos e uma quantidade insuficiente de oxigênio atmosférico para combustão completa, passam pela câmara(1.4 - Figura 1) durante um tempo e temperatura previamente calculados, de forma transformar todo o conteúdo combustível do RSU em gases e os resíduos sólidos com composição química variada e contendo metais pesados e tóxicos, denominados escória, retirados da câmara para posterior aproveitamento industrial ou destinados a aterros adequados.In the invention called "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE", the overall process, fuel generation and combustion, is carried out in two stages: in the first stage hydrocarbons, hydrogen, carbon monoxide (CO) and a small carbon dioxide (CO2), are generated in a specially designed chamber for this purpose, the gasifier (1.4 - Figure 1), where fragments of MSW, overheated inert gases and an insufficient amount of atmospheric oxygen for complete combustion pass through. chamber (1.4 - Figure 1) for a previously calculated time and temperature, in order to transform the entire fuel content of MSW into gases and solid wastes of varying chemical composition and containing heavy and toxic metals, called slag, removed from the chamber for later use. suitable for landfill.
Os gases combustíveis gerados no primeiro estágio são puxados desta câmara por pressão negativa, através de um tubo venturi(1.5.2 - Figura 1) soprado com ar atmosférico superaquecido, isto quando a combinação de partes que, coordenadas, concorrem para a combustão não apresentar pressão negativa suficiente para esta retirada, neste caso, uma quantidade estequiométrica de ar atmosférico superaquecido é adicionado ao gás produzido, para que possa ser realizada a combustão.The combustible gases generated in the first stage are pulled from this chamber by negative pressure through a venturi pipe (1.5.2 - Figure 1) blown with overheated atmospheric air, this when the combination of coordinated parts that contribute to combustion does not present sufficient negative pressure for this removal, in this case a stoichiometric amount of overheated atmospheric air is added to the gas produced so that combustion can be carried out.
O segundo estágio é executado na saída do tubo venturi(1.5.2 - Figura 1), quando este existir, que é conectado a uma câmara de combustão, onde a partir de tocha de plasma ou uma chama piloto (1.11 - Figura 1), gerada pela combustão de gases combustíveis, tais como: Hidrogênio, GLP, GNV ou acetileno, e a chama vinda da queima deste gases, é responsável pelo alto aquecimento da camara de combustão, com finalidade de agir como energia de ativação do Monóxido de Carbono (CO), hidrogênio e Hidrocarbonetos gasosos produzidos no primeiro estagio e ar atmosférico superaquecido utilizado no venturi (1.5.2 - Figura 1) ou adicionado diretamente na câmara, ocasionando a combustão (1.5 - Figura 1) total destes gases, liberando grande quantidade de calor e gases normais de combustão, que devem atender as normas ambientais vigentes, ainda que tenham que passar por processo de filtragem e lavagem.The second stage is performed at the venturi tube outlet (1.5.2 - Figure 1), where it exists, which is connected to a combustion chamber where from a plasma torch or a pilot flame (1.11 - Figure 1), generated by the combustion of combustible gases, such as: Hydrogen, LPG, CNG or acetylene, and the flame from the burning of these gases, is responsible for the high heating of the combustion chamber, in order to act as activation energy of Carbon Monoxide ( CO), hydrogen and gaseous hydrocarbons produced in the first stage and superheated atmospheric air used in the venturi (1.5.2 - Figure 1) or added directly to the chamber, causing the total combustion (1.5 - Figure 1) of these gases, releasing large amounts of heat. and normal combustion gases, which must comply with current environmental standards, even if they have to undergo a filtration and washing process.
Na invenção denominada "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", os sub-produtos e resíduos deste processo são os materiais inertes, minerais, metálicos entre outros vários que podem estar presente no RSU, sendo este material de variada procedencia e composição química, denominado doravante de escória, e que uma vez tratado por processos físico-químicos podem serem utilizados como matéria prima em industrias ou apenas inertizados através de adicição e cimentos e depositados em aterros em conformidade com as entidades ambientais e normas vigentes. Outro tratamento que pode ser utilizado dependendo do custo energético de produção, é a vitrificação através de plasma térmico, para ser então utilizado em aplicações variadas. Na invenção "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", a correia transportadora(1.1) eleva os RSU até a admissão que é feita por meio de uma gaveta (1.2.1 - Figura 1) com um potente acionamento hidráulico (1.2.1.1 - Figura 1). O duto de admissão (1.3.1 - Figura 1) é projetado para manter-se sempre cheio de material compactado pela gaveta, impedindo a entrada de ar e a saída de gases para a atmosfera.In the invention called "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE", the by-products and residues of this process are the inert, mineral, metallic and many other materials that may be present in the MSW, being this material of varied origin. and chemical composition, hereafter referred to as slag, and which once treated by physicochemical processes can be used as raw material in industries or only inertized by addition and cement and deposited in landfills in accordance with current environmental entities and standards. Another treatment that can be used depending on the energy cost of production is thermal plasma vitrification, to be used in various applications. In the invention "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE", the conveyor belt (1.1) raises the MSW to the intake by means of a drawer (1.2.1 - Figure 1) with a powerful hydraulic drive. (1.2.1.1 - Figure 1). The intake duct (1.3.1 - Figure 1) is designed to always be filled with material compacted by the drawer, preventing air from entering and exiting gases into the atmosphere.
A câmara de gaseificação (1.4 - Figura 1) é perfeitamente fechada, revestida com material refratário e isolante e tem controle automático de temperatura. O volume da câmara de gaseificação, ao contrário do que existe nos tradicionais conjuntos de queima, apresenta dimensões reduzidas.The gasification chamber (1.4 - Figure 1) is perfectly closed, lined with refractory and insulating material and has automatic temperature control. The volume of the gasification chamber, unlike in traditional firing sets, has small dimensions.
A admissão da mistura de fumos e ar que promove a gaseificação se dá através do conjunto da grelha. Ou seja, parte dos gases quentes obtidos na câmara de combustão e chaminé, misturados a uma determinada quantidade de ar, atravessam a grelha pelos furos cônicos que podem ser observados na Figura 5.Admission of the gas and smoke mixture which promotes gasification is through the grate assembly. That is, part of the hot gases obtained in the combustion chamber and chimney, mixed with a certain amount of air, pass through the grid through the conical holes that can be observed in Figure 5.
A temperatura desta mistura de gases recirculados e ar é controlada por 3 registros dotados de posicionadores pneumáticos controlados por um transmissor de temperatura instalado na admissão ou recalque do ventilador. Caso necessário, pode se optar pela utilização de uma câmara de mistura de gases com ventiladores dedicados e controlados por variadores de velocidade para cada tipo de gás.The temperature of this mixture of recirculated gases and air is controlled by 3 registers fitted with pneumatic positioners controlled by a temperature transmitter installed in the inlet or fan discharge. If required, a gas mixing chamber with dedicated fans controlled by speed variators may be used for each type of gas.
As Figuras 3, 4, 5, 6, e 7 mostram o detalhe da grelha (1.7.1) que compõe o grelhado (1.7), tanto a parte fixa quanto a móvel. A peça(1.7.1) que compõe o grelhado apresenta desenho exclusivamente concebido para gaseificação de RSU. A grelha em ferro fundido, produzida em um material que deriva da norma ASTM A-532 sem tratamento térmico. Um dos principais diferenciais é a depressão, (1.7.1.1 - Figura 5 e 6) na região central da peça, no eixo longitudinal que tem função essencial no processo. Sob esta depressão existe uma nervura (1.7.1.2 - Figura 7), cuja função não é unicamente melhorar o projeto estrutural, mas também, impedir a transferência de calor para o fluído (mistura de gases recirculados da câmara de combustão e chaminé) que circula na parte inferior da peça. O objetivo é, portanto, manter temperaturas mais elevadas na região da depressão. As laterais da peça possuem encaixes (1.7.1.3- Figura 5 e 6) (1.7.1.4 - Figura 5 e 6) tipo macho/fêmea, de suma importância na exatidão do processo, pois impedem o vazamento de fluídos da parte superior para a parte inferior da grelha, fora da câmara de gaseificação (1.4 - Figura 1).Figures 3, 4, 5, 6, and 7 show the detail of the grid (1.7.1) that makes up the grid (1.7), both the fixed and the movable part. The part (1.7.1) that makes up the grill features a design exclusively designed for MSW gasification. The cast iron grill, made of a material that derives from ASTM A-532 standard without heat treatment. One of the main differentials is depression, (1.7.1.1 - Figures 5 and 6) in the central part of the piece, in the longitudinal axis that has an essential function in the process. Under this depression there is a rib (1.7.1.2 - Figure 7) whose function is not only to improve the structural design but also to prevent heat transfer to the circulating fluid (mixture of combustion chamber and chimney gases) that circulates at the bottom of the piece. The goal is therefore to maintain higher temperatures in the depression region. The sides of the part have fittings (1.7.1.3 - Figure 5 and 6) (1.7.1.4 - Figure 5 and 6) type male / female, of great importance in the accuracy of the process, as they prevent the leakage of fluids from the top to the top. bottom of the grid outside the gasification chamber (1.4 - Figure 1).
Os furos(1.7.1.5 - Figura 5 e 6) na região saliente têm a função de dar passagem uniforme ao fluído ou ar e gases inertes superaquecidos vindo das câmaras de equalização da mistura ar/fumos sob o conjunto da grelha que têm, também, a função de coletar finos que eventualmente perpassam a grelha. A mistura é controlada em função da sua temperatura e é insuflada por meio de um ventilador, (1.6 - Figura 1) ou puxados pela pressão negativa da saída da camara, para serem utilizados no processo de gaseificação, esta mistura circula sobre o conjunto da grelha (1.7 - Figura 1), promovendo contato com o material a ser gaseificado. Estes furos(1.7.1.5 - Figura 5 e 6) são cônicos com o ângulo aberto para baixo, evitando entupimentos. Os gases inertes superaquecidos são provenientes da queima total dos combustíveis gerados na gaseificação e oxidados na camara de combustão. Estas condições de temperatura e quantidade de comburente sobre o grelhado, proporcionam a todo o material volátil e combustível presente no RSU1 a passagem a fase gasosa, ou então, através de uma combustão incompleta a monóxido de carbono pela oxidação parcial de hidrocarbonetos, formando assim, uma mistura de gases com elevado poder calorífico e grande capacidade térmica.The holes (1.7.1.5 - Figures 5 and 6) in the protruding region have the function of giving uniform passage to the fluid or air and superheated inert gases coming from the equalization chambers of the air / smoke mixture under the grate assembly which also have the function of collecting fines that eventually cross the grid. The mixture is controlled according to its temperature and is inflated by means of a fan, (1.6 - Figure 1) or pulled by the negative pressure of the chamber outlet, to be used in the gasification process, this mixture circulates on the grid assembly. (1.7 - Figure 1), promoting contact with the material to be gasified. These holes (1.7.1.5 - Figures 5 and 6) are tapered with the angle open downwards, preventing clogging. The overheated inert gases come from the total burning of fuels generated in gasification and oxidized in the combustion chamber. These conditions of temperature and amount of oxidizer on the grill, give all the volatile and combustible material present in the RSU1 the passage to the gas phase, or, through an incomplete combustion to carbon monoxide by the partial oxidation of hydrocarbons, thus forming, a mixture of gases with high calorific value and high thermal capacity.
A montagem do conjunto é levemente inclinada para frente, induzindo o escoamento de materiais que passam ligeiramente pela fase líquida. O conjunto da grelha é movimentado por pistões hidráulicos (1.2.1.1 - Figura 1). Este movimento é de avanço e recuo e somente para as fileiras de número par, pois possuem a grelhas móveis(1.7.1 - Figura 5 e 6). As fileiras de número impar não se movimentam, pois possuem as grelhas fixas(1.7.1 - Figura 5 e 6).The assembly of the assembly is slightly inclined forward, inducing the flow of materials that pass slightly through the liquid phase. The grate assembly is driven by hydraulic pistons (1.2.1.1 - Figure 1). This movement is forward and backward and only for even numbered rows, as they have movable grids (1.7.1 - Figures 5 and 6). Odd-numbered rows do not move because they have fixed grids (1.7.1 - Figures 5 and 6).
Ao final do grelhado (1.7 - Figura 1) existe um canal coletor (1.7.2 - Figura 1) para o material sólido inerte. Sob o grelhado existem câmaras onde a mistura ar e gases é injetada e eventualmente caem cinzas finas(1.7.3 - Figura 1). A retirada deste material é feita por meio de um transportador de arraste (1.9 - Figura 1). Todo o material coletado é mergulhado em um tanque com água (1.12 - Figura 1) logo abaixo da câmara de gaseificação. Este reservatório tem a finalidade de resfriamento do material sólido (escória) assim como manter hermeticamente fechada a câmara, tanto abaixo da grelha como na saída da escória.At the end of the grill (1.7 - Figure 1) there is a collecting channel (1.7.2 - Figure 1) for the inert solid material. Under the grill there are chambers where the mixture of air and gases is injected and eventually ashes fall (1.7.3 - Figure 1). This material is removed by means of a drag conveyor (1.9 - Figure 1). All collected material is immersed in a water tank (1.12 - Figure 1) just below the gasification chamber. This reservoir has the purpose of cooling the solid material (slag) as well as keeping the chamber tightly closed, both below the grid and at the slag outlet.
Na invenção "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS", O efeito venturi é obtido pela injeção de ar superaquecido nos queimadores venturi(1.5.2 - Figura 1), provocando uma área de baixa pressão no topo da fornalha, puxando os gases remanescentes da gaseificação, direcionando-os para zona de combustão, composta por tocha de plasma térmico ou chama piloto (1.11 - Figura 1) e área e temperatura adequada para a total oxidação dos gases combustíveis. Desta forma, os gases remanescentes da primeira queima, juntamente com oxigênio atmosférico, que podem ter origem no venturi agem, conforme a definição, como combustível secundário, mas que somente é injetado na zona de combustão, cruzando a tocha de palsma térmico ou chama piloto (1.11 - Figura 1), formada por combustíveis convencionais, que terá também a função de ativadora de combustão, pois neste local, as condições de queima total dos gases é ótima, devido a ter a maior temperatura do processso assim como pode-se obter maior tempo de residência.In the invention "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE", the venturi effect is obtained by injecting superheated air into the venturi burners (1.5.2 - Figure 1), causing a low pressure area at the top of the furnace, pulling the remaining gases from the gasification, directing them to the combustion zone, composed of thermal plasma torch or pilot flame (1.11 - Figure 1) and adequate area and temperature for the total oxidation of the combustible gases. Thus, the remaining gases from the first firing, together with atmospheric oxygen, which may originate from the venturi act as defined as a secondary fuel, but which is only injected into the combustion zone by crossing the heat flare torch or pilot flame. (1.11 - Figure 1), formed by conventional fuels, which will also have the function of combustion activator, because in this place, the total burning conditions of the gases is optimal, due to the higher process temperature as well as it can be obtained. longer residence time.
Os resíduos não combustíveis do RSU são retirados pelas correias transportadoras inferiores (1.8 - Figura 1) e direcionadas para o coletor de resíduos imerso em água (1.9 - Figura 1) de onde serão coletados para destinação.Non-combustible waste from the MSW is removed by the lower conveyor belts (1.8 - Figure 1) and directed to the water immersed waste collector (1.9 - Figure 1) from where it will be collected for disposal.
A invenção "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS" define um processo onde existem dois estágios.The invention "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE" defines a process where there are two stages.
No primeiro estágio existe a gaseificação com a separação do material sólido fora do reator(1 - Figura 1), através das grelhas móveis(1.7 - Figura 1) e esteiras(1.8 - Figura 1).In the first stage there is gasification with the separation of solid material outside the reactor (1 - Figure 1), through the movable grids (1.7 - Figure 1) and mats (1.8 - Figure 1).
No segundo estágio os gases combustíveis gerados são direcionados para um queimador de uma fornalha ou forno pre- existente em uma planta fabril.In the second stage the generated combustible gases are directed to a burner of a pre-existing furnace or furnace in a manufacturing plant.
Portanto a invenção "PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS" também define que a queima dos gases remanescentes da gaseificação feita no primeiro estágio seja feita, no caso de cimenteiras, juntamente com a queima do coque, óleo, gases GLP e GNV ou outro combustível, na saída do maçarico original, ou seja, na zona de combustão primária, ou então no pré calcinador, que também apresenta características ótimas ao processo.Therefore the invention "INDUSTRIAL FUEL PRODUCTION PROCESS FROM URBAN SOLID WASTE" also defines that the burning of the remaining gases of the gasification done in the first stage is done, in the case of cement, together with the burning of coke, oil, LPG gases. and CNG or other fuel, at the outlet of the original torch, that is, in the primary combustion zone, or in the precalciner, which also presents optimum process characteristics.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| EP4502112A4 (en) * | 2022-03-25 | 2026-04-15 | Jose Lopes Evandro | INTEGRATED PROCESS FOR THE PYROLYSIS AND GASIFICATION OF WASTE AND DERIVATIVES THEREOF AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THEM |
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- 2010-02-10 BR BRC11000573A patent/BRPI1000573F1/en active IP Right Grant
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| EP4502112A4 (en) * | 2022-03-25 | 2026-04-15 | Jose Lopes Evandro | INTEGRATED PROCESS FOR THE PYROLYSIS AND GASIFICATION OF WASTE AND DERIVATIVES THEREOF AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THEM |
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