ES2344637T3 - Aparato para la pirolisis de residuos plasticos calentado indirectamente. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de pirólisis de residuos plásticos que funciona a una presión normal, alta o baja, que comprende un reactor calentado de membrana (1), un alimentador de residuos plásticos (6), una salida para los productos de pirólisis y al menos un elemento calefactor (7) que se fija dentro de la cámara de reacción como una tubería de calentamiento curvada (7), donde la proporción de longitud respecto al diámetro de la tubería de calentamiento (7) es como mínimo 10, que se caracteriza por que el quemador (13) se fija en un extremo de entrada de la tubería de calentamiento (7) de manera que el interior de la tubería de calentamiento (7), donde entra en contacto con el residuo plástico, se calienta directamente por medio de la llama del quemador.
Description
Aparato para la pirólisis de residuos plásticos
calentado indirectamente.
El tema de la invención es el aparato de
pirólisis para residuos plásticos, que funciona a una presión
normal, alta o baja.
En Polonia el consumo de plásticos es muy
inferior si se compara con el de los países muy desarrollados.
Existe un gran número de paquetes de plástico y productos que a
menudo tienen un periodo de uso a corto plazo. Es difícil de juzgar
la cantidad que existe, pero generalmente no es inferior a
500.000-800.000 toneladas anuales. El 100% de los
paquetes de plástico después de su uso son enviados a los residuos
comunitarios.
La selección es el principal problema de la
recuperación del plástico. En Polonia los paquetes de plástico no
se recogen de forma sistemática. Son enviados junto con otros
residuos a los vertederos o basureros. La selección de residuos en
Polonia es manual en general. La forma y el tipo de residuos y la
polución son parámetros relacionados con su origen. Los residuos de
plásticos que se crean después del uso en muchos campos de la
industria son recogidos y requieren una limpieza y selección. Los
residuos recogidos directamente de los usuarios no son una garantía
de limpieza. En particular el tratamiento del residuo comunitario
requiere una inversión cara y difícil para los procesos de
selección y limpieza. La base para determinar cualquier selección de
plásticos es la determinación de sus componentes. En muchos lugares
se utilizan métodos como la espectrometría, espectroscopia de
fluorescencia de rayos X y la espectroscopia infrarroja cerrada, la
espectroscopia de los neutrones y los métodos ópticos y
termo-ópticos. Algunos de ellos se utilizan en la práctica.
El método de selección depende del estado del
residuo, de si se encuentra en forma de piezas enteras, de trozos o
triturado. Los residuos transportados en cintas transportadoras son
seleccionados manual o mecánicamente con unos dispositivos
opto-electrónicos. Tras un triturado preliminar de
la mezcla de residuos, es necesario eliminar la posible
contaminación con una clasificación del aire y de los imanes
(metales), así como se precisa de un posterior desmenuzado. La
siguiente etapa del tratamiento del residuo consiste en eliminar los
minerales más pesados que el agua de lavado (arena, arcilla,
tierra), eliminar las partículas flotantes (madera, papel, tabaco)
y los elementos que se disuelven como (sales, grasa, leche en
polvo).
El residuo plástico puede ser sometido a un
método de desmenuzado en húmedo. Para separar el plástico, se
pueden utilizar las diferencias en sus propiedades físicas y
químicas como la densidad, la constante dieléctrica, la
solubilidad, la humectabilidad, el calor y la conductividad
dieléctrica, la temperatura de reblandecimiento etc. El método de
flotación permite la separación de las poliolefinas
(PE-HD, PE-LD y PP) y la fracción de
sedimentación (PVC, PS, PA) de la mezcla de termoplásticos típicos.
El inconveniente de este método de separación es la falta de
segregación del tipo de plástico. El método de separación del
hidrociclón es mucho más eficaz, pero no permite separar polímeros.
Los métodos de separación basados en las diferencias de densidad se
utilizan generalmente en la separación de poliolefinas (PE y PP) de
otros polímeros de mayor densidad. La separación del PVC del PET o
del PE del PP con este método es casi imposible. La incompatibilidad
termodinámica de los plásticos que crean una miscibilidad limitada
posibilita la separación dentro de una solubilidad determinada.
(Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, New York). Este método se
basa en la disolución sucesiva de los componentes siguientes de la
mezcla plástica. Como resultado de ello, se van recuperando
gradualmente los polímeros de la mezcla.
En general, existen tres métodos para la
recuperación del plástico:
- 1.
- Reciclaje - tratamiento directo sin procesos químicos.
- 2.
- Reciclaje de materias primas - degradación de las partículas en fracciones más pequeñas para ser reutilizadas como monómeros o materia prima para su fabricación o la de otros productos químicos.
- 3.
- Reciclaje térmico - combustión de residuos plásticos y recuperación de la energía.
\vskip1.000000\baselineskip
El reciclaje térmico se puede aplicar a toda
clase de plásticos. No es necesario una segregación preliminar o
limpieza. El reciclaje térmico del residuo plástico es la conversión
destructiva de los polímeros contenidos en los plásticos en
compuestos de partículas pequeñas y su uso como sustancias químicas
vírgenes o combustibles. Existen cuatro procesos básicos:
pirólisis, "hidrocracking", gasificación y combustión.
La pirólisis es un proceso de degradación
térmica de los compuestos con partículas grandes sin otras materias
químicas en bruto. El método no crea cenizas sino que solamente una
carbonización lenta - combustible bajo en calorías que se utiliza
en la industria de la construcción. La construcción de nuevos
aparatos para la pirólisis de residuos plásticos requiere grandes
inversiones debido a la sofisticada construcción del reactor así
como al sistema de limpieza y condensación de los gases
emitidos.
La literatura describe muchas pruebas piloto,
pirólisis de demostración de las instalaciones de residuos una vez
se han recuperado los gases para calentar parcial o totalmente la
pirólisis. El proceso de pirólisis funciona en diferentes tipos de
reactores, principalmente hornos de tambor giratorio, hornos de
túnel o bien reactores verticales con lechos de fluido. En algunos
casos, si no existe una conexión directa con los usuarios finales,
el gas recuperado tras la limpieza calienta el reactor de pirólisis
o bien se quema en un soplete. En general, los residuos
comunitarios se quema en hornos con una parrilla, lo que crea un
depósito de polímeros fundidos en las parrillas. Por lo tanto, es
más adecuado utilizar hornos de tubo giratorio donde se puede
producir la pirólisis de los residuos junto a la fracción de gas.
También se pueden usar hornos de lecho fluidizado
(800-900ºC). La combustión de residuos plásticos en
plantas de incineración de residuos convencionales no resuelve el
problema, porque este proceso puede ir acompañado de la emisión de
gases tóxicos muy contaminantes. A parte de esto, las plantas de
incineración de residuos son muy caras y en el caso de cierre por
rotura o por otro motivo su nueva puesta en marcha requiere mucho
tiempo y dinero.
Cada vez se incinera una mayor cantidad de
residuos debido al número limitado de vertederos, a la cantidad
creciente de residuos, al precio por su almacenamiento y a las
protestas de los ciudadanos ante la construcción de nuevos
vertederos. A pesar de que las plantas de incineración reducen la
cantidad de residuos de forma muy eficaz son motivo de
contaminación ambiental. La incineración del PVC es realmente un
problema debido al HCl, a los compuestos orgánicos clorados y a la
fuerte emisión de dioxinas tóxicas durante el proceso. Las dioxinas
desde el accidente de Seveso en 1976 y de su descubrimiento en
cenizas y gases de una planta de incineración holandesa en 1977 son
el principal motivo de todas las discusiones ecológicas.
No existe un método barato y eficaz de uso de
los residuos plásticos. Incluso a pequeña escala que pueda dar
lugar a productos que se puedan usar en la industria.
La pirólisis de los residuos plásticos requiere
mucha energía. Los reactores actuales son membranas que se
calientan con una camisa calefactora gracias a los gases calientes
de la combustión. Lo más importante en la construcción de los
reactores es la superficie calefactora que tiene que ser lo más
grande posible, con el fin de acelerar el calentamiento de la
mezcla de plásticos a una temperatura mínima de 500ºC. Existe un
principio inamovible; la superficie de calentamiento debe ser lo más
grande posible. La fragmentación de hidrocarburos en el proceso de
descomposición consume mucha energía endotérmica. Por lo tanto
funciona a alta temperatura con una diferencia de temperatura
máxima posible entre la camisa calefactora y los hidrocarburos
reactantes. Sin embargo, a temperaturas superiores a 500ºC se crea
coque y este proceso aumenta a medida que la temperatura y el
tiempo se incrementan. Este hecho hace que se limite el uso de una
concentración baja de hidrocarburos en gases inertes o en el caso
de una mezcla intensa de líquidos con bombas circulantes y
mezcladores mecánicos. Evidentemente, no impide la creación de
depósitos de coque en la superficie calefactora, sino que solamente
avisa de la velocidad de crecimiento del depósito. Este proceso es
muy importante en el caso de la pirólisis de hidrocarburos con
macromoléculas poliméricas, donde la adición limitada incrementa
rápidamente la viscosidad y como resultado del intenso transporte
de calor se multiplica el depósito de coque en la pared calefactora.
A pesar de la intensa mezcla se inhibe la pirólisis y al mismo
tiempo se modifica la composición del producto de pirólisis.
Los dispositivos para la pirólisis que funcionan
a temperaturas inferiores entre 380ºC y 400ºC para evitar la
generación de coque son bien conocidos de los documentos EP 0 947
573 A1, GB 2 274 908 A y EP 1 101 811 A2, por ejemplo. Aquí los
aparatos de pirólisis comprenden un reactor de pirólisis, un
alimentador de residuos plásticos, una salida para los productos de
la pirólisis y el reactor que tiene al menos un elemento calefactor
fijado dentro de la cámara de reacción en una configuración curvada.
Tal como se ha indicado antes, el inconveniente de estos aparatos
de pirólisis a temperaturas bajas es que son más bien lentos e
ineficaces.
Se conoce también un dispositivo para la
pirólisis con un reactor de 2 m de alto, que es calentado a
700-800ºC por una membrana con arena como medio
calefactor. El calentamiento de la membrana se realiza por medio de
una bobina calefactora situada dentro del reactor. La bobina se
calienta con los gases de combustión. La bobina calefactora tiene
una tubería de diámetro grande ya que la superficie de calentamiento
debería ser lo más grande posible. Esta solución se puede adoptar
únicamente para los reactores de fluidos.
Se ha observado inesperadamente que las paredes
calefactoras de los calentadores en forma de bobina no se cubren de
coque si se encuentran sumergidos en plásticos despolimerizados
fundidos y el interior de la bobina se calienta directamente con
una llama de un mechero o quemador. Al menos una tubería calefactora
está dentro de la cámara de reacción de la pirólisis y la tubería
tiene una forma de bobina de tal manera que la proporción entre su
longitud y su diámetro es de 10, como mínimo, y lo más apropiado es
que se encuentre entre 50 y 250. La tubería debería estar apoyada
al menos en un lugar. Se instala un quemador en el lateral interior
de la tubería de calentamiento. No existen depósitos de coque a
pesar de una carga de calor importante en las paredes. Durante el
análisis de este proceso se ha especulado sobre si este efecto se
debe al combustible no simultáneo ya que el coque se desarrolla a
una temperatura de aproximadamente 450ºC.
El problema que se ha ido solucionando con éxito
durante la invención es que en todas las soluciones:
O bien el proceso se lleva a cabo a alta
temperatura (calentamiento directo) por encima de los 500ºC pero
luego el coque que se desarrolla a 450ºC se deposita sobre los
elementos calefactores, o bien el proceso pirolítico se lleva a
cabo a una temperatura por debajo de la temperatura de desarrollo
del coque (aprox. 400ºC) mediante el calentamiento indirecto de la
tubería de calentamiento situada dentro del reactor con aire
caliente, pero luego la velocidad de reacción no es
satisfactoria.
\newpage
El problema de la combinación de fuerzas
mutuamente exclusivas de los dos tipos de soluciones en un único
aparato con la eliminación simultánea de su debilidad se mantiene
sin resolver.
El dispositivo que aporta la invención ha
permitido la combinación de un tipo de dispositivos donde la
reacción se lleva a cabo a temperatura elevada (por encima de los
500ºC) lo que facilita una pirólisis rápida, y dispositivos donde
no se desarrolla coque (temperatura inferior a 400ºC) con la
consiguiente eliminación de las debilidades de las soluciones. El
proceso se lleva a cabo a una temperatura elevada lo que impide que
se deposite coque sobre los elementos calefactores.
Se ha observado inesperadamente que las paredes
calefactoras de los calentadores en forma de bobina no se cubren de
coque si se encuentran sumergidos en plásticos despolimerizados
fundidos y el interior de la bobina se calienta directamente con
una llama de un mechero o quemador. Al menos una tubería calefactora
está dentro de la cámara de reacción de la pirólisis y la tubería
tiene una forma de bobina de tal manera que la proporción entre su
longitud y su diámetro es de 10, como mínimo, y lo más apropiado es
que se encuentre entre 50 y 250. La tubería debería estar apoyada
al menos en un lugar. Se instala un quemador en el lateral interior
de la tubería de calentamiento. No existen depósitos de coque a
pesar de una carga de calor importante en las paredes. Durante el
análisis de este proceso se ha especulado sobre si este efecto se
debe a la combustión no simultánea de combustible en el elemento
calefactor de la tubería. Como resultado de la distribución del
calor en la masa calentada, la capa de plásticos despolimerizados
rápidamente se distribuye cerca de la pared y eso impide la
deposición del coque y el sobrecalentamiento de la superficie a
pesar del creciente flujo del calor. Las vibraciones se multiplican
en la tubería - efecto tubo - y esta energía es consumida por un
proceso de mezclado intenso próximo a la pared del elemento
calefactor. Las variaciones aleatorias de la superficie de plásticos
despolimerizados, de la viscosidad variable y de la forma de la
curva de la tubería calefactora impiden la resonancia del aparato.
El elemento calefactor con una forma de tubería estrecha (proporción
elevada entre la longitud y el diámetro) garantiza la vibración e
impide que se deposite coque en ella.
Los polímeros que se utilizan se moldean.
Consumen mucho espacio tanto en el almacenamiento como en el
transporte. Por tanto es conveniente dividir su tratamiento en dos
etapas: Etapa I - producción de aleación plástica, Etapa II -
despolimerización de la aleación. Si la fusión se realiza a alta
temperatura, toda la polución incluida y absorbida como el agua,
los óxidos de carbono, el cloruro de hidrógeno, etc. son retirados
como efecto secundario. Aparte de esto, dicha aleación como
material uniforme crea la posibilidad de que se automatice el
proceso. La tubería de calentamiento se sumergirá en el líquido de
reacción y para aumentar la eficacia se debería colocar
directamente la llama del quemador sobre ella. La tubería de
calentamiento no debería entrar en contacto directo con la camisa
porque la fricción de las partes que vibran puede crear grietas y
puede transmitir las vibraciones a todo el aparato.
De acuerdo con la descripción de la invención el
aparato se puede accionar a una presión normal, alta o baja. Es
posible diseñar el sistema de tratamiento de los residuos plásticos
con dos aparatos paralelos para devolver parcialmente los productos
de la pirólisis de un primer aparato a un segundo aparato,
manteniendo inalterados los principios de construcción de ambos. La
eficacia del sistema se incrementa si el primer aparato trabaja a
una presión normal y el segundo a una presión elevada. Los ejemplos
siguientes explicarán la idea de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
El aparato nº1 con forma de puro se ha
construido a partir de 2000 mm de largo, 1626 mm de diámetro y 3 mm
de grosor de tubo grueso, y ambos extremos tienen unas abrazaderas
protectoras 2. En las tapas frontal 3a y posterior 3b hay dos
aberturas en cada una de ellas. La abertura de la tapa frontal 4a,
de 105 mm de diámetro fija el lateral interior de la tubería
calefactora (7), y la abertura 5a por la que entra el plástico
(diámetro 120 mm) están conectadas a la bomba 6 (transportador
roscado). En la tapa posterior 3b una de las aberturas 4b se ha
realizado para fijar la salida de la tubería calefactora 7 (diámetro
105 mm) y la segunda 5b con un diámetro de 105 mm sirve para fijar
la tubería de salida del vapor 8. La salida de la tubería de vapor
estaba conectada al espacio del tubo del enfriador 9 de la tubería
de agua fría. La salida del enfriador 9 estaba conectada al
separador 10. El condensado del separador 10 se dirigía al depósito
11 y los gases al soplete 12 para su combustión. La tubería
calefactora 7 se fijaba al dispositivo 1. Con una longitud de 2300
mm y un diámetro de 114,3 mm, se dobla en el centro en forma de S.
El quemador 13 se fijaba a su extremo de entrada. El aparato 1 se
aislaba con cuatro capas de lana mineral y lámina de aluminio de 40
mm de grosor.
El esquema de la planta se muestra en la figura
1.
El reactor se ha cargado con 1200 kg previamente
preparados en una aleación de plástico a 160ºC con la composición
del 66% de polietileno, 30% de polipropileno, 4% de poliestireno y
el quemador 13 (R-20 GIERSCH) con una boquilla 0,75
para el combustible líquido. La boquilla del quemador 13 se ha
fijado a la entrada de la tubería calefactora 7. En estas
condiciones, el quemador ha conseguido 28,5 kW. Posteriormente se ha
calentado el aparato 1 hasta que se han hallado trazas de
condensado en el separador 10 detrás del refrigerador 9. El tiempo
de calentamiento era de 24 horas. El refrigerador 9 se ha llenado
con agua y se ha iniciado la alimentación al dispositivo 1. La
composición de la mezcla plástica es de un 66% de polietileno, un
30% de polipropileno, un 4% de poliestireno y se ha administrado en
una cantidad de 50 kg/h. La velocidad del destilado ha ido
aumentando durante 8 horas y finalmente se ha fijado a un nivel
constante de 47-48 kg/h. La emisión paralela de
gases no condensados ha ido aumentando ha ido aumentando y se ha
dirigido al soplete 12 y se ha iniciado la combustión. El proceso
ha estado funcionando durante 60 horas, luego se ha interrumpido el
calentamiento y la mezcla plástica se ha interrumpido. Al cabo de
90 minutos se ha interrumpido la destilación y la emisión de gases
se ha reducido tanto que la llama del soplete 13 se ha apagado.
Transcurridas las siguientes 60 horas, se ha enfriado el aparato 1
permitiendo con ello el desatornillado de las tapas 3a y 3b para
retirar el producto del aparato. No existe coque en las paredes del
aparato 1 ni en la tubería de calentamiento 7. En la aleación
solidificada sobre la base se ha hallado una pequeña cantidad de
depósito oscuro. Junto con la aleación equivale a un total de unos
11 l. Este coque se ha creado principalmente del papel incluido
(hidrocarburos).
Eficacia del proceso: 2890:3000x100= 96,3%
\vskip1.000000\baselineskip
El aparato nº1 era un cilindro construido a
partir de 2000 mm de largo, 1626 mm de diámetro y 3 mm de grosor de
tubo grueso, y ambos extremos tienen unas abrazaderas protectoras 2
para fijar las tapas 3a y 3b. El aparato 1 se ha aislado con lana
mineral y lámina de aluminio. La tapa frontal 3a consta de una
abertura de salida 5c (diámetro 60 mm) para vapores calientes. Junto
a ella se encuentra la abertura para suministrar la mezcla plástica
5a con un diámetro de 120 mm. Por debajo de estas dos en la tapa
frontal hay dos aberturas: de entrada 4a y de salida 4b. Ambas se
fijan al tubo calefactor en forma de U 7. La tubería de
calentamiento tiene 4,25 m de longitud, 114,3 mm de diámetro y un
grosor de pared de 4,5 mm. El quemador 13 se fijaba al extremo de
entrada de la tubería calefactora 7. La tapa posterior 3b se ha
dotado de una abertura para recoger los vapores 5b. En el lateral
del aparato 1, se ha construido una pared divisoria 14. La pared
divisoria hecha de placa, en forma de círculo, de unos 1620 mm de
diámetro, con un corte en la parte inferior de 700 mm de alto, se
ha soldado a unos 700 mm de la tapa frontal. Con ello el aparato se
ha dividido en cuatro cámaras sin contacto entre ellas si el nivel
de líquido supera los 700 mm. La abertura 5a en la tapa frontal se
conectaba a la bomba - transportador roscado 6. La abertura de
salida 5c se conectaba al dispositivo de vapor
condensante-desacidificante 15. La abertura de
salida 5b en la tapa posterior 3b se ha conectado con la tubería de
vapor 8b al refrigerador 16. Después del refrigerador se ha
instalado el separador 10a con una válvula sifón y el dispositivo
condensador-separador 17. El dispositivo 17 se
conectaba al separador 10b y luego al refrigerador 9 terminado en
el separador 10c. La válvula de desaireación se conectaba al
depósito de gas 18 con una capacidad máxima de 480 l. Al mismo
tanque se conectaba la válvula de desaireación 15. Los gases
recogidos en este tanque se utilizaban para el carburante del
generador eléctrico 20 que accionaba el motor 19. El tubo de escape
del motor disponía de un catalizador. En los separadores se
instalaron termómetros. El condensado de los separadores se dirigía
a los tanques 11a, 11b, 11c.
La figura nº 2 muestra el esquema de la
planta.
El aparato 1 se ha alimentado con 1200 kg de
aleación de plástico preparada con anterioridad. El punto de
solidificación de la aleación de plástico era de 115ºC. Seguidamente
se ha puesto en marcha el quemador 13 (R-20
GIERSCH) que dispone de una boquilla 1,5 para alimentar el
combustible líquido. La boquilla del quemador se fijaba a la
entrada del tubo de calentamiento 7. Durante las condiciones del
proceso, el quemador ha alcanzado una potencia de 57,0 kW. A medida
que se alcanzaba el dispositivo se va calentando hasta que las
primeras gotas de condensado aparecían en el primer separador 10a
después del refrigerador 16. El calentamiento duraba 13 horas. Los
procesos de enfriamiento y mezcla se han iniciado en el dispositivo
15 y se ha iniciado un nuevo aporte de plástico a 125 kg/h. La
eficacia en la recogida del destilado ha ido aumentando durante 6
horas y después ha disminuido y al cabo de las 4 horas siguientes
se ha alcanzado la estabilidad. La temperatura en los separadores
se controlaba de acuerdo con todo ello; en el primero
350-330ºC, en el segundo 160-170ºC
y en el tercero 10-12ºC. Se ha creado la división
del destilado en fracciones de temperatura: más de
330ºC-17,5 kg/h, de 340 a 165ºC-80
kg/h, de 165-11ºC-20,5 kg/h. La
velocidad paralela de la emisión de gases no condensados del
aparato de desacidificación y condensación ha aumentado. Dichos
gases se recogían en un depósito de retención 18, pero después se
han recogido 40 kg de destilado. Una vez el tanque se encontraba
lleno hasta el 30%, los gases se dirigían al motor del generador y
éste se ponía en marcha. La potencia generada en las primeras 10
horas era de 20,2 kW-20,4 kW. El proceso ha estado
funcionando durante 120 horas y por tanto el quemador ha estado en
marcha durante 133 horas. Posteriormente se interrumpía el
calentamiento y el suministro de plásticos. Una hora más tarde se
cortaba el motor del generador y posteriormente al cabo de 35
minutos los dispositivos de enfriamiento y desacidificación. Las
conexiones del aparato con el depósito de gas se han desconectado
pero la conexión con el dispositivo de desacidificación se ha
bloqueado de tal forma que solamente se ha dejado abierta una
entrada de aireación. Luego se ha dejado enfriar la planta durante
60 horas. Seguidamente, se han ventilado los dispositivos con
nitrógeno para eliminar los gases inflamables. A continuación y
transcurridas 20 horas se ha desmontado el aparato (1) para retirar
la aleación de plástico. Las paredes del dispositivo y del tubo de
calentamiento no estaban cubiertas de coque. Se ha hallado una capa
de depósito oscuro en la aleación solidificada en el fondo. Se ha
calculado que se trata de unos 50 l. Tras el análisis de la muestra
promedio se ha averiguado que existía un 19% de sustancias no
solubles en xileno caliente. Se trataba de coque con cenizas. Se ha
obtenido un 47% de ceniza blanca.
Eficacia de los hidrocarburos líquidos y sólidos
del 96,14%, calculada para el stock de plástico.
\vskip1.000000\baselineskip
El aparato nº1 era un cilindro construido a
partir de 4000 mm de largo, 1626 mm de diámetro y 3 mm de grosor de
tubo grueso. Ambos laterales terminan con una abrazadera 2 para
fijar las tapas 3a y 3b. Las tapas se han fabricado a base de una
placa de 8 mm de grosor. El aparato se ha aislado con 3 capas de
lana mineral y lámina de aluminio de 40 mm. El aparato 1 se ha
dividido en 4 cámaras en cuyo interior se encuentran tres
divisiones soldadas a base de placas circulares con piezas
recortadas en la base. Diámetro de las divisiones - 1620 mm, altura
de las piezas de corte -
700 mm. Las distancias para las divisiones soldadas son las siguientes: 700 mm, 1400 mm y 2000 mm desde la tapa frontal. La disposición ha creado un dispositivo con cuatro cámaras con una longitud total de aprox. 4000 mm. En la primera pared divisoria, lo más cercana a la pared del aparato, se ha realizado una abertura redonda 21, de 60 mm de diámetro, para conectar la primera y la segunda cámara. Existe un canal o conducto de evacuación 5c desde la cámara más pequeña, la del centro. Consiste en un tubo de 60 mm de diámetro, terminado con una abrazadera 8a, soldada a la pared del aparato. En la parte superior de la tapa frontal 3a, se han hecho dos aberturas. La primera 5c para vapores y la segunda 5a, junto a la primera para la alimentación. Ambas con un diámetro de 120 mm. La distancia entre los cantos de las dos aberturas era de 240 mm. Por lo tanto era posible fijar las abrazaderas para alimentar la tubería 5ª y el vapor 5c. Se han hecho otras dos aberturas en la parte inferior de la tapa frontal. Ambas con un diámetro de 105 mm. La primera - entrada 4a con quemador fijo 13 y la segunda salida 4b. Ambas aberturas se hacían a una distancia de 100 mm de la pared del dispositivo lo que permitía fijar las abrazaderas de la tubería y fijar la tapa. La tubería de calentamiento 7a de 4,25 m de longitud, 114,3 mm de diámetro, 4,5 mm de grosor de pared presentaba una forma en U. La distancia entre el centro de las aberturas 4ª y 4b era de 686 +/- 1 mm. En la tapa posterior existe una abertura 5b para la salida del vapor de 150 mm y debajo de ella, dos aberturas de 105 mm para fijar la tubería de calentamiento 7b. La tubería de calentamiento 7b tiene forma en U y se ha fabricado a base de piezas soldadas para crear las tres bobinas. La longitud total de la tubería 7b es de 11,0 m, el diámetro es de 114,3 mm, el grosor de la pared de 4,5 mm. Ambas tuberías de calentamiento 7a y 7b se encontraban sujetadas mediante soportes 22, a 130 cm de la tapa, para impedir que presionaran la base del aparato 1. Los vapores procedentes de la abertura de la tapa frontal se dirigían por una tubería 8a para el vapor de 114,3/4,5 mm de diámetro hacia el dispositivo de condensación-desacidificación 15. El refrigerador con una capacidad para 600 litros dotado de un agitador mecánico y de un drenaje de la base enfriaba este dispositivo. La desaireación se dirigía al depósito de retención de gases 18. Los vapores procedentes de la cámara central se dirigían por medio de una tubería 8c de 60 mm de diámetro y con un grosor de pared de 2 mm a la columna de malla metálica 17. La columna estaba formada por un tubo de 200 cm de longitud y 200/2mm de diámetro. Los vapores de la base y de la parte superior se dirigían al depósito 18. La columna se alimentaba contracorriente con una solución fría del 2% de carbonato de sodio. La solución se dirigía a un tanque de acero 24 cerrado, enfriado por una bobina refrigerante, de 500 litros, donde también se ha recogido el condensado. La solución de la base del tanque se bombeaba mediante una bomba de circulación y periódicamente se evacuaba el condensado orgánico. Los vapores que atravesaban la abertura de la tapa posterior eran dirigidos por la tubería de vapor 8b (diámetro 150/3,5) a un refrigerador 16 de 1 m terminado con un separador 10a, y junto a una columna alta 17, de 800 mm de longitud, 6 m de diámetro, con una bobina de agua interior de 6 m^{2} de superficie conectada al separador 10b y finalmente al refrigerador 9 enfriado con agua a 6ºC, terminado por un separador 10c. Los vapores no condensados se dirigían al depósito de retención de gases 18. Dichos gases se quemaban luego en un generador eléctrico 20 accionados por un motor de combustión 19. Todos los separadores constaban de termómetros. El condensado recogido se dirigía a los depósitos 11a, 11b y 11c.
700 mm. Las distancias para las divisiones soldadas son las siguientes: 700 mm, 1400 mm y 2000 mm desde la tapa frontal. La disposición ha creado un dispositivo con cuatro cámaras con una longitud total de aprox. 4000 mm. En la primera pared divisoria, lo más cercana a la pared del aparato, se ha realizado una abertura redonda 21, de 60 mm de diámetro, para conectar la primera y la segunda cámara. Existe un canal o conducto de evacuación 5c desde la cámara más pequeña, la del centro. Consiste en un tubo de 60 mm de diámetro, terminado con una abrazadera 8a, soldada a la pared del aparato. En la parte superior de la tapa frontal 3a, se han hecho dos aberturas. La primera 5c para vapores y la segunda 5a, junto a la primera para la alimentación. Ambas con un diámetro de 120 mm. La distancia entre los cantos de las dos aberturas era de 240 mm. Por lo tanto era posible fijar las abrazaderas para alimentar la tubería 5ª y el vapor 5c. Se han hecho otras dos aberturas en la parte inferior de la tapa frontal. Ambas con un diámetro de 105 mm. La primera - entrada 4a con quemador fijo 13 y la segunda salida 4b. Ambas aberturas se hacían a una distancia de 100 mm de la pared del dispositivo lo que permitía fijar las abrazaderas de la tubería y fijar la tapa. La tubería de calentamiento 7a de 4,25 m de longitud, 114,3 mm de diámetro, 4,5 mm de grosor de pared presentaba una forma en U. La distancia entre el centro de las aberturas 4ª y 4b era de 686 +/- 1 mm. En la tapa posterior existe una abertura 5b para la salida del vapor de 150 mm y debajo de ella, dos aberturas de 105 mm para fijar la tubería de calentamiento 7b. La tubería de calentamiento 7b tiene forma en U y se ha fabricado a base de piezas soldadas para crear las tres bobinas. La longitud total de la tubería 7b es de 11,0 m, el diámetro es de 114,3 mm, el grosor de la pared de 4,5 mm. Ambas tuberías de calentamiento 7a y 7b se encontraban sujetadas mediante soportes 22, a 130 cm de la tapa, para impedir que presionaran la base del aparato 1. Los vapores procedentes de la abertura de la tapa frontal se dirigían por una tubería 8a para el vapor de 114,3/4,5 mm de diámetro hacia el dispositivo de condensación-desacidificación 15. El refrigerador con una capacidad para 600 litros dotado de un agitador mecánico y de un drenaje de la base enfriaba este dispositivo. La desaireación se dirigía al depósito de retención de gases 18. Los vapores procedentes de la cámara central se dirigían por medio de una tubería 8c de 60 mm de diámetro y con un grosor de pared de 2 mm a la columna de malla metálica 17. La columna estaba formada por un tubo de 200 cm de longitud y 200/2mm de diámetro. Los vapores de la base y de la parte superior se dirigían al depósito 18. La columna se alimentaba contracorriente con una solución fría del 2% de carbonato de sodio. La solución se dirigía a un tanque de acero 24 cerrado, enfriado por una bobina refrigerante, de 500 litros, donde también se ha recogido el condensado. La solución de la base del tanque se bombeaba mediante una bomba de circulación y periódicamente se evacuaba el condensado orgánico. Los vapores que atravesaban la abertura de la tapa posterior eran dirigidos por la tubería de vapor 8b (diámetro 150/3,5) a un refrigerador 16 de 1 m terminado con un separador 10a, y junto a una columna alta 17, de 800 mm de longitud, 6 m de diámetro, con una bobina de agua interior de 6 m^{2} de superficie conectada al separador 10b y finalmente al refrigerador 9 enfriado con agua a 6ºC, terminado por un separador 10c. Los vapores no condensados se dirigían al depósito de retención de gases 18. Dichos gases se quemaban luego en un generador eléctrico 20 accionados por un motor de combustión 19. Todos los separadores constaban de termómetros. El condensado recogido se dirigía a los depósitos 11a, 11b y 11c.
La figura nº 3 muestra el esquema de la
planta.
El reactor se cargaba con 2400 kg de aleación
plástica preparada con anterioridad de una temperatura de
solidificación de 115-130ºC. A continuación se
ponían en marcha los dos quemadores 13a y 13b. Ambos
(R-20 GIERSCH) con boquilla 1,5 y alimentación de
combustible líquido. Las boquillas de los quemadores se fijaban en
el extremo de entrada de las tuberías de calentamiento 7a y 7b. La
potencia de salida de los quemadores era de 114 kW. El aparato se
calentaba durante 12 horas. Luego se desconectaban y desmontaban los
quemadores. La boquilla del quemador 13a de la tapa frontal era
sustituida por una boquilla 2.0 y el quemador 13b de la boquilla de
la tapa posterior era sustituida por la boquilla 3.0. Los
quemadores se ponían en marcha de nuevo y sus boquillas se colocaban
en los extremos de entrada de las tuberías de calentamiento.
Seguidamente se iniciaba el suministro de plástico a través de la
bomba 6 roscada conectada a la abertura 5a en la tapa frontal 3a. La
alimentación era de 500 kg/h. Luego se ponían em marcha el agitador
en el dispositivo de desacidificación-condensación
15, la columna de condensación 17, la bomba circulante y todo el
sistema refrigerante. Durante ese tiempo el elemento de
desaireación no estaba conectado al tanque de retención de gases 18.
Aproximadamente una hora después de la segunda puesta en marcha de
los quemadores, se observan las primeras gotas de destilado. Al cabo
de 2 horas, la destilación está funcionando en toda la planta.
Luego se conectaba la desaireación al tanque de gas y tras haberse
llenado al 30%, se ponía en marcha el motor del generador eléctrico.
12 horas después de la sustitución de las boquillas de los
quemadores se estabiliza el proceso.
Los parámetros del proceso eran los
siguientes:
- Primer separador: 330ºC-68,0 kg/h
- Segundo separador: 340-165ºC-24,0 kg/h
- Tercer separador: 165-11ºC-80,0 kg/h
- Salida del generador eléctrico: 82-83 kW
\vskip1.000000\baselineskip
Por tanto el proceso ha estado funcionando
durante 100 horas. Seguidamente se interrumpían la alimentación de
plástico y el calentamiento. A los 60 minutos se paraba el motor del
generador y se desconectaba la desaireación del aparato de
des-acidificación así como la columna de
condensación.
Transcurridos 30 minutos se interrumpía el
enfriamiento.
En comparación con el ejemplo II, los resultados
eran similares. La eficacia de la fase oleosa-fase
de ebullición era ligeramente superior en el margen de temperatura
de 340-165ºC y la utilización de la energía mucho
mejor administrada:
- Ejemplo II - 500 kg/h plástico - 20,16 kg/h combustible
- Ejemplo III - 500 kg/h plástico - 17,64 kg/h combustible
Por lo tanto la eficacia energética del proceso
era del 71%.
\vskip1.000000\baselineskip
El cilindro del dispositivo 1 moldeado fabricado
a partir de 2000 mm de largo, 1626 mm de diámetro y 3 mm de grosor
de tubo grueso. Ambos laterales terminan con abrazaderas para fijar
las tapas 3a y 3b. Las tapas se han fabricado a base de una placa
de 8 mm de grosor. Todo es de acero OOH18N9. El dispositivo se
aislaba alternadamente con cuatro capas de 40 mm de grosor de lana
mineral y lámina de aluminio. El dispositivo se colocaba sobre la
tapa de base; por tanto en funcionamiento parece como una columna
corta de gran diámetro. En la tapa del fondo 3b, se efectuaban dos
aberturas grandes de 115 mm de diámetro 4a y 4b para fijar la
tubería de calentamiento 7, y un drenaje con la válvula de drenaje.
El diámetro de drenaje era de 40 mm, el diámetro de la tubería de
conexión era de 50 mm, y el diámetro de la válvula era de 2
pulgadas. La tubería de calentamiento se arrollaba en tres rollos o
bobinas, apoyadas en dos puntos con el soporte 22. Los soportes eran
barras cuadradas. La tubería de calentamiento se fijaba a la
abertura de entrada 4a y de salida 4b. La tubería de calentamiento
7 tenía un diámetro de 114,3 mm, un grosor de pared de 6,3 mm y una
longitud total de 14,20 m. La tapa superior tenía dos aberturas: la
de suministro 5a, de 430 mm de diámetro y la abertura de salida
para vapores 5b de 130 mm de diámetro. A la abertura de suministro
se fijaba una tubería de tres vías mediante una abrazadera. La
tubería en T tenía 457 mm de diámetro, un grosor de pared de 10,0
mm. Su abertura lateral se conectaba al transportador de rosca 6,
aportando la aleación de la mezcla plástica desde el granulador. La
abertura 5b se conectaba a la tubería de 133mm de diámetro, de un
grosor de pared de 4,0 mm hasta el sistema de condensación. El
sistema de condensación estaba formado por una superficie
refrigerante de 0,2 m^{2}, un radiador Liebig 16, terminaba con
un separador 10a, del cual los vapores eran transferidos a la
columna 17 de condensación-separación. La
superficie de la columna 17 era de 6 m^{2}. La columna 17,
conectada al enfriamiento controlado, terminaba en un separador
10b, conectado al condensador de vapores - refrigerador 9, de 8
m^{2} de superficie, que terminaba en un separador 10c. Los gases
no condensados eran transferidos a un tanque 18 de 480 litros de
volumen para la retención de gases. Este tanque se conectaba a un
motor de un generador eléctrico. Se controlaba la temperatura en
los separadores de manera que en el separador después del enfriador
era de 340-330ºC, después de la columna de
150-170ºC, después del condensador de aprox. 15ºC.
El líquido recogido en los separadores se transfería a los tanques
11a, 11b, 11c.
El esquema de la planta se presenta en la figura
nr.4.
El dispositivo se cargaba con 1000 kg de
granulado plástico mezclado previamente. El punto de solidificación
del granulado era de unos 120ºC. Seguidamente se ponía en marcha el
quemador 13 (R-20 GIERSCH) con la boquilla 0,75. La
boquilla del quemador se instalaba a la entrada de la tubería de
calentamiento 7. Transcurridas tres horas se había desconectado y
desmontado el quemador y se había cambiado la boquilla por una
boquilla 3.00. El quemador se fijaba en el extremo de entrada de la
tubería de calentamiento y se reiniciaba. En esas condiciones y al
aumentar la presión del combustible la potencia de salida alcanzada
era de 128-130 kW. Posteriormente se calentaba el
aparato hasta más de 200ºC en el primer separador. El tiempo de
calentamiento era de 6 horas. Durante este tiempo se inicia el
enfriamiento y a los 15 minutos empieza la alimentación de 345 kg/h
de granulado plástico fundido. La velocidad va aumentando durante 5
horas. Luego el proceso se estabiliza al siguiente nivel: separador
después del enfriador 49 kg, separador después de la columna 226 kg,
separador después del condensador 56 kg. Paralelamente se
estabiliza la emisión de gases que se consumía en el motor del
generador eléctrico. La potencia del generador eléctrico se
estabilizaba a 77,6 -77,8 kW. El proceso seguía funcionando durante
100 horas tras el inicio del suministro de material plástico. Se
interrumpían el calentamiento y la alimentación de granulado. Al
cabo de 40 minutos, la emisión de vapor era tan baja que el
generador eléctrico se tenía que parar. A los 20 minutos, se
interrumpía el enfriamiento y se dejaba que el sistema descansara
unas 36 horas. Se evacuaban 960 kg a través de la válvula de
drenaje. A una temperatura de 126ºC se trataba de líquido que se
solidificaba a 71ºC. Se extraían otros 40 kg al cabo de 70 horas
cuando la temperatura había disminuido hasta 30ºC. Después del
análisis de una muestra promedio, se obtenía un 84% de material
soluble en sustancias de tolueno, y la cantidad de coque creada era
aproximadamente de 6,4 kg.
La eficacia de los hidrocarburos líquidos
calculada respecto a la carga de aleación plástica era del
95,94%.
\vskip1.000000\baselineskip
El dispositivo consistía en dos aparatos que
trabajaban paralelamente. El primero 1 trabajaba a presión normal y
el segundo 1a a una presión superior y el segundo 1a ha estado
trabajando a 0,4-0,6 MPA. El aparato de
condensación/separador era común. El recipiente a presión normal
consistía en una tubería de 1626 mm de diámetro, 2000 mm de largo y
3 mm de grosor de pared. La tubería terminaba en dos abrazaderas
para fijar las tapas. Las tapas 3a y 3b eran de una placa de 8 mm.
Todo el aparato estaba construido a base de acero 00H18N9. El
dispositivo se aislaba de forma secuencial con cuatro capas de lana
mineral y lámina de aluminio, cada una de ellas de 40 mm de grosor.
Se colocaba sobre la base como una columna. Tenía dos aberturas:
entrada 4a y salida 4b para la tubería de calentamiento 7. Ambas
de 115 mm de diámetro. Junto a ellas había una abertura de drenaje
de 40 mm para fijar la tubería de drenaje de 50 mm de diámetro con
una válvula de 2 pulgadas. La tubería de calentamiento 7 de 114,3
mm de diámetro y 4,5 mm de grosor de pared se doblaba en tres
bobinas. Por motivos de construcción, el radio de curvado de la
tubería y el grosor de la abrazadera de fijación - la distancia
entre la base del dispositivo y la bobina de calentamiento era de
308 mm. La longitud total de la tubería era de 11,0 m. Esta tubería
se fijaba a las aberturas apropiadas en la base del dispositivo. En
la tapa superior, se hacían dos aberturas de 430 mm de diámetro; 5a
de entrada y 5b de salida de vapor. A ambas se fijaban tubos de
tres vías. El brazo lateral del tubo en forma de T de entrada se
conectaba al transportador de rosca 6 que introducía la aleación de
plástico desde el granulador. El brazo superior del mismo tubo en T
se usaba para la evacuación de los vapores al dispositivo de
condensación-separación. El brazo lateral se ha
utilizado para recoger los vapores expandidos del dispositivo que
funciona a una presión elevada (0,4-0,6 MPa). Este
dispositivo era de acero normal St37, de 323,9 mm de diámetro, un
grosor de pared de 10,0 mm, una longitud de tubo de 4,6 m. Ambos
extremos terminaban en abrazaderas que se fijaban a las tapas. Este
tubo se doblaba en ambos extremos en un ángulo en forma de Z a
150ºC. Las piezas finales eran rectas y de 35 cm de longitud y la
pieza central era de 290 cm de largo. El dispositivo se aislaba con
cinco capas de lana mineral y lámina de aluminio, cada una de ellas
de 36 mm de grosor y se cubría con malla metálica. Dentro del
dispositivo se colocaba un tubo de calentamiento hecho de acero
00H17N14M2 resistente a los ácidos. Las dimensiones de la tubería
de calentamiento eran de 88,9 mm de diámetro, 4 mm de grosor de
pared, y 4,6 m de longitud. Se doblaba como el dispositivo 1a. Esta
tubería se soldaba a la tapa superior por el centro y tras la
instalación se soldaba a la tapa de base. El quemador 13a se fijaba
al extremo base de la tubería 7b. Sobre la entrada se soldaba el
tubo de entrada. Este tubo dotado de una válvula esférica tenía 17,2
mm de diámetro y 2,6 mm de grosor de pared. Por debajo se fijaba un
tubo idéntico de drenaje. Ambos eran de acero 00H17N14M2. Sobre la
abertura de salida en la tapa superior se soldaba un tubo de tres
vías con un diámetro de 17,2 mm y un grosor de pared de 2,6 mm. En
el brazo lateral de este tubo en T se fijaba una sobrepresión (0 a 1
MPA). El brazo principal se conectaba al brazo lateral del tubo en
T de evacuación de vapores del dispositivo 1. El sistema de
condensación/separación se construía del modo siguiente: tubería de
aporte de vapores 8 (159 mm diámetro, 4,5 mm de grosor de pared)
conectado a un enfriador 16 (superficie de enfriamiento 0,35
m^{2}) terminado con un separador 10a. Seguidamente se instala
una columna de condensación-separación 17, terminada
con un separador. La superficie de enfriamiento de la columna era
de 5 m^{2}. Corriente abajo después de la columna 17 se
encontraba el tubo condensador enfriador 9 de 8 m^{2}, que acababa
en el separador 10c. Más allá el compresor 25 (0,3 Mpa) y el
enfriador de bobina 26 (2,5 m^{2}) acabado en el separador 10d.
El líquido del separador 10d se transfería al tanque de gas
condensado 11d y el gas no condensado se transfiere al motor 19 del
generador eléctrico 20. Cada separador constaba de un termómetro.
Todos los enfriadores tienen la posibilidad de controlar la
temperatura con la válvula de agua. El primer separador se conectaba
al enfriador 16. El líquido del primer separador se dirigía al
tanque central de 600 litros 11e.La temperatura allí era de 50ºC
+/-5ºC. Una bomba de engranaje allí instalada bombeaba la parafina
líquida a 1,5 MPa al recipiente 1a a través de la tubería de
alimentación. El líquido de los otros separadores se dirigía al
tanque apropiado 11a y 11b. Los gases líquidos eran transferidos al
tanque 11d.
El esquema de la planta se ha representado en la
figura 5.
El dispositivo 1 accionado a una presión normal
se cargaba con 900 kg de aleación plástica preparada previamente.
La temperatura de solidificación de la aleación era de 120ºC. Luego
se iniciaba el quemador (R-20 GIERSCH) con la
boquilla 0,75. La boquilla del quemador se instalaba a la entrada de
la tubería de calentamiento 7. Transcurridas cuatro horas se había
desconectado y desmontado el quemador y se había cambiado la
boquilla por una boquilla 3.00. El quemador se fijaba en el extremo
de entrada de la tubería de calentamiento y se reiniciaba. En esas
condiciones y al aumentar la presión del combustible la potencia de
salida alcanzada era de 128-130 kW. Posteriormente
se calentaba el aparato hasta 330ºC en el primer separador, justo
después del llenado del enfriador. El tiempo de calentamiento era
de 6 horas. Durante este tiempo se ha preparado la vasija de
presión para su puesta en marcha. El condensado recogido en el
tanque central procedente del primer enfriador se ha cargado con
260 kg de destilado recogidos del primer separador. Este destilado
era líquido a más de 45ºC. El calentamiento eléctrico está en
marcha y cuando la temperatura ha alcanzado los 60ºC, se inicia la
bomba de engranaje y se bombean 120 kg de destilado a la vasija de
presión. El segundo quemador GIERSCH con una boquilla 0,75 se
fijaba al extremo de entrada del tubo de calentamiento y se ponía en
marcha. Una vez se alcanza la temperatura de 330ºC en el primer
separador, el transportador de rosca inicia el suministro de la
aleación de plástico. La velocidad corresponde a 338 kg/h.
Seguidamente se inicia el proceso de enfriamiento de la planta.
4,5 horas después del inicio del calentamiento del recipiente de
presión se vuelve a poner en marcha la bomba que suministra la
materia prima. Durante este tiempo, el manómetro fijado a la salida
de este aparato empezaba a mostrar un aumento de la presión. Al
mismo tiempo se controlaba la pérdida de carga en el tanque central
para tener al menos medio tanque de destilado fundido. Cuatro horas
más tarde se ponían en marcha el compresor del condensador y el
motor del generador eléctrico. Tras 8 horas de regulación, se
alcanza la estabilización del sistema al nivel siguiente: suministro
de la aleación de materia plástica - 338 kg/h; temperatura en el
separador después del primer enfriador 330-340ºC con
48 kg/h de destilado recibido y llenado del destilado a 30 kg/h
hasta alcanzar los 78 kg/h. La recepción procedente del separador
después de la columna era de 283,0 kg/h a una temperatura de
160-170ºC; la recepción procedente del separador
después del enfriador-condensador era de 67,0 kg;
la potencia de salida del generador eléctrico era de
79,2-79,5 kW. El motor del generador eléctrico
quemaba los gases no condensados a una presión constante de 0,3 hPa
y a una temperatura de 30ºC en el separador después del
enfriador.
El proceso ha estado funcionando durante 80
horas desde que se ha estabilizado el sistema de trabajo. Luego se
han interrumpido los siguientes elementos: suministro de aleación
plástica y quemador del aparato 1, quemador del aparato 1a y el
suministro de la materia prima, compresor del condensador, motor del
generador eléctrico. Seguidamente te ha abierto la válvula de
desaireación frente al compresor del condensador. Al cabo de 60
minutos, se interrumpe el enfriamiento y se deja que el sistema se
enfríe durante 72 horas.
Pérdida de aproximadamente 10 kg de gases
emitidos a la atmósfera tras cerrar el sistema.
El resto que queda en el tanque de gas se ha
añadido a la fase de gasolina, por lo que la eficacia era:
- Aceite diesel/contenido S inferior al 0,05%/
- 76,9%
- Gasolina de bajo octanaje
- 19,2%
- Total
- 96,1%
\vskip1.000000\baselineskip
Sistema similar al descrito en el ejemplo IV,
pero la tubería de calentamiento 7 tiene dos serpentines. Su
entrada y salida se han fijado a la tapa superior.
Los resultados fueron los siguientes:
Eficacia de productos sólidos y líquidos aprox.
95,7%.
\vskip1.000000\baselineskip
El dispositivo 1 se ha fabricado como un
recipiente de presión elevada. El cuerpo del dispositivo era de una
tubería doblada. Los extremos se tocaban en el extremo inferior del
aparato. En la parte superior del aparato, se fijaba una tubería de
tres vías para transportar los vapores al dispositivo de
desespumación 29. El dispositivo 1 consistía en un tubo de 355,6 mm
de diámetro, un grosor de pared de 8 mm y ninguna costura. La forma
del recipiente se ha conseguido soldando dos arcos a los brazos
laterales de la tubería de tres vías. Esta tubería en T era también
de 355,6 mm. Dichos arcos tenían unos brazos libres de 1070 mm
extendidos. En el punto de contacto se han realizado unas aberturas
de 120 mm de diámetro. Los cantos de las aberturas se soldaban,
creando una abertura circulante 30. Por lo tanto el líquido podía
circular. Los extremos de la tubería se cerraban con tapas. En una
de las tapas se ha fijado una tubería de 17,2 mm a la válvula. La
tubería de calentamiento 7, diámetro 88,9 mm, grosor de pared 3 mm,
hecha de acero 00H17N14M2, se ha instalado dentro del recipiente.
Se ha colocado en el centro de la abertura de entrada 5a. Los
extremos de la tubería de calentamiento atravesaban las tapas y se
soldaban a sus cantos. La tubería de calentamiento era de 10,2 m de
largo. En su punto superior se soldaba una tubería de tres vías. El
brazo lateral de la tubería en forma de T se dirigía hacia arriba.
A este brazo se soldaba un reductor. Se ha soldado a un extremo de
355,6/8 mm. El extremo ancho era de 406,4/8,8 mm y termina en una
válvula a base de una placa de 20 mm. Su diámetro externo es de 980
mm y era la tapa de base del dispositivo de desespumación 29. El
dispositivo de desespumación 29 consiste en una tubería de 813 mm
de diámetro y 12,5 mm de grosor de pared y 1800 mm de longitud. La
parte superior del dispositivo tiene una tapa y la base una galga.
La galga estaba conectada a la salida del recipiente - el brazo
lateral de la tubería en T. A la tapa del dispositivo 29 se ha
soldado una tubería en T de 114,3/3,6 mm. Luego se ha perforado una
abertura de 25 mm en la tapa. Junto a la tubería en T se ha soldado
una tubería con un manómetro de 0-1,0 MPa. El otro
extremo de la tubería en T terminaba en una galga. El brazo lateral
se ha utilizado para la evacuación del vapor. El segundo brazo se
calibraba a ciegas. EN el centro se ha fijado una palanca de
regulación. La palanca se ha construido con un eje 31 (diámetro 24
mm) terminado en forma cónica. En el otro extremo el eje se
roscaba. Por lo tanto después de fijar una palanca al eje roscado,
ha sido posible regular la presión dentro del recipiente. Toda la
planta se aislaba con una capa de 40 mm de lana mineral con 5 capas
de aluminio. Seguidamente se colocaba sobre una plataforma especial
sobre un lecho de arena. El plástico granulado fundido antes de
pasar al dispositivo se calentaba hasta la temperatura de fusión en
un recipiente aparte y se transfería al tanque central 11e. Allí se
efectuaba la mezcla con el destilado de la columna. Luego la mezcla
se bombeaba a través del tubo alimentador hacia el dispositivo. Los
vapores que salían del dispositivo después de la expansión eran
transferidos a una columna de rectificación típica 27 (columna
típica). La columna se accionaba a presión normal. El líquido de la
base de la columna, el destilado pesado se devolvía al dispositivo
1. Era aproximadamente un 2% de la materia prima cargada. Los gases
no condensados se recogían en la parte superior de la columna. Se
enfriaban en el condensador de la tubería 9 a 10ºC. Luego eran
transferidos al tanque de retención 18 y de allí al quemador.
El esquema de la planta se muestra en la figura
7.
El recipiente calentado se cargaba con 660 kg de
aleación plástica. En esta etapa del proceso, el quemador
funcionaba con el propano. Luego el quemador se alimentaba del gas
procedente del tanque de retención. El consumo de gas se
estabilizaba en 8,7 kg/h lo que equivalía a 118-120
kW. La palanca de gases 31 estaba totalmente abierta. El
calentamiento se mantenía hasta que se observaba la condensación del
gas en la columna 27. Tardaba 4 horas. Durante ese tiempo, se ha
ido preparando el plástico granulado fundido a 150ºC en el tanque
central 11e. Una vez calentada la parte central de la columna, se
iniciaba el enfriamiento y se iniciaba la alimentación de la
aleación. La alimentación se ha estabilizado a 259 kg/h. Durante la
estabilización la emisión de gases se ha controlado con la barra
31. Ocho horas después del inicio del calentamiento los gases se han
dirigido al tanque de retención y 15 minutos más tarde se ha
interrumpido la alimentación procedente de la bomba de gas.
Transcurridas 9 horas los parámetros de ajuste del proceso eran los
siguientes:
- Suministro de materia prima:
- 260 kg/h
- Fase de aceite:
- 200 kg/h
- Fase de gasolina:
- 49 kg/h
Después de 100 horas de funcionamiento, se
desconectaba el quemador, se interrumpía el suministro de plástico
fundido y se liberaba el exceso de gas. Se dejaba enfriar la
planta.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
- Eficacia: Productos líquidos
- 95,7%
- Eficacia componentes de aceite
- 76,92%
- Valor Cetan
- 77
- Densidad a 20ºC
- 0,82 g/cm^{3}
- Sulfuro
- menos del 0,005%
- pH del agua
- 6,6
- Margen temperatura ebullición
- 170-330ºC
- Temperatura de ignición
- 55ºC
Claims (1)
1. Dispositivo de pirólisis de residuos
plásticos que funciona a una presión normal, alta o baja, que
comprende un reactor calentado de membrana (1), un alimentador de
residuos plásticos (6), una salida para los productos de pirólisis
y al menos un elemento calefactor (7) que se fija dentro de la
cámara de reacción como una tubería de calentamiento curvada (7),
donde la proporción de longitud respecto al diámetro de la tubería
de calentamiento (7) es como mínimo 10, que se caracteriza
por que el quemador (13) se fija en un extremo de entrada de la
tubería de calentamiento (7) de manera que el interior de la tubería
de calentamiento (7), donde entra en contacto con el residuo
plástico, se calienta directamente por medio de la llama del
quemador.
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