ES2654904T3

ES2654904T3 - Método para procesar una mezcla de partículas de residuos de celulosa / plástico para formar un combustible

Info

Publication number: ES2654904T3
Application number: ES09802601.6T
Authority: ES
Inventors: Mohammed Nafid; Ralph Koekkoek
Original assignee: Subcoal International BV
Current assignee: Subcoal International BV
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2018-02-15
Anticipated expiration: 2029-07-28
Also published as: CY1119683T1; EP2318488B1; WO2010013202A1; SI2318488T1; US20110214341A1; NL1035778A1; PL2318488T3; LT2318488T; HUE035669T2; NO2318488T3; PT2318488T; NL1035778C2; EP2318488A1; DK2318488T3; HRP20171903T1

Abstract

Método para procesar una mezcla de partículas de residuos de celulosa / plástico, que comprende celulosa y materiales termoplásticos, y en el que la celulosa y el material termoplástico constituyen al menos el 60 % del peso de la mezcla de residuos 5 y en el que el material termoplástico constituye al menos el 20 % del peso, del peso total de la mezcla de residuos, cuyo método comprende los siguientes pasos: (a) secado de la mezcla de residuos de celulosa / plástico, por tratamiento con un medio con una temperatura en el intervalo de 50 a 150 °C, en donde el contenido de agua se reduce al 15% del peso o menos; (b) donde la temperatura de salida del medio de secado tiene una temperatura de 115 °C o menos, (c) alimentar la mezcla seca de residuos de celulosa / plástico a una etapa de purificación, y (d) someter la mezcla seca de residuos de celulosa / plástico a la operación de la etapa de purificación, en la que la etapa de purificación comprende al menos un separador seleccionado del grupo de: separador de viento, tamiz, separador de metal, separador para separar los componentes que contienen cloro, o una combinación de los mismos.

Description

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como, por ejemplo, la superficie de un rotativo, tiene una temperatura inicial de aproximadamente 150 °C o menos, preferiblemente de 145 °C o menos.

En una forma de realización preferente, la temperatura máxima del medio gaseoso y la mezcla de residuo de

5 celulosa / plástico es de 120 °C o menos, más preferiblemente de 115 °C o menos. Preferiblemente, la temperatura de entrada del medio gaseoso es, al menos, de 80 °C. Una temperatura dentro de este rango da como resultado un secado eficiente, al tiempo que se prohíbe una fusión indeseable de los materiales de plástico.

Opcionalmente, con el fin de secar, también se puede usar un gas calentado, en el que el calentamiento se logra

10 mediante combustión de, por ejemplo, un hidrocarburo. El origen y la composición del medio gaseoso utilizado para el secado en el paso (a) pueden ser seleccionados a voluntad. Huelga decir que el medio gaseoso, preferiblemente, carece de otros componentes que puedan reaccionar con la mezcla de residuos de celulosa / plástico. El medio gaseoso se obtiene preferiblemente quemando un hidrocarburo con aire. Preferiblemente, este hidrocarburo es gas natural o gas licuado de petróleo (GLP), carbón o gránulos de combustible reciclado, tales como, por ejemplo,

15 gránulos de poli eteno. La adición de combustible puede ser particularmente preferida, si se necesita secar una corriente relativamente húmeda (por ejemplo, papel reciclado), cuando solo se dispone de calor residual pequeño o bajo en calorías.

En la etapa de secado (a), el contenido de agua de la mezcla de residuos de celulosa / plástico se reduce al 15 % 20 del peso o menos, preferiblemente, el contenido de agua se reduce a un valor de aproximadamente el 10 % del peso

o menos, más preferiblemente el contenido de agua es reducido a un valor de aproximadamente el 7,5 % del peso o menos, y, lo más preferiblemente, a un valor de aproximadamente el 5% del peso o menos. En general, la cantidad de agua es de alrededor del 1 % o más, ya que, desde el punto de vista económico, no es atractivo continuar el secado. Preferiblemente, la cantidad de humedad residual es aproximadamente del 2 % del peso o más. Un

25 producto casi seco es importante para el posterior tratamiento de la corriente de residuos. Si se seca a fondo, es posible purificar el residuo de manera efectiva en otro paso de separación.

La mezcla seca de partículas de residuos de celulosa / plástico que sale de la unidad de secado, se transporta a la etapa de purificación en la etapa (d).

30 La temperatura de salida del medio, preferiblemente un medio gaseoso, depende de su temperatura de entrada y del contenido de humedad inicial y final de la mezcla de residuos de celulosa / plástico, y la temperatura de salida es en general de alrededor de 115 °C o menos, preferiblemente de 110 °C o menos. En su mayoría, la temperatura de salida del medio gaseoso es como máximo de 105 °C, y oscila, preferiblemente, de 50 °C a 100 °C, más

35 preferiblemente de 65 °C a 98 °C.

La etapa de purificación comprende, al menos, un separador de viento, un tamiz, un separador de metal, un separador de los componentes de cloro, o una combinación de los mismos.

40 Preferiblemente, la mezcla de residuos que sale de la secadora, tiene una temperatura de, como máximo, 110 °C, más preferiblemente, de aproximadamente 100 °C o menos. Con una temperatura máxima de la mezcla de residuos en este rango, se evita que las superficies del aparato se manchen con el material polimérico que se derrite.

En el método según la presente invención, es una ventaja importante, que la mezcla de partículas que entra en la

45 secadora de viento, el tamiz, el separador de metal o el separador de componentes que contienen cloro, está seca y que, particularmente, el material de celulosa ya no se adhiere a los otros materiales presentes en la mezcla. Esto permite una buena separación, con una pérdida definitivamente inferior de celulosa y / o material plástico valioso.

En una forma de realización preferente, la mezcla de residuos se transporta a una separadora de viento, por

50 ejemplo, mediante soplado. Si se utiliza un medio gaseoso para el secado, puede (parcialmente) formar el gas portador en un separador de viento. Esto tiene la ventaja de puede tener lugar un secado adicional y puede limitarse la cantidad de aire fresco.

Para tener un transporte suficiente del medio gaseoso, preferiblemente, se colocan en el proceso uno o más

55 ventiladores. Por lo tanto, puede ser preferible, por ejemplo, colocar un ventilador en la entrada del flujo de aire caliente, o detrás del separador de producto. En ambos casos, el ventilador se coloca en un lugar donde se debe mover aire relativamente limpio. Si se necesita aire adicional, preferiblemente, se agrega un medio gaseoso fresco entre la secadora y el separador de viento, y se crea un suministro de aire adicional mediante un ventilador en el lado de entrada del separador de viento, y preferiblemente para insuflar aire a dentro.

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En el separador de viento, la mezcla de partículas de residuos de celulosa / plástico se distribuye de tal manera, que las partículas que son más pesadas (que tienen una densidad más alta), que las partículas hechas de celulosa y materiales termoplásticos, se sedimentan como una fracción pesada, mientras que las partículas hechas de celulosa 5 y material termoplástico, proporcionan una fracción ligera que, principalmente, se recoge y se separa del medio gaseoso, por medio de una corriente ciclónica debajo del separador de viento. El hecho de que si una partícula discreta pertenece a la fracción ligera o pesada, es determinado por el arrastre de la partícula con el medio gaseoso, que es, de nuevo, dependiente de la masa y superficie de la partícula. El punto de corte entre la luz y el peso de la fracción se puede adaptar a voluntad, por ejemplo, controlando la velocidad de la corriente gaseosa a través del 10 separador de viento. El experto puede determinar empíricamente la velocidad adecuada del flujo de gas para separar una fracción pesada deseada. Si la velocidad de la corriente gaseosa obtenida de la etapa de secado es insuficiente, puede ser necesario aumentar el volumen total de gas. Además, es posible reducir el diámetro del separador de viento y así aumentar la velocidad del gas. Preferiblemente, la velocidad del gas en el separador de viento es de aproximadamente 10 m/s o más, más preferiblemente, de aproximadamente 15 m/s. En general, la 15 velocidad es de aproximadamente 30 m/s o menos, preferiblemente, de aproximadamente 25 m/s o menos. A tales velocidades, como, por ejemplo, 16 m/seg, 17 m/seg o 18 m/seg, la separación ha demostrado ser óptima. En la mayoría de los casos, el material pesado no es combustible y consiste en piedras, por ejemplo, arena, metales, material cerámico, vidrio y mezclas de los mismos. Para que el proceso alcance eficacia, no es deseable eliminar todo el material inerte y no combustible. En particular, la arena fina y los fragmentos de vidrio son soplados a través

20 del separador. Se pueden eliminar en un siguiente paso mediante un tamiz.

Antes de la(s) etapa(s) de separación después del separador de viento, la fracción de celulosa / plástico aún debe separarse del medio gaseoso. Preferiblemente, esto se logra en un ciclón. En un ciclón, estos son separados por la fuerza centrífuga y diferenciados de la masa específica de la fracción de celulosa / plástico y el medio gaseoso. En

25 términos normales, un separador de producto no es una etapa de purificación en el sentido de la presente invención, ya que no se separan de la mezcla de celulosa / plástico contaminantes ni agua.

En otra forma de realización preferente del método, se lleva a cabo una etapa de separación (d) en un tamiz. Opcionalmente, el tamiz puede colocarse después de un separador de viento, pero también se puede aplicar sin un 30 separador de viento. Aunque la eliminación del material fino no combustible puede obtenerse utilizando solo una operación de cribado, es preferido un primer tratamiento de la corriente de residuos con un separador de viento. Un separador de viento demuestra ser eficiente en la eliminación de piezas pesadas (entre las cuales también partes gruesas de PVC y PVDC) con un área superficial relativamente pequeña por masa. Sin embargo, los fragmentos de vidrio y las partículas pequeñas de arena se eliminan de manera más efectiva de la corriente de residuos bien seca,

35 por medio del tamizado. Tamizar no parece ser muy eficiente en una corriente húmeda, ya que la arena y las partículas de vidrio pulverizado continúan pegándose a la celulosa y los materiales plástico. La reducción de la cantidad de este material, reduce no solo la cantidad de material inerte en el producto final, sino que además tiene un impacto positivo en el desgaste de los equipos aguas abajo.

40 Preferiblemente, el tamizado se logra con un tamiz con un ancho de malla de 5 mm o menos, preferiblemente de aproximadamente 4 mm o menos, y, más preferiblemente, de aproximadamente 3 mm, aunque también se pueden usar valores de malla mayores y menores. El tamiz puede ser, por ejemplo, un tamiz plano, un tamiz vibratorio o un tamiz rotativo.

45 En el caso de procesar una corriente de RSU, la corriente se purifica preferiblemente usando separadores de viento y/o tamices, de modo que la corriente comprende menos del 15% del peso del material inerte, preferiblemente menos del 10% del peso, y la mayoría, preferiblemente, menos del 8% del peso. Con el método de acuerdo con la invención, es bien posible reducir la cantidad de material inerte en un 30% o más, más preferiblemente en un 50% o más.

Es posible obtener la misma mejora relativa cuando se procesan residuos de papel. Preferiblemente, la secuencia procesada contiene el 10% del peso o menos de material inerte, más preferiblemente menos del 8% del peso, y, lo más preferiblemente, menos de del 7 % del peso.

55 Después de secar (y preferiblemente reducir la cantidad de material inerte), la corriente de residuos se somete, preferiblemente, a una etapa de clasificación, en la que se eliminan o en la que más adelante se eliminan, las partes poliméricas que contienen cloro (a menudo láminas poliméricas), tales como PVC y PVDC. Esto se puede lograr con el aparato de análisis NIR (infrarrojo cercano) acoplado a un sistema automatizado de eliminación. Con la presente invención, es una ventaja aplicar este paso a la corriente de residuos secos, porque los plásticos y el material de

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consisten en aproximadamente el 93 % del peso o más, en general aproximadamente el 95 % del peso o más, de plástico (parcialmente fundido) y material de fibra orgánica / de celulosa, con una pequeña cantidad de material inerte.

5 EJEMPLOS 5-8

De manera análoga a los Ejemplos 1-4, se llevan a cabo otros procesos, pero ahora con residuo de papel del 10 % del peso del material inerte y una secadora rotatoria. La etapa de secado se muestra en la Tabla 2. En los Ejemplos 7 y 8 se utiliza un gas efluente, como resultado de la combustión de carbón. En los ejemplos 5 y 6, el contenido de

10 humedad de la mezcla de alimentación del producto se ajustó de manera tal, que en la mezcla de alimentación de producto se mantuvo un contenido de humedad total del 31% del peso. Experimentos en los que se utiliza un contenido de humedad reducido, conducen a un aumento de temperatura del producto y del medio gaseoso en la salida de la secadora.

15 Tabla 2

Parámetro: Ej.5 Ej.6 Ej.7 Ej.8

Suministro de producto

Papel (% del peso): 15 45 31 28

Humedad (% del peso): 31 31 31 31

Plástico (% del peso): 44 14 28 31

Inerte (% del peso): 10 10 10 10

Entrada de la secadora

Temperatura del gas (°C): 150 150 150 150

Flujo de gas (kNm3/h): 200 200 200 200

Salida de la secadora

Temperatura del producto: 89 86 89 84

Temperatura del gas (°C): 92 99 95 97

Salida de la secadora

Humedad (%): 2 8 4.5 6.5

Tiempo de residencia (min): 9.5 7.5 8.5 7

La corriente de residuos se sopla directamente en un tubo vertical de 20 metros de altura y con un diámetro de 1,7

20 metros. El flujo de gas es de aproximadamente 18 m/s. En la parte inferior se recoge aproximadamente el 3 % del peso, del material pesado.

La corriente se somete a una banda magnética y a una separación de dispositivo de corriente de Eddy o de Foucault, con el cual todavía se separa un 1% del peso de partes que contienen metal.

Se elimina material pequeño no combustible de la corriente de partículas de residuos, transportando la corriente así obtenida sobre un tamiz, para lo cual se usa un tamiz móvil con un tamaño de malla de 3 mm. Se separa un 1 % del peso, de arena fina y fragmentos de vidrio.

30 Los componentes que contienen cloro se separan mediante un detector NIR acoplado a un separador de bandas neumáticas. Aquí, se separa alrededor del 3 % del peso del material, con un contenido de cloro del 30 %, como resultado del cual el cloro contenido en la corriente principal se reduce en un 70 % a 0,8 % del peso.

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Posteriormente, la corriente de residuos se transporta a una trituradora, que corta las partículas en piezas con una longitud y un ancho máximo de aproximadamente 30 mm.

5 La corriente de residuos purificada así obtenida se convierte en partículas sólidas, por medio de presión a través de un molde, con una relación efectiva de la longitud del agujero (L) al diámetro del agujero (D) de 10, en donde la temperatura de la mezcla se incrementa a aproximadamente 110 -115 °C, dependiendo de la corriente de residuos y la velocidad de la prensa. Los gránulos así obtenidos consisten en aproximadamente el 95 % del peso o más, de plástico (parcialmente fundido) y material de fibra orgánica / de celulosa, con una pequeña cantidad de material

10 inerte.

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Claims

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