ES2693548T3 - Proceso de carbonización hidrotermal de una biomasa, y dispositivo asociado - Google Patents

Proceso de carbonización hidrotermal de una biomasa, y dispositivo asociado Download PDF

Info

Publication number
ES2693548T3
ES2693548T3 ES15798220.8T ES15798220T ES2693548T3 ES 2693548 T3 ES2693548 T3 ES 2693548T3 ES 15798220 T ES15798220 T ES 15798220T ES 2693548 T3 ES2693548 T3 ES 2693548T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
biomass
processing station
steam
heat
path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES15798220.8T
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre Emmanuel Pardo
Jean-Louis BOURDAIS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suez International SAS
Original Assignee
Suez International SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suez International SAS filed Critical Suez International SAS
Application granted granted Critical
Publication of ES2693548T3 publication Critical patent/ES2693548T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/008—Control or steering systems not provided for elsewhere in subclass C02F
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/05—Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/10—Treatment of sludge; Devices therefor by pyrolysis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F23G5/0273—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage using indirect heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/005—Black water originating from toilets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/02—Temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/03—Pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/06—Pressure conditions
    • C02F2301/066—Overpressure, high pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/10—Energy recovery
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/22—Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00—Combustion
    • F23G2202/30—Combustion in a pressurised chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/12—Sludge, slurries or mixtures of liquids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/40—Valorisation of by-products of wastewater, sewage or sludge processing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

Proceso para calentar una biomasa en desplazamiento en un recorrido de procesamiento industrial que comprende una entrada (91) para la biomasa entrante, una bomba de presurización (93), un medio de calentamiento (94, 94b) y una estación de procesamiento (95), caracterizado por que se inyecta vapor en el recorrido entre la bomba de presurización (93) y el medio de calentamiento (94, 94b) y por que comprende una etapa de inyección de un aditivo en la biomasa corriente arriba del medio de calentamiento (94, 94b) en la que el aditivo se inyecta en la biomasa de manera que el aditivo se somete al vapor inyectado.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
DESCRIPCION
Proceso de carbonizacion hidrotermal de una biomasa, y dispositivo asociado Campo tecnico
La presente invencion se asocia al campo del tratamiento termico y qmmico de una biomasa tal como el lodo proveniente del sector de tratamiento de aguas residuales.
La presente invencion se refiere mas particularmente a un proceso de carbonizacion hidrotermal de biomasa, asf como a un dispositivo para poner en marcha dicho proceso.
Estado de la tecnica anterior
Se conoce en la tecnica anterior un proceso de carbonizacion hidrotermal que consiste tfpicamente en someter una biomasa a una temperatura proxima a 200 °C (por ejemplo, el documento US2006/096163) y una presion proxima a 20 bares.
La patente EP 2388305 A2 describe una instalacion que comprende un recorrido de procesamiento en el que se pone una biomasa en circulacion, comprendiendo este recorrido en particular un intercambiador de calor y un reactor. El intercambiador de calor esta configurado para recalentar la biomasa que circula en el recorrido a traves de un circuito de transferencia dentro del cual circula un fluido de transferencia. Despues de haberse precalentado dentro de este intercambiador de calor, la biomasa se carboniza a continuacion dentro del reactor en el que efectua un tiempo de residencia promedio de aproximadamente 4 horas.
La patente EP 2 388 305 A2 se refiere ademas a los resultados de pruebas segun los cuales la inyeccion de un aditivo tal como la glicerina en la biomasa permite reducir significativamente la viscosidad de dicha biomasa y favorecer significativamente el aumento de la temperatura de la mezcla que comprende la biomasa y el aditivo dentro del reactor.
Dicha instalacion o dicho procedimiento de carbonizacion hidrotermal presenta varios inconvenientes:
- el reactor debe proporcionar energfa para aumentar la temperatura de la biomasa,
- el tiempo de residencia de la biomasa dentro del reactor de biomasa implica dar movimiento a la biomasa dentro del reactor para asegurar el intercambio termico y homogeneizar el calentamiento,
- el gradiente de temperatura entre la superficie de calentamiento del reactor y la biomasa favorece la sedimentacion de la biomasa, lo que lleva a poner en marcha un mezclador-raspador a fin de eliminar la deposicion de la biomasa en las paredes internas del reactor, implicando tambien el mezclador-raspador costes de mantenimiento y constituyendo ademas una parte de riesgo para el personal y una parte que disminuye la fiabilidad de la instalacion,
- el tiempo de residencia inherente de calentamiento de la biomasa en el reactor limita el volumen de biomasa que la instalacion puede tratar y requiere aumentar el volumen del reactor para tratar mas biomasa,
- el aumento de temperatura de la biomasa dentro del intercambiador de calor esta limitado por la viscosidad relativamente alta de la biomasa que entra en la instalacion; a modo de indicacion, un lodo deshidratado es al menos diez veces mas viscoso que el agua,
- las caractensticas termicas de una biomasa tipo lodo de depuracion implican una importante potencia de la bomba de inyeccion y por lo tanto un coste significativo de energfa electrica.
La presente invencion tiene como objetivo particularmente todos o algunos de estos inconvenientes proponiendo un proceso para calentar una biomasa, asf como un dispositivo para poner en practica dicho proceso, optimizando los intercambios termicos y explotando la energfa termica producida por la implementacion de dicho procedimiento o por el funcionamiento de dicho dispositivo.
Exposicion de la invencion
Con este fin, la presente invencion propone un proceso para calentar una biomasa en desplazamiento en un recorrido de procesamiento industrial que comprende una entrada para la biomasa entrante, una bomba de presurizacion, un medio de calentamiento y una estacion de procesamiento, caracterizado por que se inyecta vapor en el recorrido entre la bomba de presurizacion y el medio de calentamiento y por que comprende una etapa de inyeccion de un aditivo en la biomasa, corriente arriba del medio de calentamiento, en la que se inyecta el aditivo en la biomasa, de manera que el aditivo se someta al vapor inyectado. Esta inyeccion permite precalentar la biomasa por condensacion del vapor.
Preferentemente, el vapor puede inyectarse a una presion superior, en al menos 0,2 MPa, a la presion de la biomasa (presion de biomasa en el momento de la inyeccion del vapor). Preferentemente, la velocidad de inyeccion del vapor puede ser superior a 130 m/s, por ejemplo comprendida entre 200 y 250 m/s. La velocidad de inyeccion de vapor se genera tfpicamente por el diferencial de presion de la biomasa y de presion de inyeccion del vapor. La velocidad de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
vapor mencionada anteriormente corresponde preferentemente a una velocidad del vapor justo antes de que el vapor entre en contacto con la biomasa.
Preferentemente, el caudal de inyeccion de vapor puede corresponder a hasta el 20 % del caudal de la biomasa en desplazamiento en el recorrido.
Dicho proceso permite disminuir la viscosidad de la biomasa corriente arriba del medio de calentamiento en comparacion con un proceso que no realiza dicha inyeccion de vapor. Eso da como resultado una reduccion de la cafda de carga en el recorrido y una mejora de la ganancia de intercambio termico en los medios de calentamiento. Esto da como resultado un aumento mayor de la temperatura de la biomasa.
Ventajosamente, la biomasa es un lodo de depuracion, preferentemente deshidratado, y el tratamiento es una carbonizacion hidrotermal.
De hecho, los lodos de depuracion, en particular deshidratados, tienen coeficientes de intercambio termico relativamente pobres, es decir, que desfavorecen el ascenso de su temperatura e implican tamanos de equipos muy grandes. El proceso de acuerdo con la invencion permite mejorar los coeficientes de intercambio de dicho lodo. Dichos tamanos de equipo pueden ser, en particular, del tamano de intercambiadores.
De acuerdo con una caractenstica particularmente ventajosa, se controla la inyeccion de vapor, por ejemplo controlando el caudal de vapor inyectado, y el medio de calentamiento para que la temperatura de la biomasa alcance una temperatura establecida antes de su llegada a la estacion de procesamiento, estando la temperatura establecida comprendida entre 165 °C y 205 °C, preferentemente 185 °C.
De esta manera, la temperatura de la biomasa a su llegada a la estacion de procesamiento es suficientemente alta, en particular cuando el tratamiento es una carbonizacion hidrotermal, para evitar tener que aumentar mas la temperatura de la biomasa dentro de la estacion de procesamiento. Eso hace posible prescindir de la funcion de calentamiento de la estacion de procesamiento y por lo tanto eliminar el gradiente de temperatura resultante de dicha funcion en la estacion de procesamiento. Como consecuencia, un proceso provisto de dicha caractenstica permite limitar que la biomasa se pegue por coccion (o se deposite) en las paredes de la estacion de procesamiento, pudiendo dicha biomasa pegada o depositada conducir a una interrupcion de los intercambios termicos en la estacion de procesamiento. Tambien permite prescindir de cualquier medio u operacion destinada a limitar dicha biomasa pegada o depositada (por ejemplo, una operacion de raspado y/o de mezclado).
Otra ventaja de la eliminacion de la funcion de calentamiento de la estacion de procesamiento es que, para una cantidad dada de biomasa a procesar, el volumen de la estacion de procesamiento puede reducirse, debido a que el tiempo de residencia de la biomasa, en la estacion de procesamiento, asociada con la funcion de calentamiento ya no es necesaria.
Ventajosamente, segun una primera variante de la invencion, se inyecta vapor de forma oblicua o preferentemente perpendicularmente a la direccion de desplazamiento de la biomasa en el recorrido. Esta direccion de desplazamiento de la biomasa en el recorrido es la direccion en la cual la biomasa se desplaza en una zona de inyeccion del vapor en el recorrido.
Una inyeccion oblicua o preferentemente perpendicular crea un cizallamiento de biomasa que favorece la dilucion del vapor en la biomasa y que favorece de ese modo su aumento de temperatura por la condensacion del vapor.
Sin embargo, tambien se puede inyectar vapor a contracorriente de la biomasa para obtener dicho efecto de cizallamiento.
Tambien es posible inyectar el vapor en la misma direccion que la biomasa.
Ventajosamente, segun una segunda variante de la invencion, opcionalmente combinable con la primera variante de la invencion, se mezcla el vapor inyectado a la biomasa guiando este vapor y esta biomasa a traves de un mezclador estatico, por ejemplo, en forma de deflectores, de un tornillo de Arqmmedes o de superficies de gma fijas aptas para generar turbulencias de biomasa y de vapor que circulen en dicho mezclador. Mas espedficamente, dichos deflectores, o dicho tornillo de Arqmmedes o dichas superficies de gma fijas son aptas para aumentar las turbulencias de biomasa y de vapor que circulen en dicho mezclador. Preferentemente, dicha mezcla de vapor y de biomasa a traves del mezclador estatico se realiza despues de la mezcla dinamica previa de vapor y de biomasa, es decir, despues de la zona de inyeccion de vapor en el recorrido, en este caso en el mezclador.
Alternativamente, el vapor se puede inyectar en una configuracion de tubenas de tipo eyector que permita, ademas de la mezcla, la mejora de la puesta a presion de la biomasa.
De acuerdo con una caractenstica ventajosa, la inyeccion de vapor se controla para llevar la temperatura de la biomasa a un valor de mas de 70 °C en la entrada del medio de calentamiento. En este caso, se controla el caudal de vapor.
De acuerdo con otra caractenstica ventajosa, la bomba de presurizacion eleva la presion de la biomasa hasta un valor que permite calentar la biomasa a una temperatura superior a 100 °C sin ebullicion. En otras palabras, la bomba de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
presurizacion puede elevar la presion de la biomasa por encima de la presion de saturacion, tipicamente superior a 1,2 MPa.
De acuerdo con otra caractenstica ventajosa, la presion en la salida de la bomba de presurizacion es superior a 3 MPa. Estas caractensticas hacen posible una subida controlada de la temperature de la biomasa.
Ventajosamente, segun una variante de un primer tipo, el recorrido incluye ademas una estacion de refrigeracion corriente abajo de la estacion de procesamiento, y se recalienta un fluido de transferencia en su recorrido entre la estacion de refrigeracion y el medio de calentamiento.
Muy ventajosamente, se calienta el fluido de transferencia a una temperatura superior a la de la biomasa en la estacion de procesamiento. El calor transferido al medio de calentamiento puede recalentar de ese modo la biomasa hasta dicha temperatura establecida antes de su llegada a la estacion de procesamiento. Preferentemente, se puede calentar el fluido de transferencia a una temperatura superior a 220 °C.
De acuerdo con una caractenstica muy ventajosa, se utiliza la misma fuente de calor externa para calentar el fluido de transferencia y un fluido portador de calor que aseguren una subida y/o un mantenimiento de la temperatura de la biomasa en la estacion de procesamiento. En otras palabras, la misma fuente de calor externa se usa para calentar:
- por un lado, el fluido de transferencia, que permite calentar la biomasa antes de su llegada a la estacion de procesamiento y,
- por otro lado, el fluido portador de calor, que permite mantener la temperatura de la biomasa en la estacion de procesamiento, preferentemente al menos igual a 180 °C.
Dicha utilizacion de la fuente de calor externa para calentar el fluido de transferencia permite limitar la dimension del medio de calentamiento.
Ventajosamente, la fuente de calor externa puede comprender un quemador de caldera.
Segun una variante ventajosa de un segundo tipo, se recupera calor de la biomasa corriente abajo de la estacion de procesamiento y se transfiere este calor recuperado a la biomasa corriente arriba de la estacion de procesamiento.
Preferentemente, se puede recuperar calor de la biomasa corriente abajo de la estacion de procesamiento y transferir este calor recuperado a la biomasa corriente arriba de la estacion de procesamiento a traves de un medio de intercambio de calor, directo o indirecto, entre la biomasa que sale de la estacion de procesamiento y la biomasa que circula en el recorrido corriente arriba de la estacion de procesamiento. El proceso comprende una etapa de inyeccion de un aditivo en la biomasa corriente arriba del medio de calentamiento.
El aditivo inyectado puede comprender cualquier catalizador apto para descomponer la materia organica, por ejemplo, un acido tal como acido sulfurico o un catalizador tal como se describe en la patente EP 2 388 305 A2.
Dicha etapa de inyeccion tambien contribuye a reducir la viscosidad de la biomasa y a favorecer de ese modo su aumento de temperatura, y permite tambien reducir los fenomenos de obstruccion en el recorrido.
Alternativamente, la etapa de inyeccion puede realizarse corriente abajo o dentro del medio de calentamiento. Se inyecta el aditivo en la biomasa de manera que el aditivo se someta al vapor inyectado. En otras palabras, se inyecta el aditivo en la biomasa de manera que el aditivo, durante su inyeccion, se someta a un flujo de vapor generado por la inyeccion de vapor.
De esta manera, el aditivo se mezcla con la biomasa bajo la accion del vapor que crea una zona de turbulencia. Mas precisamente, el aditivo esta rntimamente mezclado de ese modo con la biomasa triturada en partfculas bajo la accion del vapor que crea una zona de turbulencia.
Preferentemente, se puede inyectar el aditivo y el vapor en la biomasa en un volumen interior de un receptaculo, siendo este receptaculo por ejemplo un recipiente o una tubena o un elemento de tubena. De acuerdo con otra caractenstica ventajosa de la invencion, se extrae una parte de la biomasa en la estacion de procesamiento por medio de una ramificacion de recirculacion y se devuelve esta parte a la estacion de procesamiento para generar un movimiento de la biomasa en la estacion de tratamiento.
Dicha extraccion y dicho devolucion de parte de biomasa en la estacion de procesamiento puede limitar que la biomasa se pegue o se deposite en la estacion de procesamiento, y prescindir de cualquier medio u operacion para limitar que la biomasa se pegue o se deposite.
Ventajosamente, se extrae una parte de biomasa con un caudal comprendido entre 5 y 15 veces el caudal de biomasa que entra en la estacion de procesamiento.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Preferentemente, se puede mezclar el vapor inyectado y la biomasa en el recorrido entre la bomba de presurizacion y el medio de calentamiento con un mezclador.
La invencion tambien se refiere a un dispositivo para poner en marcha un procedimiento de acuerdo con diferentes combinaciones de las caractensticas que se acaban de describir, comprendiendo este dispositivo un recorrido de procesamiento industrial que comprende:
- una entrada configurada para introducir la biomasa en el recorrido,
- una bomba de presurizacion configurada para desplazar la biomasa en el recorrido,
- un medio de calentamiento apto para calentar la biomasa,
- una estacion de procesamiento apta para mantener la biomasa sustancialmente a una temperatura de entrada en la estacion de procesamiento, estando instalada la estacion de procesamiento corriente abajo del medio de calentamiento,
- un medio de intercambio de calor al menos indirecto entre la biomasa que sale de la estacion de procesamiento y la biomasa que circula en el recorrido corriente arriba de la estacion de procesamiento,
- un medio de generacion de vapor de agua,
- un mezclador configurado para mezclar el vapor de agua producido por el medio de generacion de vapor y la biomasa en el recorrido entre la bomba de presurizacion y el medio de calentamiento, y un medio de inyeccion de aditivo configurado para inyectar un aditivo en la biomasa corriente arriba del medio de calentamiento de manera que el aditivo se someta al vapor inyectado.
Por la expresion «al menos indirecto» se entiende un medio de intercambio de calor indirecto o directo, como se ilustra, por ejemplo, en los modos de realizacion descritos a continuacion.
Preferentemente, el medio de generacion de vapor de agua y el mezclador pueden estar configurados para inyectar vapor en el mezclador a una presion superior de al menos 0,2 MPa a la presion de la biomasa al nivel de la inyeccion de vapor. Preferentemente, el medio de generacion de vapor y el mezclador pueden estar configurados para inyectar el vapor en el mezclador con una velocidad de inyeccion de vapor superior a 130 m/s, por ejemplo comprendida entre 200 y 250 m/s. La velocidad de inyeccion de vapor se genera tfpicamente por el diferencial de presion de la biomasa y de presion de inyeccion del vapor y/o por las dimensiones respectivas de los miembros de inyeccion de biomasa y de vapor.
Preferentemente, el dispositivo puede estar configurado para inyectar el vapor en la mezcladora con un caudal de inyeccion de vapor igual al 20 % o a menos del caudal de la biomasa en desplazamiento en el recorrido.
Preferentemente, el medio de generacion de vapor de agua y el mezclador pueden estar configurados para inyectar vapor de forma oblicua o preferentemente perpendicularmente a la direccion de desplazamiento de la biomasa en el recorrido. Esta direccion de desplazamiento de la biomasa en el recorrido es la direccion en la cual la biomasa se desplaza en una zona de inyeccion del vapor en el recorrido.
Sin embargo, el medio de generacion de vapor y el mezclador pueden tambien estar configurados para inyectar el vapor a contracorriente de la biomasa.
Alternativamente, el medio de generacion de vapor de agua y el mezclador pueden estar configurados para inyectar el vapor a contracorriente de la biomasa. El dispositivo comprende ademas medios de inyeccion capaces de inyectar un aditivo en el recorrido, de manera que el aditivo se someta al vapor inyectado. Preferentemente, el mezclador puede comprender un receptaculo tal como un recipiente o una tubena o un elemento de tubena.
La velocidad del vapor se ha mencionado anteriormente corresponde preferentemente a una velocidad del vapor justo antes de que el vapor entre en contacto con la biomasa, es decir, en la zona de inyeccion del vapor en el recorrido, estando esta zona situada en el volumen interior del receptaculo.
Preferentemente, el mezclador puede ser o comprender un mezclador estatico, preferentemente dentro de un receptaculo tal como se menciono anteriormente.
De acuerdo con una caractenstica ventajosa, el medio de intercambio de calor comprende:
- un circuito de transferencia en el que circula un fluido de transferencia con el fin de calentar la biomasa en el medio de calentamiento por intercambio termico entre el fluido de transferencia y la biomasa, y
- medios de puesta en circulacion del fluido de transferencia, preferentemente una bomba, aptos para hacer circular el fluido de transferencia en el circuito de transferencia.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Preferentemente, el dispositivo puede estar configurado para calentar el fluido de transferencia a una temperature superior a 220 °C.
La bomba de presurizacion puede estar configurada para elevar la presion de la biomasa por encima de la presion de saturacion, tipicamente superior a 1,2 MPa.
De acuerdo con otra caractenstica ventajosa, el dispositivo comprende ademas una fuente de calor externa configurada para calentar el fluido de transferencia y un fluido portador de calor que circula en una carcasa que envuelve la estacion de procesamiento, preferentemente con el fin de asegurar una subida y/o un mantenimiento de la temperatura de la biomasa en la estacion de procesamiento. Preferentemente, el fluido de transferencia y el fluido portador de calor son identicos.
Preferentemente, la fuente de calor externa puede estar configurada:
- por un lado, para calentar la biomasa antes de su llegada a la estacion de procesamiento, y
- por otro lado, para mantener la temperatura de la biomasa en la estacion de tratamiento, preferentemente al menos igual a 180 °C.
Dicha fuente de calor externa permite disminuir el tamano del medio de calentamiento y compensar las perdidas de energfa.
Muy ventajosamente, el dispositivo esta configurado para que la biomasa entre en la estacion de procesamiento por una parte inferior y salga por una parte superior.
Una biomasa, en particular cuando consiste de un lodo de depuracion, es mas densa que el agua circundante. La fraccion solida, rodeada de materia organica no disuelta, tendera por lo tanto por gravedad a colocarse a una altura inferior con respecto a las fracciones ya solubilizadas y, por lo tanto, para las que las reacciones de carbonizacion estan en curso o ya han tenido lugar. El tiempo de residencia de una fraccion de biomasa no carbonizada en la estacion de procesamiento aumenta de ese modo, en comparacion con un dispositivo que hace entrar la biomasa por una parte superior y que la hace salir por una parte inferior.
El aumento relativo del tiempo de residencia de la biomasa en la estacion de procesamiento permite aumentar la calidad del tratamiento.
De acuerdo con una caractenstica muy ventajosa, el dispositivo de acuerdo con la invencion comprende ademas una ramificacion de recirculacion configurada para extraer una parte de biomasa en la estacion de procesamiento y para devolver esta parte de biomasa en la estacion de procesamiento.
De acuerdo con una caractenstica ventajosa, la estacion de procesamiento es mecanicamente pasiva, es decir, que no comprende ni raspador ni mezclador.
Dichas partes son partes que comportan riesgo para el personal y para la disponibilidad de la instalacion. Ventajosamente, la estacion de procesamiento es un reactor de carbonizacion hidrotermal para lodos de depuracion. La invencion se define por las reivindicaciones indicadas mas adelante.
Descripcion de las figuras y de los modos de realizacion
Otras ventajas y particularidades de la invencion apareceran a la vista de la lectura de la descripcion implementaciones y de los modos de realizacion no limitativos, y de los siguientes dibujos adjuntos:
- la FIGURA 1 es una vista esquematica de un dispositivo de carbonizacion hidrotermal de invencion que comprende una estacion de refrigeracion,
- la FIGURA 2 es una vista esquematica de un dispositivo de carbonizacion hidrotermal de invencion que comprende un medio de intercambio de calor directo,
- las FIGURAS 3 y 4 son vistas esquematicas de mezcladores de acuerdo con la invencion.
Al no ser de ninguna forma limitativos los modos de realizacion descritos a continuacion, se podran considerar especialmente variantes de la invencion que solo comprenden una seleccion de caractensticas descritas, aisladas de las otras caractensticas descritas (incluso si esta seleccion este aislada dentro de una frase que comprenda estas otras caractensticas), si esta seleccion de caractensticas es suficiente para conferir una ventaja tecnica o para diferenciar la invencion del estado de la tecnica anterior. Esta seleccion comprende al menos una caractenstica, preferentemente funcional sin detalles estructurales, o con solo una parte de los detalles estructurales si esta parte unicamente es suficiente para conferir una ventaja tecnica o para diferenciar la invencion del estado de la tecnica anterior.
detallada de las acuerdo con la acuerdo con la
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
La FIGURA 1 ilustra un modo de realizacion preferido de la invencion.
Segun este modo de realizacion, el dispositivo de acuerdo con la invencion comprende un recorrido de procesamiento industrial dentro del que circula la biomasa.
La biomasa entrante, por ejemplo, lodo de depuracion deshidratado, entra por una entrada 91 en el recorrido introduciendose dentro de un conjunto de tubenas que conectan la entrada 91 a un mezclador 98, comprendiendo este conjunto de tubenas entre la entrada 91 y el mezclador 98 una bomba de presurizacion 93.
La bomba de presurizacion 93 eleva la presion de la biomasa hasta un valor que permite calentar la biomasa a una temperature superior a 100 °C sin ebullicion. En otras palabras, la bomba de presurizacion 93 eleva la presion de la biomasa por encima de la presion de saturacion, tfpicamente mayor que 1,2 MPa.
La bomba de presurizacion 93 permite hacer circular la biomasa en el recorrido.
Mas espedficamente, la bomba de presurizacion 93 es de un tipo apto para elevar la presion de la biomasa en la salida de la bomba 93 hasta un valor superior a 3 MPa (bomba de piston, de membrana u otra).
Bajo el efecto de la bomba de presurizacion 93, la biomasa se canaliza desde la bomba de presurizacion 93 al mezclador 98.
El mezclador 98 esta configurado para mezclar el vapor de agua generado por un medio de generacion de vapor 981 con la biomasa. El mezclador 98 puede ser un mezclador estatico (medio que obligue a la biomasa y al vapor de agua a dirigirse juntos durante un tiempo suficiente para favorecer la mezcla entre el vapor y la biomasa) o consistir en un mezclador capaz de recibir el vapor perpendicularmente a la direccion de desplazamiento de la biomasa en el conjunto de tubenas que conecta la bomba de presurizacion 93 y el medio de calentamiento 94, o estar constituido por una configuracion del conjunto de tubenas del tipo de eyector.
Se controla preferentemente el caudal de vapor, por ejemplo por el medio de control 9C, con el fin de elevar la temperatura de la biomasa (mezclada con un aditivo) hasta un punto de funcionamiento optimo, tanto para el dimensionado de los diferentes elementos de dispositivo, por ejemplo, el medio de calentamiento 94, como para el consumo total de energfa del dispositivo. Se controla preferentemente el caudal de vapor controlandose el caudal de vapor inyectado.
Por ejemplo, el vapor se inyecta con una presion superior a la de la biomasa en el recorrido corriente arriba de la bomba de presurizacion 93, y como consecuencia a una temperatura superior a la temperatura de la biomasa. Sin embargo, se controla el medio de generacion de vapor 981 para elevar la temperatura de la biomasa con el fin de optimizar la recuperacion de energfa puesta en marcha en el dispositivo.
Tfpicamente, el caudal de inyeccion de vapor puede corresponder hasta a un 20 % del caudal de la biomasa en el desplazamiento en el recorrido. Se inyecta un aditivo en la biomasa mediante cualquier medio de inyeccion 97 apropiado, preferentemente corriente arriba del medio de calentamiento 94, con el fin de reducir mas la viscosidad de la biomasa.
La inyeccion del aditivo se realiza con el fin de que se someta a la accion del vapor, favoreciendo su mezcla con la biomasa.
Un conjunto de tubenas tambien conecta el mezclador 98 a un medio de calentamiento 94.
El medio de calentamiento 94 es preferentemente un intercambiador de calor.
Este medio de calentamiento 94 permite calentar la biomasa por intercambio termico entre un fluido de transferencia que circula en un circuito de transferencia 9T y la biomasa que pasa a traves del medio de calentamiento 94. Para hacer esto, el fluido de transferencia, por ejemplo, aceite, es calentado por medio de una fuente de calor 9T3 a traves de un intercambiador de calor 9T2, siendo esta fuente de calor, por ejemplo, una quemador de caldera.
Un conjunto de tubenas tambien conecta el medio de calentamiento 94 a una estacion de procesamiento 95 hacia la que se canaliza la biomasa.
La estacion de procesamiento 95 es preferentemente un reactor que comprende una camara apta para recibir biomasa y mantener esta biomasa a una presion tfpicamente entre 2 y 3 MPa.
En un modo de puesta en marcha preferido, la funcion unica de la estacion de procesamiento 95 es asegurar un tiempo de residencia que permita someter la biomasa a reacciones qrnmicas, tfpicamente de hidrolisis. Por esta razon, la estacion de tratamiento 95 puede consistir alternativamente en un reactor, con deflectores o no, en forma de tubo o no, o por ejemplo un tubo de longitud suficiente para garantizar el tiempo de residencia requerido.
Preferentemente, la biomasa que proviene de los medios de calentamiento 94 entra en la camara de la estacion de procesamiento 95 por una parte inferior 953, es decir, por parte de la estacion de procesamiento 95, cuya altura es
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
sustancialmente la mas baja con relacion a la posicion de la estacion de procesamiento 95 en el local que aloja el dispositivo.
De acuerdo con el modo de realizacion de la FIGURA 1, un conjunto de tubenas tambien conecta la estacion de procesamiento 95 a una estacion de refrigeracion 96.
Despues de un tiempo de residencia, la biomasa (hidrolizada) sale de la camara de la estacion de procesamiento 95 por una parte superior 954 desde donde se canaliza hacia la estacion de refrigeracion 96. Por parte superior 954 se entiende una parte de la estacion de procesamiento 95 cuya altura es sustancialmente mayor con respecto a la posicion de la estacion de procesamiento 95 en el local que aloja el dispositivo, en oposicion a la parte inferior 953.
Alternativamente, la biomasa puede tambien entrar en la estacion de procesamiento 95 por una parte superior y de algun modo por una parte inferior.
De acuerdo con otra alternativa mas, la biomasa puede tambien entrar en la estacion de procesamiento 95 por una parte inferior y canalizarse desde esta parte inferior hasta una parte superior de la camara por una tubena, pudiendo salir la biomasa de la camara de la estacion de procesamiento 95 por una parte inferior.
La estacion de refrigeracion 96 es preferentemente un intercambiador de calor.
La estacion de refrigeracion 96 permite enfriar la biomasa que sale de la estacion de procesamiento 95 por intercambio termico entre el fluido de transferencia que circula en el circuito de transferencia 9T y la biomasa que pasa a traves de la estacion de refrigeracion 96.
De ese modo, el circuito de transferencia 9T conecta los medios de calentamiento 94 a la estacion de refrigeracion 96. De ese modo, constituye, con el medio de calentamiento 94 y la estacion de refrigeracion 96, un medio de intercambio de calor entre la biomasa que sale de la estacion de procesamiento 95 y la biomasa que circula en el recorrido corriente arriba de la estacion de procesamiento 95.
Como se ilustra en la FIGURA 1, el fluido de transferencia se pone en circulacion en el circuito de transferencia 9T por medios de circulacion 9T1, tipicamente una bomba.
Una fuente de calor externo 9T3, por ejemplo un quemador de caldera, recalienta el fluido de transferencia en el intercambiador de calor 9T2. La biomasa que circula en el medio de calentamiento es recalentada por el fluido de transferencia recalentado asf, del que toma de ese modo una parte de su calor.
El fluido de transferencia recupera tambien una parte del calor de la biomasa que circula en la estacion de refrigeracion 96.
El fluido de transferencia, por ejemplo, se calienta a hasta una temperatura superior a 220 °C.
Alternativamente, de acuerdo con un modo de realizacion mostrado en la FIGURA 2, una parte del calor de la biomasa que circula en el recorrido corriente abajo de la estacion de procesamiento 95 se transfiere a la biomasa que circula en un recuperador de calor 94a instalado corriente arriba del medio de calentamiento 94b. En este caso, el medio de intercambio de calor realiza un intercambio de calor directo entre la biomasa que sale de la estacion de procesamiento 95 y la biomasa que circula en el recorrido corriente arriba de la estacion de procesamiento 95, a traves del recuperador de calor 94a.
En un modo de realizacion preferido, la camara de la estacion de procesamiento 95 esta envuelta por una carcasa 952 en la que se pone en circulacion un fluido portador de calor.
Este fluido portador de calor se calienta y se mantiene a una temperatura apta para mantener la biomasa contenida en la camara a su temperatura de antes de su entrada en la estacion de procesamiento 95, es decir, cuando la biomasa se encontraba entre el medio de calentamiento 94 y la estacion de procesamiento 95, y apta para compensar las perdidas de calor asociadas con la estructura de la estacion de procesamiento 95.
El recalentamiento del fluido portador de calor se realiza preferentemente por la misma fuente de calor externa 9T3 que el recalentamiento del fluido de transferencia al nivel del intercambiador de calor 9T2. El fluido de transferencia y el fluido portador de calor pueden ser de ese modo un mismo fluido, por ejemplo aceite, que circule en un circuito dispuesto para calentar el fluido de transferencia (que circula en el circuito 9T) y el fluido portador de calor (que circula en el sobre 952) a las temperaturas deseadas. El control diferencial de la temperatura del fluido de transferencia y del fluido portador de calor se lleva a cabo por cualquier medio apropiado, por ejemplo valvulas (no representadas) montadas en dicho circuito y un control de la apertura y del cierre de estas valvulas asf como de la fuente de calor 9T3.
Con el fin de elevar la temperatura de la biomasa en el recorrido al medio de calentamiento 94, se controla el dispositivo, por ejemplo por el medio de control 9C, para que la fuente de calor 9T3 eleve a una temperatura superior a la de la biomasa contenida en la estacion de procesamiento 95, el fluido de transferencia, por ejemplo a una temperatura proxima a 210 °C.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
De ese modo, se utiliza la misma fuente de calor externa 9T3 para calentar el fluido de transferencia y el fluido portador de calor que asegure una subida y/o un mantenimiento de la temperatura de la biomasa en la estacion de
procesamiento 95. En otras palabras, se utiliza la misma fuente de calor externa 9T3 para calentar:
- por un lado, el fluido de transferencia, que permite calentar la biomasa antes de su llegada a la estacion de procesamiento y,
- por otro lado, el fluido portador de calor, que permite mantener la temperatura de la biomasa en la estacion de procesamiento, preferentemente al menos igual a 180 °C.
Para limitar el fenomeno de la deposicion de la biomasa en las paredes de la camara de la estacion de procesamiento 95 durante el uso de una estacion de procesamiento 95 mecanicamente pasiva (es decir, sin rascador y/o mezclador), la estacion de procesamiento 95 comprende preferentemente una ramificacion de recirculacion 9M que permite hacer circular la biomasa en la camara. Para hacer esto, se aspira preferentemente biomasa en la parte superior 954 (la biomasa es mas lfquida allf) y se reinyecta esta biomasa en la camara por una parte inferior 953. Preferentemente, el caudal de esta recirculacion esta dimensionado para que la biomasa que circula en la ramificacion de recirculacion 9M
se tome con un caudal comprendido entre 5 y l5 veces el caudal de biomasa que entra en la estacion de
procesamiento 95 procedente del medio de calentamiento 94. Dicha recirculacion asegura una buena homogeneidad de la temperatura de la biomasa contenida en la estacion de procesamiento 95.
La puesta en circulacion de esta biomasa en la ramificacion de recirculacion 9M se asegura preferentemente mediante una bomba de membrana 9M1, preferentemente estanca y separada de la estacion de procesamiento 95. Dicha bomba 9M1 instalada de ese modo aumenta la fiabilidad del dispositivo, pudiendo esta bomba 9M1 por ejemplo repararse o mantenerse sin implicar poner el dispositivo fuera de servicio en su totalidad.
Se observa que las diferentes soluciones propuestas por la presente invencion permiten disminuir la viscosidad de la biomasa y, como consecuencia, favorecer el aumento de su temperatura por medios reducidos.
La superficie de los intercambiadores de calor de superficie (el medio de calentamiento 94, 94b y/o la estacion de refrigeracion 96), los diametros de conjuntos de tubenas y el volumen de la estacion de procesamiento 95 pueden reducirse de ese modo.
Un ejemplo de mezclador 98 de acuerdo con la invencion se ilustra en la FIGURA 3. La biomasa entra en el mezclador 98 por un canal de alimentacion 21, por ejemplo conectado a la bomba de presurizacion 93 ilustrada en la FIGURA 1. Cuando la biomasa llega al volumen interior del mezclador 98, se somete al vapor inyectado por el medio de generacion de vapor 981 a traves de un rociador 23. En este ejemplo, el vapor se inyecta perpendicularmente al canal de alimentacion 21. El acido, como aditivo, tambien se inyecta en la biomasa, en el interior del volumen interior del mezclador 98, por el medio de inyeccion 97 que comprende un cabezal de inyeccion 24. La biomasa, el vapor y el acido se mezclan de ese modo dinamicamente en el mezclador 98, por ejemplo y especialmente bajo el efecto de la presion diferencial de inyeccion de vapor y de biomasa, preferentemente superior a 0,2 MPa. A modo de ejemplo, la biomasa entra en el mezclador con una velocidad inferior a 1 m/s, y el vapor se inyecta en el mezclador 98 con una velocidad superior a 130 m/s, preferentemente entre 200 y 250 m/s. La mezcla se dirige hacia el canal de salida 22, por ejemplo hacia el medio de calentamiento 94 ilustrado en la FIGURA 1. Opcionalmente, el mezclador 98 puede comprender un mezclador estatico, por ejemplo constituido por deflectores 25. En el ejemplo de la FIGURA 3, el vapor se inyecta de forma oblicua o perpendicularmente a la direccion de desplazamiento de la biomasa en el volumen interior del mezclador 98. El caudal de inyeccion de vapor corresponde al 20 % o menos, tfpicamente entre el 10 % y el 20 %, del caudal de la biomasa en desplazamiento en el recorrido.
Otro ejemplo del mezclador 98 de acuerdo con la invencion se ilustra en la FIGURA 4. En este ejemplo, el mezclador 98 comprende una pieza de desgaste 26 para limitar o evitar la erosion de la parte del mezclador 98, en este ejemplo una tubena, sometido al flujo de vapor generado por la inyeccion de vapor. Esta pieza de desgaste 26 esta orientada hacia el rociador 23, y es preferentemente desmontable. En el ejemplo de la FIGURA 4, el vapor se inyecta perpendicularmente a la direccion de desplazamiento de la biomasa en el volumen interior del mezclador 98, desplazandose la biomasa segun la direccion 10.
Por supuesto, la invencion no esta limitada a los ejemplos que acaban de describirse y pueden realizarse numerosos cambios a estos ejemplos sin salir del campo de la invencion. Ademas, las diversas caractensticas, formas, variantes y modos de realizacion de la invencion se pueden asociar entre sf en diversas combinaciones en la medida en que no sean incompatibles o exclusivas entre sf.
En una variante de las figuras 3 y 4, el vapor se inyecta a contracorriente de la direccion de desplazamiento de la biomasa en el interior del mezclador 98.

Claims (18)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Proceso para calentar una biomasa en desplazamiento en un recorrido de procesamiento industrial que comprende una entrada (91) para la biomasa entrante, una bomba de presurizacion (93), un medio de calentamiento (94, 94b) y una estacion de procesamiento (95), caracterizado por que se inyecta vapor en el recorrido entre la bomba de presurizacion (93) y el medio de calentamiento (94, 94b)
    y por que comprende una etapa de inyeccion de un aditivo en la biomasa corriente arriba del medio de calentamiento (94, 94b) en la que el aditivo se inyecta en la biomasa de manera que el aditivo se somete al vapor inyectado.
  2. 2. Proceso de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que se controlan la inyeccion de vapor y el medio de calentamiento (94, 94b) para que la temperatura de la biomasa alcance una temperatura establecida antes de su llegada a la estacion de procesamiento (95), estando la temperatura establecida comprendida entre 165° C y 205 °C, preferentemente 185 °C.
  3. 3. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que se controla la inyeccion de vapor para llevar la temperatura de la biomasa a un valor superior a 70 °C en la entrada del medio de calentamiento (94, 94b).
  4. 4. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el vapor se inyecta oblicua o perpendicularmente a la direccion de desplazamiento de la biomasa en el recorrido o en contracorriente a la direccion de desplazamiento de la biomasa en el recorrido.
  5. 5. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la bomba de presurizacion (93) eleva la presion de la biomasa hasta un valor que permite calentar la biomasa a una temperatura superior a 100 °C sin ebullicion.
  6. 6. Proceso de acuerdo con la reivindicacion 5, caracterizado por que la presion a la salida de la bomba de presurizacion (93) es superior a 3 MPa.
  7. 7. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el recorrido comprende ademas una estacion de refrigeracion (96) corriente abajo de la estacion de procesamiento (95), y por que un fluido de transferencia se recalienta en su recorrido entre la estacion de refrigeracion (96) y el medio de calentamiento (94).
  8. 8. Proceso de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizado por que el fluido de transferencia se calienta a una temperatura superior a la de la biomasa en la estacion de procesamiento (95).
  9. 9. Proceso de acuerdo con la reivindicacion 7 u 8, caracterizado por que se utiliza una misma fuente de calor externa (9T3) para calentar el fluido de transferencia y un fluido portador de calor asegurando un aumento y/o un mantenimiento de la temperatura de la biomasa en la estacion de procesamiento (95), circulando el fluido portador de calor en una carcasa que envuelve (952) la estacion de procesamiento (95).
  10. 10. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que se recupera calor de la biomasa corriente abajo de la estacion de procesamiento (95) y por que se transfiere este calor recuperado de la biomasa corriente arriba de la estacion de procesamiento (95).
  11. 11. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que se recupera calor de la biomasa corriente abajo de la estacion de procesamiento (95), y por que se transfiere calor recuperado en la biomasa corriente arriba de la estacion de procesamiento (95) a traves de un medio de intercambio de calor entre la biomasa que sale de la estacion de procesamiento (95) y la biomasa que circula en el recorrido corriente arriba de la estacion de procesamiento (95).
  12. 12. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que una parte de la biomasa se extrae de la estacion de procesamiento (95) por medio de una ramificacion de recirculacion (9M) y esta parte se devuelve a la estacion de procesamiento (95) con el fin de generar un movimiento de la biomasa en la estacion de procesamiento (95).
  13. 13. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que el vapor inyectado y la biomasa se mezclan en el recorrido entre la bomba de presurizacion (93) y el medio de calentamiento (94, 94b) con un mezclador (98).
  14. 14. Dispositivo para poner en marcha un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que comprende un recorrido de procesamiento industrial que comprende:
    - una entrada (91) configurada para introducir biomasa entrante en el recorrido,
    - una bomba de presurizacion (93) configurada para desplazar la biomasa en el recorrido,
    - un medio de calentamiento (94) apto para calentar la biomasa,
    5
    10
    15
    20
    25
    - una estacion de procesamiento (95) apta para mantener la biomasa sustancialmente a una temperature de entrada en la estacion de procesamiento (95), estando instalada la estacion de procesamiento (95) corriente abajo del medio de calentamiento (94),
    - un medio de intercambio de calor entre la biomasa que sale de la estacion de procesamiento (95) y la biomasa que circula en el recorrido corriente arriba de la estacion de procesamiento (95),
    - un medio de generacion de vapor de agua (981),
    - un mezclador (98) configurado para mezclar el vapor de agua producido por el medio de generacion de vapor de agua (981) y la biomasa en el recorrido entre la bomba de presurizacion (93) y el medio de calentamiento (94, 94b), y
    - un medio de inyeccion de aditivo configurado para inyectar un aditivo en la biomasa corriente arriba del medio de calentamiento (94, 94b) de manera que el aditivo se someta al vapor inyectado.
  15. 15. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 14, caracterizado por que el mezclador (98) comprende un mezclador estatico.
  16. 16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 14 o 15, caracterizado por que el medio de intercambio de calor comprende:
    - un circuito de transferencia (9T) en el que circula un fluido de transferencia con el fin de calentar la biomasa en el medio de calentamiento (94, 94b) por intercambio termico entre el fluido de transferencia y la biomasa, y
    - medios de puesta en circulacion (9T1) del fluido de transferencia aptos para hacer circular el fluido de transferencia en el circuito de transferencia (9T).
  17. 17. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 16, caracterizado por que comprende ademas una fuente de calor externa (9T3) configurada para calentar el fluido de transferencia y un fluido portador de calor que circula en una carcasa que envuelve (952) la estacion de procesamiento (95).
  18. 18. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 15, caracterizado por que la estacion de procesamiento (95) esta configurada para que la biomasa entre en la estacion de procesamiento (95) por una parte inferior (953) y salga por una parte superior (954).
ES15798220.8T 2014-11-04 2015-11-02 Proceso de carbonización hidrotermal de una biomasa, y dispositivo asociado Active ES2693548T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1460616 2014-11-04
FR1460616A FR3027894B1 (fr) 2014-11-04 2014-11-04 Procede de carbonisation hydrothermale d'une biomasse, et dispositif s'y rapportant
PCT/IB2015/058468 WO2016071828A1 (fr) 2014-11-04 2015-11-02 Procede de carbonisation hydrothermale d'une biomasse, et dispositif s'y rapportant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2693548T3 true ES2693548T3 (es) 2018-12-12

Family

ID=52627318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES15798220.8T Active ES2693548T3 (es) 2014-11-04 2015-11-02 Proceso de carbonización hidrotermal de una biomasa, y dispositivo asociado

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10800692B2 (es)
EP (1) EP3148719B1 (es)
CN (1) CN106687415B (es)
AU (1) AU2015344481B2 (es)
ES (1) ES2693548T3 (es)
FR (1) FR3027894B1 (es)
WO (1) WO2016071828A1 (es)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK3372657T3 (da) 2017-03-10 2020-01-27 Htcycle Gmbh Anordning til gennemførelse af en hydrotermisk karboniseringsreaktion
CN108218176A (zh) * 2017-12-07 2018-06-29 上海梵煦环境科技有限公司 一种污泥碳化一体机及方法
FR3151386B1 (fr) * 2023-07-17 2025-07-18 Commissariat Energie Atomique Refroidisseur de produit(s) issu(s) d’un réacteur thermochimique, Installation de liquéfaction ou de carbonisation hydrothermale intégrant un tel refroidisseur.
IT202300017376A1 (it) * 2023-08-18 2025-02-18 Hbi S R L Processo ed impianto di carbonizzazione idrotermica

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3962076A (en) * 1972-11-06 1976-06-08 Texaco Inc. Process for converting aqueous sewage to potable water
US6905600B2 (en) * 2001-11-16 2005-06-14 Ch2M Hill, Inc. Method and apparatus for the treatment of particulate biodegradable organic waste
US7909895B2 (en) * 2004-11-10 2011-03-22 Enertech Environmental, Inc. Slurry dewatering and conversion of biosolids to a renewable fuel
EP2206688A1 (de) * 2008-12-16 2010-07-14 Suncoal Industries Gmbh Thermo-chemische Aufbereitung des Processwassers einer hydrothermalen Karbonisierung
DE102009055976A1 (de) * 2009-11-27 2011-06-01 Choren Industries Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Synthesegases aus Biomasse durch Flugstrom-Vergasung
EP2388305A3 (de) * 2010-05-17 2012-01-25 TerraNova Energy GmbH Thermische Verwertung fester Brennstoffe
DE102011001108B4 (de) * 2011-03-04 2015-03-12 Ava-Co2 Schweiz Ag Verfahren und Vorrichtung zur hydrothermalen Karbonisierung
ES2393464B1 (es) * 2011-06-09 2013-11-18 Ingelia, S.L. Procedimiento para la extracción de productos bioquímicos obtenidos a partir de un proceso de carbonización hidrotermal de biomasa.

Also Published As

Publication number Publication date
US10800692B2 (en) 2020-10-13
AU2015344481A1 (en) 2017-02-02
WO2016071828A1 (fr) 2016-05-12
FR3027894B1 (fr) 2019-05-24
US20170210657A1 (en) 2017-07-27
EP3148719B1 (fr) 2018-08-22
CN106687415A (zh) 2017-05-17
FR3027894A1 (fr) 2016-05-06
EP3148719A1 (fr) 2017-04-05
CN106687415B (zh) 2020-10-09
AU2015344481B2 (en) 2020-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2693548T3 (es) Proceso de carbonización hidrotermal de una biomasa, y dispositivo asociado
ES2990079T3 (es) Dispositivo para producir y tratar una corriente de gas a través de un volumen de líquido, e instalaciones y métodos para implementar dicho dispositivo
ES2729808T3 (es) Dispositivo de tratamiento de líquido
JP5773687B2 (ja) 海水排煙脱硫システムおよび発電システム
CN106536691B (zh) 生物质的水热碳化方法及相关设备
ES2821957T3 (es) Procedimiento y dispositivo de carbonización hidrotermal de rendimiento energético optimizado
CN208222880U (zh) 一种太阳能光热换热系统的熔盐排空系统
CN103247356A (zh) 原子能发电站的水喷射余热排除系统
JP2012179521A5 (es)
AR092244A1 (es) Enfriamiento de gas de sintesis en lecho fluidizado circulante de etapas multiples
WO2011141609A1 (es) Planta para la recuperación de aceite caloportador degradado de una instalación solar térmica y método para dicha recuperación
CN104766700A (zh) 油处理装置及方法
ES2625763T5 (en) Optimised hydrothermal carbonisation method and facility for implementing same
CN108787640A (zh) 石油管或杆的清洗装置
ES2255443B1 (es) Sistema y procedimiento para la oxidacion hidrotermica de residuos organicos insolubles en agua.
ES2600516T3 (es) Planta solar para recuperación de petróleo mejorada
ES2622860T3 (es) Sistemas de reducción de la deposición superficial y la contaminación
ES2629156B1 (es) Procedimiento de extracción de hidrocarburos viscosos remanentes en tanques y tuberías
ES2961705T3 (es) Sistema de refrigeración de contenedor de seguridad
CN103382040A (zh) 产生气泡的紫外线杀菌装置
CN204958634U (zh) 一种防垢污水处理装置
ES2992986B2 (es) Dispositivo para tratamiento de aguas
BRPI0707524A2 (pt) processo de oxidação supercrìtica
ES2551285B2 (es) sistema y procedimiento para reducir la potencia necesaria en la etapa de arranque de plantas de oxidación en agua supercrítica
JP2011021579A (ja) 液循環装置