ES2875148T3 - Dispositivo de producción de gas metano y utilización de dicho dispositivo - Google Patents

Dispositivo de producción de gas metano y utilización de dicho dispositivo Download PDF

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Abstract

Dispositivo para la producción de un gas metano (G) mediante tratamiento térmico de un producto en forma de sólidos divididos, comprendiendo el dispositivo: - un recinto (1) que comprende una entrada (4) para el suministro de producto, una salida inferior (6) para la recuperación de los residuos del producto tratado y una salida superior (11) para la extracción del gas resultante del tratamiento del producto, - medios para transportar el producto entre la entrada del recinto y la salida inferior del recinto que comprenden un tornillo (10) montado para girar en el recinto a lo largo de un eje geométrico de rotación (X) y que comprenden medios para impulsar el tornillo en rotación, - medios de calentamiento por efecto Joule del tornillo, - una unidad (12) de eliminación de impurezas presentes en el gas resultante del tratamiento térmico del producto, estando dicha unidad conectada a la salida superior del recinto y comprendiendo medios para craqueo del gas (13) y medios para filtrado (19) de polvo y partículas sólidas presentes en el gas, estando conectados los medios de filtrado (19) a la salida de los medio de craqueo, y - un sistema de purificación (21) para el gas a la salida de la unidad de eliminación, estando conectado el sistema de purificación a la unidad de eliminación, comprendiendo el sistema de purificación (21) medios de condensación (23) de las fases condensables de gas a una presión inferior a la presión atmosférica tomada al nivel del mar.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de producción de gas metano y utilización de dicho dispositivo
La invención se refiere a un dispositivo para producir un gas metano, es decir, un gas que tiene metano como componente principal. La invención también se refiere al uso de dicho dispositivo para mejorar un producto del tipo de material CSR (compuestos sólidos recuperados) o material polimérico.
Antecedentes tecnológicos de la invención
Aunque es apreciado por sus propiedades energéticas y medioambientales, el gas natural tiene el inconveniente de ser un producto básico no renovable. Sin embargo, las reservas mundiales se están agotando rápidamente.
Al estar compuesto el gas natural en promedio de un 95% de metano, se preveía aprovechar el fenómeno natural de la digestión anaeróbica de residuos orgánicos produciendo una gran cantidad de metano para generar gas industrial, generalmente llamado biogás, con el fin de ofrecer una alternativa al gas natural. Esto también hace posible la recuperación de residuos de tipo biomasa.
Normalmente, las etapas de gasificación se utilizan para forzar la metanización de biomasa y extraer metano de la misma.
Sin embargo, tales etapas no permiten recuperar gases que están muy cargados de metano. Por lo tanto, los gases de salida comprenden típicamente entre el 2 y el 6% de metano, lo que está muy lejos de la tasa del 95% del gas natural. El documento US 2009/007484 propone un dispositivo para producir materiales carbonosos y/o hidrocarburos a partir de biomasa, en donde el dispositivo comprende para este propósito una cámara calentada y medios para transportar la biomasa a la cámara. Además, el recinto está provisto de una salida para la extracción del gas resultante de la descomposición de la biomasa en el recinto, una salida conectada a un condensador.
Objeto de la invención
Un objeto de la invención es proporcionar un dispositivo que permita generar un gas metano así como el uso de este dispositivo para mejorar un producto como material CSR o material polimérico.
Breve descripción de la invención
Para lograr este objetivo, se propone un dispositivo para la producción de un gas metano por tratamiento térmico de un producto en forma de sólidos divididos, comprendiendo el dispositivo:
- un recinto que comprende una entrada de suministro de producto, una salida baja para recuperar los residuos del producto tratado y una salida alta para extraer el gas resultante del tratamiento del producto,
- medios para transportar el producto entre la entrada del recinto y la salida inferior del recinto que comprenden un tornillo montado para girar en el recinto a lo largo de un eje geométrico de rotación y que comprenden medios para accionar en rotación el tornillo,
- medio de calentamiento por efecto Joule del tornillo,
- una unidad para eliminar las impurezas presentes en el gas resultante del tratamiento térmico del producto, estando dicha unidad conectada a la salida superior del recinto, y
- un sistema de purificación del gas a la salida de la unidad de eliminación, estando conectado el sistema de purificación a la unidad de eliminación.
De este modo, el producto se introduce en la entrada del recinto en forma de sólidos divididos y el tornillo empuja continuamente los sólidos divididos hacia la salida inferior del recinto. Debido al modo ventajoso de calentar el tornillo por efecto Joule, los sólidos divididos se calientan muy rápidamente y se transforman sin pegarse a la espiral del tornillo, generando así un gas que ya tiene un alto contenido de metano (superior al 50% cuando el producto es del tipo CSR (compuestos sólidos recuperados) o material polimérico como plástico). La asociación posterior de dos series consecutivas de tratamiento de gases permite, en primer lugar, eliminar impurezas del gas como polvo, partículas sólidas, alquitranes, aceites, etc. y, en segundo lugar, purificar el gas separando el metano de otros componentes gaseosos.
Así, a la salida de la invención se obtiene un gas muy rico en metano. Los experimentos llevados a cabo por el solicitante han permitido así obtener niveles de metano de sustancialmente el 92%.
La invención permite así obtener un gas con una concentración de metano próxima a la del gas natural. Por tanto, el gas obtenido por la invención resulta ser una muy buena alternativa al gas natural.
Además, el gas a la salida de la invención resulta inyectable directamente en recipientes (botellas, cisternas, etc.) o en una red de distribución de gas.
Además, la invención se puede suministrar con un producto de cualquier tipo, como biomasa, pero resulta particularmente ventajoso con productos del tipo de material CSR (compuestos sólidos recuperados) o material polimérico como el plástico. Esto es particularmente ventajoso en un marco de recuperación de residuos cada vez más importante, en particular residuos no fermentables para los que las soluciones de recuperación están menos desarrolladas.
Así, en la presente invención, se puede distinguir la unidad de eliminación de impurezas indeseables y generalmente contaminantes del sistema de purificación que no permite limpiar el gas sino enriquecerlo en metano separándolo de otros gases.
Para los fines de la invención, la expresión “gas metano” significa un gas que tiene metano como componente principal, entendiéndose que dicho gas puede comprender, en proporciones menores, otros componentes tales como dinitrógeno.
Según un aspecto particular de la invención, el dispositivo comprende una chimenea de entrada que se conecta a la entrada del recinto y que comprende medios de conexión sellados en la entrada del recinto para limitar la entrada de aire en el recinto.
Según un aspecto particular de la invención, el dispositivo comprende una chimenea de salida que está conectada a la salida inferior del recinto y que comprende medios de conexión sellados a la salida inferior del recinto para limitar la entrada de aire en el recinto.
Según la invención, la unidad de eliminación de impurezas comprende medios de craqueo de gas.
Según la invención, la unidad de eliminación de impurezas comprende medios para filtrar polvo y partículas sólidas presentes en el gas.
Según la invención, los medios de filtrado están conectados a la salida de los medios de craqueo.
Según un aspecto particular de la invención, los medios de filtrado comprenden un ciclón de alta temperatura o un filtro cerámico de alta temperatura.
Según un aspecto particular de la invención, el sistema de purificación comprende al menos dos etapas de purificación distintas.
Según un aspecto particular de la invención, el sistema de purificación comprende tres etapas de purificación.
Según la invención, el sistema de purificación comprende medios para condensar las fases condensables del gas a una presión por debajo de la presión atmosférica tomada al nivel del mar.
Según un aspecto particular de la invención, los medios de condensación están configurados para asegurar la separación del gas y las fases condensables a una presión de entre 0,04 y 0,3 bar.
Según un aspecto particular de la invención, el sistema de purificación comprende un aparato de adsorción por inversión de presión.
Según un aspecto particular de la invención, el aparato de adsorción por inversión de presión está conectado a la salida de los medios de condensación.
Según un aspecto particular de la invención, el sistema de purificación comprende una máquina de filtración.
Según un aspecto particular de la invención, la máquina de filtración es una máquina por separación de membranas. Según un aspecto particular de la invención, la máquina de filtración se conecta a la salida del dispositivo de absorción por empuje inverso.
Además, la invención se refiere al uso del dispositivo mencionado anteriormente para la mejora de un producto del tipo material CSR o material polimérico.
Breve descripción de los dibujos
La invención se entenderá mejor a la luz de la descripción que sigue con referencia a la única figura que muestra esquemáticamente el dispositivo según una realización particular no limitativa de la invención.
Descripción detallada de la invención
Con referencia a la única figura, el dispositivo según una realización particular de la invención permite producir un gas metano mediante tratamiento térmico, aquí por pirólisis, de un producto en forma de sólidos divididos.
El producto está formado, por ejemplo, de material polimérico. El producto es típicamente plástico que comprende predominantemente polietileno y tereftalato de polietileno. En particular, los sólidos divididos están en forma de gránulos tridimensionales del tipo granulado o granulado. Las dimensiones máximas de dichos sólidos divididos están preferiblemente entre 2 y 30 milímetros.
El dispositivo según la invención comprende un recinto 1, de dirección general esencialmente horizontal, que se mantiene a una distancia del suelo mediante patas (aquí no representadas). El recinto 1 comprende una carcasa exterior, aquí unitaria, que es por ejemplo metálica, en particular de acero inoxidable no magnético. Según una realización particular, el recinto 1 comprende además aquí una envolvente interior unitaria hecha de material refractario. Se adjunta una caja técnica 3 a cada extremo del armario 1.
El recinto 1 comprende aquí una entrada 4 para suministrar producto al recinto 1, entrada 4 que está dispuesta en la tapa del recinto 1 sustancialmente al nivel de un primer extremo del recinto 1.
Por supuesto, la parte inferior y la cubierta del recinto 1 se definen con relación al suelo sobre el que descansa el recinto 1.
Según una realización particular, el dispositivo comprende una chimenea de entrada 5 que se conecta a la entrada 4 del recinto.
Preferiblemente, la chimenea de entrada 5 comprende medios de conexión sellados 2 en la entrada 4 del recinto 1 para limitar el aire que entra en el recinto 1, aire que reduciría la tasa de gas metano en la salida del recinto que no se desea. Estos medios de conexión sellados 2 también permiten controlar el caudal del producto vertido en el recinto 1. Dichos medios de conexión sellados 2 comprenden por ejemplo una esclusa de aire hermética dispuesta entre la chimenea de entrada 5 y la entrada 4 del recinto 1 y controlado por válvulas.
La chimenea de entrada 5 está conectada, por ejemplo, a una tolva de alimentación o a una unidad para moler, compactar o granular el producto en sólidos divididos o incluso a una unidad para preacondicionar los sólidos divididos, una unidad de preacondicionamiento que permite calentar y/o secar los sólidos divididos a valores prescritos de temperatura y humedad relativa o bien para densificar dichos sólidos divididos.
El recinto 1 comprende además una salida de base 6 dispuesta aquí en la parte inferior del recinto 1 sustancialmente al nivel del segundo de los dos extremos del recinto 1. Según una realización particular, el dispositivo comprende una chimenea de salida 7 que está conectada a la salida inferior 6 del recinto 1.
Preferiblemente, la chimenea de salida 7 comprende medios de conexión sellados 8 a la salida inferior 6 del recinto 1 para limitar el aire que entra en el recinto 1, aire que reduciría la tasa de metano del gas en la salida del recinto 1, que es no deseado. Estos medios de conexión sellados 8 también permiten controlar la velocidad de descarga de los residuos del producto tratado térmicamente en el recinto 1. Dichos medios de conexión sellados 8 comprenden por ejemplo una cerradura hermética dispuesta entre la chimenea de salida y la salida inferior y controlada por válvulas. La chimenea de salida 7 está conectada, por ejemplo, a una unidad de enfriamiento 9 de los residuos con el fin de destruir los residuos o con el fin de mejorar dichos residuos que podrían, por ejemplo, usarse como combustibles, posiblemente con una o más etapas de procesamiento adicionales.
Además, el dispositivo comprende medios para transportar el producto entre la entrada del recinto y la salida inferior del recinto. Dichos medios comprenden así un tornillo 10 que se extiende aquí en el recinto 1 a lo largo de un eje geométrico X entre las dos cajas técnicas 3 y que está montado para girar alrededor de dicho eje geométrico X en el recinto 1. El tornillo 10 es por ejemplo de acero refractario inoxidable. Por lo tanto, el tornillo 10 es resistente a altas temperaturas, típicamente de entre 700 y 1200 grados. El tornillo 10 tiene aquí la forma de una bobina helicoidal que se fija, por ejemplo, mediante soldadura, en sus dos extremos en la punta de una sección de eje. Cada una de dichas secciones de eje está conectada por su otro extremo, por medio de una brida, a un eje coaxial que pasa por la caja técnica de extremo asociada.
Los medios de transporte comprenden además medios para accionar el tornillo 10 en rotación alrededor del eje geométrico X que están dispuestos aquí en una de las cajas técnicas 3. Según un aspecto particular de la invención, los medios para accionar en rotación comprenden un motor eléctrico 14 y medios de conexión mecánica entre el eje de salida del motor y un extremo del eje coaxial asociado, el eje coaxial en sí mismo impulsa el tomillo 10. Los medios de accionamiento rotatorio comprenden aquí medios para controlar la velocidad de rotación del eje de salida del motor que comprende por ejemplo un variador de velocidad. Los medios de control permiten así adaptar la velocidad de rotación del tornillo 10 al producto transportado, es decir, adaptar el tiempo de residencia del producto en el recinto 1. El dispositivo comprende además medios de calentamiento por efecto Joule del tornillo 10 que aquí se encuentran dispuestos en las cajas técnicas 3. Según una realización particular, los medios de calentamiento comprenden medios para generar una corriente eléctrica y medios para conectar los dos extremos del atornillar a las dos polaridades de dichos medios generadores. Con este fin, cada eje coaxial está rígidamente solidario con un tambor coaxial de material eléctricamente conductor, sobre el cual se frotan los carbones para suministrar la corriente eléctrica, conectados por hilos conductores (no mostrados aquí) a los medios para generar una corriente eléctrica. Por lo tanto, el tornillo 10 es atravesado con la misma intensidad a lo largo del eje geométrico X.
Preferiblemente, el tornillo 10 tiene una forma que tiene una resistencia eléctrica que varía a lo largo de su eje X y, por lo tanto, permite ofrecer simultáneamente diferentes zonas de calentamiento a lo largo de su eje X. En particular, el tornillo 10 está configurado así para tener un perfil de temperaturas tal que la temperatura en la entrada 4 del recinto 1 sea mayor que la temperatura en la salida 6, 11 del recinto 1. Esto permite limitar la adherencia de los sólidos divididos en material plástico al girar el tornillo 10 al entrar en el recinto 1 debido a la fusión de dichos sólidos divididos bajo la acción del calentamiento del tornillo 10.
Según un aspecto particular de la invención, los medios de calentamiento comprenden medios para regular la intensidad de la corriente eléctrica que pasa a través del tornillo 10. Los medios de regulación comprenden aquí un atenuador interpuesto entre los medios para generar la tensión, corriente eléctrica y los medios de conexión. Los medios de regulación permiten así adaptar la intensidad eléctrica que pasa por el tornillo 10 al producto transportado. Por tanto, el recinto 1, los medios de transporte y los medios de suministro forman aquí un reactor de pirólisis para el producto introducido en el recinto 1.
Además, el recinto 1 también comprende una salida superior 11 para extraer los gases de la pirólisis del producto, estando dispuesta dicha salida superior 11 aquí en la tapa del recinto 1 sustancialmente al nivel del segundo de los dos extremos del recinto 1. La salida superior 11 está aquí ligeramente aguas arriba de la salida inferior del recinto 1 con respecto a la entrada 4 del recinto.
El dispositivo comprende además una unidad 12 para eliminar las impurezas presentes en el gas de la pirólisis del producto. Dicha unidad 12 está conectada a la salida superior 11 para que el gas sea extraído continuamente del recinto 1 (a diferencia de la entrada 4 y la salida inferior 6 que están configuradas para que el suministro de producto y la evacuación de residuos se pueda realizar de forma discontinua).
Según la invención, la unidad 12 de eliminación de impurezas comprende medios de craqueo de gas que están conectados aquí directamente a la salida 11 superior del recinto 1.
Estos medios de craqueo permitirán romper los alquitranes y las fases aceitosas presentes en el gas para recuperar un gas más limpio a la salida del medio de craqueo.
Los medios de craqueo comprenden, por ejemplo, un horno de craqueo 13 que comprende un bastidor 14 tubular vertical que comprende una entrada 15 para la introducción de gas y una salida 16 para la descarga de dicho gas fuera del bastidor 14, en donde el medio de calentamiento de dicho gas comprende un tubo de calentamiento 17 que se extiende verticalmente dentro del marco y coaxialmente con el marco, en donde el tubo de calentamiento 17 presenta una forma que tiene su extremo inferior cerrado, y está dispuesto de manera que su extremo inferior esté dispuesto en el bastidor 14 y de manera que su extremo superior esté conectado a un quemador 18 del medio de calentamiento que está dispuesto fuera del bastidor 14. El medio de calentamiento comprende típicamente un tubo de entrada para un combustible de calefacción (gas natural, fueloil, gas de síntesis purificado o incluso gas tratado por el presente horno de craqueo 13, parte del cual se toma a nivel de la salida 16 del horno de craqueo 13 para alimentar el tubo de entrada ...) conectado al quemador 18 de dichos medios de calentamiento. Los medios de calentamiento también incluyen un tubo de salida para el combustible quemado.
Así, la disposición particular del bastidor 14 y del tubo calefactor 17 permite crear una zona de tratamiento en la que el gas está bien confinado. Esto permite favorecer los intercambios de calor dentro del bastidor 14 entre el gas por tratar y el tubo de calentamiento 17: el craqueo de las fases de alquitrán y aceite resulta, por tanto, eficaz y rápido de modo que el gas recuperado a la salida del horno de craqueo 13 presenta una buena pureza.
El horno de craqueo 13 está dispuesto aquí de modo que el gas se caliente a aproximadamente 1100 grados Celsius para mejorar aún más el craqueo.
Preferiblemente, los medios de calentamiento utilizan en primer lugar un combustible de calentamiento fuera del horno de craqueo 13 para iniciar el calentamiento del tubo de calentamiento 17 (de gas natural, fueloil, gas de síntesis purificado, etc.) y una vez que se ha iniciado el tratamiento del gas, los medios de calentamiento toman una porción del gas tratado en la salida 16 del horno de craqueo 13 para calentar el tubo de calentamiento 17.
De esta forma, el horno de craqueo 13 resulta ser relativamente autónomo y solo requiere combustible externo para iniciar el inicio del craqueo.
El combustible externo también se puede utilizar durante el funcionamiento, cuando el simple muestreo del gas tratado en la salida 16 del horno de craqueo 13 no es suficiente para alimentar el quemador 18.
Preferiblemente, la entrada 15 se extiende sustancialmente tangencialmente al bastidor 14. Por lo tanto, la entrada 15 está dispuesta para hacer que el gas penetre en el bastidor 15 a lo largo de la pared interna del bastidor 15. Esto hace posible generar un efecto ciclónico de manera que el gas fluya helicoidalmente en el bastidor 15. Esto favorece el tratamiento del gas.
La unidad de eliminación 12 comprende además en este caso también medios de filtrado 19 que, por ejemplo, están conectados directamente a la salida del horno de craqueo 13 para eliminar el polvo y las partículas sólidas aún presentes en el gas. Los medios de filtrado 19 comprenden típicamente un ciclón de alta temperatura y/o un filtro de alta temperatura (tal como un filtro cerámico) dispuesto a través de la tubería conectada a la salida del horno de craqueo 13. El ciclón y/o el filtro son, por tanto, resistentes a altas temperaturas típicamente comprendidas entre 600 y 1000 grados Celsius.
Preferiblemente, la unidad de eliminación 12 también comprende un medio de enfriamiento 20 del tipo intercambiador de calor directamente conectado al medio de filtrado 19. Esto hace posible enfriar el gas que se ha calentado durante la etapa de craqueo antes de que se purifique el gas. El gas que entra en los medios de enfriamiento está a una temperatura de, por ejemplo, entre 600 y 800 grados Celsius. Por ejemplo, el gas se enfría a unos 40 grados.
Además, el dispositivo comprende un sistema 21 para purificar el gas en la salida de la unidad de eliminación 12. El sistema 21 de purificación está aquí directamente conectado a la salida de los medios 20 de enfriamiento.
Según un aspecto particular de la invención, el sistema de purificación 21 comprende tres etapas de purificación de gas.
Preferiblemente, la primera etapa comprende medios para condensar las fases condensables del gas a una presión por debajo de la presión atmosférica tomada al nivel del mar (que es sustancialmente 1 bar). Normalmente, los medios de condensación están configurados para asegurar la separación del gas y las fases condensables a una presión de entre 0,04 y 0,3 bar y preferiblemente a una presión de 0,14 bar.
Para este propósito, los medios de condensación comprenden un compresor 22 que comprime el gas a la presión objetivo, en este caso 0,14 bar, además el compresor está conectado a la salida de los medios de refrigeración 20. Los medios de condensación comprenden además un condensador 23 que está directamente conectado a la salida del compresor 22 y que permitirá separar el gas de las fases condensables a 0,14 bar. En la práctica, la mayoría de estas fases condensables es agua. Esto aumenta el contenido de metano del gas que sale de la primera etapa.
En particular, la segunda etapa comprende un aparato 24 de adsorción por inversión de presión que está conectado directamente a la salida de la primera etapa.
Un dispositivo de este tipo es bien conocido por la técnica anterior y no se detallará más aquí.
Esto permitirá eliminar casi todo, no solo el dióxido de carbono, sino también el dinitrógeno todavía presente en el gas, lo que permitirá aumentar aún más el contenido de metano del gas en la salida de la segunda etapa.
Preferiblemente, la primera etapa y la segunda etapa están interconectadas. Para ello, la primera etapa comprende un mezclador 25 dispuesto aguas arriba del compresor 22 y conectado directamente, por un lado, a la salida de los medios de enfriamiento 20 y, por otro lado, al compresor 22. El aparato de adsorción por inversión también conectado al mezclador 25.
El mezclador 25 permite así mezclar el gas a la salida de la unidad de eliminación 12 con una parte del gas siendo purificado por la segunda etapa para promover dicha purificación y así transmitir a la tercera etapa un gas más puro por metano.
En particular, la tercera etapa comprende una máquina de filtración 26 que es aquí del tipo de máquina por separación de membranas. Una máquina 26 de este tipo es bien conocida por la técnica anterior y no se detallará más aquí.
En este caso, dicha máquina 26 se conecta directamente a la salida de la segunda etapa.
Esto permitirá eliminar casi todo el dihidrógeno todavía presente en el gas, lo que permitirá aumentar aún más el contenido de metano del gas en la salida de la tercera etapa (indicada G) y, por lo tanto, en la salida del sistema de purificación.
Ahora se describirá una implementación del dispositivo.
En primer lugar, el producto por tratar se introduce en el conducto de entrada 5 en forma de sólidos divididos y el tornillo 10 empuja continuamente los sólidos divididos hacia la salida inferior 6 del recinto 1. Debido al hecho de la temperatura del tornillo 10, los sólidos divididos se ablandan gradualmente hasta fundirse, lo que generará gas ya cargado de metano.
El tornillo 10 asegura así tanto un tratamiento térmico del producto como el transporte del producto.
Preferiblemente, el tratamiento térmico del producto se lleva a cabo a alta temperatura en el recinto 1, típicamente entre 500 y 1000 grados Celsius y preferiblemente entre 600 y 800 grados Celsius.
Preferiblemente, el dispositivo está conformado para que el producto permanezca entre 10 y 30 minutos en el recinto e incluso más preferiblemente entre 15 y 20 minutos.
Esto permite, por tanto, pirolizar el producto de forma eficaz y así recuperar en la salida superior 11 del recinto 1 un gas ya muy cargado de metano. Normalmente, el gas que sale del recinto 1 tiene un contenido de metano superior al 60%. A continuación, los residuos carbonosos del producto se evacuan al nivel de la salida inferior 6.
Además, el gas extraído en la salida superior 11 del recinto 1 pasa a través de la unidad de eliminación de impurezas 12 lo que permitirá eliminar sucesivamente los alquitranes y aceites y luego el polvo y las partículas. Se recupera así un gas más limpio a la salida de dicha unidad de eliminación 12.
A continuación, el gas pasa por el sistema de purificación 21 que a su vez permitirá eliminar sucesivamente agua, dióxido de carbono, nitrógeno e hidrógeno. Por tanto, se recupera un gas G más puro a la salida del dispositivo en lo que respecta al contenido de metano.
El gas G a la salida del sistema de purificación, y por lo tanto, del dispositivo, demuestra tener un nivel muy alto de metano. Normalmente, el gas G en la salida del dispositivo tiene un contenido de metano superior al 90%.
Por supuesto, la invención no se limita a la realización descrita y es posible proporcionar realizaciones variantes sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones.
En particular, aunque aquí el producto que alimenta el dispositivo es plástico que comprende principalmente polietileno y tereftalato de polietileno, el dispositivo puede utilizar otro tipo de producto para la producción de metano. Por tanto, el producto puede ser, por ejemplo, una biomasa así como un sólido polimérico, como residuos de plástico, caucho o elastómero o un sólido que comprende cartón, un material metálico como el aluminio, etc. o un combustible sólido recuperado. Se recuerda que una biomasa designa las fracciones biodegradables de productos, desechos y residuos procedentes de la industria en general y de la agricultura, la silvicultura y las industrias afines en particular.
El producto puede comprender un solo tipo de sólido (polimérico, plástico, CSR, biomasa, etc.) o varios tipos de sólido. Los sólidos divididos pueden estar en forma de gránulos tridimensionales o también de láminas bidimensionales. En general, los sólidos divididos pueden estar en forma de polvo, gránulos, trozos, fibras.
Además, el recinto y los medios asociados de transporte y calentamiento por efecto Joule pueden ser diferentes a los indicados. Por ejemplo, los medios de conexión estancos al aire de la entrada de alimentación y/o de la salida inferior pueden comprender elementos distintos de una esclusa de aire como, por ejemplo, una válvula de esclusa o incluso un dispositivo dosificador. El tornillo y los medios de calentamiento de efecto Joule asociados pueden así configurarse para permitir el calentamiento escalonado del producto, teniendo el tornillo, por ejemplo, una resistencia eléctrica variable a lo largo de su eje y permitiendo así ofrecer simultáneamente diferentes zonas de calentamiento a lo largo de su eje.
El dispositivo puede configurarse de modo que el recinto se llene con un gas inerte para limitar o eliminar la presencia de oxígeno en el recinto.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo para la producción de un gas metano (G) mediante tratamiento térmico de un producto en forma de sólidos divididos, comprendiendo el dispositivo:
- un recinto (1) que comprende una entrada (4) para el suministro de producto, una salida inferior (6) para la recuperación de los residuos del producto tratado y una salida superior (11) para la extracción del gas resultante del tratamiento del producto,
- medios para transportar el producto entre la entrada del recinto y la salida inferior del recinto que comprenden un tornillo (10) montado para girar en el recinto a lo largo de un eje geométrico de rotación (X) y que comprenden medios para impulsar el tornillo en rotación,
- medios de calentamiento por efecto Joule del tornillo,
- una unidad (12) de eliminación de impurezas presentes en el gas resultante del tratamiento térmico del producto, estando dicha unidad conectada a la salida superior del recinto y comprendiendo medios para craqueo del gas (13) y medios para filtrado (19) de polvo y partículas sólidas presentes en el gas, estando conectados los medios de filtrado (19) a la salida de los medio de craqueo, y
- un sistema de purificación (21) para el gas a la salida de la unidad de eliminación, estando conectado el sistema de purificación a la unidad de eliminación, comprendiendo el sistema de purificación (21) medios de condensación (23) de las fases condensables de gas a una presión inferior a la presión atmosférica tomada al nivel del mar.
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende una chimenea de entrada (5) que se conecta a la entrada (4) del recinto y que comprende medios de conexión sellados (2) a la entrada del recinto para limitar la entrada de aire el recinto.
3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende una chimenea de salida (7) que está conectada a la salida inferior del recinto y que comprende medios de conexión sellados (8) a la salida inferior (6) del recinto para limitar el aire que ingresa en el recinto.
4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los medios de filtrado (19) comprenden un ciclón de alta temperatura o un filtro cerámico de alta temperatura.
5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema de purificación comprende al menos dos etapas de purificación distintas.
6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que el sistema de purificación comprende tres etapas de purificación.
7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de condensación (23) están configurados para asegurar la separación del gas y las fases condensables a una presión comprendida entre 0,04 y 0,3 bar.
8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema de purificación (21) comprende un aparato de adsorción por inversión de presión (24).
9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el aparato de adsorción por inversión de presión (24) está conectado a la salida de los medios de condensación (23).
10. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema de purificación (21) comprende una máquina de filtración (26).
11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que la máquina de filtración (26) es una máquina de separación de membranas.
12. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 9 y de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 11, en el que la máquina de filtración (26) está conectada a la salida del dispositivo de absorción mediante empuje inverso (24).
13. Aplicación del dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el producto que alimenta el recinto (1) es del tipo material CSR o material polimérico.
14. Método de producción de un gas metano (G) mediante tratamiento térmico de un producto en forma de sólidos divididos utilizando un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que se alimenta el recinto (1) en productos de material CSR o de material polimérico.
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