ES3058333T3 - Procedimiento de pirólisis y dispositivo de pirólisis para la fabricación de gas de pirólisis y coque de pirólisis - Google Patents

Procedimiento de pirólisis y dispositivo de pirólisis para la fabricación de gas de pirólisis y coque de pirólisis

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ES3058333T3
ES3058333T3 ES22843661T ES22843661T ES3058333T3 ES 3058333 T3 ES3058333 T3 ES 3058333T3 ES 22843661 T ES22843661 T ES 22843661T ES 22843661 T ES22843661 T ES 22843661T ES 3058333 T3 ES3058333 T3 ES 3058333T3
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Michael Artmann
Andreas Apfelbacher
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Abstract

La invención se refiere a un método y un dispositivo para proporcionar aceite de pirólisis y gas de pirólisis. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Procedimiento de pirólisis y dispositivo de pirólisis para la fabricación de gas de pirólisis y coque de pirólisis Campo técnico
[0003] La invención se refiere a procedimientos de pirólisis y dispositivos de pirólisis.
[0004] Antecedentes
[0005] Por el documento DE102015108552 se conoce un procedimiento para fabricar aceite de pirólisis a temperaturas de proceso. El procedimiento descrito comprende una etapa de pirólisis y una etapa de reformado a 600 a 750 °C en presencia de un lecho catalizador, en particular un lecho catalizador de sólido pirolizado recién formado. En el procedimiento, los sólidos que se han de tratar se introducen en un tubo de reactor desde arriba y los sólidos pirolizados se descargan hacia abajo del tubo de reactor, mientras que los gases de pirólisis se descargan a través de un tubo interior para su posterior tratamiento.
[0006] El documento DE102014105340 desvela un procedimiento para la fabricación de aceite de pirólisis con ayuda de un reactor tubular, estando inclinado el eje longitudinal de este reactor como máximo 45° con respecto al plano horizontal y transportándose el material que se ha de pirolizar a través del reactor mediante un transportador de tornillo helicoidal. El documento DE102016115700 también divulga un procedimiento de pirólisis con una etapa de reformado a entre 600 y 750 °C. Se indican como particularmente adecuados tamaños medios de partícula del combustible fósil sólido de entre 3 y 30 mm. El uso de material biogénico solo se contempla en DE102016115700 junto al combustible fósil. Para transportar el material que se ha de tratar se utilizan cintas transportadoras o transportadores de tornillo helicoidal, en particular extrusoras de un solo eje.
[0007] Los procedimientos conocidos dan lugar a instalaciones relativamente grandes y poco compactas. El objetivo ha sido, por tanto, proporcionar un procedimiento y una instalación que suministre aceite de pirólisis, pero que sea extremadamente compacto y que, además, evite otras desventajas mencionadas del estado de la técnica, como depósitos y bloqueos, en particular cuando se utilizan filtros para purificar los gases de pirólisis. El objetivo también ha sido proporcionar un procedimiento que pueda tolerar una proporción relativamente alta de fracción fina (con respecto a la materia prima). Otros ejemplos del estado de la técnica pueden encontrarse en los documentos WO 96/32163 A1 y JP 5603477 B1.
[0008] Resumen
[0009] La presente invención se basa en el conocimiento de que estas desventajas pueden evitarse proporcionando biomasa en forma troceada con un contenido de agua inferior al 30 % en peso, situándose el diámetro medio de partícula D<50>de la biomasa troceada entre 2,0 mm y 60 mm (determinado de acuerdo con la norma ASTM E112), en combinación con un dispositivo de pirólisis que comprenda una cámara de reactor dispuesta esencialmente en vertical, siendo la cámara de reactor esencialmente cilíndrica o esencialmente cónica, y con un equipo transportador para transportar la biomasa en forma de trozos de abajo arriba a través de la cámara de reactor, alimentándose además la biomasa en forma de trozos de abajo arriba a través de la cámara de reactor de manera que haya un lecho presente dentro de la cámara de reactor.
[0010] A este respecto, la presente invención proporciona:
[0011] un procedimiento de pirólisis para fabricar gas de pirólisis y coque de pirólisis que comprende las siguientes etapas: a) puesta a disposición de biomasa con un contenido de agua inferior al 30% en peso en forma de trozos, situándose el diámetro medio de las partículas D<50>de la biomasa en trozos entre 2,0 mm y 60 mm, determinado preferentemente de acuerdo con la norma ASTM E112;
[0012] b) puesta a disposición un dispositivo de pirólisis que comprende
[0013] i) una cámara de reactor dispuesta esencialmente en vertical, siendo la cámara de reactor esencialmente cilíndrica o esencialmente cónica,
[0014] ii) un equipo transportador para transportar la biomasa en trozos de abajo arriba a través de la cámara de reactor;
[0015] iii) un equipo de calentamiento para la cámara de reactor;
[0016] iv) una alimentación para un medio de calentamiento en el equipo de calentamiento desde arriba, así como una descarga de este medio de calentamiento, de modo que el medio de calentamiento sea guiado a contracorriente con respecto a la biomasa;
[0017] v) una salida para los gases de pirólisis en la zona superior de la cámara de reactor;
[0018] vi) opcionalmente, un equipo de desempolvado para los gases de pirólisis;
[0019] vii) un equipo de descarga del coque de pirólisis;
[0020] viii) opcionalmente, un equipo de descarga para las partículas de polvo separadas;
[0021] c) alimentación de la biomasa en trozos de abajo hacia arriba a través de la cámara de reactor, de modo que se forme un lecho dentro de la cámara de reactor;
[0022] d) calentamiento de la biomasa en trozos a una velocidad de calentamiento de 0,3 a 5 K/s;
[0023] e) pirólisis de la biomasa en trozos esencialmente en ausencia de oxígeno a una temperatura de 400 a 750 °C, preferentemente de 450 a 650 °C, entre 5 y 60 minutos;
[0024] f) descarga de los gases de pirólisis del reactor y, opcionalmente, introducción en el equipo de desempolvado; g) separación y eliminación opcionales de las partículas de polvo
[0025] h) descarga del coque de pirólisis obtenido;
[0026] i) descarga del gas de pirólisis
[0027] i) puesta a disposición opcional de aceite de pirólisis por condensación parcial del gas de pirólisis descargado. Además, la presente invención proporciona
[0028] un dispositivo de pirólisis que comprende
[0029] i) una cámara de reactor dispuesta esencialmente en vertical, siendo la cámara de reactor esencialmente cilíndrica y/o esencialmente cónica,
[0030] ii) un equipo transportador adecuado para transportar biomasa en forma de trozos de abajo arriba a través de la cámara de reactor, de manera que se proporcione un lecho de la biomasa;
[0031] iii) un equipo de calentamiento para la cámara de reactor
[0032] iv) una alimentación para un medio de calentamiento en el equipo de calentamiento desde arriba y una descarga de este medio de calentamiento, de modo que el medio de calentamiento sea guiado a contracorriente con respecto a la biomasa; una salida para los gases de pirólisis en la zona superior de la cámara de reactor; v) opcionalmente, un equipo de desempolvado para gases de pirólisis;
[0033] vi) un equipo de descarga de carbón de pirólisis;
[0034] vii) opcionalmente, un equipo de descarga para las partículas de polvo separadas,
[0035] siendo el equipo transportador un transportador de tornillo helicoidal que ocupa entre el 80 y el 95 % del área de sección transversal de la cámara de reactor en relación con las dimensiones internas de la cámara de reactor. La biomasa con un contenido de agua inferior al 30% en peso es conocida y no está restringida. Entran en consideración residuos biogénicos de todo tipo. Dado el caso, se realiza un secado. Así, pueden pirolizarse también residuos biogénicos como lodos de depuradora.
[0036] El diámetro medio de partícula D<50>de la biomasa en trozos entre 2,0 mm y 60 mm, determinado preferentemente de acuerdo con la norma ASTM E112, puede garantizarse mediante etapas de pretratamiento conocidos. Es preferente en particular que la fracción fina, es decir, la fracción D<10>solo esté presente en un porcentaje en peso inferior a 30 con respecto a todas las partículas). En determinadas circunstancias, puede ser necesario, por ejemplo, ajustar el tamaño medio y la cantidad de la fracción fina mediante separación por tamiz. Preferentemente, la fracción D<10>se sitúa entre el 10 y el 30 % en peso. Es una gran ventaja del presente procedimiento que también se pueden utilizar cantidades relativamente grandes de fracción fina, es decir, por ejemplo, D<10>, por ejemplo, del 10 al 25 % en peso con respecto a todas las partículas.
[0037] La cámara de reactor (1) está dispuesta esencialmente en vertical. Esto significa que son posibles desviaciones de la alineación vertical exacta de hasta 40°. Preferentemente, la desviación de la alineación exactamente vertical es inferior a 20°. Además, la cámara de reactor es esencialmente cilíndrica y/o esencialmente cónica. Esencialmente cilíndrica significa que son posibles desviaciones de un área de sección transversal circular. En la forma de realización esencialmente cónica, el área de sección transversal de la cámara de reactor aumenta en sentido ascendente. También es posible y preferente que la cámara de reactor sea esencialmente cilíndrica en la parte central e inferior y esencialmente cónica en la parte superior. De manera especialmente preferente, en la forma de realización con "parte media e inferior cilíndrica y parte superior cónica", la parte media e inferior ocupa una altura del 60 al 85 % de la altura total de la cámara de reactor.
[0038] Otra variable que influye en el tiempo de permanencia es la velocidad del equipo transportador.
[0039] Se utiliza un equipo transportador para transportar la biomasa en trozos de abajo arriba a través de la cámara de reactor. Normalmente se trata de un transportador de tornillo helicoidal. De acuerdo con la invención, el transportador de tornillo helicoidal ocupa entre el 80 y el 95 % del área de sección transversal de la cámara de reactor (con respecto a las dimensiones internas). Esto garantiza que una parte de la biomasa en forma de trozos pueda deslizarse hacia abajo por la superficie interior envolvente del reactor, impulsada por la gravedad. Esto garantiza una buena mezcla. Se considera que el área ocupada por el transportador de tornillo helicoidal es el área bruta del transportador de tornillo helicoidal, incluido el núcleo y, dado el caso otros equipos. El espacio anular restante ocupa, por tanto, del 5 al 20 % con respecto al área de sección transversal de la cámara interior de reactor. En el caso de una forma de reactor cónica, se cumple correspondientemente el área de sección transversal media (media aritmética), es decir, se consideran las áreas de sección transversal del reactor que están presentes en la zona del transportador de tornillo helicoidal. Normalmente, el transportador de tornillo helicoidal no llenará la cámara de reactor verticalmente, sino solo hasta aproximadamente entre el 60 y el 85 % de la altura interna total de la cámara de reactor. Sin embargo, también son posibles formas de realización en las que el transportador de tornillo helicoidal sobresalga completamente de la cámara de reactor. La altura del equipo transportador suele seleccionarse de modo que se configure un lecho de biomasa en forma de trozos. En otras palabras, por encima del transportador de tornillo helicoidal se configura una acumulación en forma de lecho. Se sobreentiende que el lecho llena todo el espacio restante del reactor por debajo, en particular el espacio anular comentado anteriormente. La cámara de reactor dispone de un equipo de calentamiento para garantizar temperaturas adecuadas para la pirólisis y proporcionar correspondientes cantidades de calor. Se sobreentiende que el calentamiento ser realiza indirectamente. Comúnmente, las paredes de reactor se calientan al menos parcialmente. La biomasa en forma de trozos se calienta, por tanto, mediante la aportación de calor desde el exterior: no hay, por tanto, contacto directo entre la biomasa en forma de trozos y el medio calefactor.
[0040] Adicional y preferentemente, también puede haber un equipo de calentamiento dentro del equipo transportador, es decir, el equipo transportador también puede calentarse opcionalmente.
[0041] Un medio de calentamiento se introduce en el equipo de calentamiento desde arriba a través de una alimentación (5) y este medio de calentamiento se descarga del equipo de calentamiento a través de una salida (6). Esto significa que el medio de calentamiento se guía a contracorriente con respecto a la biomasa. El medio de calentamiento puede ser gaseoso. Alternativamente, el medio de calentamiento puede ser un metal líquido o una aleación de metal líquido. En una forma de realización preferente, el medio de calentamiento es una sal líquida fundida.
[0042] La biomasa en trozos se calienta a una velocidad de calentamiento de 0,3 a 5 K/s, es decir, relativamente rápido. A continuación, la pirólisis se lleva a cabo esencialmente en ausencia de oxígeno a una temperatura de entre 400 y 750 °C, preferentemente de entre 450 y 650 °C, entre 5 y 60 minutos. El intervalo de temperaturas de 400 a 750 °C significa que la temperatura de pirólisis se encuentra dentro de este intervalo. Por lo tanto, el lecho tendrá una temperatura de este intervalo en la zona superior, preferentemente en particular en la acumulación por encima del transportador de tornillo helicoidal.
[0043] Deben evitarse a toda costa temperaturas superiores a 750 °C. De lo contrario, no pueden descartarse problemas de coquización.
[0044] Opcional y preferentemente, se prevé un equipo de desempolvado (8) para los gases de pirólisis. Se utiliza preferentemente un ciclón. Adicional o alternativamente, pueden utilizarse filtros de gas caliente.
[0045] Es particularmente preferente que el equipo de desempolvado (8) esté dispuesto dentro de la cámara de reactor (1), de manera especialmente preferente en el extremo superior de la cámara de reactor. Esto tiene la gran ventaja de que el equipo de desempolvado se calienta junto con la cámara de reactor, es decir, esta solución integral conlleva una simplificación y una mayor compactación. Otra ventaja se deriva del hecho de que el polvo separado puede descargarse directamente con el coque de pirólisis, es decir, una vez más no es necesaria una descarga independiente, lo que maximiza la compactibilidad.
[0046] Sin embargo, en una forma de realización alternativa, el equipo de desempolvado también puede disponerse fuera de la cámara de reactor.
[0047] El coque de pirólisis obtenido se descarga, preferentemente por impulsado por la gravedad. Es particularmente preferente combinar el coque de pirólisis obtenido con las partículas de polvo separadas. Como se ha explicado anteriormente, esto es especialmente fácil si el equipo de desempolvado está situado en el extremo superior de la cámara de reactor.
[0048] El aceite de pirólisis se obtiene a partir del gas de pirólisis, dado el caso, condensándolo proporcionalmente.
[0049] A este respecto, el aceite de pirólisis puede obtenerse preferentemente como una mezcla bifásica de aceite de pirólisis y agua condensando proporcionalmente el gas de pirólisis descargado. La mezcla bifásica puede separarse, por ejemplo, extrayendo las fases. El límite de fase puede determinarse mediante parámetros de medición estándar como la conductividad, el índice de refracción y similares.
[0050] Ventajosamente, el carbón de pirólisis se descarga por gravedad.
[0051] Esto permite un diseño particularmente compacto, ya que no se necesitan elementos transportadores adicionales. La compactación se refuerza aún más si las partículas de polvo separadas se guían junto con el carbón de pirólisis, lo cual es preferente.
[0052] Si el equipo de desempolvado se encuentra fuera de la cámara de reactor, el conducto de descarga de los polvos también puede unirse con el conducto de descarga del carbón de pirólisis.
[0053] En el procedimiento de acuerdo con la presente invención, la biomasa se alimenta en forma de trozos de abajo arriba a través de la cámara de reactor, preferentemente con un transportador de tornillo helicoidal y, de manera especialmente preferente, a entre 0,5 y 20 revoluciones por minuto.
[0054] En el procedimiento de la presente invención, los gases de pirólisis son preferentemente purificados previamente mediante el vertido de la biomasa en forma de trozos.
[0055] En el procedimiento de acuerdo con la presente invención, el paso de tornillo del transportador de tornillo helicoidal disminuye preferentemente en sentido descendente. Esto significa que las distancias entre las hojas del tornillo helicoidal se hacen más pequeñas en esta dirección. Esto crea un gradiente con respecto a la densidad de empaquetamiento del lecho: la densidad del lecho es menor en la zona superior en comparación con la densidad de empaquetamiento de la zona inferior. De este modo, se evitan aumentos de presión en la zona del reactor.
[0056] La altura del lecho en la cámara de reactor se selecciona de forma que se consiga un tiempo de permanencia de la biomasa dentro de la cámara de reactor a una temperatura de 400 a 750 °C, preferentemente de 450 a 650 °C, de 5 a 60 minutos.
[0057] Es preferente garantizar una mezcla continua de la biomasa y, en particular, del lecho en la cámara de reactor. Es particularmente preferente que la mezcla continua de la biomasa se proporcione en forma de trozos por medio del equipo transportador, es decir, el equipo transportador se utiliza tanto para el transporte como para la mezcla.
[0058] El equipo transportador se diseña preferentemente de forma que el lecho de biomasa se mezcle parcialmente de arriba abajo, de manera particularmente preferente que el lecho de biomasa pueda moverse verticalmente parcialmente hacia abajo cerca de la superficie envolvente, en particular cerca de la superficie envolvente y por gravedad.
[0059] El procedimiento de acuerdo con la presente invención también es adecuado para producir hidrógeno a partir del gas de pirólisis. La cantidad de hidrógeno puede maximizarse mediante la introducción de agua adicional.
[0060] En el dispositivo de pirólisis descrito en el presente documento, se prevé preferentemente un calentamiento externo, calentándose preferentemente la superficie final exterior del reactor o adicionalmente el equipo transportador. Por calentamiento externo se entiende que el calor lo suministran otros dispositivos y procesos. Comúnmente, se utiliza gas de síntesis o calor residual de otros procesos de alta temperatura. Es posible y también preferente que el calor se recupere del flujo de calor que queda después de calentar el reactor y/o calentar el equipo transportador. El calor aún presente puede utilizarse ventajosamente para precalentar el aire en un proceso acoplado.
[0061] La transferencia de calor para calentar el reactor y/o el equipo transportador puede tener lugar directamente, o puede utilizarse otro medio de transferencia de calor, como una sal líquida fundida o un metal líquido o una aleación metálica líquida. Lo correspondiente se cumple para la recuperación de calor.
[0062] Para el calentamiento del reactor, el medio de calentamiento se alimenta preferentemente desde arriba para garantizar condiciones de contracorriente (con respecto al medio de calentamiento frente a la biomasa).
[0063] Además, en el presente documento se desvela el uso del procedimiento y/o del dispositivo para fabricar biocoque, carbón activado y/o carbón vegetal.
[0064] Descripción detallada
[0065] A continuación se describen formas de realización preferentes con referencia a la figura 1.
[0066] La figura 1 muestra una vista en sección de un dispositivo de pirólisis de acuerdo con la presente invención.
[0067] Lista de referencias
[0068] 1 Cámara de reactor dispuesta verticalmente (cilíndrica y/o cónica)
[0069] 2 Equipo transportador (de tornillo helicoidal) para transportar la biomasa en trozos de abajo arriba a través de la cámara de reactor
[0070] 3 Lecho de biomasa
[0071] 4 Equipo de calentamiento
[0072] 5 Alimentación de un medio de calentamiento en el equipo de calentamiento desde arriba
[0073] 6 Descarga del medio de calentamiento
[0074] 7 Salida de los gases de pirólisis
[0075] 8 Equipo de desempolvado para gases de pirólisis
[0076] 9 Equipo de descarga de carbón de pirólisis (y partículas de polvo separadas)
[0077] 10 Entrada de biomasa
[0078] 11 Recuperador (para precalentar aire a partir de aire de escape)
[0080] En la forma de realización mostrada, la cámara de reactor (1) es cónica. La cámara de reactor presenta un transportador de tornillo helicoidal interno (2). Este transportador de tornillo helicoidal transporta la biomasa de abajo arriba y también la mezcla y la afloja al mismo tiempo. La biomasa se presenta en forma de lecho suelto (3). La cámara de reactor (1) se calienta mediante un equipo de calentamiento (4). Este equipo de calentamiento (4) puede configurarse como una sencilla construcción de doble pared o en forma de tubería sobre la pared del reactor o, dado el caso, en ella. El medio de calentamiento, por ejemplo, gas, se introduce desde arriba a través de la alimentación (5). El medio de calentamiento abandona de nuevo la pared del reactor por la zona inferior del reactor. La biomasa se transporta de abajo hacia arriba, mientras que el medio de calentamiento se transporta de arriba abajo, es decir, que el calentamiento tiene lugar en contracorriente.
[0081] El transportador de tornillo helicoidal (2) no llena completamente la cámara de reactor, sino solo entre el 80 y el 95 % del área de sección transversal. La biomasa en forma de trozos está presente como lecho (3), siendo mezclado este lecho (3) continuamente. La biomasa en trozos se alimenta a través del equipo (10). El lecho (3) sirve, además, de filtro previo para los gases de pirólisis. En la zona superior de la cámara de reactor se encuentra un equipo de desempolvado. Los gases de pirólisis se introducen en este equipo de desempolvado (8) y se depuran. El equipo de desempolvado se realiza preferentemente como ciclón. Los polvos separados pueden caer por gravedad sobre el lecho y descargarse junto con el coque de pirólisis obtenido. Para este fin se ha previsto un equipo de descarga (9) del coque de pirólisis. Este se configura preferentemente de modo que el coque de pirólisis se descargue por gravedad. Es particularmente ventajoso que las partículas de polvo separadas también puedan descargarse a través de este equipo de descarga.
[0082] Parte experimental
[0083] Se ha planificado y probado una instalación experimental. Se ha puesto de manifiesto que no se producen problemas de bloqueo y que se consigue una compactación excelente.

Claims (25)

1. REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de pirólisis para fabricar gas de pirólisis y coque de pirólisis que comprende las siguientes etapas: a) puesta a disposición de biomasa con un contenido de agua inferior al 30% en peso en forma de trozos, situándose el diámetro medio de las partículas D<50>de la biomasa en trozos entre 2,0 mm y 60 mm, determinado de acuerdo con la norma ASTM E112;
b) puesta a disposición un dispositivo de pirólisis que comprende
i) una cámara de reactor (1) dispuesta esencialmente en vertical, siendo la cámara de reactor esencialmente cilíndrica y/o esencialmente cónica,
ii) un equipo transportador (2) para transportar la biomasa en trozos de abajo arriba a través de la cámara de reactor;
iii) un equipo de calentamiento (4) para la cámara de reactor;
iv) una alimentación (5) para un medio de calentamiento en el equipo de calentamiento desde arriba, así como una descarga (6) de este medio de calentamiento, de modo que el medio de calentamiento sea guiado a contracorriente con respecto a la biomasa;
v) una salida (7) para los gases de pirólisis en la zona superior de la cámara de reactor;
vi) un equipo de descarga (9) de coque de pirólisis o un equipo de descarga (9) para coque de pirólisis y partículas de polvo separadas;
c) alimentación de la biomasa en trozos de abajo hacia arriba a través de la cámara de reactor (1), de modo que se forme un lecho (3) dentro de la cámara de reactor;
d) calentamiento de la biomasa en trozos a una velocidad de calentamiento de 0,3 a 5 K/s;
e) pirólisis de la biomasa en trozos esencialmente en ausencia de oxígeno a una temperatura de 400 a 750 °C entre 5 y 60 minutos;
f) descarga de los gases de pirólisis del reactor;
h) descarga del coque de pirólisis obtenido;
i) descarga del gas de pirólisis.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo el dispositivo de pirólisis, además:
vii) un equipo de desempolvado (8) para los gases de pirólisis.
3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, comprendiendo la etapa h) del procedimiento, además, la alimentación de los gases de pirólisis a un equipo de desempolvado.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo el procedimiento, además: g) la separación de las partículas de polvo y la descarga de las mismas; comprendiendo, además, la etapa h) la descarga del coque de pirólisis obtenido junto con las partículas de polvo separadas.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo el procedimiento, además: i) puesta a disposición de aceite de pirólisis por condensación parcial del gas de pirólisis descargado.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, consistiendo la etapa e) en pirolizar la biomasa en forma de trozos esencialmente en ausencia de oxígeno a una temperatura de 450 a 650 °C entre 5 y 60 minutos.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, obteniéndose el aceite de pirólisis como una mezcla bifásica de aceite de pirólisis y agua por condensación parcial del gas de pirólisis descargado y separándose esta mezcla bifásica.
8. procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, separándose las partículas de polvo mediante ciclón y/o filtro de gas caliente.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, descargándose el carbón de pirólisis por gravedad.
10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, descargándose las partículas de polvo separadas junto con el carbón de pirólisis.
11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, efectuándose la alimentación de la biomasa en forma de trozos de abajo arriba a través de la cámara de reactor con un transportador de tornillo helicoidal, preferentemente de 0,5 a 20 revoluciones por minuto.
12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, disminuyendo el paso de tornillo del transportador de tornillo helicoidal de arriba abajo.
13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, siendo purificados previamente los gases de pirólisis por el lecho de la biomasa en forma de trozos.
14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, presentando el lecho de la biomasa en la zona superior de la cámara de reactor una densidad menor que en la zona inferior de la cámara de reactor.
15. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, seleccionándose la altura de lecho en la cámara de reactor de forma que se consiga un tiempo de permanencia de la biomasa dentro de la cámara de reactor a una temperatura de 400 a 750 °C, preferentemente de 450 a 650 °C, entre 5 y 60 minutos.
16. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, efectuándose una mezcla continua de la biomasa en forma de trozos mediante el equipo transportador para el transporte de la biomasa en forma de trozos de abajo arriba a través de la cámara de reactor.
17. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, estando diseñado el equipo transportador de tal manera que el lecho de biomasa se mezcla parcialmente de arriba abajo, preferentemente que el lecho de biomasa puede moverse verticalmente hacia abajo cerca de la superficie envolvente, muy preferentemente cerca de la superficie envolvente y por gravedad.
18. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, obteniéndose hidrógeno del gas de pirólisis.
19. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 18, introduciéndose agua adicionalmente.
20. Dispositivo de pirólisis que comprende
i) una cámara de reactor (1) dispuesta esencialmente en vertical, siendo la cámara de reactor esencialmente cilíndrica y/o esencialmente cónica,
ii) un equipo transportador (2) adecuado para transportar biomasa en forma de trozos de abajo arriba a través de la cámara de reactor, de manera que se proporcione un lecho (3);
iii) un equipo de calentamiento (4) para la cámara de reactor;
iv) una alimentación (5) para un medio de calentamiento en el equipo de calentamiento desde arriba, así como una descarga (6) de este medio de calentamiento, de modo que el medio de calentamiento sea guiado a contracorriente con respecto a la biomasa;
v) una salida (7) para los gases de pirólisis en la zona superior de la cámara de reactor;
vi) un equipo de descarga (9) de carbón de pirólisis
siendo el equipo transportador un transportador de tornillo helicoidal que ocupa entre el 80 y el 95 % del área de sección transversal de la cámara de reactor en relación con las dimensiones internas de la cámara de reactor.
21. Procedimiento de pirólisis de acuerdo con la reivindicación 20, comprendiendo el dispositivo de pirólisis, además: vii) un equipo de desempolvado (8) para los gases de pirólisis.
22. Dispositivo de pirólisis de acuerdo con las reivindicaciones 20 o 21 con calentamiento externo, calentándose preferentemente la superficie final exterior del reactor o la superficie final exterior del reactor y el equipo transportador.
23. Dispositivo de pirólisis de acuerdo con una de las reivindicaciones 20, 21 o 22, alimentándose el medio de calentamiento desde arriba.
24. Dispositivo de pirólisis de acuerdo con una de las reivindicaciones 20 a 23, siendo el medio de calentamiento gaseoso o siendo el medio de calentamiento un metal líquido o una aleación de metal líquido, o siendo el medio de calentamiento una sal líquida fundida.
25. Uso del procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 19 y/o uso del dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 20 a 24 para la fabricación de biocoque, carbón activado y/o carbón de barbacoa.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US10155908B2 (en) 2012-03-07 2018-12-18 Research Triangle Institute Catalyst compositions and use thereof in catalytic biomass pyrolysis
JP5603477B1 (ja) * 2013-08-05 2014-10-08 株式会社アイエムティ 連続炭化装置
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