Methodological Steps

Chen et al. (2014) establecen las siguientes características que son comunes a las tecnologías de pirólisis que están actualmente en funcionamiento:

1. Introducción.

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- Tecnologías combinadas: la mayoría de las tecnologías de pirólisis comercializadas, se

combinan con otras como la gasificación o la combustión. La combinación con la gasificación produce un gas combustible de un valor calorífico moderado, aunque las tecnologías combinadas suponen altas inversiones.

- Alimentación con materiales pre-tratados: el pre-tratamiento generalmente incluye a

separación de materiales no deseados y la reducción del tamaño del material de entrada. En ocasiones también es necesaria una fase de secado para reducir el contenido en humedad de los materiales que van a alimentar al reactor.

- Instalaciones con tratamiento secundario de los productos: Las tecnologías de pirólisis

comercializadas se caracterizan por la utilización inmediata de los productos de pirólisis en cámaras de combustión o en motores de gas, sugiriendo que estos productos no están estandarizados ni listos para el mercado. En aquellas tecnologías en las que los gases de pirólisis se exportan a un motor de gas, la gasificación actúa como proceso primario, y se sigue un proceso de lavado del gas para asegurar la calidad del gas de síntesis. Los principales tipos de hornos utilizados en la pirólisis de residuos son:

 Hornos rotativos

Los sistemas de hornos rotativos se pueden clasificar como indirectos, directos y hornos de tambor, en función de la fuente de calor; que puede ser directa o indirecta utilizando electricidad con una capacidad que puede ser de hasta 1000 kg h-1_{. Estos sistemas de hornos}

están disponibles en diferentes tamaños con longitudes que van desde los 4 a los 12 m y diámetro interno comprendido entre los 0,3m y 1m. El rango de temperaturas a los que pueden trabajar estos hornos rotatorios puede ser entre los 150 C y los 1500 C. La lenta rotación y la inclinación del horno permiten una buena mezcla de los residuos. Son los reactores que se utilizan habitualmente en la pirólisis convencional (pirólisis lenta), que tiene lugar a velocidad de calentamiento lenta, no suele c s 1 C min-1 _{y los tiempos de residencia suelen ser}

de 1h. Son hornos indicados para el tratamiento de los RSU, debido a las ventajas que presenta como la buena mezcla de residuos, la flexibilidad a la hora de ajustar el tiempo de residencia y el largo canal para el flujo de los residuos, que permite alimentar el horno con materiales heterogéneos y por tanto no requiere grandes pretratamientos de los residuos (Chen et al. 2014).

1. Introducción.

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Figura 1.2: Sistema de pirólisis en un horno rotativo. (1-termómetro; 2-cojinete; 3- transmisión de engranajes; 4-horno eléctrico; 5-horno rotativo; 6-controlador de temperatura; 7- junta; 8-condensador de dos pasos; 9-filtro; 10-caudalímetro; 11-ordenador; 12-dispositivo de muestreo de gas; 13-apertura para alimentación y descarga; 14-maquinaria eléctrica de velocidad ajustable). Li et al. (1999a,b), Li et al. (2000 a, b).

 Reactores de lecho fijo

Este tipo de reactores se caracterizan por una baja velocidad de calentamiento, resultado de su bajo coeficiente de transferencia de calor. Por consiguiente, cuando se ha experimentado con muestras grandes, se ha observado que la temperatura no es uniforme dentro de la muestras y que la materia prima se descomponesimultáneamente a diferentes temperaturas (Wang et al., 2006). Debido a su ineficiencia rara vez se ha escalado este modelo a otras instalaciones.

Figura 1.3: Sistema de pirólisis de lecho fijo (1-horno; 2-reactor de pirólisis; 3-par termoeléctrico; 4-controlador de temperatura; 5-tubería de N2; 6-tanque de recolección de líquidos; 7-termómetro; 8-condensador; 9-manómetro; 10-abertura de muestreo). Adaptado de Wang et al. (2005b).

 Reactores de lecho fluidizado

Estos reactores se caracterizan por una velocidad de calentamiento elevada y una buena mezcla de la materia prima. Se utilizan habitualmente para investigar los comportamientos de la

1. Introducción.

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pirólisis rápida y para investigar el craqueo secundario de los alquitranes a mayores tiempos de residencia.

Figura 1.4: Sistema de pirólisis con reactor de lecho fluidizado. Adaptado de Marculescu et al. (2007).

 Reactores tubulares

Los reactores tubulares tienen los mismos requisitos de pre tratamiento que los reactores de lecho fluidizado, en el caso de que la materia prima utilizada sea RSU, debido al pequeño canal de paso del reactor. Además, la erosión causada por la arena y otros sólidos presentes en los RSU puede ser un riesgo para estos reactores.

Por otro lado, se están desarrollando hornos móviles para poder utilizar la tecnología de pirólisis en zonas aisladas, granjas, etc. En España, la empresa Piroeco ofrece hornos pirolíticos autónomos compuestos por unidades modulares independientes. En Australia, Energy Farmers Australia está desarrollando su primer horno móvil capaz de procesar 200-300Kg/h.

Alimentación

Cubierta caliente Gas natural hacia el quemador

Entrada del gas de tratamiento (comburente o inerte)

Análisis y tratamiento de gases de proceso

1. Introducción.

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Figura 1.5: Horno móvil. Adaptada de http://energyfarmers.com.au

Además de los hornos descritos anteriormente Manara y Zabaniotou (2012) muestran otras tecnologías de pirólisis que también se aplican en el tratamiento de residuos, más enfocadas al aprovechamiento de la fracción líquida y la gaseosa:

- Tecnología de Aceite de lodos (OFS, del inglés Oil-from-sludge technology): Esta tecnología se considera un proceso exitoso de pirólisis/gasificación que mejora la producción de bioaceites, incluyendo la conversión térmica de lodos secos en carbones (char), aceite y gases no condens b s, im m n 4 C durante más de 30 min a presión atmosférica. Los vapores se ponen en contacto con el char y se convierten en hidrocarburos de cadena lineal que luego se condensan en aceite (Bridle, 1982).

- Tecnología de Carver-Greenfield (C-R): Esta tecnología, basada en la pirólisis,

produce un combustible derivado de residuos (Trowbridge y Holcombre, 1996). En el caso de los lodos de depuradora, se mezclan con residuos de aceite y la mezcla se pasa a través de un sistema de evaporación para eliminar el agua. El lodo secado se centrifuga para separar el líquido de la fase sólida. Como resultado se genera un residuo sólido y un combustible líquido (Werle y Wilk, 2010).

- Tecnología de Siemens Schwell-Brenna: Es c s inc u c - i ó isis

4 C de una mezcla de lodos de depuradora y de residuos triturados en un horno rotativo y la combustión del char residual y del gas producido a im m n 1 C, mediante una caldera para la recuperación del calor (Furness y Judd, 2000; Werle y Wilk, 2010).

1. Introducción.

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