MX2012009590A

MX2012009590A - Metodos y procedimientos para la produccion de productos utiles a apartir de materiales de desecho.

Info

Publication number: MX2012009590A
Application number: MX2012009590A
Authority: MX
Inventors: Dieter Peter Petry; Aldo Mario Higinio Acosta Ayala; Andres Anastacio Barrios Maciel; Leon Isaac Vera Vera
Original assignee: Enerpy S A C I
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2013-03-05
Also published as: AU2011216601B2; RU2012135979A; BR112012020891B1; PT2536813T; CN105602643A; US9068133B2; US20130055632A1; BR112012020891A2; EP2536813B1; KR101979212B1; CA2789974C; LT2536813T; IL221512B; ES2837848T3; KR20130057967A; CL2012002283A1; ECSP12012153A; AR080235A1; PL2536813T3; JP2017060938A

Abstract

La invención se refiere a un método para producir carbón, asfalto, hidroCarburo líquido, ácidos orgánicos, gas metano y/o hidrógeno a partir de un material de desecho que comprende: a) proporcionar un material de desecho, b) someter el material de desecho a la irradiación con macro ondas de baja frecuencia, con una longitud de onda de entre 700 nm y 1 mm, por lo cual la temperatura está entre 205 °C y 900 °C y la presión está entre 1.0 bar y 19.0, produciendo de este modo carbón; c) someter opcionalmente los materiales residuales en estado gaseoso a partir de la fase b) a una reacción fisicoquímica en presencia de un metal sólido identificado como DPP B102, por lo cual la temperatura está entre 180 °C y 500 °C y la presión está entre 0.98 bares y 5.5 bares, produciendo de ese modo asfalto; d) someter opcionalmente los materiales residuales en estado gaseoso a partir de la fase b) o c) a una reacción fisicoquímica y/o condensación, por lo cual la temperatura está comprendida entre 150 °C y 750 °C y la presión está entre 0.96 bares y 200 bares, produciendo de este modo hidroCarburo líquido; e) someter opcionalmente los materiales residuales en estado gaseoso a partir de la fase b), c) o d) a una reacción fisicoquímica en presencia de un metal sólido identificado como DPP D102, por el cual la temperatura está entre 50 °C y 150 °C y la presión es de entre 0.95 bares y 1.5 bares, produciendo de este modo los ácidos orgánicos; f) someter opcionalmente los materiales residuales en estado gaseoso de la fase b), c), d) o e) a un lavado absorbente y enfriamiento a temperatura ambiente, produciendo de este modo el gas metano e hidrógeno, en el que el material de desecho tiene una composición con un contenido de carbono de 9-85%, un contenido de hidrógeno de l-15% y un contenido de oxígeno de O-65 con base en el peso seco del material. La invención se refiere además a productos obtenibles por tales métodos y un aparato para desempeñar tales métodos.

Description

METODOS Y PROCEDIMIENTOS PARA LA PRODUCCION DE PRODUCTOS UTILES A PARTIR DE MATERIALES DE DESECHO Descripción de la Invención La invención se refiere al campo del tratamiento de residuos. La invención se refiere además a la generación de productos útiles a partir de materiales de desecho.

La gestión de residuos sólidos, en particular los residuos procedentes de los centros de consumo, los sectores industriales y forestales y otros, genera una diversidad de problemas ambientales y de salud. Los problemas asociados con la gestión de residuos sólidos incluyen la creciente acumulación de residuos, altos costos y la imposibilidad de que los materiales de desecho sean eliminados. Los residuos sólidos orgánicos e inorgánicos en su mayoría se depositan en rellenos sanitarios especialmente diseñados para ese fin. El principal inconveniente derivado del uso de estos rellenos sanitarios como un destino final de los residuos sólidos es la superficie ocupada por ellos y los problemas ambientales y sociales generados, ya sea a . causa de la contaminación o debido a la emisión y la liberación de los gases de su descomposición. Por otra parte, debido al costo de la tierra y los problemas antes mencionados, los rellenos sanitarios se encuentran lejos de los centros de consumo lo que aumenta, por ejemplo, los costos de transporte.

Ref.: 234373 Durante los últimos años, se han desarrollado otras tecnologías para tratar los residuos sólidos, tales como la incineración a altas temperaturas que aprovecha el calor para generar energía eléctrica. Sin embargo, esta tecnología genera altas emisiones contaminantes. Además, durante la aplicación de la incineración a altas temperaturas se producen cenizas que son difíciles de eliminar y tienen que ser almacenados en los rellenos sanitarios.

Se han hecho esfuerzos para la recuperación energética y la transformación de los residuos sólidos de diverso origen, a través del desarrollo de tecnologías como • la gasificación, digestión anaeróbica, ebullición o secado de residuos sólidos y la radiación de microondas de los residuos sólidos para sustituir la quema de los residuos sólidos en las incineradoras. Con estas tecnologías, por ejemplo, se obtienen el vapor o la electricidad. Sin embargo, estas tecnologías bien requieren el uso de combustibles fósiles o resultan en una cantidad todavía mayor de materiales de desecho residual. Otros métodos incluyen biodigestores que convierten la materia orgánica en fertilizante líquido y la energía en forma de biogás . Durante estos procesos se liberan los aminoácidos, tales como la cistina, cisteína, lisina, metionina y la ornitina. Estos aminoácidos son los donantes de azufre, que pueden ser convertidos en putrescinas (cadaverina) dejando hexadecilmercapt no (C16H33SH) como un residuo. El hexadecilmerca tano contiene H2S, sulfuro de hidrógeno, que es tóxico ya que bloquea el átomo central de hierro de la hemoglobina con un efecto de asfixia similar al del cianuro. Además, cuando H2S se quema, se puede formar el agua y el trióxido de azufre (S03) , posteriormente resultando en la producción de ácido sulfúrico (H2S04) que es tóxico cuando se libera en el medio ambiente.

La radiación de microondas de los residuos orgánicos se utiliza para los procesos de desinfección por calentamiento interno de los residuos orgánicos, causado por la fricción interna como resultado de la aplicación de las microondas. Este proceso no permite el reciclado de la materia orgánica tratada, sino sólo la desinfección y la reducción de su volumen. El material resultante, aunque con un volumen reducido, todavía tiene que ser depositado, por ejemplo, en los rellenos sanitarios.

Otros enfoques son diferentes métodos de pirólisis en los que se lleva a cabo la descomposición con aplicación de energía térmica al material que va a ser pirolizado. Esta energía térmica se aplica en tres formas transducción, convección y radiación. La fuente de calor utilizada es por ejemplo el calor de un quemador. También durante la pirólisis, se producen gases los cuales se liberan en el medio ambiente .

Por lo tanto, existe una necesidad continua de métodos mejorados para el tratamiento y la conversión de los residuos sólidos.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar medios y métodos para la producción de productos útiles de material de desecho, preferiblemente material de desecho sólido, preferiblemente material de desecho orgánico, más preferiblemente material de residuo orgánico sólidos.

La invención proporciona un método para producir un producto útil de un material de desecho qué comprende: a) proporcionar un material de desecho; b) someter el material de desecho a la radiación con macro ondas de baja frecuencia, con una longitud de onda de entre 700 nm y 1 mm, por lo cual la temperatura está entre 205 °C y 900 °C y la presión está entre 1.0 bar y 19.0, produciendo de este modo carbón; c) opcionalmente someter los materiales residuales en estado gaseoso de la fase b) a una reacción fisicoquímica en presencia de un metal sólido identificado como DPP B102, por el cual la temperatura está entre 180 °C y 500 °C y la presión está entre 0.98 bares y 5.5 bares, produciendo así el asfalto; d) opcionalmente someter los materiales residuales en estado gaseoso de la fase b) o c) a una reacción fisicoquímica y/o condensación, por lo cual la temperatura está comprendida entre 150 °C y 750 °C y la presión está entre 0.96 bares y 200 bares, produciendo de este modo hidrocarburo líquido; e) opcionalmente someter los materiales residuales en estado gaseoso de la fase b) , c) o d) a una reacción fisicoquímica en presencia de un metal sólido identificado como DPP D102, por lo cual la temperatura está entre 50 °C y 150 °C y el la presión está entre 0.95 bares y 1.5 bares, produciendo de este modo ácidos orgánicos; f) someter opcionalmente los materiales residuales en estado gaseoso de la fase b) , c) , d) o e) a un lavado absorbente y enfriamiento a temperatura ambiente, produciendo de ese modo el gas metano e hidrógeno, en donde el material de desecho tiene una composición con un contenido de carbono de 9-85%, un contenido de hidrógeno de 1-15% y un contenido de oxígeno de 0-65% basado en el peso seco del material .

Un método de acuerdo con la invención está presente también llamado "método RMO" o "proceso RMO" . Un aparato utilizado para llevar a cabo un método de acuerdo con la invención es en este documento también llamado " RMO" o "aparato de RMO" .

La primera innovación importante de un método de acuerdo con la invención es la aplicación del concepto de la eficiencia y la efectividad de los efectos de las ondas de radiación de fotones. La transducción térmica y la convección térmica no son aplicables durante un método de la invención, debido a que los recipientes de reacción no están en contacto directo con la fuente de calor. Esta radiación está en el intervalo infrarrojo y mayores frecuencias generadas en la combustión o calentando el perímetro de las fuentes de energía térmica.

Esta radiación transmite un flujo grande de fotones que es efectivamente concentrada en la materia de desecho proporcionado en recipiente de reacción cilindrica o esférica. El impacto de fotones produce ondas de choque electromagnéticas de tal intensidad que causa el craqueo o fragmentación de la molécula del material de desecho. Como resultado de ello, se inicia la gasificación del material de desecho. Una mayor uniformidad de la inducción magnética se logra cuando se compara con la transducción térmica.

Así, el mecanismo responsable de la ruptura de los enlaces químicos en las moléculas del material de desecho es la energía fotónica. Este proceso también se denomina aquí radiólisis de fragmentación molecular destinada a fotones.

Un segundo aspecto de esta invención es que el material radiolizado está convenientemente transmolecularizado en el mismo proceso. El material en estado gaseoso puede reaccionar y ser químicamente combinado en estado sólido o líquido con mayor facilidad y seguridad. A continuación, todo el material se trata adecuadamente en el proceso RMO en estado gaseoso condensado y luego precipitado de manera selectiva obteniendo productos útiles a partir de materiales que de otro modo habrían sido contaminantes.

El material de desecho como se usa aquí es al menos parcialmente el material orgánico que contiene compuestos de carbono, generalmente derivados de animales y material vegetal. "El material de desecho" como se usa aquí se define como un material que comprende 9-85% de carbono, 1-15% de hidrógeno y 0-65% de oxígeno en base al peso seco del material, y que tiene un contenido de azufre de 0-50% , un contenido de cloruro de 0-50%, un contenido de fósforo de 0-50%, un contenido de bromo de 0-50%, un contenido de boro de 0-10%, un contenido de metales pesados de 0-50%, con base en seco peso del material y se complementa al 100% con otros materiales .

Preferentemente los materiales de desecho comprenden 10-80% de carbono, más preferiblemente 10-75% de carbono con base en el peso seco del material.

Preferentemente el material de desecho comprende 2-12% de hidrógeno, más preferiblemente 3-10% de hidrógeno con base en el peso seco del material.

Preferentemente el material de desecho comprende 0-50% de oxígeno, más preferiblemente 0-40% de oxígeno en base al peso seco del material.

Preferiblemente el material de desecho tiene un contenido de azufre de 0-25%, más preferiblemente de 0-15%, incluso más preferiblemente 0-10%, incluso más preferiblemente 0-5% con base en el peso seco del material.

Preferiblemente el material de desecho comprende un contenido de cloruro de 0-25%, más preferiblemente 0-15%, incluso más preferiblemente 0-10%, incluso más preferiblemente 0-5% con base en el peso seco del material.

Preferiblemente el material de desecho comprende un contenido de fósforo de 0-25%, 0-15%, incluso más preferiblemente 0-10%, incluso más preferiblemente 0-5% con base en el peso seco del material.

Preferiblemente el material de desecho comprende un contenido de bromo de 0-25%, 0-15%, incluso más preferiblemente 0-10%, incluso más preferiblemente 0-5% con base en el peso seco del material.

Preferiblemente el material de desecho comprende un contenido de boro de 0-5%, 0-3%, incluso más preferiblemente 0-2%, con base en el peso seco del material.

Preferiblemente el material de desecho comprende un contenido de metales pesados de 0-25%, 0-15%, incluso más preferiblemente 0-10%, incluso más preferiblemente 0-5% basado en el peso seco del material.

El tamaño del lote es preferiblemente al menos 200 kg de material de desecho, más preferiblemente al menos 500 kg, más preferiblemente al menos 1500 kg.

El material de desecho comprende preferiblemente al menos 50% de material orgánico, preferiblemente al menos 60% de material orgánico, más preferiblemente al menos 70% de material orgánico. "El material orgánico" se define aquí como material que se deriva de un organismo vivo, tal como un animal, una planta o una bacteria.

Ejemplos de componentes orgánicos de material de desecho incluyen, pero no se limitan a, hojas de plantas y ramas, pieles de frutas, aceite, cascaras y cascarillas de cereales y semillas oleaginosas, restos de comida, tártago, planta de jatropha curcas y bagazo de caña de azúcar, residuos vegetales, tales como los de tabaco, algodón, aserrín, y todos los residuos de la industria de la madera; todos los demás residuos orgánicos de residuos agroindustriales, residuos de poda, maleza y todo tipo de restos vegetales,- residuos sólidos de origen animal, tales como huesos, estiércol, residuos sólidos de la industria de la carne y cualquier otro tipo de residuos de origen animal. En una modalidad preferida de la invención, el material de desecho es el material de desecho orgánico.

El material de desecho puede contener componentes inorgánicos tales como azufre, cloro, fósforo, bromo, boro y/o metales pesados, tales como arsénico, cadmio, cobalto, cobre, mercurio, manganeso, níquel, plomo, estaño y talio. El contenido de azufre en el material de desecho es preferiblemente 0-50%, más preferiblemente 0-25%, incluso más preferiblemente 0-15% en base al peso seco del material de desecho. El contenido de cloruro en el material de desecho es preferiblemente 0-50%, más preferiblemente 0-25%, incluso más preferiblemente 0-15% en base al peso seco del material de desecho. El contenido de fósforo en el material de desecho es preferiblemente 0-50%, más preferiblemente 0-25%, incluso más preferiblemente 0-15% en base al peso seco del material de desecho. El contenido de bromo en el material de desecho es preferiblemente 0-50%, más preferiblemente 0-25%, incluso más preferiblemente 0-15% en base al peso seco del material de desecho. El contenido de boro en el material de desecho es preferiblemente 0-10%, más preferiblemente 0-5%, incluso más preferiblemente 0-3% en base al peso seco del material de desecho. El contenido de metales pesados en el material de desecho es preferiblemente 0-50%, más preferiblemente 0-25%, incluso más preferiblemente 0-15% en base al peso seco del material de desecho.

Ejemplos de componentes de los materiales residuales que contienen componentes inorgánicos incluyen, pero no se limitan a los plásticos, papel, goma, neumáticos, tejidos naturales y sintéticos, látex, pañales y toallas desechables, medicinas desechadas, toxinas y productos químicos agrícolas, neumáticos, envases tetra pack y/o metales galvanizados. Un método de acuerdo con la invención es particularmente adecuado para el procesamiento de materiales peligrosos .

El material de desecho es preferiblemente sólido, sin embargo, los residuos líquidos también pueden ser procesados con un método de la invención. Fundamentalmente todo el material orgánico se puede procesar en un método de acuerdo con la invención. Opcionalmente, por razones de rapidez y uniformidad del proceso, el volumen de los materiales de desecho puede ser reducido o el material de desecho puede ser triturado antes de iniciar un método de acuerdo con la invención. El tamaño del material de desecho después de la trituración es preferiblemente 10-50 cm3, más preferentemente 10-40 cm3, incluso más preferiblemente 15-20 cm3. Además, el material de desecho es preferiblemente pre- secado con el fin de reducir el contenido de humedad hasta un máximo de 35%, preferiblemente un máximo de 30%, más preferiblemente un máximo de 25%, más preferiblemente un máximo de 20%, más preferiblemente un máximo de 15%.

En una modalidad preferida, el material de desecho que se transforma en un producto útil durante la ejecución de un método de la invención está separado del material de desecho que no se transforma en un producto útil durante la ejecución de un método de la invención, sino sólo generalmente es esterilizado. Estos dos tipos de material de desecho no están preferiblemente sometidos de manera simultánea a un método de acuerdo con la invención.

"Un producto útil" como se usa aquí es preferiblemente carbón, asfalto, hidrógeno líquido, ácidos orgánicos, gas metano y/o hidrógeno.

Durante la fase b) de un método de acuerdo con las temperaturas de la invención de entre 205 0 C y 900 0 C, y se genera una presión de entre 1 bares y 19 bares . La temperatura del material de desecho durante la fase b) está preferiblemente entre 205 °C y 850 °C. En una modalidad preferida la fase b) de un método de acuerdo con la" invención se lleva a cabo en presencia de celulosa o un derivado de celulosa (reactivo DDP A101) , y/o un compuesto de carbono (reactivo DPP A 102), y/o agua (reactivo DDP A103) .

El reactivo DDP A101 es un compuesto seleccionado del grupo que consiste en celulosa y derivados de celulosa. Un "derivado de celulosa" se define aquí como un compuesto que se deriva de celulosa mediante un proceso químico. Los ejemplos preferidos de derivados de celulosa incluyen, pero no se limitan a, ésteres de celulosa, tales como acetato de celulosa y triacetato de celulosa, éteres de celulosa, tales como metil celulosa, etil celulosa, hidroxietil celulosa, hidroxipropil celulosa, hidroxietil-metil-celulosa, hidroxietil-metil-celulosa y carboximetil celulosa. DPP A101 se puede utilizar en una concentración de entre 1:100 y 1:10000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la fase b) de un método de acuerdo con la invención) . DPP A101 se utiliza preferiblemente en una concentración de entre 1:500 y 1:5000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la etapa b) de un método de acuerdo con la invención) , más preferiblemente de aproximadamente 1:1000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la fase b) de un método de acuerdo con la invención) .

El reactivo DPP A102 es un compuesto de carbono, preferiblemente de carbono microcristalino, más preferiblemente carbono microcristalino piróforo. "El carbono microcristalino piróforo" se define aquí como carbono que tiene una estructura cristalina que sólo se puede ver con un microscopio y que se inflama espontáneamente en contacto con el aire. En una modalidad, el DPP A102 se aplica en porciones, por ejemplo proporciones iguales, desde el inicio de la fase b) de un método de acuerdo con la invención hasta que se alcance la concentración deseada cuando se ha llevado a cabo el 50% del proceso. El DPP A102 se puede utilizar en una concentración de entre 1:100 y 1:10000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la fase b) de un método de acuerdo con la invención) . El DPP A102 se utiliza preferiblemente en una concentración de entre 1:500 y 1:5000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la fase b) de un método de acuerdo con la invención), más preferiblemente de aproximadamente 1:1000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la fase b) de un método de acuerdo con la invención) . El DPP A102 se puede utilizar para reducir la presencia de oxigeno en la atmósfera en el reactor y para prevenir la formación de óxidos tóxicos. Preferiblemente su aplicación reduce la presencia de oxígeno en la atmósfera durante un procedimiento de la invención.

El reactivo DPP A103 es agua, preferiblemente de agua atomizada. El DPP A103 se aplica preferentemente al final de la fase b) , antes que se descargue carbón. El reactivo DPP A103 preferiblemente primero actúa como un reactivo y posteriormente se reduce. Además preferiblemente ayuda a mejorar la estabilidad de carbón producido durante la fase b) . La DPP A103 se puede utilizar en una concentración de entre 1:1000 y 30:10000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la fase b) de un método de acuerdo con la invención), preferiblemente entre 1:500 y 30: 5000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la fase b) de un método de acuerdo con la invención), más preferiblemente de aproximadamente 30:1000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la fase b) del un método de acuerdo con la invención) . En la fase b) de un método de acuerdo con la invención preferiblemente se obtiene carbón. El material residual de pequeñas moléculas en estado gaseoso preferiblemente va a la fase c) de el método.

En la fase c) de un método de acuerdo con los materiales residuales de la invención en estado gaseoso a partir de la fase b) se someten a una reacción fisicoquímica en presencia de un metal sólido. Durante la fase c) de un método de acuerdo con la invención, la temperatura disminuye a entre 180 °C y 500 °C, y la presión se reduce a entre 0.98 bares y 5.5 bares. La presión durante la fase c) es preferiblemente entre 0.8 bares y 1.2 bares. En la fase c) de un método de acuerdo con la invención preferiblemente se obtiene asfalto. En una modalidad preferida la fase c) de un método de acuerdo con la invención se lleva a cabo en presencia de un hidrocarburo o una mezcla de hidrocarburos (reactivo DPP B101) . El metal sólido en la fase c) se denominado en lo sucesivo reactivo DPP B102 a menos que se especifique lo contrario.

El reactivo DPP B101 es un hidrocarburo o una mezcla de hidrocarburos . El hidrocarburo se selecciona preferiblemente del grupo que consiste de hidrocarburos pesados. Un "hidrocarburo" se define aquí como un compuesto que consiste fundamentalmente en su totalidad de carbono e hidrógeno. "Hidrocarburo pesado" se define aquí como un hidrocarburo que tiene al menos 15 átomos de carbono. El hidrocarburo se selecciona preferiblemente a partir de hidrocarburos en el intervalo de entre C15H32 y C55Hli2, más preferiblemente en el intervalo de entre C21H44 y C51H104/ más preferiblemente en el intervalo de entre C25H52 y C45H92. En una modalidad preferida DPP B101 es una mezcla de hidrocarburos pesados, que pueden contener cualquier combinación de hidrocarburos pesados que se incluyen en los intervalos indicados anteriormente. DPP B101 se puede utilizar en una concentración de entre 1:100 y 1:10000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la fase b) de un método de acuerdo con la invención) , preferiblemente entre 1:500 y 1.: 5000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la fase b) de un método de acuerdo con la invención) , más preferiblemente de aproximadamente 1:1000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la etapa b) de un método de acuerdo con la invención) .

DPP B102 es un metal sólido, preferiblemente un metal seleccionado del grupo de elementos de transición, más preferentemente de hierro. En una modalidad preferida DPP B102 es un metal ferroso sólido, preferiblemente con una gran área superficial en relación con el flujo de gas. Un "elemento de transición" se define aquí como cualquiera de los elementos metálicos dentro de los Grupos 3 a 12 en la Tabla Periódica. DPP B102 se añade preferiblemente durante la etapa c) . En otra modalidad preferida, un metal sólido, preferiblemente un metal ferroso sólido, es un constituyente de un recipiente de reacción en el que se realiza la etapa O .

El material residual de pequeñas moléculas en estado gaseoso preferiblemente va a la fase d) de el método.

En la etapa d) de un método de acuerdo con los materiales residuales de la invención en estado gaseoso de la etapa c) se someten a una reacción y/o condensación fisicoquímica. Durante la etapa c) de un método de acuerdo con la invención, la temperatura disminuye a entre 150 °C y 750 °C y la presión se reduce a entre 0.96 bares y 200 bares. La presión durante la fase d) está preferiblemente entre 0.8 bares y 20 bares. En una modalidad preferida la etapa d) de un método de acuerdo con la invención se lleva a cabo en presencia de un hidrocarburo o una mezcla de hidrocarburos (reactivo DPP C101) , y/o un agente oxidante (reactivo DPP C102) .

"Condensación" se define aquí como el cambio del estado físico de la materia de la fase gaseosa a la fase líquida .

El reactivo DPP C101 es un hidrocarburo o una mezcla de hidrocarburos . El hidrocarburo se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en hidrocarburos oleosos. Un "hidrocarburo oleoso" se define aquí como un hidrocarburo que tiene un mínimo de 8 átomos de carbono y un máximo de 24 átomos de carbono. En una modalidad preferida, el hidrocarburo oleoso se selecciona a partir de hidrocarburos en el intervalo de entre C8H16 y C2 H50, preferiblemente en el intervalo de entre C12H2s y C22H4£ más, preferiblemente en el intervalo de entre C14H30 y C20H42. Una mezcla de hidrocarburos oleosos, puede consistir en cualquier combinación de hidrocarburos oleosos que se incluyen en los intervalos indicados anteriormente. DPP C101 se utiliza preferentemente para la producción de hidrocarburos que se asemejan al aceite. El reactivo DPP C101 ya tiene su efecto a una presión mínima de 0.96 bares. DPP C101 puede utilizarse en una concentración de entre 1:100 y 1:10000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la etapa b) de un método de acuerdo con la invención) , preferiblemente entre 1:500 y 1: 5000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la etapa b) de un método de acuerdo con la invención) , más preferiblemente de aproximadamente 1:1000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la etapa b) de un método de acuerdo con la invención) .

El reactivo DPP C102 es un agente oxidante. Un "agente oxidante" se define aquí como una sustancia que oxida a otra sustancia, siendo reducida en sí en el proceso. Los ejemplos preferidos de un agente oxidante son trióxido de cromo, peróxido de hidrógeno, ácido nítrico, sodio y nitrato de potasio, clorito o clorato, o permanganato potásico. En una modalidad preferida DPP C102 es el trióxido de cromo sólido (Cr03) . El reactivo DPP C102 puede ser utilizado en la producción de combustibles durante la etapa d) de un método de la invención. Se utiliza preferentemente en el extremo alto de los intervalos de temperatura y presión indicados a continuación. DPP C102 puede utilizarse en una concentración de entre 1:100 y 1:25000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la etapa b) de un método de acuerdo con la invención), preferiblemente entre 1:500 y 1: 10000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la etapa b) de un método de acuerdo con la invención), más preferiblemente de aproximadamente 1:2500 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la etapa b) del un método de acuerdo con la invención) . Durante la etapa d) de un método de acuerdo con las temperaturas de la invención son entre 150 °C y 750 °C, y la presión está entre 0.96 bares y 200 bares. En la etapa d) de un método de acuerdo con la invención se obtiene preferiblemente hidrocarburo líquido.

Dependiendo del reactivo, la presión y variaciones de temperatura, se obtienen combustibles tales como alcohol metílico, diesel con cetanos, gasolina con octanos u otras variedades de combustible, disolventes y aditivos explosivos y antiexplosivos. El material residual de pequeñas moléculas en estado gaseoso preferiblemente va a la etapa e) de el método .

En la etapa e) , de un método de acuerdo con los materiales residuales de la invención en estado gaseoso de la etapa d) se someten a una reacción fisicoquímica en presencia de un metal sólido identificado como DPP D102. En una modalidad preferida, la etapa e) de un método de la invención se lleva a cabo en presencia de una solución de ácido orgánico de entre 5% y 40% (reactivo DPP D101 y/o una solución de sulfato de hierro en una concentración de entre 5% y 50% (reactivo DPP D103) .

El reactivo DPP D101 es una solución de ácido orgánico de entre 5% y 40%, preferiblemente entre 10% y 25%, más preferiblemente de aproximadamente 15%. Una solución de ácido orgánico es preferiblemente una solución acuosa de ácido orgánico. Los ejemplos preferidos de un solución de ácido orgánico son una solución de ácido acético, una solución de ácido fórmico, una solución de ácido cítrico, una solución de ácido butírico, una solución de ácido maleico y una solución de ácido benzoico. En una modalidad preferida DPP D101 es una solución de ácido acético, más preferiblemente una solución de ácido acético de entre 10% y 25%, más preferiblemente una solución de ácido acético de aproximadamente 15%. El reactivo DPP D101 puede ser utilizado en una concentración de entre 1:100 y 1:10000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la etapa b) de un método de acuerdo con la invención) , preferiblemente entre 1:500 y 1 : 5000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la etapa b) de un método de acuerdo con la invención) , más preferiblemente de aproximadamente 1:1000 (reactivo en kg: kg de peso seco del material de desecho presentado a la etapa b) de un método de acuerdo con la invención) .

DPP D102 es un metal sólido. El metal se selecciona preferiblemente del grupo de elementos de transición. Más preferiblemente el metal es el cobre. En una modalidad preferida DPP D102 es la lana de metal, más preferiblemente lana de cobre. DPP D102 puede ser utilizado para la limpieza de los gases combustibles durante la etapa e) de un método de la invención. Se usa preferiblemente si el mercurio está presente, para capturar mercurio, formando de este modo la amalgama, que es insoluble en agua. Opcionalmente , el mercurio puede ser recuperado por destilación.

El reactivo D103 es una solución de sulfato de hierro de entre 5% y 50% (concentración de la solución en la mezcla de reacción) , preferiblemente entre 10% y 40%, más preferiblemente de entre 15% y 30%. Una solución de sulfato de hierro es preferentemente una solución acuosa de sulfato de hierro. En una modalidad preferida, si la concentración de la solución de sulfato de hierro cae por debajo de 15% (concentración de la solución en la mezcla de reacción) , la solución de sulfato de hierro adicional se añade a la mezcla de reacción. DPP D103 puede ser utilizado para la limpieza de los gases combustibles durante la etapa e) de un método de la invención. Se utiliza preferentemente para capturar cianuro formando ferrocianuro, que es insoluble en agua. DPP D103 por ejemplo puede ser utilizado para evitar la emisión de cianuro en un producto obtenido con un método de la invención. Durante la etapa e) , de un método de acuerdo a las temperaturas de la invención son entre 500 °C y 150 °C y la presión se encuentra entre 0.95 bares y 1.5 bares. En la fase e) de un método de acuerdo con la invención se obtiene preferiblemente ácido orgánico.

Dependiendo del reactivo, la presión y la temperatura se obtienen diversos ácidos orgánicos. Dependiendo de las variaciones de reactivos, reactivos químicos específicos y la temperatura, se obtienen varios ácidos orgánicos usados como fertilizantes. El material residual de pequeñas moléculas en estado gaseoso preferiblemente va a la etapa f) de el método.

En la etapa f) de un método de acuerdo con los materiales residuales de la invención en estado gaseoso a partir de la etapa e) se someten a un lavado absorbente y el enfriamiento a aproximadamente temperatura ambiente . La etapa f) permite la condensación de los aceites esenciales e hidrocarburos ligeros y la separación de éstos, junto con otras impurezas gaseosas del gas combustible. Durante el lavado absorbente el gas obtenido de la etapa e) se comprime a 6-9 bares. Posteriormente es tratado con agua para obtener C02 libre, H2S y siloxano. En la etapa f) de un método de acuerdo con la invención se obtienen por ejemplo el gas metano (CH4) con una pureza preferida de entre 50% y 92% y el hidrógeno (H) , con una pureza preferida de entre 8% y 50%.

Opcionalmente, una reducción térmica del agua, utilizando el calor en ausencia de oxígeno, se lleva a cabo entre la etapa d) y la etapa e) de un método de acuerdo con la invención. Con este proceso, se genera el gas de hidrógeno (H+) y el dióxido de carbono (C02) , por ejemplo.

El uso de reactivos durante la etapa b) , c) , d) y/o e) de un método según la invención permite una transformación más rápida del material de desecho.

En una modalidad preferida, el material de desecho se precalienta o irradia hasta que se alcance una temperatura inicial de aproximadamente 205 °C, seguido por un aumento gradual de la temperatura a aproximadamente 500 °C, como resultado de irradiación prolongada. Más preferiblemente, la temperatura del material de desecho se incrementa a aproximadamente 700 °C. Más preferiblemente la temperatura del material de desecho se incrementa a aproximadamente 900 °C.

En una modalidad preferida, un método de la invención se lleva a cabo el cual comprende todas las fases a-e según se describen anteriormente. Preferiblemente, un método de la invención comprende la primera etapa de elaboración a) , seguida por la elaboración de la fase b) , seguida por la elaboración de la fase c) , seguida por la elaboración de la fase d) , seguida por la modalidad de la fase e) . En otra modalidad preferida, un método de la invención se lleva a cabo que comprende todas las fases a-f según se describió anteriormente. Preferiblemente, un método de la invención comprende una primera elaboración de la fase a) , seguida por la elaboración de la fase b) , seguida por la elaboración de la fase c) , seguida por la elaboración de la fase d) , seguida por la elaboración de la fase e) , seguida por la elaboración de la fase f) . Las fases a) , b) , c) , d) , e) y f) se inician preferiblemente de forma secuencial . Después del inicio de las diferentes fases, las reacciones fisicoquímicas de estas fases procederán al menos parcialmente, después que la fase siguiente se ha iniciado. Por ejemplo, después que la fase d) se ha iniciado, la reacción fisicoquímica de la fase d) se inicia y la reacción fisicoquímica de las fases c) y/o d) todavía puede continuar. Por lo tanto, en una modalidad preferida, un método de la invención comprende la primera fase de elaboración a) , seguida por la fase de inicio b) , seguida por la fase de inicio c) , seguida por la fase de inicio d) , seguida por la fase de inicio e) , seguida por la fase de inicio f ) .

Dependiendo de los materiales de desecho y en función de los reactivos utilizados, es posible omitir uno o más de estas fases. Este es por ejemplo el caso cuando el material especifico, orgánico homogéneo va a ser procesado. Un método de la invención puede ser realizado por ejemplo comprendiendo las fases a) , b) , e) y f como se describió anteriormente, lo que resulta en la producción de carbón, ácidos orgánicos y gas. En otra modalidad un método de la invención se lleva a cabo comprendiendo las fases a) , b) , y f) como se describió anteriormente, lo que resulta en la producción de carbón y gas. Incluso en otra modalidad, un método de la invención se lleva a cabo comprendiendo las fases a) , b) , c) y f) como se describió anteriormente, lo que resulta en la producción de carbón, asfalto y gas. Incluso en otra modalidad, un método de la invención se lleva a cabo comprendiendo las fases a) , b) , c) y d) como se describió anteriormente, lo que resulta en la producción de carbón, asfalto, ácidos orgánicos e hidrocarburos líquidos.

En otro aspecto de la invención, se proporciona un método para el tratamiento de materiales de desecho, que comprende solamente las fases a y b como se ha descrito anteriormente, que comprende proporcionar un material de desecho, y someter el material de desecho a la irradiación con macro ondas de baja frecuencia, con una longitud de onda de entre 700 nm y 1 mm, por lo cual la temperatura está entre 205 °C y 900 °C y la presión está entre 1.0 bar y 19.0, en el que el material de desecho tiene una composición con un contenido de carbono de 9-85%, un contenido de hidrógeno de 1-15% y un contenido de oxígeno de 0-65% con base en el peso seco del material. Preferiblemente la irradiación se lleva a cabo en presencia de celulosa o un derivado de celulosa (reactivo DDP A101) , un compuesto de carbono, preferiblemente carbono microcristalino, más preferiblemente carbono microcristalino piróforo (DDP A102) , y agua (DDP A103) .

En la fase b) de un método de acuerdo con la invención, la irradiación con macro ondas de baja frecuencia, con una longitud de onda preferida desde 700 nm a las correspondientes a la infrarroja, es decir, una longitud de onda preferida de entre 700 nm y 1 mm, se aplica a los residuos. Largas cadenas y macromoléculas biológicas de los materiales de desecho orgánicos se descomponen en moléculas más pequeñas. La frecuencia de las macro ondas es aplicada preferentemente entre 0.1 Tera-Hz y 1000 Tera-Hz, más preferiblemente entre 0.3 Tera-Hz y 500 Tera-Hz, incluso más preferiblemente entre 0.8 Tera-Hz y 100 Tera-Hz. Las macro ondas se aplican preferentemente de una a cuatro horas . La intensidad de la irradiación es de entre 1.0 x 106 eV (electrón-voltio) y 20.0 x 10e eV, más preferentemente entre 2.0 x 106 eV y 10.0 x 106 eV, más preferentemente entre 3.0 x 106 eV (electrón-voltio) y 6.2 x 10e eV por hora por kilogramo de material seco orgánico. Durante la fase b) de un método de acuerdo con la invención se generan temperaturas de de entre 205 °C y 900 °C, y una presión de entre 1 bares y 19 bares.

Como es conocido en la técnica, la pirólisis se lleva a cabo mediante la aplicación de energía térmica al material de tres formas posibles, por conducción, convección y radiación. Preferiblemente, en un método de la invención una fuente de calor proporciona la energía térmica. En una modalidad preferida una fuente de calor es un quemador. Sin embargo, la energía térmica también puede ser causada por otras fuentes .

En un método de la invención, las fuentes de calor están preferiblemente situadas periféricamente por las cuales el recipiente o los recipientes de reacción no están en contacto directo con la fuente de calor. Como resultado de ello, la conducción y convección térmica es limitada y la radiación es fundamentalmente la única fuente de energía térmica. Esta radiación tiene una longitud de onda preferida desde 700 nm a los correspondientes a la infrarroja. La frecuencia de la irradiación puede ser variada transformando el calor producido por la fuente de calor. Por ejemplo, las frecuencias más altas se generan si se incrementa la calefacción por la fuente de energía térmica.

En una modalidad preferida, un recipiente de reacción utilizado en un método de la invención es de forma cilindrica o esférica. Un recipiente de reacción más preferiblemente tiene una doble pared de metal, mediante el cual las dos paredes no están en contacto directo de transducción de calor entre sí. La principal fuente de radiación es preferiblemente una fuente de calor, tal como un incendio o una caldera. La pared metálica exterior de un recipiente de reacción es calentada por la fuente de calor principal y como resultado es en sí misma una fuente secundaria de radiación. La pared exterior de un recipiente de reacción bloquea la transferencia de energía térmica por conducción y convección. Sin embargo, la radiación de fotones de la pared exterior también pasa a través de la pared interior del recipiente de reacción. Por lo tanto, el material contenido dentro de la pared interior de el recipiente de reacción se irradia tanto por la pared interior como por la fuente de radiación secundaria, es decir, la pared exterior del recipiente de reacción .

Esta radiación transmite un gran flujo de fotones efectivamente concentrado en el material de desecho contenido en un recipiente de reacción, preferentemente cilindrico o esférico. Esto produce ondas electromagnéticas de una intensidad tal que causa el craqueo o fragmentación química de moléculas del material de desecho, por el cual la gasificación del material de desecho se inicia progresivamente. Una mayor uniformidad de las ondas electromagnéticas se consigue por la radiación cuando se compara con la conducción o convección de energía térmica. Así, el mecanismo responsable de la ruptura de los enlaces químicos en las moléculas del material de desecho es la energía fotónica. Este proceso se denomina aquí también radiólisis de fragmentación molecular dirigida a fotones.

Durante la irradiación preferiblemente se alcanza una temperatura de entre 205 °C y 900 °C en un recipiente de reacción utilizado en un método de la invención. La fragmentación molecular es mayormente iniciada cuando la temperatura del material de residuos contenido dentro de un recipiente de reacción alcanza aproximadamente 205 °C. La irradiación se produce preferiblemente mediante una fuente de calor calentada a al menos 205 °C, más preferiblemente al menos 500 °C, más preferiblemente al menos 700 °C y más preferiblemente al menos 900 °C.

Un método de la invención es altamente eficiente y ahorrador de energía, porque la potencia transmitida por la radiación aumenta exponencialmente con la temperatura de la fuente que emite calor. Por el contrario, en el caso de la energía transmitida por convección mantiene una relación casi lineal con la temperatura.

Durante la realización de un método de acuerdo con la invención, el contenido del aparato en el que el método se lleva a cabo es preferiblemente fundamentalmente aislado del entorno exterior, y hay una humedad de entre 80% y 100%, preferiblemente entre 90% y 100%, más preferiblemente la humedad está entre 95% al 100%. El contenido de oxígeno es preferiblemente inferior a 5%, más preferiblemente por debajo de 2%, incluso más preferiblemente por debajo de 0.5% durante el método. El proceso puede ser realizado utilizando la presión de gas, tal como vapor de agua, generado en el proceso, en este caso se acumula presión en la parte superior de los intervalos de presión indicados anteriormente. Alternativamente, durante el proceso se pueden aspirar gases combustibles, en este caso durante el proceso la presión está en la parte inferior del intervalo de presión indicado anteriormente .

Con un método de la invención largas cadenas y macromoléculas biológicas de los residuos se descomponen en moléculas más pequeñas. Las macro ondas de baja frecuencia se administran con la aplicación de radiólisis fotónica focalizada que penetran profundamente en el espacio intermolecular que resulta en la ruptura de las grandes cadenas biológicas. Un método de la invención ofrece una solución para el tratamiento de residuos. Con el método se impide la contaminación de las comunidades con las sustancias tóxicas que se emiten durante la quema e incineración de los residuos . La tecnología aportada por la invención apoya las políticas de cero desechos que tienen como objetivo reducir la basura y la contaminación mediante la reutilización de 1 productos. Permite la gestión alternativa de residuos, para preservar los materiales, ahorrar energía y crear fuentes de combustibles y otros productos útiles . Los productos obtenidos con un método de la invención están fundamentalmente libres de sustancias tóxicas. El proceso permite el reciclaje de más del 96% de los materiales de desecho y, preferentemente, no genera residuos peligrosos.

Un método de la invención que comprende al menos las fases a) y b) como se describió anteriormente es particularmente adecuado para la desinfección total y la esterilización de los residuos sólidos, incluyendo, pero no limitado a, por ejemplo residuos del hospital. Una ventaja de tal método es que durante la desinfección y esterilización se impide la producción de los residuos o sustancias nocivas para el medio ambiente. Los gérmenes infecciosos que pueden causar enfermedades o epidemias que no son capaces de sobrevivir el método. Otra ventaja de el método es que se impide la descomposición biológica y putrefacción de los materiales tratados, impidiendo así típicos olores nauseabundos de descomposición de la materia orgánica. Por lo tanto, un método de acuerdo con la invención es también particularmente adecuado para el tratamiento no destructivo de residuos orgánicos. Un método de acuerdo con la invención puede ser utilizado para la precipitación de sustancias nocivas. Esto permite una precipitación eficiente de los elementos contaminantes, eliminando así las sustancias nocivas mediante su incorporación en uno o más productos obtenibles con un método según la invención, tales como combustible. Con el método se evita el uso de filtros que luego se convierten en residuos.

En un aspecto, un método de acuerdo con la invención comprende, además, la precipitación de sustancias inorgánicas tales como azufre, cloro, metales pesados fosfóranos, tales como arsénico, cadmio, cobalto, cobre, mercurio, manganeso, níquel, plomo, estaño y talio, durante la fase b) y/o la fase c) y/o la fase d) y/o la fase e) . La precipitación de tales sustancias se realiza preferiblemente utilizando reactivos alcalinos que se añaden a la mezcla de reacción.

En este aspecto de la invención, si durante la fase b) se lleva a cabo la precipitación de azufre, cloro, fósforo y metales pesados, los reactivos alcalinos se añaden preferiblemente durante esta fase, por ejemplo por la adición o por sustitución del medio acuoso de la fase b) con una solución acuosa que contiene los reactivos alcalinos, con el fin de transformar los contaminantes de carbón en sales insolubles y cristales . La temperatura de la solución acuosa que contiene los reactivos alcalinos oscila preferentemente entre 20 °C y 60 °C. Esto permite que todas las sustancias volátiles y semi-volátil se precipiten. El azufre, cloro y/o fósforo, son mezclados con álcali de la solución acuosa, formando sales insolubles y cristales químicamente estables. Estas sales insolubles y los cristales se precipitan y se retiran en la solución acuosa. Por el contrario, en los procesos de incineración o pirolíticos de tratamiento de residuos, estas moléculas se liberan con altas temperaturas en el medio ambiente, o, a menudo de forma incompleta, son filtradas. Los filtros posteriormente se convierten en residuos sólidos.

El material gaseoso de la fase b) de un método de la invención preferiblemente se convierte en el insumo de la fase c) . El insumo puede contener metales pesados originalmente contenidos en el material de desecho. En este caso, el proceso físico-químico realizado en la fase c) da como resultado la incorporación de los metales pesados en el asfalto. Si los compuestos fosforilados , sulfurados o clorados todavía están presentes durante la fase c) , una precipitación adicional de azufre, cloro y/o fósforo se lleva a cabo durante la fase c) de un método de la invención preferiblemente mediante la adición de reactivos alcalinos, por ejemplo mediante la adición o mediante la sustitución del medio acuoso por una solución acuosa que contiene los reactivos alcalinos, con el fin de transformar los contaminantes del asfalto en moléculas de cristal ambientalmente inertes. El material de desecho, con temperaturas que oscilan entre 200 °C a 300 °C, se añade a la solución alcalina, cuya temperatura preferiblemente oscila entre 20 °C y 50 °C. Esto permite que todas las sustancias volátiles y semi-volátiles se precipiten. El azufre, cloro y/o, fósforo se mezclan con el álcali de la solución, formando de este modo las sales insolubles y los cristales químicamente estables. Estas sales insolubles y los cristales se precipitan y se retiran en la solución acuosa. La reacción química entre las sustancias inorgánicas y los reactivos alcalinos en solución se inicia automáticamente por afinidad química, no se requiere adición posterior de energía.

El material gaseoso de la fase c) de un método de acuerdo con la invención preferiblemente es el insumo de la fase d) . Si compuestos fosforilados , sulfurados o clorados todavía están presentes durante la fase d) , una precipitación adicional de azufre, cloro y/o fósforo se lleva a cabo durante la fase d) , preferentemente mediante la adición de reactivos alcalinos, por ejemplo por la adición o por sustitución del medio acuoso con una solución acuosa que contiene los reactivos alcalinos a fin de transformar los contaminantes líquidos de hidrocarburo en moléculas de cristal ambientalmente inertes . La reacción química entre las sustancias inorgánicas y los reactivos alcalinos en solución se inicia automáticamente por afinidad química, sin requerimiento de adición posterior de energía. El material procesado durante la fase d) , con temperaturas que oscilan entre 150 °C a 250 °C, se añade a la solución alcalina, que oscila preferentemente entre 20 °C y 50 °C.

El material residual gaseoso de la fase d) de un método de acuerdo con la invención preferiblemente es el insumo de la fase e) . Si los compuestos fosforilados, sulfurados o clorados todavía están presentes, otra precipitación adicional de azufre, cloro y/o fósforo se lleva a cabo en la descarga de la fase e) , preferentemente mediante la adición de reactivos alcalinos, por ejemplo por adición o por sustitución del medio acuoso con una solución acuosa que contiene reactivos alcalinos con el fin de transformar los contaminantes en moléculas de cristal ambientalmente inertes. El material procesado durante la fase e) del método, con temperaturas entre 90 °C y 150 °C, se añade al medio ácido, que es preferiblemente entre 20 °C y 50 °C, y los radicales de azufre, cloro, fósforo, nitrógeno, boro y bromo se hacen reaccionar con los álcalis de la solución, formando sales insolubles, químicamente estables y cristales.

Los metales pesados, cuando están presentes en el material de desecho, principalmente se precipitan en el asfalto durante la fase c) de un método de la invención. Los metales pesados que no se precipitan en el asfalto, se precipitan durante las siguientes fases en solución acuosa que contiene reactivos alcalinos. Preferiblemente, no ocurren reacciones químicas entre los metales pesados y reactivos alcalinos. Estos metales pesados se puede separar de la solución con reactivos alcalinos por ejemplo por la electrólisis .

Los reactivos alcalinos se seleccionan por su capacidad para reaccionar químicamente con las sustancias inorgánicas que resultan en la precipitación de estas sustancias. Los ejemplos preferidos de los reactivos que se pueden utilizar para la precipitación de sustancias inorgánicas incluyen, pero no se limitan a, hidróxido de calcio (Ca(OH) 2) / hidróxido de sodio (NOH) e hidróxido de potasio (KOH) . El hidróxido de calcio se utiliza preferentemente para la precipitación de azufre. El hidróxido de calcio y/o hidróxido de sodio se utiliza preferiblemente para la precipitación de cloruro. El hidróxido de calcio, hidróxido de amonio y/o hidróxido de potasio se utilizan preferiblemente para la precipitación de fósforo. Los reactivos alcalinos se utilizan preferiblemente en concentraciones de entre 15% y 27%. En el caso que se detecten otras sustancias peligrosas en el material de residuos sólidos orgánicos se pueden utilizar otros reactivos. Los reactivos necesarios se pueden determinar para cada sustancia peligrosa.

El boro tiene una temperatura de fusión de 2050 °C y una temperatura de ebullición de 2550 °C. Estas temperaturas son mucho más altas que las alcanzadas durante el proceso R O. Por lo tanto, el boro se descarga con el carbón. La presencia de boro en el agua potable en forma de sales disueltas es peligrosa, pero en general no es peligroso para el medio ambiente.

Un método de acuerdo con la invención que comprende la precipitación de sustancias inorgánicas permite la desactivación de los compuestos y materiales contaminantes y la neutralización de sus componentes activos o ambientalmente agresivos en las fases consecutivas del método. El producto final es entregado a temperatura ambiente, por el cual se evita la creación de nuevos compuestos tóxicos, que normalmente se produce durante la incineración. La precipitación de azufre, cloro, fósforo,- bromo y/o boro y metales pesados durante la fase b) y/o la fase c) y/o la fase d) y/o la fase e) de un método según la invención permite el tratamiento de materiales biológicamente y/ o químicamente contaminados, tales como los residuos hospitalarios patológicos y los materiales o sustancias químicamente contaminados tales como residuos de la industria química. Además, permite el tratamiento de materiales químicamente y/o biológicamente contaminados, tales como los residuos hospitalarios patológicos y materiales o sustancias químicamente contaminados tales como residuos de la industria química, las sustancias fitosanitarias y zoosanitarias y las sustancias orgánicas persistentes incluidas en el Acuerdo de Estocolmo. Los contaminantes orgánicos persistentes (POP, por sus siglas en inglés) son productos químicos que contienen ciertas propiedades tóxicas y son resistentes a la degradación. Esto hace que sean especialmente perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. Un método según la invención, por ejemplo, puede ser aplicado a los materiales de desecho que contiene bifenilos policlorados (PCB, por sus siglas en inglés) , aldrín (Ci2H8Cl5) , clordano (Ci0H6Cl8) , dieldrln (Ci2H8Cl60) , éter de pentabromodifenilo (Ci2H2BraO) , clordecona (Ci0CIi0O) , hexabromodifenilo (Ci2H4Br6) y hexaclorociclohexano (C6H6Cle) . Un método de acuerdo con la invención puede ser utilizado además para la eliminación de los neumáticos en desuso, recuperando de ese modo el azufre, carbón microcristalino, acero, asfalto, y los hidrocarburos líquidos y gaseosos, y para el reciclado de envases tetra pack, recuperando de ese modo láminas de metal, preferentemente láminas de aluminio, asfalto y los hidrocarburos líquidos y gaseosos . El carbón y el acero pueden por ejemplo ser separados por medios mecánicos o magnéticos. El carbón y el aluminio son, por ejemplo, separados por medios mecánicos . Un método de acuerdo con la invención puede, por ejemplo, además ser aplicado para la desgalvanización de metales galvanizados, sin emisión de gases tóxicos con efectos neuroplégicos relacionados con óxido de zinc. Los gases tóxicos se difunden durante la incineración de los metales galvanizados y son difíciles de controlar y eliminar. Los compuestos metálicos obtenidos durante desgalvanización en la fase b de un método de la invención, por ejemplo óxido de cinc, se puede incorporar en el asfalto en la fase c.

También se proporciona un producto obtenible con un método de acuerdo con la invención.

En una modalidad, la invención proporciona un producto obtenible a partir de la etapa b) de un método de acuerdo con la invención, en el que el producto es el carbón. El carbón se define aquí como un material de color marrón oscuro a negro similar al grafito, compuesto de carbono amorfo con diversos compuestos orgánicos y opcionalmente algunos inorgánicos. El carbón puede ser utilizado como combustible. Generalmente, el carbón obtenido con un método de la invención comprende entre 40% y 95% de carbono fijo, preferiblemente entre 50% y 92% de carbono fijo, más preferiblemente entre 60% y 88% de carbono fijo. El carbón obtenido con un método de la invención comprende generalmente entre 2% y 40% de la sustancia volátil, preferiblemente entre 3% y 35% de la sustancia volátil, más preferiblemente entre 6% y 30% de sustancias volátiles. El carbón comprende generalmente entre 1% y 30% de cenizas, de preferencia entre 3 y 25% de cenizas, más preferiblemente entre 6% y 20% de cenizas.

En una modalidad preferida, la invención proporciona un producto obtenible a partir de la fase c) de un método de acuerdo con la invención, en el que el producto es asfalto. El asfalto se define aquí como un hidrocarburo de color marrón oscuro a negro altamente viscoso. El asfalto se produce generalmente a partir del residuo que queda después de la destilación fraccionada del petróleo crudo u obtenido de fuentes naturales tales como lagos de asfalto por ejemplo en Trinidad. Los componentes predominantes de asfalto son bitumen. El asfalto se utiliza para revestimiento de carreteras, para tejados, revestimientos, embaldosados de pisos, y para la impermeabilización, y en productos industriales .

El cemento asfáltico es el residuo del proceso de destilación de petróleo crudo. También se conoce como bitumen. El bitumen es una mezcla de numerosos hidrocarburos aromáticos, parafínicos y compuestos policíclicos que contienen azufre, nitrógeno y oxígeno; casi totalmente soluble en sulfuro de carbono. Los hidrocarburos se puede dividir en dos grupos: acíclicos o de cadena abierta o cíclicos o de cadena cerrada. A su vez, se subdividen los hidrocarburos cadena abierta, en función de si sólo contienen enlaces simples, dobles enlaces o triples enlaces, en hidrocarburos saturados o parafinas, hidrocarburos de etileno u olefinas e hidrocarburos acetilénicos o alquinos. Los hidrocarburos cíclicos a su vez se subdividen en alicíclicos y bencénicos, en función de que carecen o tienen un anillo de benceno. Ambos grupos, a su vez, se pueden subdividir en monocíclicos y policíclicos . Dentro del grupo policíclico bencénico no puede haber dos o tres anillos de benceno condensados, que se llaman naftalénicos y antracénicos, respectivamente .

Los hidrocarburos en asfalto forman una solución coloidal en la cual las moléculas de los hidrocarburos más pesados (asfáltenos) están rodeadas por moléculas de hidrocarburos más ligeros (resinas) , sin una separación entre ellas, más bien una transición. Los petróleos ocupan el espacio restante. Las moléculas de asfalteno tienen grupos funcionales y radicales, permitiendo la formación de micelas cuando ciertas concentraciones de asfáltenos están presentes en el hidrocarburo. Los grupos funcionales más representativos son grupos de carbonilo (-CO-), carboxílico (-COO-), fenol (Ar-OH) e hidroxilo (-OH), que están en el lado interior de las micelas. En los asfáltenos todos los metales contenidos en el petróleo están presentes, por ejemplo Ni, V, Fe, Co, Mn, junto con el oxígeno, azufre y nitrógeno. 80% a 85% de los asfáltenos son átomos de carbono. La relación C: H se encuentra entre 0.8 y 0.87. El contenido de heteroátomos puede estar entre 5% y 11% -14%.

Los asfáltenos son el producto de condensación de la resina. Los asfáltenos son responsables de las características estructurales y dureza del asfalto. Las resinas son la materia prima para la formación de asfáltenos y plastificar las moléculas de asfáltenos. Las resinas tienen una muy buena solubilidad en hidrocarburos de petróleo crudo y asfalto, favoreciendo la formación de un sistema estable de asfalteno-resina-asfalteno . Como resultado de la reacción de resina, los procesos de deshidrogenación y la condensación se producen con la eliminación de agua, hidrógeno, ácido sulfúrico y moléculas de amoníaco y la subsiguiente formación de asfáltenos. Las resinas tienen más ramas que asfáltenos, por lo tanto, son menos compactas y más desordenadas. El contenido de grupos polares (hidroxilo, carboxilo) y algunos grupos funcionales garantizan el poder emulsionante de las resinas. Dependiendo de la concentración de asfáltenos y de la temperatura, las resinas en asfalto pueden encontrarse tanto en la fase dispersa y como el medio dispersante del sistema. Las resinas proporcionan las propiedades aglutinantes de asfalto.

Los petróleos son el medio dispersante de asfalto. Su capacidad de solubilidad está determinada por su composición química, a menudo mediante el hidrocarburo parafínico-naftalénico y la relación de hidrocarburo aromático, y su peso molecular. Generalmente, los hidrocarburos parafínicos-naftalénicos, hidrocarburos aromáticos y naftalénicos de la cadena lateral de parafina forman una fase dispersa en los petróleos bajo temperaturas determinadas. Los petróleos dan la consistencia adecuada para que el asfalto los vuelva utilizables .

Los asfaltos utilizados en la pavimentación son, principalmente, aquellos derivados de la refinación del petróleo crudo. La calidad del asfalto así obtenido se ve influida por el proceso de refinación siguiente. Cuando el proceso de destilación está controlado, de modo que no haya transformaciones químicas, se produce la llamada destilación directa y los productos obtenidos son petróleos residuales asfálticos o asfalto de destilación directa.

El asfalto oxidado, soplado o insuflado se obtiene a través del paso de oxígeno a través de asfalto a alta temperatura y presión. Su uso está restringido en la pavimentación, ya que es duro, frágil, con baja ductilidad y menor durabilidad que el asfalto obtenido por destilación directa.

Para la pavimentación de carreteras se puede utilizar el cemento asfáltico, el asfalto diluido o las emulsiones asfálticas. El cemento asfáltico es asfalto especialmente preparado para su utilización directa en obras de pavimentación. El asfalto obtenido a partir de asfalto natural se indica mediante el acrónimo NAC y el asfalto obtenido del petróleo se indica por el acrónimo de AC. Son 4 semi-sólidos a temperatura ambiente y deben calentarse con el fin de alcanzar una consistencia apropiada para uso en pavimentación. Son flexibles, aglutinado duradero, e impermeables y tienen una alta resistencia a la mayoría de ácidos, sales y álcalis. El cemento asfáltico de petróleo se clasifica de acuerdo a su grado de consistencia determinada por pruebas de penetración. Los siguientes tipos se especifican: 40-50, 50-60, 60-70, 70-85 y 85-100, 100-120, 120-150 y 150-200. Cuanto menor es la designación numérica de la clasificación, "más resistente" es el cemento asfáltico natural .

El asfalto diluido se puede obtener a partir de residuos blandos asfálticos en el que la destilación ha sido suspendida sin necesidad de extraer todos los petróleos y gasoil, o de cemento asfáltico fundido en caliente con diferentes disolventes de la destilación del petróleo, como nafta, queroseno, gasoil o aceites lubricantes. Se utiliza cuando es necesario para eliminar el calentamiento de cemento asfáltico de petróleo o se utiliza un calentamiento moderado en pavimentación. La evaporación total del disolvente después de la aplicación del asfalto diluido deja el cemento asfáltico como residuo que luego desarrolla las propiedades de cemento necesarias. Esta evaporación se llama curado de asfalto diluido. La clasificación de asfalto diluido se lleva a cabo de acuerdo con el momento de su curado. Si el disolvente es del tipo nafta o gasolina, se obtiene asfalto de curado rápido. Si el disolvente es queroseno, se obtiene asfalto de medio curado. Si el disolvente es el petróleo ligero de volatilidad relativamente pequeña, se obtiene asfalto de curado lento. El asfalto de curado rápido, curado medio y curado lento se indican RC (siglas en inglés de curado rápido) , MC (siglas en inglés de Curado Medio) y SC (siglas en inglés de curado lento) , respectivamente, seguido por un número que indica el grado de viscosidad cinemática medida en centistokes.

Las emulsiones asfálticas son dispersiones coloidales de una fase asfáltica en una fase acuosa (directa) , o una fase acuosa dispersa en una fase asfáltica (inversa) . Las emulsiones asfálticas se obtienen mediante la combinación de agua con asfalto calentado, en un medio intensamente agitado en presencia de emulsionantes, que otorgan estabilidad al asfalto, favoreciendo la dispersión y proporcionando una película protectora alrededor de glóbulos de bitumen, manteniéndolos así en suspensión. Los emulsionantes o productos tensioactivos utilizados en la fabricación de las emulsiones se dividen en dos categorías, aniónicos y catiónicos. El asfalto diluido y el cemento asfáltico más suave son los más utilizados en la fabricación de emulsiones. Sin embargo, los procedimientos más modernos también consideran más resistente el cemento asfáltico. Las emulsiones catiónicas pueden romperse por reacción química entre el emulsionante y el agregado y por evaporación de agua. Este fenómeno de separación de agua del material bituminoso se llama ruptura de emulsión. En los elementos aniónicos, la ruptura emulsión se produce principalmente por la evaporación del agua. De acuerdo con la velocidad de ruptura, las emulsiones asfálticas se clasifican en la emulsión de ruptura rápida (RR) , emulsión de ruptura media (RM) y emulsión de ruptura lenta (SR, por sus siglas en inglés) .

Las superficies de concreto asfáltico consisten en mezclas de material de bitumen con agregados inertes, que, dependiendo de la temperatura de mezclado, se clasifican en concreto asfáltico de mezcla caliente y concreto asfáltico de mezcla fría. Más del 90% de las carreteras pavimentadas se ejecutan con pavimentos flexibles, por lo que la técnica utilizada para el tipo de pavimento es ampliamente extendida y desarrollada. Los materiales bituminosos representan una gran parte del costo de los pavimentos flexibles. Por otra parte, el hecho de que los materiales bituminosos son en su mayoría derivados del petróleo hace que su precio dependa de los precios del petróleo crudo y los precios en dólares. En los últimos años éstas han tenido variaciones impredecibles . El asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención constituye una alternativa ambientalmente sostenible, de bajo costo en la constitución de la pavimentación para la construcción de caminos pavimentados. La aplicabilidad del material obtenido a partir de un método de acuerdo con la invención ha sido determinada por sus propiedades químicas y físicas.

La misma metodología de análisis para verificar la calidad para uso industrial establecida para el cemento asfáltico obtenido a partir de petróleo crudo se utiliza preferiblemente para determinar la composición, características y nivel de rendimiento de asfalto obtenido con un método de acuerdo con la invención. Las características se han determinado utilizando las pruebas estándar de la Asociación Americana de Carreteras Estatales y Oficiales de Transporte (AASHTO, por sus siglas en inglés) . Las pruebas estándar de la AASHTO son bien conocidas por una persona experta en la técnica y todas las normas AASHTO y métodos de prueba se pueden encontrar en las "Especificaciones Estándar para Materiales de transporte y métodos de muestreo y ensayo" (30a edición publicada en 2010) y " Normas provisionales AASHTO" de la AASHTO.

El asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención está formado a partir de un material de desecho que comprende preferiblemente al menos 50%, más preferiblemente al menos 60%, incluso más preferiblemente al menos 70% de material orgánico y/o biomasa. Opcionalmente , puede contener impurezas inorgánicas . Tiene la posibilidad de sustituir los productos bituminosos tradicionales obtenidos a partir de petróleo. Los materiales que pueden ser utilizados para la obtención de asfalto de acuerdo con la invención incluyen, pero no se limitan a, residuos sólidos orgánicos, residuos industriales, tales como los residuos procedentes de los residuos de la industria del petróleo, cascara y paja, de la industria de la madera como aserrín, virutas, residuos de la producción agrícola y de la madera y la biomasa.

El asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención tiene un comportamiento físico y mecánico comparable a la del cemento asfáltico de petróleo y una configuración química equivalente a la de cemento asfáltico de petróleo. Las propiedades físicas y mecánicas se detallan a continuación.

El asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención tiene generalmente una solubilidad en tetracloruro de carbono de entre 95 y 100%, preferiblemente entre 98 y 100%, más preferiblemente de entre 99.4% y 99.8%, por ejemplo de aproximadamente 99.6%, determinado por el ensayo estándar AASHTO T 44 para la solubilidad de los materiales bituminosos en disolvente orgánico. De preferencia, tiene un contenido de cenizas de entre 0.1 y 2%, más preferiblemente entre 0.2 y 1.0%, más preferentemente de entre 0.3% y 0.5%, por ejemplo de aproximadamente 0.4% según se determina por la prueba estándar AASHTO T 111 para determinar la materia inorgánica o ceniza en los materiales bituminosos. El asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención tiene preferiblemente una primera y segunda prueba de la mancha de Oliensis negativa como se determina por la prueba estándar AASHTO T 102 para determinar la inestabilidad de asfáltenos de materiales asfálticos.

El asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención tiene generalmente un peso específico de entre 0.98 y 1.1 gramos/cm3, más preferiblemente entre 0.99 y 1.05 gramos/cm3, incluso más preferiblemente entre 1.00 y 1.03 gramos/cm3, más preferiblemente de aproximadamente 1.017 gramos/cm3 según lo determinado por la prueba estándar AASHTO T 228 para determinar la gravedad específica de materiales bituminosos semi-sólidos .

El asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención tiene generalmente un índice de penetración de entre -1.15 y -1.25, preferiblemente entre -1.17 y -1.23, más preferiblemente de aproximadamente -1.21.

La clasificación de asfalto obtenido por un método según la invención corresponde preferiblemente a cemento asfáltico de grado de penetración 50-60.

El asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención tiene preferiblemente una ductilidad de entre 108 y 120 cm, más preferiblemente de entre 110 y 115 cm, más preferiblemente de aproximadamente 112 cm, según lo determinado por la prueba estándar AASHTO T 51 para la ductilidad de los materiales asfálticos.

El asfalto obtenido por un método de acuerdo con "la invención tiene preferiblemente un punto de reblandecimiento de entre 47° y 53°, más preferentemente de entre 48.5 y 51°, más preferiblemente de aproximadamente 49.2°, según lo determinado por la prueba estándar AASHTO T 53 para el punto de reblandecimiento de asfalto (bitumen) en etilenglicol .

Preferiblemente, la susceptibilidad térmica de asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención es comparable a los valores indicados en la tabla 1, según lo determinado por la prueba de viscosidad estándar Saybolt Furol AASHTO T 72.

Tabla 1. Indicación de susceptibilidad térmica del asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención.

Los parámetros del asfalto obtenido por un método de acuerdo 1 con la invención determinado en las pruebas mencionadas anteriormente cumplen los requisitos establecidos para su uso en concreto asfáltico de pavimento flexible. La temperatura para mezclar el asfalto con agregaciones pétreas con el fin de obtener concreto asfáltico adecuado para uso en pavimento, oscila entre 155 y 165 °C y los intervalos de valores de compactación entre 142 y 145 °C.

El asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención tiene preferiblemente un punto de inflamación de entre 230 y 250 °C, más preferiblemente entre 235 y 245 °C, más preferiblemente de aproximadamente 240 °C, según lo determinado por el ensayo estándar AASHTO T 48 para puntos de inflamación y combustión mediante el Probador de copa Abierta Cleveland.

El asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención tiene preferiblemente una pérdida debido al calentamiento de entre 0.5 y 1.0%, más preferiblemente entre 0.55 y 0.75%, más preferiblemente de aproximadamente 0.64%, determinado por la prueba estándar AASHTO T 179 por el efecto de calor y el aire en los materiales de asfalto (ensayo de horno de película delgada) .

El asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención tiene preferiblemente una penetración retenida de entre 45 y 55%, más preferiblemente entre 48 y 53%, más preferiblemente de aproximadamente 51% como se determina por la prueba estándar AASHTO T 49 para la penetración de materiales bituminosos.

El asfalto obtenido por un método de acuerdo con la invención tiene preferiblemente una ductilidad de desecho del ensayo de capa delgada de entre 80 y 95 cm, más preferiblemente de entre 85 y 90 cm, más preferiblemente de aproximadamente 88 cm según lo determinado por la prueba estándar AASHTO T51 para ductilidad de materiales asfálticos.

Si el material de desecho sólido utilizado en un método de la invención consiste esencialmente en su totalidad de material orgánico, se obtiene el asfalto que tenga un contenido de sustancias inorgánicas por debajo del 1%. Tal asfalto según la invención tiene preferiblemente un contenido de azufre por debajo de 0.5%, más preferiblemente por debajo de 0.1%. Si el material orgánico de residuos sólidos utilizados en un método de la invención comprende sustancias inorgánicas, el asfalto obtenido puede comprender las sustancias inorgánicas. Sin embargo, la concentración de las sustancias inorgánicas es generalmente menor que el contenido máximo tolerable de las sustancias.

En una modalidad preferida, la invención proporciona un producto obtenible a partir de la fase d) de un método de acuerdo con la invención, en el que el producto es hidrocarburo líquido. El hidrocarburo líquido se define aquí como un compuesto orgánico en forma líquida. Los ejemplos preferidos de hidrocarburo líquido incluyen, pero no están limitados a, alcohol metílico, diesel con cetanos, gasolina con octanos, benceno, queroseno, y otras variedades de combustibles. El hidrocarburo líquido obtenido con un método según la invención está esencialmente libre de azufre.

En otra modalidad preferida, la invención proporciona un producto obtenible a partir de la fase e) de un método de acuerdo con la invención, en el que el producto es un ácido orgánico. Los ácidos orgánicos se definen aquí como los ácidos formados por moléculas que contienen radicales orgánicos. Los ejemplos preferidos de los ácidos orgánicos incluyen, pero no se limitan a, ácido acético, ácido fórmico, ácido cítrico, ácido butírico, ácido maleico y ácido benzoico. Por ejemplo, dependiendo del material de residuos sólidos, ácidos orgánicos obtenidos en la fase e de un método de la invención pueden comprender entre 5% y 20% de ácido fórmico, entre 75% y 95% de ácido acético, entre 0% y 11% de ácido cítrico y entre 0% y 4% de otros ácidos orgánicos.

En otra modalidad preferida, la invención proporciona un producto obtenible a partir de la fase e) de un método de acuerdo con la invención, en el que el producto es gas metano o hidrógeno.

También se proporciona un aparato dispuesto para realizar un método de acuerdo con la invención. El aparato, en este documento también se llama el Reactor de Materia Orgánica, convierte los materiales de desecho a través de la transformación molecular en combustibles, y puede ser energéticamente autosuficiente . Un ejemplo de un aparato según la invención se representa en la figura 1 y 2.

Un aparato dispuesto para realizar un método de acuerdo con la invención, comprende una entrada para los residuos (1) , para la alimentación de materiales de desecho en al menos una reacción y el recipiente de desintegración (2) , que es calentado por una fuente de calor para aplicar irradiación con macro ondas y está adaptado para llevar a cabo la fase b) del método de acuerdo con la invención, el al menos un recipiente de reacción y desintegración (2) que comprende una entrada para los reactivos y/o reactivos alcalinos, una salida para el carbón y una salida para el material residual en estado gaseoso, cuya salida está unida operativamente a al menos un recipiente de reacción y de selección (3) para llevar a cabo la fase c) del método de acuerdo con la invención, el al menos un recipiente de reacción y desintegración (3) que comprende una entrada para los reactivos y/o reactivos alcalinos, una salida para el asfalto (3a) y una salida para el material residual en estado gaseoso, cuya salida está unida operativamente a al menos un recipiente de reacción y selección (4) para llevar a cabo la fase d) del método de acuerdo con la invención, el al menos un recipiente de reacción y desintegración (4) que comprende una entrada para los reactivos y/o reactivos alcalinos, una salida para hidrocarburo líquido (4a) y una salida de material residual en estado gaseoso, cuya salida está unida operativamente por lo menos a un recipiente de reacción y selección (5) para llevar a cabo la fase e) del método de acuerdo con la invención, el al menos un recipiente de reacción y desintegración (5) que comprende una entrada para los reactivos y/o reactivos alcalinos, una salida para los ácidos orgánicos (5a) , una salida para el material residual en estado gaseoso, cuya salida está unida operativamente al descontaminante de humo (8) , que comprende una salida para el vapor de agua y dióxido de carbono, y que está unida operativamente al refrigerador y reciclador (10) y recipiente de reacción (9) para llevar a cabo un paso de rectificación, en el que el al menos un recipiente de reacción y desintegración (5) está además unido operativamente a las válvulas de seguridad antiexplosivas (6) para mantener la presión estable y prevenir el retorno de llama, cuyas válvulas de seguridad anti explosivas (6) están unidas operativamente al recipiente de almacenamiento de gas (7) .

La invención se explica adicionalmente en los siguientes ejemplos. Estos ejemplos no limitan el alcance de la invención, sino que simplemente sirven para aclarar la invención.

Figura 1. Vista aérea de un aparato dispuesto para realizar un método de acuerdo con la invención. 1) entrada de desechos; 2) recipientes de reacción y desintegración para llevar a cabo la fase b) del método de acuerdo con la invención; 3) recipientes de reacción y selección para llevar a cabo la fase c) del método de acuerdo con la invención; 3a) salida para asfalto; 4) recipientes de reacción y selección para llevar a cabo la fase d) del método de acuerdo con la invención; 4a) salida para hidrocarburo líquido; 5) recipientes de reacción y selección) para llevar a cabo la fase e) del método de acuerdo con la invención; 5a) salida para ácidos orgánicos; 6) válvulas de seguridad antiexplosivas para mantener la presión estable y evitar el retorno de llama; 7) recipiente de almacenamiento de gas; 8) descontaminante de humo capaz de liberar vapor de agua y C02; 9) recipiente de reacción para llevar a cabo una fase de rectificación; 10) refrigerador y reciclador.

Figura 2. Vista lateral de un aparato dispuesto para realizar un método de acuerdo con la invención. La numeración de las piezas según la figura 1.

Ej emplos Ejemplo 1. El tratamiento de los residuos sólidos municipales (RSM) con un proceso RMO El presente ejemplo del proceso RMO se aplicó sobre la materia orgánica procedente de los RSM. 200 kg de material orgánico se separó y procesó en un aparato RMO. La composición de los RSM se indica en la tabla 1. La primera columna de la tabla 1 indica la parte de los desechos que se transforma en un producto útil durante la ejecución del proceso RMO. La segunda columna de la tabla 2 indica la parte del material que no se transforma en productos sino que se esteriliza durante el proceso RMO. 1. Residuos Sólidos Municipales Los residuos sólidos (RSM) se obtienen a partir de residuos realizados en domicilios particulares, comercios, oficinas y servicios, así como todos aquellos que no están clasificados como peligrosos y que por su naturaleza o composición se pueden comparar con los que se producen en los lugares anteriores o actividades. La composición de los residuos municipales fue como sigue : 1.1 Composición Los RSM siempre tienen variaciones en las proporciones de los diferentes materiales. La siguiente es una muestra representativa de la composición general de los residuos sólidos municipales. Se ha clasificado antes de la separación en orgánica e inorgánica. Sólo los materiales orgánicos se han procesado, en este ejemplo.

Tabla 1. Componentes de la materia orgánica procesada Otros residuos producidos en los hogares, que, debido a su toxicidad, son considerados residuos peligrosos. Este tipo de residuos no formaba parte de este ejemplo, pero también se pueden tratar por separado con el proceso RMO. Debido a que requieren un cuidado especial por razones de seguridad, son tratados por separado: • Los aceites minerales. Producto de los vehículos.

· Las baterías de vehículos.

• Los residuos de kits electrónicos. Los teléfonos móviles, computadoras, etc • Los electrodomésticos. Puede contener CFC, dañinos para la capa de ozono.

· Fármacos .

• Baterías.

• Los productos químicos en forma de pinturas, pegamentos, disolventes, ceras, etc • Los termómetros .

· Las lámparas fluorescentes y bombillas. 2. Características y composición de los materiales proporcionados para el proceso. 2.1 Papel Para la materia prima, los árboles son pelados, troceados y en el proceso de digestión se obtiene la pasta. Esta se lava y se blanquea, y entonces se procede a la fabricación de papel o cartón. Por ejemplo, es utilizado como periódicos, envases, embalajes, etc. Su participación en la corriente de desechos es alta debido a su alto consumo per cápita al año.

El papel forma el 11% del total de la composición de los RSM. 2.2. Plásticos.

Estos materiales han sido recientemente incorporados a nuestra civilización durante el último medio siglo.

Ampliamente utilizado en prácticamente todas las industrias por su versatilidad, facilidad de fabricación, de bajo costo, resistencia a factores ambientales, transparencia, etc.

El plástico se obtiene mediante la combinación de uno o más polímeros, con aditivos y rellenos, con el fin de obtener un material con propiedades específicas.

Los polímeros son macromoléculas sintéticas cuya unidad estructural es un monómero. Un gran número de reacciones de olimerización forman la macromolécula .

Están compuestos de naturaleza orgánica, y su composición consiste fundamentalmente en carbono e hidrógeno, y otros elementos en proporciones menores, tales como oxígeno, nitrógeno, cloro, azufre, silicio, fósforo, etc Se pueden obtener a partir de recursos naturales, renovables o no, aunque hay que señalar que todos los polímeros comerciales son derivados del petróleo.

Los polímeros son materiales naturales procedentes de la industria del petróleo por las reacciones de síntesis, que los hace un material muy resistente e inalterable prácticamente .

Esta última característica hace que permanezcan en los rellenos sanitarios por largos períodos de tiempo después de la eliminación.

Existen tres grupos principales de polímeros: • Termoplásticos , • Termoestables, • Elastómeros .

Los polímeros termoplásticos se ablandan cuando se calientan, lo que lleva a fluir, y cuando la temperatura desciende de nuevo se vuelven sólidos y rígidos. Esta propiedad es causada por cadenas macromoleculares desordenadas, unidas sólo por las débiles fuerzas de Van der Waals. Ellos son los más utilizados en la industria del embalaj e .

Entre los polímeros termoplásticos encontramos: • Las poliolefinas . Divididas en: 1. LDPE (polietileno de baja densidad). 2. HDPE (polietileno de alta densidad). 3. PP (polipropileno) .

• PVC (cloruro de polivinilo) .

• PS (poliestireno) .

• PET (tereftalato de polietileno) Los polímeros termoestables no se ablandan o fluyen cuando se calientan, pero se descomponen si la temperatura sigue aumentando. Por lo tanto, no se pueden moldear repetidamente. Se componen de cadenas macromoleculares unidas entre sí por fuertes enlaces covalentes.

Entre los polímeros termoestables están: · Resina fenólica.

• Amino-resinas .

• Resinas de poliéster.

• Resinas epoxi .

• Poliuretanos .

Finalmente, los polímeros elastoméricos tienen sus cadenas unidas por fuertes enlaces covalentes . Su estructura hace fácil deformarlas por una fuerza externa, e inmediatamente recuperar el tamaño y/o forma original cuando la fuerza externa se elimina.

Los ejemplos son: • NR (caucho natural) .

• SBR (caucho sintético de butadieno-estireno) .

• EPM-EPDM (caucho saturado de estireno-propileno) .

• CR (caucho de cloropreno) .

Los plásticos constituyen el 8% de la composición total de los RSM. 2.3 Recipientes Tetrapack Su comercialización comenzó en 1963. Los recipientes de múltiples materiales están formados por una hoja de cartón, aluminio y otros plásticos.

Están hechos de papel y cartón e impresos con el diseño comercial. Posteriormente son laminados con papel de aluminio y finalmente con una película de polietileno. Los rollos de material así obtenidos son aplicables para la fabricación de recipientes para envasar.

El proceso RMO es un método óptimo para el tratamiento de este material. La película de plástico y el cartón se separan completamente por el proceso de radiólisis y se convierten en carbón dirigido por fotones, gas combustible, asfalto, ácidos y combustible. La lámina de aluminio que no se somete a oxidación tanto por la pérdida de peso en el proceso se elimina. 2.4. Los desechos orgánicos .

Los desechos orgánicos son los restos de los residuos de alimentos, cocinados o no, y residuos del jardín, etc. Su composición química es bien conocida: entre otras grasas, carbohidratos, proteínas.

La materia orgánica representa el 50% de los residuos domésticos . 2.5. Residuos de textiles, madera ecológica.

Los textiles, la madera y muebles son la última fracción de los RSM. Ellos no son nocivos en sí, pero pueden causar un problema debido a su tamaño. Tal es el caso de los colchones, muebles, etc Estos materiales no fueron parte de este ejemplo, pero pueden ser procesados por completo con el proceso RMO. 2.6. Los demás desechos .

Este grupo es de composición heterogénea y muchos componentes se pueden procesar de manera segura en el proceso RMO por separado y/o complementarse con otros métodos. Ellos no son parte de este ejemplo, debido a que necesitan una atención especial, ya que algunos pueden constituir residuos peligrosos .

Las diferentes leyes en diferentes países contienen normas específicas que regulan los PCB, aceites usados y baterías debido a su naturaleza contaminante. Los trifenilos policlorados y bifenilos policlorados (PCB) se utilizan como fluido térmico o hidráulico y están presentes en los refrigeradores .

Las baterías son dispositivos electroquímicos que pueden convertir la energía química en energía eléctrica. Pueden contener materiales peligrosos como el mercurio, cadmio, zinc, plomo, níquel y litio. Hay varios tipos: • Alcalina.

· Carbono-zinc .

• Botón de litio.

• Botón de mercurio y cilindricas.

• Cadmio-ñique1.

• Botón de plata.

· Botón de zinc.

Una sola batería de óxido de mercurio puede contaminar 2 millones de galones de agua a niveles dañinos para la salud.

No todas las baterías tienen el mismo potencial para contaminar. Algunas se reciclan en forma de óxido de mercurio, óxido de plata y níquel-cadmio, pero otras no lo hacen, como por ejemplo alcalinas y de zinc plomo. Estas deben ser llevadas a depósitos especiales.

Los tubos fluorescentes y bombillas de bajo consumo contienen mercurio y no deben ser eliminados con el resto de los RSM.

La eliminación de los medicamentos de composición heterogénea pone en peligro el medio ambiente cuando se mezclan con otros residuos y sin tratamiento por separado.

Los aceites minerales que contienen fenoles, compuestos clorados, PCB, etc son altamente contaminantes si se descargan en el agua, el suelo, o mal tratadas a fin de producir emisiones a la atmósfera.

Las pinturas, disolventes, barnices, productos de limpieza, soluciones de desarrollo, etc. son residuos peligrosos y una vez recolectadas necesitan recibir un tratamiento específico.

Los dispositivos electrónicos son un problema para el gran volumen generado después de su eliminación, tienen una larga duración y son cada vez más generalizados.

Por último, parte de los residuos no peligrosos son los aceites vegetales domésticos (de oliva, girasol, maíz) . Después de que son degradados por su uso, como al freír, estos se han convertido. Aunque no se consideran como peligrosos, nunca deben ser vertidos por el desagüe debido a su capacidad para formar películas sobre el agua que dificultan la oxigenación adecuada en la purificación de aguas residuales. 3. Proceso E O. 3.1. Condiciones iniciales El recipiente de reacción vacío para realizar la fase b) tenía una temperatura interna de 383 °C, el recipiente de reacción para llevar a cabo la fase c) una temperatura de 191 °C, los recipientes de reacción para llevar a cabo la fase d) tenían una temperatura de 98 °C, el recipiente de reacción para llevar a cabo la fase e) tenía una temperatura de 10 °C. Todos los recipientes de reacción tenían presión atmosférica .

El peso de la materia orgánica se indica en la Tabla 1 (primera columna) . El peso total del material fue de 200 kg con un contenido de humedad de 18.3%. El material orgánico se introdujo en la parte inferior del reactor, en el recipiente de tratamiento (pared interna) que posteriormente se inserta en el aparato de RMO en el recipiente exterior de la fase b) . La pared exterior del recipiente de reacción estaba en contacto con el quemador. 3.2. Informe de Proceso 8:13 am: carga del material en el aparato de RMO. El recipiente de reacción interno permite un sellado hermético que resiste la presión como resultado de la presencia de válvulas hidráulicas de seguridad de explosión.

La aplicación de la radiación de fotones se controlará mediante medidores que miden la temperatura interna del material. La gasificación se inicia a una presión de 1.015 bares, mostrando una temperatura periférica de 207.5 °C de el material. Esta temperatura se incrementó mediante la aplicación de radiación de fotones infrarrojos a una velocidad de 10.4 °C por minuto en promedio durante la primera hora del proceso. Este aumento fue más rápido al principio (21 °C por minuto durante los primeros 12 minutos) . La presión interna del sistema también aumentó lentamente al aumentar la temperatura. 08:15 pm: El proceso procedió simultáneamente en todos los recipientes de reacción del aparato RMO.

Se registró una presión interna de 1.034 bares. Como el primer producto se produjo una mezcla gaseosa de un gas combustible consistente en 48% de CO, 23% de vapor de agua y 29% de aire que, durante los primeros 10 minutos, se utilizó como retroalimentación a los quemadores en una mezcla de una parte del volumen del gas pobre en metano y tres partes de volumen de gas rico en gas metano . 08:23 pm: 8 minutos después del inicio del proceso se observó precipitación de ácido descargado del recipiente de reacción e) . La descarga de hidrocarburos líquidos y el asfalto todavía no había empezado. La velocidad de descarga del ácido aumentó gradualmente. La composición del gas producido alcanza los niveles apropiados para el almacenamiento y/o la aplicación directa de quemadores de combustible para la modalidad del proceso RMO. 08:31 pm: 16 minutos después del inicio del proceso se observó la primera descarga de hidrocarburo líquido en el recipiente de reacción d) . Mientras tanto, la descarga de ácido siguió aumentando. La descarga de asfalto todavía no había empezado. La velocidad de descarga del hidrocarburo líquido también aumentó gradualmente. 09:08 pm: 53 minutos después del inicio del proceso se inició la descarga de asfalto líquido del recipiente de reacción b) . Mientras tanto, la descarga de ácido y de hidrocarburo líquido alcanzó y se mantuvo en un nivel máximo.

En este momento, el material orgánico de partida tiene una temperatura uniforme de 835 °C. La presión dentro del sistema alcanzó su máximo valor en este proceso de 1.077 bares. A partir de este momento la aplicación externa de energía para el proceso fue más lento debido a que el campo de radiación de fotones se generó a través de toda la materia orgánica.

La descarga de la producción de asfalto aumentó aún más, mientras que la descarga de otros productos se reduce gradualmente . 10:30 am: la descarga de gas se redujo a un mínimo mientras que la descarga de los demás productos continuó. La presión dentro del sistema registró su valor más bajo en este proceso de 1.029 bares.

En la parte inferior del recipiente de reacción de la fase b) el agua de vapor a una velocidad de 1 m3 por minuto durante 10 a 15 minutos se introdujo mientras que el quemador se detuvo para permitir que el calor de los residuos genere gases tales como hidrógeno y C02.

Esto aceleró la descarga de asfalto, ácidos y los hidrocarburos líquidos de materia orgánica, que por entonces se carbonizaron y la temperatura se redujo gradualmente desde el 835 °C a 400 °C. La descarga se obtuvo de los tres precipitadores . El gas descargado era en este momento determinado a ser hidrógeno H y C02 y altas cantidades de metano . 10:43 am: el proceso terminó cuando se registró una temperatura de 400 °C. En este punto se detuvo la inyección de vapor de agua . 10:50 am: el recipiente que contiene el carbón fue extraído y este recipiente se enfrió durante 4 horas antes de la descarga. 10:55 pm: en este momento el aparato de RMO está disponible para el inicio de un nuevo proceso mediante la introducción de un nuevo recipiente cargado con una nueva materia orgánica.

Balance de masas del proceso RMO BALANCE DE MASA Ejemplo 2. Procesamiento de material orgánico de los residuos sólidos municipales (RSM) con un proceso RMO INSUMO: material orgánico seco de los residuos sólidos municipales Observación: El material orgánico de partida se trituró y pre- secó que resultó en un contenido de humedad residual de 11.01% Ejemplo 3. Fragmentación molecular utilizando el RMO de semillas de algodón tratadas con insecticidas - y la transformación en carbón.

Identificación de la muestra Proceso RMO Las muestras de semillas de algodón fueron sometidas al proceso RMO. El producto obtenido fue el carbón.

Resultados del análisis de los insecticidas del producto del carbón de la desmolecularización de las muestras de semillas de algodón utilizando un proceso RMO Análisis de los insecticidas en los productos del carbón a partir de muestras de semillas de algodón Evaluación de los resultados del ¦ análisis del carbón producido - Un rastro de carbosulfán de 1.27% correspondiente a 36 mg/kg, de la concentración inicial, estaba presente después del proceso RMO. - una rastro de carboxina de 0.82% correspondiente a 2 mg/kg, de la concentración inicial, estaba presente después del proceso RMO.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un método para producir carbón, asfalto, hidrocarburo líquido, ácidos orgánicos, gas metano y/o hidrógeno a partir de un material de desecho caracterizado porque comprende: a) proporcionar un material de desecho; b) someter el material de desecho a la irradiación con macro ondas de baja frecuencia, con una longitud de onda de entre 700 nm y 1 mm, por lo cual la temperatura está entre 205 °C y 900 °C y la presión está entre 1.0 bar y 19.0 bares, produciendo de este modo carbón; c) someter opcionalmente los materiales residuales en estado gaseoso a partir de la fase b) a una reacción fisicoquímica en presencia de un metal sólido identificado como DPP B102, por el cual la temperatura está entre 180 °C y 500 °C y la presión está entre 0.98 bares y 5.5 bares, produciendo de ese modo asfalto; d) someter opcionalmente los materiales residuales en estado gaseoso a partir de la fase b) o c) a una reacción y/o condensación fisicoquímica, por el cual la temperatura está entre 150 °C y 750 °C y la presión está entre 0.96 bares y 200 bares, produciendo de ese modo el hidrocarburo líquido; e) someter opcionalmente los materiales residuales en estado gaseoso a partir de la fase b) , c) o d) a una reacción fisicoquímica en presencia de un metal sólido identificado como DPP D102, por el cual la temperatura está entre 50 °C y 150 °C y la presión está entre 0.95 bares y 1.5 bares, produciendo de este modo los ácidos orgánicos; f) someter opcionalmente los materiales residuales en estado gaseoso de la fase b) , c) , d) o e) a un lavado absorbente y enfriamiento a temperatura ambiente, produciendo de ese modo el gas metano e hidrógeno, en donde el material de desecho tiene una composición con un contenido de carbono de 9-85%, un contenido de hidrógeno de 1-15% y un contenido de oxígeno de 0-65% con base en el peso seco del material.

2. Un método para el tratamiento de un material de desecho caracterizado porque comprende proporcionar un material de desecho, y someter el material de desecho a la irradiación con macro ondas de baja frecuencia, con una longitud de onda de entre 700 nm y 1 mm, por lo cual la temperatura está comprendida entre 205 °C y 900 °C y la presión está entre 1.0 bar y 19.0 bares, en el que el material de desecho tiene una composición con un contenido de carbono de 9-85%, un contenido de hidrógeno de 1-15% y un contenido de oxígeno de 0-65% con base en seco peso del material .

3. Un método de conformidad con la reivindicación 1 o 2 , caracterizado porque: - la irradiación se lleva a cabo en presencia de celulosa o un derivado de celulosa, un compuesto de carbono, y/o agua; y/o, - La fase c) se realiza en presencia de un hidrocarburo o una mezcla de hidrocarburos; y/o - La fase d) se lleva a cabo en presencia de un hidrocarburo o una mezcla de hidrocarburos, y/o un agente oxidante, y/o - La fase e) se realiza en presencia de una solución de ácido orgánico de entre 5% y 40%, y/o un metal sólido, y/o una solución de sulfato de hierro en una concentración de entre 5% y 50%.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1 o 3 , caracterizado porque comprende además: - Separar el carbón obtenido en la fase b) de los materiales residuales en estado gaseoso, y/o - Separar el asfalto obtenido en la fase c) , a partir de los materiales residuales en estado gaseoso, y/o - Separar el hidrocarburo líquido obtenido en la fase d) de los materiales residuales en estado gaseoso, y/o - Separación de los ácidos orgánicos obtenidos en la fase e) a partir de los materiales residuales en estado gaseoso, y/o - Separar el gas metano y el hidrógeno obtenido en la fase f) de los materiales residuales.

5. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende además la precipitación de sustancias inorgánicas tales como azufre, cloro, fósforo, bromo y/o boro y metales pesados durante la fase b) y/o la fase c) y/o la fase d) y/o la fase e) , utilizando los reactivos alcalinos que se añaden a la mezcla de reacción.

6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 3 a 5, caracterizado porque comprende además la elaboración de reducción térmica del agua entre la fase e) y f) .

7. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el material de desecho comprende al menos 50% de material orgánico.

8. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el material de desecho comprende hojas de plantas y ramas, pieles de frutas, cáscaras y cascarillas de cereales y semillas oleaginosas, restos de comida, tártago, planta de jatropha curcas y/o bagazo de caña de azúcar, residuos vegetales, tales como los de tabaco, algodón, aserrín, y/o todos los residuos de la industria de la madera, y/o todos los demás residuos orgánicos a partir de residuos agroindustriales, residuos de poda, maleza y/o todo tipo de restos vegetales, residuos sólidos de origen animal origen, tales como huesos, estiércol, residuos sólidos de la industria de la carne y/o cualquier otro tipo de residuos de origen animal, plástico, papel, goma, neumáticos, tejidos naturales y sintéticos, látex, pañales y/o toallas desechables .

9. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el material de desecho comprende componentes inorgánicos tales como azufre, cloro, fósforo, bromo, boro y/o metales pesados.

10. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el material de desecho comprende neumáticos, envases tetra pack y/o metales galvanizados .

11. Un producto caracterizado porque se obteniene con un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

12. El producto obtenible a partir de la fase b) de un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el producto es el carbón.

13. El producto obtenible a partir de la fase c) de un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 3 a 10, caracterizado porque el producto es de asfalto.

14. El producto de conformidad con a la reivindicación 13, caracterizado porque el contenido de azufre del asfalto es inferior al 0.5%.

15. El producto de conformidad con a la reivindicación 13 o 14, caracterizado porque el asfalto tiene una solubilidad en tetracloruro de carbono de entre 98% y el 99.9% y un contenido de cenizas de entre 0.1% y 1.0%, y caracterizado porque el asfalto muestra un resultado negativo cuando se somete a prueba de la mancha de Oliensis. RESUMEN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un método para producir carbón, asfalto, hidrocarburo líquido, ácidos orgánicos, gas metano y/o hidrógeno a partir de un material de desecho que comprende: a) proporcionar un material de desecho, b) someter el material de desecho a la irradiación con macro ondas de baja frecuencia, con una longitud de onda de entre 700 nm y 1 mm, por lo cual la temperatura está entre 205 °C y 900 °C y la presión está entre 1.0 bar y 19.0, produciendo de este modo carbón; c) someter opcionalmente los materiales residuales en estado gaseoso a partir de la fase b) a una reacción fisicoquímica en presencia de un metal sólido identificado como DPP B102, por lo cual la temperatura está entre 180 °C y 500 °C y la presión está entre 0.98 bares y 5.5 bares, produciendo de ese modo asfalto; d) someter opcionalmente los materiales residuales en estado gaseoso a partir de la fase b) o c) a una reacción fisicoquímica y/o condensación, por lo cual la temperatura está comprendida entre 150 °C y 750 °C y la presión está entre 0.96 bares y 200 bares, produciendo de este modo hidrocarburo líquido; e) someter opcionalmente los materiales residuales en estado gaseoso a partir de la fase b) , c) o d) a una reacción fisicoquímica en presencia de un metal sólido identificado como DPP D102, por el cual la temperatura está entre 50 °C y 150 °C y la presión es de entre 0.95 bares y 1.5 bares, produciendo de este modo los ácidos orgánicos; f) someter opcionalmente los materiales residuales en estado gaseoso de la fase b) , c) , d) o e) a un lavado absorbente y enfriamiento a temperatura ambiente, produciendo de este modo el gas metano e hidrógeno, en el que el material de desecho tiene una composición con un contenido de carbono de 9-85%, un contenido de hidrógeno de 1-15% y un contenido de oxígeno de 0-65% con base en el peso seco del material. La invención se refiere además a productos obtenibles por tales métodos y un aparato para desempeñar tales métodos .