Procedimiento e instalación para la eliminación de escoria, que se acumula durante la recuperación de gas de síntesis, desde un baño de escoria.

Procedimiento para la eliminación de escoria, que se produce especialmente durante la recuperación de gas de síntesis a partir de un baño de escoria que se encuentra en un depósito de presión

, en un depósito colector de escoria, en la dirección de la fuerza de la gravedad debajo del baño de escoria, en el que debajo del baño de escoria está prevista, dado el caso, una instalación para la trituración de la escoria y entre los depósitos está prevista una válvula de compuerta, caracterizado por que está previsto un espacio lleno con una burbuja de gas, que está en contacto con el líquido en los depósitos, en particular un espacio anular o un depósito separado, en el que la presión de la burbuja de gas se regula a través de la alimentación de gas de tal manera que al menos una parte del agua que se encuentra en el espacio de compuerta / colector de escoria, cuando se abre la válvula del baño de escoria, circula a través de ésta en la dirección del baño de escoria en contra de la fuerza de la gravedad, en el que al depósito de compuerta / colector de escoria están asociadas instalaciones, por medio de las cuales se modifica la circulación de escoria / agua.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/000350.

Solicitante: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ThyssenKrupp Allee 1 45143 Essen ALEMANIA.

Inventor/es: KOWOLL, JOHANNES, KUSKE, EBERHARD, DR..

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > B01J8/00 (Procedimientos químicos o físicos en general, llevados a cabo en presencia de fluidos y partículas sólidas; Aparatos para tales procedimientos (procedimientos o dispositivos para la granulación de sustancias B01J 2/00; hornos F27B))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > PRODUCCION DE GASES QUE CONTIENEN MONOXIDO DE CARBONO... > Producción de gases que contienen monóxido de carbono... > C10J3/52 (Dispositivos de eliminación de cenizas)

PDF original: ES-2528387_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento e instalación para la eliminación de escoria, que se acumula durante la recuperación de gas de síntesis, desde un baño de escoria La invención se refiere a un procedimiento para la eliminación de escoria, que se produce especialmente durante la recuperación de gas de síntesis a partir de un baño de escoria que se encuentra en un depósito de presión, en un depósito colector de escoria, en la dirección de la fuerza de la gravedad debajo del baño de escoria, en el que debajo del baño de escoria está prevista, dado el caso, una instalación para la trituración de la escoria y entre los depósitos está prevista una válvula de compuerta, así como a una instalación para la realización de este procedimiento.

Especialmente durante la producción de gas de síntesis se produce escoria, durante la combustión parcial de combustibles que contienen carbono, la cual es enfriada y refrigerada en un depósito de agua. A este respecto, se conoce también desmenuzar los trozos de escoria demasiado grandes en este baño de enfriamiento por medio de instalaciones correspondientes. Con respecto al estado de la técnica se mencionan aquí especialmente los documentos DE 26 06 039-A1, DE 28 29 629 C2, DE 31 44 266-A1, DE 600 31 875 T2, EP 0 290 087 A2, EP 0 113 469 B1 o US 4 852 997.

Paras mejorar la descarga de la escoria o bien la circulación a través de las zonas de las compuertas correspondientes, se conoce bombear agua pobre en sustancia sólida desde un depósito colector, que se encuentra curso abajo en el sistema, dispuesto, en general, en la dirección de la fuerza de la gravedad debajo de los otros depósitos, hasta el depósito que se encuentra encima, para mejorar de esta manera a circulación a través de los pasos estrechos o bien a través de una válvula durante su apertura. Esta configuración de la circulación entre el depósito que se encuentra curso abajo de la corriente y el depósito que se encuentra curso arriba de la corriente se puede realizar, por ejemplo, por medio de bombas, como se muestra en el documento DE-600 31 875-T2 o en el documento DE-31 44 266-A1. Pero se puede realizar también a través de una burbuja de gas a presión negativa en la zona de la cabeza del depósito dispuesto curso abajo de la corriente, como se describe en el documento EP-0 290 087-A2, que aspira con la burbuja de gas en la presión negativa la corriente de agua / escoria a través de las zonas de la válvula bajo la elevación de la velocidad de la circulación.

Además del problema de la adherencia de la escoria en constricciones o bien en la zona de la válvula, existe otro problema que consiste en que vapores contaminantes del medio ambiente pueden abandonar el sistema.

Aquí entra la invención, cuyo cometido consiste en mejorar claramente el procedimiento y las instalaciones correspondientes del tipo trato aquí, mejorando la extracción de escoria y evitando vapores y gases de escape contaminantes del medio ambiente.

Con un procedimiento del tipo designado al principio se soluciona este cometido de acuerdo con la invención según la reivindicación 1.

Se ha mostrado que a través de una contra corriente intensiva corta de gas o bien de agua, que dura por ejemplo algunos segundos, a través de la válvula de compuerta superior se pueden escapar vapores eventualmente producidos a partir de las escorias o partículas grandes comprimidas encalladas, para proporcionar un flujo de paso óptimo.

Otras mejorar de la circulación se consigue, por ejemplo, porque al depósito de compuerta / colector de escoria están asociadas instalaciones, por medio de las cuales se modifica la circulación de escoria / agua.

De acuerdo con las condiciones del procedimiento, es posible que ya en el primer depósito, que se forma el granulado de la escoria, existan temperaturas en la zona de saturación, por ejemplo a 200º C, que conducen en el extremo del sistema con una refrigeración reducida a una formación considerable de vapores, que debe evitarse, como ya se ha indicado anteriormente.

En una configuración, la invención prevé aquí que a continuación de la constricción esté previsto un canal de circulación estrechado, en el que se refrigera la corriente de escoria / agua y/o que en el depósito de compuerta / colector de escoria se genere a través de la alimentación de agua más fría una contra corriente en contra de la corriente de escoria. Es ventajosa una alimentación tangencial o secante del agua, para generar torsión y mejorar la refrigeración.

Un modo de procedimiento especialmente favorable, en particular al final del recorrido de tratamiento de la escoria consiste en que para el vaciado del depósito de compuerta / colector de escoria se regule la temperatura a través de la alimentación del agua fresca y después de alcanzar la temperatura deseada se abra una válvula de salida y se conduzca la mezcla de agua / escoria d una bandeja de decantación encapsulada o similar, de manera que la bandeja de decantación encapsulada está equipada con instalaciones para la descarga de la escoria decantada así

como con instalaciones para la extracción de vapores.

El cometido planteado anteriormente se soluciona de acuerdo con la reivindicación 6.

Otras configuraciones de la instalación de acuerdo con la invención se deducen a partir de las otras reivindicaciones dependientes que se refieren a la instalación.

A continuación se explica en detalle de forma ejemplar la invención con la ayuda del dibujo. En éste:

Las figuras 1 y 2 muestran, respectivamente, un diagrama simplificado de la instalación de dos configuraciones de la invención.

Con referencia a la figura 1, que muestra solamente la zona de una instalación de recuperación de gas de síntesis, que se ocupa de la evacuación de la escoria, y que reproduce de forma esquemática todos los elementos de la instalación, se representa al mismo tiempo este depósito para el baño de escoria previsto, el baño de escoria propiamente dicho con zona de enfriamiento y espacio colector para la escoria 1a.

Solamente de forma simbólica se representan con 2 unas trituradoras de escoria, que se pueden encontrar en un espacio de estrechamiento del depósito de baño de escoria 1. Debajo de estas trituradoras de escoria, una constricción 3 conduce hacia una válvula de compuerta designada con 4, que conduce a un elemento en forma de tubo, que conduce de nuevo, cuando la válvula 4 está abierta, la corriente de escoria / agua a un depósito de separación designado con 5, que está equipado con una constricción 6 para facilitar la separación de la escoria.

Como se representa, en este depósito de separación 5 resulta en la zona de la cabeza un espacio anular lleno con una burbuja de gas 5a, cuyo volumen puede ser como máximo 20 % del volumen del colector. El conducto de alimentación de gas se designa en este espacio anular con 23.

Como se muestra, esta burbuja de gas 5a está en contacto activo con el nivel del líquido en el depósito de separación 5, de manera que se puede regular la presión del gas a través del conducto 23, de manera que predomina una sobrepresión tal que cuando se abre la compuerta 4 se produce una circulación de retorno repentina de corta duración de la mezcla de líquido desde el depósito de separación 5 a través de la válvula 4 hasta la zona de la tolva 3 de baño de escoria 1, para liberar allí, dado el caso, los valores encallados de la escoria.

En el ejemplo de la figura 1, al depósito de separación 5 sigue un canal de circulación 7 estrechado, que es conducido entonces a un depósito de colector de compuesta de escoria 8, en cuyo extremo se encuentra una válvula de salida 9 para la descarga de la escoria que se acumula allí. El canal de circulación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la eliminación de escoria, que se produce especialmente durante la recuperación de gas de síntesis a partir de un baño de escoria que se encuentra en un depósito de presión, en un depósito colector de escoria, en la dirección de la fuerza de la gravedad debajo del baño de escoria, en el que debajo del baño de escoria está prevista, dado el caso, una instalación para la trituración de la escoria y entre los depósitos está prevista una válvula de compuerta, caracterizado por que está previsto un espacio lleno con una burbuja de gas, que está en contacto con el líquido en los depósitos, en particular un espacio anular o un depósito separado, en el que la presión de la burbuja de gas se regula a través de la alimentación de gas de tal manera que al menos una parte del agua que se encuentra en el espacio de compuerta / colector de escoria, cuando se abre la válvula del baño de escoria, circula a través de ésta en la dirección del baño de escoria en contra de la fuerza de la gravedad, en el que al depósito de compuerta / colector de escoria están asociadas instalaciones, por medio de las cuales se modifica la circulación de escoria / agua.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que a continuación de las instalaciones está previsto un canal de circulación estrechado, en el que se refrigera la corriente de escoria / agua.

3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que en el depósito de compuerta / colector de escoria se genera, a través de la alimentación de agua más fría, una contra corriente en contra de la corriente de escoria.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que durante el proceso de llenado y antes del vaciado del depósito de compuesta / colector de escoria se regula la temperatura a través de la alimentación del agua fresca y después de la consecución de la temperatura deseada se abre una válvula de salida y se conduce la mezcla de agua / escoria a una bandeja de decantación encapsulada o similar, de manera que la bandeja de decantación encapsulada está equipada con instalaciones para la descarga de la escoria decantada así como con instalaciones para la extracción de vapores.

5. Instalación para la realización de un procedimiento para la eliminación de escoria que se produce especialmente durante la recuperación de gas de síntesis a partir de un baño de escoria (1) que se encuentra en un depósito de presión, en un depósito colector (8) de escoria, en la dirección de la fuerza de la gravedad debajo del baño de escoria, en el que debajo del baño de escoria (1) está prevista, dado el caso, una instalación (2) para la trituración de la escoria y entre los depósitos está prevista una válvula de compuerta (4) , caracterizada por que debajo de la válvula de compuerta (4) está previsto un espacio de alojamiento (5a) para una burbuja de gas, cuya presión es controlable a través de una válvula de llenado y que está en conexión operativa con el líquido en el depósito colector (5, 8) , en la que están previstas instalaciones (6) de aceleración de la circulación en el depósito de compuerta / colector de escoria (5, 8) .

6. Instalación de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada por que a las instalaciones (6) de aceleración de la circulación sigue un canal de circulación (7) estrechado, en el que se refrigera la escoria a través de agua a contra corriente.

7. Instalación de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que el canal de circulación (7) estrechado y/o el depósito (8) siguiente están equipados con instalaciones de refrigeración, por ejemplo serpentinas de refrigeración, para la refrigeración de la corriente de agua / escoria.

8. Instalación de acuerdo con la reivindicación 5 o una de las reivindicaciones siguientes, caracterizada por una bandeja colectora de escoria (13) , que está provista con un encapsulamiento (10) hermético al gas.

9. Instalación de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada por que la bandeja colectora de escoria (13) encapsulada está equipada con medios de descarga (13a) para la escoria refrigerada y/o con una instalación de extracción de vapores (17) con separador de gotas (16) .

10. Instalación de acuerdo con la reivindicación 5 o una de las reivindicaciones siguientes, caracterizada por al menos un depósito de agua fresca (27) con tampón de gas (28) para el llenado del depósito (8) con agua después de su vaciado y/o para el lavado con agua a presión y/o para la pulverización de la escoria durante el vaciado del depósito (8) con agua adicional.

11. Instalación de acuerdo con la reivindicación 5 o una de las reivindicaciones siguientes, caracterizada por que el depósito colector (8) está provisto con una alimentación de agua fría o bien agua fresca (20) , que está alineada tangencialmente de tal manera que durante la alimentación del agua fresca se configura una circulación giratoria en el depósito (8) .