Dispositivo de puesta en contacto de una especie líquida y de una especie sólida particular en crecimiento.

Dispositivo de puesta en contacto de una especie líquida y de una especie sólida particular en crecimiento, que comprende una cuba

(200) en la cual está dispuesto un agitador (800, 900) de paletas en rotación alrededor de un eje (810, 910), estando el agitador eventualmente provisto de un tubo guía-flujo (210), comprendiendo la cuba (200) además un obstáculo estático (830, 930) globalmente centrado alrededor del citado eje en la prolongación del agitador, teniendo el obstáculo estático (830, 930) una superficie externa que tiene, en un plano que pasa por el eje, una dimensión transversal externa (610; 710; 835) que aumenta a medida que se aleja del agitador (800, 900) paralelamente al citado eje (810, 910), con una pendiente con respecto a este eje que es constante o creciente, caracterizado porque el obstáculo estático (830) comprende al menos dos nervaduras (832) a lo largo de su superficie externa.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2012/050307.

Solicitante: Veolia Water Solutions & Technologies Support.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 1 Place Montgolfier Immeuble L'Aquarène 94410 Saint-Maurice FRANCIA.

Inventor/es: LEVECQ,CÉLINE, THOUVENOT,THOMAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > B01F7/00 (Mezcladores con agitadores giratorios en recipientes fijos; Amasadoras (B01F 13/04 tiene prioridad))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > Mezcladores con agitadores giratorios en recipientes... > B01F7/16 (con agitadores que giran alrededor de un eje vertical)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > Mezcla, p. ej. dispersión, emulsión, según las... > B01F3/12 (de líquidos con sólidos (desplazamiento de un líquido por otro fluido en las dispersiones de sólidos en líquidos B01D 12/00))

PDF original: ES-2540053_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo de puesta en contacto de una especie líquida y de una especie sólida particular en crecimiento La invención se refiere a un dispositivo de puesta en contacto de una especie líquida y una especie sólida en crecimiento, aplicable al tratamiento de las aguas usadas industriales y urbanas cargadas de partículas y que se desea homogeneizar, y a tratamiento de purificación del agua destinada al consumo o a procedimientos industriales que necesitan un agua particularmente limpia.

La invención se aplica particularmente a los tratamientos por floculación de un fluido a tratar. Por ejemplo, aquella se aplica a la tecnología del Actiflo®, que es un sistema de decantación que utiliza una mezcla de micro-arena y de polímero floculante para el efluente con el fin de provocar una floculación lastrada, es decir, un crecimiento de los copos alrededor de un lastre constituido por las partículas de micro-arena. El agua es agitada por un agitador de paletas para crear la adherencia. Previamente al tratamiento puede ser añadido un coagulante como el cloruro férrico para suprimir la carga de los coloides.

La invención se aplica igualmente a tratamientos de precipitación de las aguas usadas industriales que tengan por objetivo la recuperación bajo la forma de cristales de material mineral como el yeso y la caliza. Se desea una homogeneización del fluido para permitir un control de la granulometría. De manera próxima, los procedimientos de ablandamiento del agua, que se proponen la supresión de la caliza de la misma para una utilización industrial concreta están igualmente basados en la precipitación de la caliza.

En estos sistemas, se pone en marcha una agitación para asegurar la homogeneización. Es preciso que esta agitación sea compatible con el crecimiento de los agregados de la especie sólida, y ello a pesar de los obstáculos que constituyen las paredes laterales de la cuba, contra las cuales chocan si están animados de una velocidad que incluya una componente radial significativa.

Para responder a este pliego de condiciones, es posible elegir un agitador de paletas adaptado para suministrar un empuje que sea más longitudinal que radial. Además, es posible insertar el agitador de paletas en un tubo guía-flujo cuyo eje esté alineado con el del agitador de paletas. El tubo guía-flujo asegura la compartimentación de la cuba entre el interior del tubo guía-flujo, en el que la corriente es descendente, y el exterior del tubo guía-flujo, en el que la corriente es ascendente. La componente radial de las corrientes es fuertemente disminuida, lo que asegura un crecimiento harmonioso de los agregados de la especie sólida que no golpean las paredes laterales.

Por lo tanto, una versión optimizada de Actiflo®, denominada Turbomix®, está basada en una cuba única que comprende un tubo guía-flujo, un agitador en el tubo guía-flujo y una cruceta que se opone a la rotación de la corriente que sale del tubo guía-flujo, lo que permite una disminución del tamaño de las instalaciones, las economías de energía y un tratamiento facilitado de los copos. Aquella se describe en el documento WO 2005/065832.

En las diferentes situaciones citadas de puesta en contacto de una especie líquida y de una especie sólida en crecimiento, con vistas a la mejora de las técnicas disponibles, una mejora posible es la supresión más completa posible de los efectos de cizalladura residuales en los procedimientos conocidos. Estas cizalladuras, no reconocidas por la técnica anterior, tienen por efecto dislocar los copos o los cristales y se oponen por tanto al buen desarrollo del proceso de crecimiento de estos. Más particularmente, aparecen vórtices en ciertas configuraciones, y tienen el doble inconveniente de disipar inútilmente la energía y de provocar cizalladuras en la cuba.

Para resolver este problema, la presente invención consiste en un dispositivo de puesta en contacto de una especie líquida y de una especie sólida particular en crecimiento, según la reivindicación 1.

Por dimensión transversal externa se entenderá aquí la dimensión que se extiende de un lado a otro de la superficie externa en corte axial (un diámetro en el caso de una forma de revolución) , y no la distancia al eje desde tal o cual punto de esta superficie (un radio en el caso citado de una forma de revolución) .

Este dispositivo ofrece una homogeneización de la mezcla eficaz con pequeño consumo de energía, y una disminución de los efectos de cizalladura observados en los dispositivos anteriores. Las partículas sólidas siguen trayectorias en U de curvatura moderada y ascienden rápidamente a lo largo de las paredes laterales de la cuba, y no quedan depositadas en la prolongación del agitador. La especie sólida particular se engrosa rápidamente, y es posible disminuir la velocidad de agitación.

La implantación de un obstáculo estático en la prolongación de un agitador combinada con un tubo guía-flujo era ya conocida por el documento KR 2006/0114644, que describe un dispositivo de disolución instantánea que incluye un agitador inferior fuera del tubo guía-flujo combinado con un ensanchamiento del tubo guía-flujo en su embocadura inferior, indispensables para crear los movimientos aleatorios necesarios para la rápida disolución de las especies sólidas introducidas; se comprende, en efecto, que, puesto que la embocadura inferior del tubo guía-flujo está abocinada, sólo una parte del flujo descendente es interceptada por este agitador inferior, mientras que una parte de

este flujo circula horizontalmente a la salida del tubo, lo que provoca turbulencias favorables a la disolución cuando estas dos partes circulan una dentro de otra; un pequeño elemento dispuesto en la prolongación del eje contribuye al guiado del flujo. Es necesario observar que puesto que este documento se refiere a un dispositivo de disolución instantánea, sus elementos están concebidos de manera que provocan turbulencias importantes, apropiadas para favorecer la disolución, lo que va en contra de la invención, que se propone, por el contrario, preservar una fase sólida en crecimiento.

Por otra parte, se conoce, por el documento US- 6 345 810, un dispositivo de aireación que comprende un agitador en la prolongación del cual está dispuesta una cúpula en el centro de la cual desemboca un canal de inyección de aire; el agitador, cuyo motor impide una circulación vertical a lo largo del eje hacia abajo, tiene por objeto remover lateralmente el líquido al tiempo que produce una explosión de las burbujas de aire de manera que se optimiza el efecto de aireación. La cúpula tiene un perfil cuya pendiente con respecto al eje disminuye a medida que se aleja. Puesto que este documento se propone pulverizar las burbujas de aire que llegan, sus elementos no son compatibles con un dispositivo que se propone preservar una fase sólida en crecimiento.

Según características ventajosas, el agitador y el obstáculo estático están adaptados y/o dimensionados y/o posicionados uno en función el otro.

Así, de manera ventajosa, el obstáculo estático está cubierto axialmente por el agitador y/o por el tubo guía-flujo cuando existe; en otros términos, al tener lugar la circulación en la práctica hacia abajo, el agitador y/o el tubo guíaflujo descienden, al menos aproximadamente, por su parte más baja, al nivel de la parte más alta del obstáculo estático; el efecto de cubrición del agitador y/o del tubo guía-flujo proviene de que sus partes bajas respectivas están situadas en la práctica a distancia del eje cuando la parte más alta del obstáculo estático está en configuración central.

De manera preferida, el obstáculo estático y el agitador están al menos en un punto (de un plano axial) alejado longitudinalmente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de puesta en contacto de una especie líquida y de una especie sólida particular en crecimiento, que comprende una cuba (200) en la cual está dispuesto un agitador (800, 900) de paletas en rotación alrededor de un eje (810, 910) , estando el agitador eventualmente provisto de un tubo guía-flujo (210) , comprendiendo la cuba (200) además un obstáculo estático (830, 930) globalmente centrado alrededor del citado eje en la prolongación del agitador, teniendo el obstáculo estático (830, 930) una superficie externa que tiene, en un plano que pasa por el eje, una dimensión transversal externa (610; 710; 835) que aumenta a medida que se aleja del agitador (800, 900) paralelamente al citado eje (810, 910) , con una pendiente con respecto a este eje que es constante o creciente, caracterizado porque el obstáculo estático (830) comprende al menos dos nervaduras (832) a lo largo de su superficie externa.

2. Dispositivo de puesta en contacto según la reivindicación 1, en el cual el obstáculo estático (830, 930) está cubierto axialmente por el agitador (800, 900) y/o por el tubo guía-flujo (210) , si existe.

3. Dispositivo de puesta en contacto según la reivindicación 1, caracterizado porque el obstáculo estático (830, 930) y el agitador (800, 900) están, al menos en un punto, alejados longitudinalmente por una distancia D) inferior a la dimensión longitudinal (D) del agitador.

4. Dispositivo de puesta en contacto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual el valor máximo de la dimensión transversal externa del obstáculo estático (830, 930) es al menos igual a la dimensión transversal máxima del agitador (800, 900) y/o del tubo guía-flujo (210) , cuando existe.

5. Dispositivo de puesta en contacto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual la dimensión axial del obstáculo estático (830, 930) es a lo sumo igual a la mitad del valor máximo de la citada dimensión transversal externa.

6. Dispositivo de puesta en contacto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual la superficie externa del obstáculo estático (830, 930) tiene, en un plano cualquiera que pase por el eje, una inclinación media de al menos 45º con respecto a este eje.

7. Dispositivo de puesta en contacto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual la superficie exterior del obstáculo estático (830, 930) se conecta al fondo de la cuba de manera al menos aproximadamente tangente, con un ángulo como máximo de 15º.

8. Dispositivo de puesta en contacto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual la superficie externa del obstáculo estático (830, 930) comprende al menos una zona que, en un plano axial, está curvada con una concavidad orientada en oposición al eje.

9. Dispositivo de puesta en contacto según a reivindicación 8, caracterizado porque un radio de curvatura (R1) del obstáculo estático en un plano que comprende el eje (810, 910) está comprendido entre la cuarta parte de una dimensión transversal de referencia (L) de la cuba (200) y una vez y media la citada dimensión transversal (L) de referencia de la cuba (200) .

10. Dispositivo de puesta en contacto según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el obstáculo estático (830) tiene una forma globalmente regular alrededor del eje (810) , por ejemplo una forma de revolución.

11. Dispositivo de puesta en contacto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el cual la superficie externa del obstáculo estático tiene la forma de una pirámide formada por una sucesión circunferencial de facetas separadas por aristas.

12. Dispositivo de puesta en contacto según la reivindicación 11, en el cual el fondo comprende, al menos en la prolongación de las aristas, nervaduras que se alejan transversalmente del eje.

13. Dispositivo de puesta en contacto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el cual las paletas tienen un ángulo de ataque comprendido entre 35º y 55º.

14. Procedimiento de puesta en contacto de una especia líquida y una especie sólida particular en crecimiento en el seno de una cuba (200) con un dispositivo según la reivindicación 1, según el cual, por medio de un agitador de paletas (800, 900) en rotación alrededor de un eje, estando el agitador provisto eventualmente de un tubo guía-flujo (210) , se mezclan y se impulsan las dos especies, según este eje, hacia un obstáculo estático (830, 930) globalmente centrado alrededor del citado eje en la prolongación del agitador, caracterizado porque se imponen a estas especies mezcladas trayectorias globalmente en forma de U por medio de este obstáculo estático.