Un módulo de flujo.

Una placa de canal que comprende al menos dos filas de unidades (1), al menos una caja giratoria

(8), al menos una entrada (9) y al menos una salida (13), en la que cada unidad tiene una superficie plana (2) opuesta a una superficie formadora de canal (3) y las unidades se alternan en cada fila de manera que una superficie plana (2) es adyacente a una superficie formadora de canal (3) en la misma fila formando un canal cuando se está usando la placa de canal, en donde la caja giratoria (8) está dispuesta entre dos filas adyacentes de unidades que forman dos compartimentos en un espacio entre dos filas adyacentes de unidades en la placa de canal y un lado interno (8a) de la placa de canal, compartimentos que están divididos por una pared (8b) para crear un flujo tridimensional que da como resultado una mezcla potenciada, y de manera que los fluidos pueden fluir de una primera fila de unidades a una segunda fila de unidades en la caja giratoria (8), y en donde las superficies planas de las unidades están dispuestas en filas perpendiculares respecto al canal formado de la placa de canal.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE2010/050397.

Solicitante: ALFA LAVAL CORPORATE AB.

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: P.B. Box 73 221 00 Lund SUECIA.

Inventor/es: HOGLUND,KASPER, NORÉN,TOMMY, JOHNSON,BARRY.

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,... > Procedimientos químicos, físicos o físico-químicos... > B01J19/24 (Reactores fijos sin elementos internos móviles (B01J 19/08, B01J 19/26 tienen prioridad; de partículas inmóviles B01J 8/02))

PDF original: ES-2526995_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Un módulo de flujo La presente invención se refiere a una placa de canal, una sección de flujo, un módulo de flujo y al uso del módulo de flujo como un reactor químico.

Antecedentes de la invención Hay diferentes características, que son importantes para los reactores, tales como flexibilidad en la disposición, configuración de flujo, propiedades de mezcla, control de temperatura, supervisión, tiempos de residencia, etc.

El documento WO 2004/045761 A1 desvela una pieza de inserción de dirección para una cámara de reactor y un reactor, proporcionando la pieza de inserción de dirección de flujo un canal de reactor continuo que posibilita que el fluido de proceso se mezcle.

Algunos problemas con los reactores continuos están relacionados con fugas, posibilitando la inspección visual, para limpiar trayectorias de flujo, la adaptación de la trayectoria de flujo del proceso para conseguir un tiempo de residencia deseado para un caudal dado, o acceder a la trayectoria de flujo del reactor, la configuración del flujo de transferencia de calor, la descarga del gas disuelto que sale del módulo, la mezcla de fluidos, la presión y la liberación de presión, etc.

La invención De esta manera, un objetivo de la presente invención es proporcionar un concepto flexible de un módulo de flujo continuo, que pueda adaptarse a los procesos deseados tales como reacciones químicas, mezclas, extracciones, etc.

Otro objetivo es proporcionar un módulo de flujo continuo que tenga buena accesibilidad y que sea fácil de manipular, etc.

Un objetivo adicional es proporcionar un módulo de flujo continuo que tenga un buen rendimiento de transferencia de calor y opción de controlar la temperatura.

Un objetivo adicional es proporcionar un módulo de flujo continuo que tenga características de flujo de fluido adecuadas para reacciones químicas, extracciones, separaciones, etc.

Un objetivo adicional es proporcionar un módulo de flujo continuo que tenga propiedades de presión mejoradas.

Por consiguiente, la presente invención proporciona una solución a los problemas mencionados anteriormente mediante un módulo de flujo que comprende placas de canal y placas auxiliares. De esta manera, la presente invención se refiere a una placa de canal, placa de canal que comprende al menos dos filas de unidades, al menos una caja giratoria, al menos una entrada y al menos una salida, en la que cada unidad tiene una superficie plana opuesta a una superficie formadora de canal, y las unidades son alternas en cada fila de manera que una superficie plana es adyacente a una superficie formadora de canal en la misma fila que forma un canal cuando la placa de canal está en uso. Cada caja giratoria está dispuesta entre dos filas adyacentes de unidades que forman dos compartimentos en un espacio entre dos filas adyacentes de unidades en la placa de canal y un lado interno de placa de canal, compartimentos que están divididos por una pared para crear un flujo tridimensional que da como resultado una mezcla potenciada, y que los fluidos pueden fluir desde una primera fila de unidades a una segunda fila de unidades en la caja giratoria, y en la que las superficies planas de las unidades están dispuestas en filas perpendiculares al canal formado de la placa de canal.

Las unidades de la placa de canal se alternan en las filas de unidades de manera que una superficie plana es adyacente a una superficie formadora de canal, en la misma fila, y que la placa de canal constituye una parte y las filas de las unidades están integradas en la placa, o la placa de canales está dividida en un plano medio y constituye dos partes correspondientes a cada una de las otras y puestas juntas forman el canal de la placa de canal, o la placa de canal constituye un marco y dos láminas formadas o dos placas prensadas, marco y dos láminas formadas o dos placas prensadas que puestos juntos forman el canal de la placa de canal. La placa de canal de acuerdo con la presente invención comprende también al menos una caja giratoria, en la que la caja giratoria es un espacio o un hueco entre dos filas adyacentes de unidades en la placa de canal y un lado interno de la placa de canal, caja giratoria que posibilita la comunicación entre dos filas adyacentes de unidades de manera que los fluidos pueden fluir de una fila a la otra en el espacio o el hueco de la caja giratoria.

La presente invención se refiere también a una placa de canal alternativa, placa de canal que comprende al menos dos filas de unidades, teniendo cada unidad una superficie plana opuesta a una superficie formadora de canal y las unidades son alternas en cada fila de manera que una superficie plana es adyacente a una superficie formadora de

canal en la misma fila, al menos una caja giratoria, al menos una entrada y al menos una salida, en la que la caja giratoria es un espacio o un hueco entre dos filas adyacentes de unidades en la placa de canal y un lado interno de la placa de canal, caja giratoria que permite la comunicación entre dos filas adyacentes de unidades, de manera que los fluidos pueden fluir desde una fila a la otra en el espacio de la caja giratoria. La placa de canal de acuerdo con la invención, podría constituir una parte y las filas de unidades están integradas en la placa o la placa de canal podría dividirse en un plano medio y constituye dos partes correspondientes a cada una de ellas y, puestas juntas, forman el canal del proceso de la placa de canal, o la placa de canal constituye un marco y dos láminas formadas o dos placas prensadas, marco y dos láminas formadas o dos placas prensadas que puestos juntas forman el canal de proceso de la placa de canal.

La placa de canal de acuerdo con la invención puede comprender también varias filas de unidades, varias cajas giratorias. Mediante el uso de cajas giratorias es posible crear un flujo tridimensional verdadero para dar una mezcla potenciada y una transferencia de calor mejorada entre la placa auxiliar y la placa de canal. Mediante el uso de la placa de canal pueden crearse altas tasas de mezcla y se obtiene una distribución estrecha del tiempo de residencia.

La presente invención se refiere adicionalmente a una sección de flujo, sección de flujo que comprende una placa de canal, placas de barrera o placas auxiliares o combinaciones de placas de barrera y placas auxiliares. La placa de canal puede disponerse entre dos placas de barrera, placa de barrera que está sellando un canal creado por la placa de canal y dos placas de barrera. La sección de flujo también puede comprender una placa de canal dispuesta entre dos placas auxiliares que tienen inserciones tubulares o placas generadoras de turbulencia, placas auxiliares que están sellando un canal creado por la placa de canal y las dos placas auxiliares, o la sección de flujo puede comprender una placa de canal dispuesta entre una placa de barrera y una placa auxiliar que están sellando un canal creado por la placa de canal y las dos placas. La sección de flujo puede comprender también esas dos placas de canal que tienen una membrana o tienen un filtro aplicado entre las dos placas de canal. La sección de flujo comprende también que las dos placas de canal están entre dos placas de barrera, que son canales de sellado creados por las placas canal y las dos placas de barrera, o en el que las dos placas de canal están dispuestas entre dos placas auxiliares que tienen piezas de inserción generadoras de turbulencia o placas generadoras de turbulencia o combinaciones de placas de barrera y placas auxiliares.

La sección de flujo puede comprender también juntas, sellando dichas juntas las diferentes placas para evitar fugas. La junta puede ser una lámina plana o una lámina multicapa de un material adecuado, siendo un ejemplo de tal material un politetrafluoroetileno... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una placa de canal que comprende al menos dos filas de unidades (1) , al menos una caja giratoria (8) , al menos una entrada (9) y al menos una salida (13) , en la que cada unidad tiene una superficie plana (2) opuesta a una superficie formadora de canal (3) y las unidades se alternan en cada fila de manera que una superficie plana (2) es adyacente a una superficie formadora de canal (3) en la misma fila formando un canal cuando se está usando la placa de canal, en donde la caja giratoria (8) está dispuesta entre dos filas adyacentes de unidades que forman dos compartimentos en un espacio entre dos filas adyacentes de unidades en la placa de canal y un lado interno (8a) de la placa de canal, compartimentos que están divididos por una pared (8b) para crear un flujo tridimensional que da como resultado una mezcla potenciada, y de manera que los fluidos pueden fluir de una primera fila de unidades a una segunda fila de unidades en la caja giratoria (8) , y en donde las superficies planas de las unidades están dispuestas en filas perpendiculares respecto al canal formado de la placa de canal.

2. La placa de canal de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la placa de canal constituye una parte y las filas de unidades están integradas en la placa o la placa de canal está dividida en un plano medio y constituye dos partes, correspondientes entre sí, y puestas juntas forman el canal de proceso de la placa de canal, o la placa de canal constituye un marco y dos láminas formadas o dos placas prensadas, marco y dos placas formadas o dos placas prensadas que, puestos juntos, forman el canal de proceso de la placa de canal.

3. La placa de canal de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en la que la superficie formadora de canal (3) en la fila se selecciona a partir de una superficie convexa curva, una superficie trapezoidal, una superficie rectangular, una superficie cuadrada, una superficie triangular y todas las filas de unidades tienen superficies formadoras de canal seleccionadas entre el mismo tipo de superficie formadora de canal o son superficies formadoras de canal de las filas de unidades una o más combinaciones de superficies convexas curvas, superficies rectangulares, superficies cuadradas y superficies triangulares y, preferentemente, las filas de superficies planas (2) de las unidades están dispuestas en filas paralelas perpendiculares al canal formado de la placa de canal.

4. La placa de canal de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la placa de canal tiene varios puertos (7) conectados a un canal o a las cajas giratorias, los puertos (7) están dispuestos en al menos un lado de la placa de canal, los puertos (7) obturados o equipados con diferentes equipos o los puertos son combinaciones de puertos obturados y equipados, equipos que se introducen a través de los puertos (7) al canal o al espacio vacío de las cajas giratorias (8) .

5. La placa de canal de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que los puertos equipados están equipados con uno o más equipos seleccionados entre el grupo que consiste en entradas para reactivos, entradas para fluidos adicionales, salidas para fluidos de proceso, salidas para productos intermedios que se van a alimentar en el canal en una etapa posterior, salidas para muestras de ensayo, dispersadores de entrada, dispositivos de seguridad para liberar presión de forma instantánea o controlada, unidades detectoras, termopares, termómetros de resistencia o boquillas seleccionadas de entre boquillas de inyección, boquillas de dispersión, boquillas de redispersión, boquillas de remezcla, boquillas coaxiales, boquillas de tubo o combinaciones de equipos.

6. La placa de canal de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la placa de canal comprende una entrada de flujo de proceso y una entrada de flujo adicional en la parte de entrada de la placa de canal, la entrada de flujo de proceso y la entrada de flujo adicional se combinan en una parte recta que conecta un puerto y el canal de la placa de canal, o la placa de canal comprende una entrada de flujo de proceso y una entrada de flujo adicional que se combinan fuera del canal de la placa de canal.

7. La placa de canal de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una boquilla de dispersión está dispuesta en al menos una entrada o al menos un puerto, boquilla de dispersión que tiene uno o más orificios en la salida de la boquilla de dispersión y en la que los orificios están dispuestos en círculos concéntricos.

8. Una sección de flujo que comprende una placa de canal de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, placas barrera (20) o placas auxiliares (21) , o combinaciones de placas de barrera (20) y placas auxiliares (21) , en la que al menos una placa de canal (5) está dispuesta entre dos placas de barrera (20) , que están sellando un canal formado por la placa de canal y las dos placas de barrera, o en donde la placa de canal (5) está dispuesta entre dos placas auxiliares (21) , que tienen piezas de inserción generadoras de turbulencia (23) o placas generadoras de turbulencia (31) , que están sellando un canal formado por la placa de canal y dos placas auxiliares,

o en la que la placa de canal (5) está dispuesta entre una placa de barrera (20) y una placa auxiliar (21) , que están sellando un canal formado por la placa de canal y las placas de barrera y las placas auxiliares, o la sección de flujo comprende dos placas de canal y las dos placas de canal tienen una membrana o tienen un filtro aplicados entre las dos placas de canal y las dos placas de canal están entre dos placas de barrera o están entre dos placas auxiliares que tienen piezas de inserción generadoras de turbulencia (23) o placas generadoras de turbulencia (31) o las dos placas de canal están entre una placa de barrera y una placa auxiliar que tiene una pieza de inserción generadora de turbulencia (23) o una placa generadora de turbulencia (31) .

9. La sección de flujo de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la sección de flujo comprende también juntas que 14 5

tienen un diseño correspondiente a las superficies planas de las unidades de las filas de unidades o en donde la pieza de inserción generadora de turbulencia (23) o la placa generadora de turbulencia (31) de las placas auxiliares tienen un diseño correspondiente a las superficies planas de las unidades de las filas de unidades, o tanto las juntas como el generador de turbulencia de las placas auxiliares tienen un diseño correspondiente a las superficies planas de las unidades de las filas de unidades.

10. La sección de flujo de acuerdo con la reivindicación 9, en la que el flujo de medios o el flujo de fluidos en el canal formado no tienen contacto con la cara plana de la junta y se produce un contacto pequeño o minimizado con cualquiera de los bordes de las juntas.

11. La sección de flujo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en la que cada pieza de inserción generadora de turbulencia (23) o cada placa generadora de turbulencia (31) proporcionan un soporte a los lados planos de la fila de unidades de la placa de canal.

12. La sección de flujo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en la que uno o dos placas del intercambiador de calor están conectadas a la placa de canal y la placa del intercambiador de calor es un miembro de transferencia de calor no fluido, o un elemento de Peltier.

13. La sección de flujo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en la que la placa auxiliar tiene un compartimento (28) para la placa de canal y un compartimento para una pieza de inserción generadora de turbulencia (23) o una placa generadora de turbulencia (31) .

14. Un módulo de flujo que comprende un apilamiento de secciones de flujo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en donde el módulo de flujo tiene al menos una entrada para fluidos de proceso y al menos una salida para productos de proceso, en donde una entrada está conectada a la primera placa de canal y una salida está conectada a la última placa de canal, y en donde el canal está conectado en paralelo o el canal está conectado en serie, o ambas cosas, el canal está conectado externamente o el canal está conectado internamente, preferentemente el canal está conectado externamente, y en donde los conductos internos y/o externos están conectando las placas auxiliares y las placas auxiliares están conectadas en serie o en paralelo, o ambas cosas, entre sí.

15. El módulo de flujo de acuerdo con la reivindicación 14, en el que un dispositivo de sujeción está conectado al módulo de flujo, el dispositivo de sujeción comprende dos placas terminales (45) , resortes de disco, pistones y barras de tensión (43) , en donde las pilas de resortes de disco se roscan en los pistones y se disponen como una red de resortes (44) , una o más redes de resortes están comprendidas en el módulo de flujo, al menos una red de resortes esta soportada en al menos una de las placas terminales para distribuir fuerzas de sujeción en una o más secciones de flujo o una o más placas de canal, secciones de flujo que están colocadas entre las dos placas terminales y en el que los pistones se guían a través de los orificios en las placas terminales que tienen la disposición de la red de resortes.

16. Uso de un módulo de flujo de acuerdo con las reivindicaciones 14 o 15 como un reactor de placa continua.