PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA MEZCLAR UN FLUIDO GASEOSO CON UNA CORRIENTE DE GAS DE CAUDAL DE FLUJO GRANDE, ESPECIALMENTE PARA INTRODUCIR UN AGENTE REDUCTOR EN UN GAS DE COMBUSTION QUE CONTIENE OXIDOS DE NITROGENO.

Procedimiento para mezclar al menos una corriente de fluido (F) con una corriente de gas (2) de caudal de flujo grande,

especialmente para la introducción de un agente reductor en un gas de combustión que contiene óxidos de nitrógeno, en el que la corriente de gas de caudal de flujo grande fluye contra al menos un elemento mezclador (8; 1) configurado en forma de disco, dispuesto bajo un ángulo con respecto a su dirección de la circulación, sobre su lado de ataque de la corriente (8a; 1a), en el que se configuran remolinos de circulación (3), y en el que la corriente de fluido es mezclada con la corriente de gas de caudal de flujo grande aguas abajo del elemento mezclador como una corriente turbulenta, caracterizado porque la corriente turbulenta de fluido (10; 7) es desviada en un lado (8a; 1a / 8b; 1b) del elemento mezclador esencialmente perpendicular al elemento mezclador y esencialmente sobre el centro del elemento mezclador y el fluido entra desde el centro a lo largo del lado de salida de la corriente (8b; 1b) en el remolino de la circulación (3)

Procedimiento y dispositivo para mezclar un fluido gaseoso con una corriente de gas de caudal de flujo grande, especialmente para introducir un agente reductor en un gas de combustión que contiene óxidos de nitrógeno.

La invención se refiere a un procedimiento para mezclar al menos una corriente de fluido con una corriente de gas de caudal de flujo grande, especialmente para la introducción de un agente reductor en un gas de combustión que contiene óxidos de nitrógeno, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 así como a un dispositivo para mezclar al menos una corriente de fluido con una corriente de gas de caudal de flujo grande que circula en un canal de gas, especialmente para la introducción de un agente reductor en un gas de combustión que contiene óxidos de nitrógeno, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 4.

Se conoce a partir del documento EP 1 604 742 A1 un procedimiento de este tipo en conexión con filtros eléctricos para la eliminación del polvo de corrientes de gas de caudal de flujo grande, en el que los remolinos de la circulación que se configuran en el disco mezclador inclinado se designan como remolinos de los cantos delanteros. El canto del disco con preferencia de forma circular, dirigido en contra de la corriente de gas de caudal de flujo grande, se designa como canto de ataque de la corriente y el otro canto se designa como canto de rotura. En este caso, no se trata de cantos lineales, sino de cantos en forma de arco.

La pared vertical del canal de gas que guía la corriente de gas de caudal de flujo grande está atravesada verticalmente por un racor de tubo para la mezcla de un fluido de acondicionamiento. El racor de tubo desemboca en la dirección de la circulación de la corriente de gas de caudal de flujo grande sin solapar el disco mezclador. La corriente laminar de agente de acondicionamiento que sale desde el racor de tubo incide sobre la superficie parcial marginal, adyacente a la salida del racor, del lado de salida de la corriente del disco mezclador bajo un ángulo que corresponde al ángulo de inclinación del disco con respecto a la dirección de la circulación de la corriente de gas de caudal de flujo grande.

En la realización de este procedimiento, el agente de acondicionamiento no se mezcla de una manera óptima en el sistema de remolinos que se genera en el disco mezclador.

En la columna 6, líneas 5 y 6 del documento EP 1 604 742 A1 se consideran convenientes también modos de procedimiento, en los que la instalación de mezcla está dispuesta directamente en el dispositivo de remolinos.

En el documento US 5 356 213 A se describe, en conexión con un procedimiento de oxidación de fases de gas en el campo de la petroquímica, un procedimiento para mezclar una corriente de gas pequeña, por ejemplo oxígeno, con una corriente de gas de caudal de flujo grande, por ejemplo aire, en el que el oxígeno es introducido en al menos dos corrientes parciales turbulentas a través de paletas de torsión que están dispuestas en el extremo de una sección de tubo, que se abre en la dirección de la circulación del aire, y que se extienden radialmente, en la corriente de aire que circula esencialmente sin impedimentos en un canal, de manera que la velocidad del oxígeno se eleva aguas arriba de las paletas de torsión y aguas debajo de las paletas de torsión se extiende una tela sobre el extremo de salida de la sección de tubo.

En el dispositivo de mezcla descrito en el documento EP 1 166 861 con relación a instalaciones Denox y filtros eléctricos, el disco mezclador (superficie de montaje) presenta una cámara, en la que se extiende un canal de circulación separado para el fluido a introducir en la mezcla y que sirve como cámara de distribución para la corriente de fluido. La cámara está provista sobre el lado trasero, que está alejado de la admisión de la corriente de gas de caudal de flujo grande (lado de salida de la corriente; lado Lee) del disco mezclador con orificios de salida, desde lo que salen de forma laminar las corrientes parciales de la corriente de fluido y está dispuesta en la zona del canto de ataque de la corriente. En la cámara de distribución se conectan, hacia el canto de rotura, unas cámaras que no tienen, sin embargo, ninguna función de distribución o función técnica de circulación, sino que sirven exclusivamente para el refuerzo del disco mezclador. Los orificios de salida pueden estar configurados en la tapa de la cámara de distribución o en su pared lateral. Pero también pueden estar configurados en una campana adicional colocada sobre la cámara. Pero también es posible que la propia cámara no esté equipada con una tapa paralela al disco mezclador, sino que ella misma está configurada en forma de campana. El canal de circulación para la alimentación de fluido puede entrar desde el lado Luv del disco mezclador a través del disco hasta la cámara o puede estar conducido sobre el lado Lee del disco mezclador hacia la cámara de distribución. En el procedimiento descrito en el documento EP 1 166 861 es necesaria una cámara adicional y la mezcla se realiza de nuevo solamente en la proximidad del canto de ataque de la corriente.

Tales procedimientos designados como procedimientos de mezcla con una mezcladora estática se emplean, por ejemplo, también en instalaciones SCR para la desnitrificación (Reducción Catalítica Selectiva) de gases de combustión, por ejemplo de centrales eléctricas por medio de agentes reductores y catalizadores. A este respecto, es habitual que en el caso de NH3 como agente reductor, éste es almacenado en forma de NH3 licuado a presión o de hidróxido amónico (NH40H) y se inyecta NH3 pre-evaporado con una corriente de gas portadora en la corriente de gas de combustión y se mezcla con ésta. En el caso de urea como agente reductor, se genera en primer lugar una solución de urea acuosa, que se inyecta después del procesamiento adecuado entonces igualmente en forma de gas en la corriente de gas de combustión.

Además, se emplean, por ejemplo, en la impulsión de chimeneas industriales, de secadoras por pulverización (ver, por ejemplo, el documento EP 0 637 726 B1), de intercambiadores de calor, de instalaciones de desulfuración de gases de combustión y de torres de refrigeración híbridas.

Se conoce a partir del documento DE-A1-101 29 367 un procedimiento para la humidificación de aire, en el que la corriente de aire a humidificar incide sobre una pluralidad de aletas de turbulencia configuradas en forma de disco, dispuestas bajo un ángulo con respecto a su dirección de la circulación, sobre su lado de ataque de la corriente, en las que se configuran remolinos de la circulación. Aguas debajo de la fase de turbulencia del agua formada por las aletas de turbulencia está dispuesta una fase de toberas a distancia predeterminada. Esta fase de toberas se forma por una pluralidad de toberas de torsión, cada una de las cuales está asociada en cada caso a una aleta de turbulencia. El chorro retorcido que abandona las toberas no incide sobre el lado de ataque de la corriente no sobre el lado de salida de la corriente de la aleta de turbulencia, sino que está alejado de la aleta de turbulencia. No se realiza una mezcla directa en el remolino que se forma en las aletas de turbulencia.

El cometido de la invención es mejorar en el procedimiento del tipo indicado al principio y en el dispositivo del tipo indicado al principio la mezcla de la corriente de fluido en el interior de la corriente de gas de caudal de flujo grande.

Este cometido se soluciona a través de un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 y a través de un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4. Otras configuraciones son objeto de las reivindicaciones dependientes.

En este caso, es especial que la corriente de fluido es añadida a la mezcla como corriente turbulenta.

A través de la torsión previa del fluido antes de la entrada en el sistema de turbulencia, se mejora la mezcla en la corriente de gas de caudal de flujo grande.

Con preferencia, para la mejora adicional de la mezcla está previsto que la corriente turbulenta de fluido sea desviada sobre el lado de salida de la corriente (lado Lee) del elemento de mezcla esencialmente perpendicular al elemento de mezcla y esencialmente sobre el centro del elemento de mezcla y que el fluido entre desde el centro a lo largo del lado de salida de la corriente en el remolino de la circulación.

Pero también es posible que la corriente turbulenta de fluido sea desviada sobre el lado de ataque de la corriente (lado Luv) esencialmente perpendicular al elemento de mezcla...

1. Procedimiento para mezclar al menos una corriente de fluido (F) con una corriente de gas (2) de caudal de flujo grande, especialmente para la introducción de un agente reductor en un gas de combustión que contiene óxidos de nitrógeno, en el que la corriente de gas de caudal de flujo grande fluye contra al menos un elemento mezclador (8; 1) configurado en forma de disco, dispuesto bajo un ángulo con respecto a su dirección de la circulación, sobre su lado de ataque de la corriente (8a; 1a), en el que se configuran remolinos de circulación (3), y en el que la corriente de fluido es mezclada con la corriente de gas de caudal de flujo grande aguas abajo del elemento mezclador como una corriente turbulenta, caracterizado porque la corriente turbulenta de fluido (10; 7) es desviada en un lado (8a; 1a / 8b; 1b) del elemento mezclador esencialmente perpendicular al elemento mezclador y esencialmente sobre el centro del elemento mezclador y el fluido entra desde el centro a lo largo del lado de salida de la corriente (8b; 1b) en el remolino de la circulación (3).

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente turbulenta de fluido (10) es desviada sobre el lado de salida de la corriente (8b) del elemento mezclador (8).

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente turbulenta de fluido (7) es desviada sobre el lado de ataque de la corriente (1a) del elemento mezclador (1) y sale a través de un orificio (6), que está previsto esencialmente sobre el centro del elemento mezclador (1), sobre el lado de salida de la corriente (1b) del elemento mezclador (1).

4. Dispositivo para mezclar al menos una corriente de fluido (F) con una corriente de gas (2) de caudal de flujo grande, que circula en un canal de gas, especialmente para la introducción de un agente reductor en un gas de combustión que contiene óxidos de nitrógeno, con al menos un elemento mezclador (8.1) configurado en forma de disco, retenido en el canal de gas, con lado de ataque de la corriente (8a; 1a) y lado de salida de la corriente (8b; 1b), que forma un ángulo con la dirección de la circulación de la corriente de gas de caudal de flujo grande y en el que se configuran remolinos de la circulación (3) y con una instalación de mezcla (9; 4) en forma de tubo para la corriente de fluido con una instalación de torsión (DE; RG; AF; S) asociada, caracterizado porque la salida de fluido (9c; 4c) de la instalación de mezcla (9; 4) está alineada esencialmente perpendicular a un lado (8b; 1b) y esencialmente sobre el centro de los elementos de mezcla (8; 1).

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la salida de fluido redonda (9c) de la instalación de mezcla (9) está dispuesta sobre el lado de salida de la corriente (8b) del elemento mezclador (8).

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la salida de fluido redonda (4c) de la instalación de mezcla (4) está asociada a un orificio (6) esencialmente central del elemento de mezcla (1), desde el que sale la corriente turbulenta de fluido (7) hacia el lado de salida de la corriente (1b).

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el disco mezclador (1; 8) está configurado de forma circular, elíptica, ovalada, en forma de parábola, en forma de rombo, poligonal o triangular.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la forma poligonal es una forma octogonal estructurada simétricamente, en particular una forma octogonal regular o una forma trapezoidal.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque el disco mezclador (1; 8) está inclinado bajo un ángulo (a) en el intervalo entre 30º y 90º con respecto a la dirección de la circulación de la corriente de gas de caudal de flujo grande.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado porque delante o en el orificio (16) está dispuesta una placa de protección del polvo (11).

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado porque la instalación de torsión está dispuesta en el tubo de alimentación de la instalación de mezcla o está antepuesta al tubo de alimentación.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado porque la instalación de torsión está seleccionada a partir del grupo: generador de torsión con rejilla radial (RG), generador de torsión con rejilla axial (AG), generador de torsión con corriente de alimentación tangencial (S).