PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA LA CONDENSACIÓN PARCIAL POBRE EN AEROSOLES.

Procedimiento y dispositivo para la condensación parcial pobre en aerosoles. La invención concierne a un procedimiento de depuración de gases en el que una corriente de gas cargada de una sustancia es alimentada a un primer intercambiador de calor con miras a su condensación y/o congelación y es puesta en contacto térmico con un medio refrigerante, y a continuación el gas depurado es alimentado a un segundo intercambiador de calor y puesto en contacto térmico con un medio refrigerante. Asimismo, la invención concierne a un dispositivo de depuración de gases que comprende un primer intercambiador de calor y un segundo intercambiador de calor que están equipados cada uno de ellos con una alimentación y una evacuación para una corriente de gas a depurar, así como con una alimentación y una evacuación para un medio refrigerante y con una evacuación para condensado. Se pueden separar impurezas de gases por condensación o congelación. Por "gases" se entienden aquí en general corrientes de aire de salida, gas de escape o gas de proceso que pueden consistir en vapor, sustancias en forma de vapor o gases. En particular, se entienden por ellos también corrientes de aire de salida cargados con cantidades relativamente altas de disolventes, las cuales pueden producirse, por ejemplo, en procesos del campo de la química o como gases de escape de almacenes de tanques. Bajo el término "impurezas" se han de entender aquí tanto sustancias contaminantes que impurifican el gas y se deben eliminar, como disolventes u otras sustancias que pueden alimentarse como sustancias valiosas a un lugar de empleo ulterior. Según el estado de la técnica, se utilizan para esto intercambiadores de calor en los que la corriente de gas a depurar por contacto es puesta en contacto con superficies de intercambio de calor que pueden estar configuradas de maneras diferentes y que son refrigeradas con un medio refrigerante. Si se cae aquí por debajo del punto de rocío de las impurezas presentes en la corriente de gas, se licúa o solidifica al menos una parte de estas sustancias y se puede separarla de la corriente de gas portador. Así, se conoce por el documento EP 0 655 414 A1 un procedimiento para retirar azufre elemental de una corriente de gas, en el que la corriente de gas cargada con vapor de azufre es puesta en contacto térmico en un intercambiador de calor con aire cuya temperatura está por debajo del punto de congelación del azufre. El azufre se condensa y se le evacua del proceso. Para impedir que en el intercambiador de calor se condense, al mismo tiempo que el azufre, agua de la corriente de gas, el aire utilizado para la refrigeración es puesto primero en contacto térmico con el aire calentado por la corriente de gas y es precalentado de esta manera. Sin embargo, el procedimiento conocido por el documento EP 0 655 414 A1 se adapta especialmente a las particularidades de la depuración de corrientes de gas cargadas con vapores de azufre y no puede transferirse, sin mayores dificultades, a otros procedimientos, especialmente a procedimientos de criocondensación, en la cual se utilizan como refrigerante gases licuados a temperaturas ultrafrías. Se conoce por el documento FR 2 755 873 un equipo de recuperación de, especialmente, hidrocarburos de corrientes de gas, en el que una corriente de gas cargada con una sustancia a separar circula sucesivamente por dos intercambiadores de calor superpuestos dentro de una carcasa común, en los cuales la corriente de gas es puesta en contacto con un agente frigorífico criógeno en contracorriente. La constitución en dos etapas del equipo deberá reducir especialmente el riesgo de que se produzca una explosión a consecuencia de un enriquecimiento de hidrocarburos en el condensado. Se conocen por el documento DE 19517273 C1 un procedimiento y un dispositivo de depuración de gas de escape con intercambiadores de calor, en los que se efectúa en un primer intercambiador de calor de la manera anteriormente descrita una depuración del gas del proceso. Para impedir una recontaminación del gas saliente con condensado se utiliza un segundo intercambiador de calor en el que se conduce la corriente de gas de tal manera que ésta entre en contacto, en un flujo dirigido hacia arriba, con las superficies del intercambiador de calor. Gracias a esta disposición se acumula el condensado en la zona de entrada del segundo intercambiador de calor y puede ser evacuado. La proporción de la cantidad de sustancia separada del gas portador con respecto a la cantidad de sustancia presente en total en el gas depende en primer lugar del grado de rebasamiento por abajo del punto de rocío. Sin embargo, en el proceso de enfriamiento se produce en general una sobresaturación de la corriente de gas y una formación de aerosoles. Dado que los aerosoles se separan en el intercambiador de calor tan sólo en una porción muy pequeña, la cantidad de sustancia realmente separable por la corriente de gas portador es más pequeña que la separación que puede conseguirse teóricamente en base a las presiones de vapor dependientes de la temperatura de las sustancias. Los aerosoles forman así una proporción considerable de las impurezas que abandonan el condensador con la corriente de gas portador. Por tanto, el problema de la presente invención consiste en evitar la formación y propagación de aerosoles en el gas del proceso. 2   Este problema se resuelve en un procedimiento de la clase citada al principio por el hecho de que se calienta el medio refrigerante antes de su alimentación al primer intercambiador de calor y la corriente de gas depurada proveniente del segundo intercambiador de calor es puesta en contacto térmico en el primer intercambiador de calor con la corriente de gas que se debe depurar. La invención se basa en la idea de que la formación de aerosoles es tanto menos acusada cuanto más pequeña es la diferencia entre la temperatura del medio refrigerante y la temperatura de la corriente de gas en el intercambiador de calor. Por tanto, el calentamiento según la invención del medio refrigerante antes de su alimentación al primer intercambiador de calor persigue establecer tan sólo una pequeña diferencia de temperatura entre la corriente de gas a depurar en el lugar de su salida del intercambiador de calor y el medio refrigerante. En un intercambiador de calor que funciona en contracorriente, esta pequeña diferencia de temperatura se conserva a lo largo de todo el intercambiador de calor. Se suprime así eficazmente la formación de aerosoles en el tramo de flujo dentro del primer intercambiador de calor en el que tiene lugar una condensación o una congelación de la sustancia o las sustancias con la cual/las cuales está cargada la corriente de gas. Por el contrario, en el segundo intercambiador de calor tiene lugar un enfriamiento de la corriente de gas hasta una temperatura lo más baja posible para condensar o congelar una proporción lo más grande posible de la sustancia que debe retirarse de la corriente de gas. La indicación "primer intercambiador de calor" y "segundo intercambiador de calor" puede referirse a dispositivos independientes espacialmente separados o bien a partes del mismo intercambiador de calor que están dispuestas a lo largo de la vía de flujo de la corriente de gas. El término "intercambiador de calor" ha de entenderse de un modo muy general en el contexto de la invención y comprende especialmente tanto equipos en los que tiene lugar una transmisión de calor indirecta entre dos sustancias, por ejemplo en superficies de intercambiador de calor, como equipos en los que se establece un contacto físico directo entre las sustancias o se efectúa un entremezclado completo o parcial de ambas sustancias. En un perfeccionamiento preferido de la invención se calienta la corriente de gas depurada que sale del primer intercambiador de calor, concretamente de preferencia hasta una temperatura que esté por debajo del punto de rocío de la sustancia que debe separarse de la corriente de gas. Se logran así especialmente dos efectos: Por un lado, se evaporan los aerosoles que, a pesar de todo, se hayan formado en el primer intercambiador de calor. Por otro lado, se incrementa - para el caso de que el medio refrigerante que sale del segundo intercambiador de calor se utilice para fines de refrigeración en el primer intercambiador de calor - la temperatura del medio refrigerante a la salida del segundo intercambiador de calor y se reduce así el consumo de energía para calentar el medio refrigerante antes de su entrada en el primer intercambiador de calor. En el marco de la invención es incluso imaginable producir toda la potencia de calentamiento para calentar el medio refrigerante en el segundo intercambiador de calor. En este caso especial se prescinde de un equipo de calentamiento separado entre el segundo intercambiador de calor y el primero. Se puede lograr... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de depuración de gases, en el que una corriente de gas cargada de una sustancia es alimentada a un primer intercambiador de calor (2) con miras a su condensación y/o congelación y es puesta en contacto térmico con un medio refrigerante, y a continuación el gas depurado es alimentado a un segundo intercambiador de calor (3) y puesto en contacto térmico con un medio refrigerante, caracterizado porque se calienta el medio refrigerante antes de su alimentación al primer intercambiador de calor (2), y la corriente de gas depurada proveniente del segundo intercambiador de calor (3) es puesta en contacto térmico en el primer intercambiador de calor (2) con la corriente de gas que se debe depurar. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se calienta la corriente de gas depurada antes de su alimentación al segundo intercambiador de calor (3). 3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque se calienta la corriente de gas depurada preferiblemente hasta una temperatura por encima del punto de rocío de la sustancia. 4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque se calienta la corriente de gas depurada después de su evacuación del segundo intercambiador de calor (3), pero antes de su alimentación al primer intercambiador de calor (2). 5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la corriente de gas depurada del segundo intercambiador de calor (3) que se debe alimentar al primer intercambiador de calor (2) a fines de intercambio de calor con la primera corriente de gas a depurar es mezclada y así calentada en un mezclador (42) con al menos una parte de la corriente de gas depurada, calentada en el primer intercambiador de calor (2) por contacto térmico con la corriente de gas a depurar, o con al menos una parte del medio refrigerante, calentado en el primer intercambiador de calor (2) por contacto térmico con la corriente de gas a depurar, o de otro gas sometido a presión. 6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la corriente de gas depurada proveniente del primer intercambiador de calor (31) es mezclada al menos parcialmente en un mezclador (37) con el medio refrigerante y alimentada al primer intercambiador de calor (31) a fines de intercambio de calor con la corriente de gas cargada. 7. Dispositivo de depuración de gases, que comprende un primer intercambiador de calor (2, 31) y un segundo intercambiador de calor (3, 37) que están equipados cada uno de ellos con una alimentación (4, 6, 32) y una evacuación (5, 8, 33) para una corriente de gas a depurar, así como con una alimentación (13, 15) y una evacuación (14, 18) para un medio refrigerante y con una evacuación (22, 35) para condensado, caracterizado porque la alimentación (15) para el medio refrigerante al primer intercambiador de calor (2, 31) está provista de un equipo de calentamiento (25, 27, 37) y el primer intercambiador de calor (2) está equipado con una segunda alimentación de refrigerante (10) que está en unión de flujo con la evacuación (8) para la corriente de gas depurada proveniente del segundo intercambiador de calor (3). 8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque la evacuación (6) para la corriente de gas proveniente del primer intercambiador de calor (2, 31) está provista de un equipo de calentamiento (25, 27, 37). 9. Dispositivo según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque los equipos de calentamiento (25, 27) para el medio refrigerante y/o para la corriente de gas están unidos con un equipo de regulación por medio el cual se puede regular la temperatura de la corriente de gas en el primer intercambiador de calor (2) a un valor prefijado o según un programa prefijado. 10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque el equipo de calentamiento comprende un mezclador (42) con ayuda del cual el medio refrigerante a alimentar al primer intercambiador de calor (2) puede ser mezclado con gas depurado calentado en el primer intercambiador de calor (2) o con medio refrigerante calentado en el primer intercambiador de calor (2) o con otro gas sometido a presión. 11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque el equipo de calentamiento comprende un intercambiador de calor (46) con ayuda del cual el medio refrigerante a alimentar al primer intercambiador de calor (2) puede entrar en contacto térmico con el medio refrigerante calentado en el segundo intercambiador de calor (3). 12. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque el equipo de calentamiento del medio refrigerante consiste en un equipo mezclador (37) en el que se pueden mezclar al menos parcialmente la corriente de gas depurada y el medio refrigerante. 13. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado porque la alimentación (15) para el medio refrigerante al primer intercambiador de calor (2) y/o la alimentación (6) para la corriente de gas del segundo intercambiador de calor están unidas para flujo con una tubería de alimentación de gas (25). 9     11   12   13