Procedimiento para la separación del dióxido sulfuroso de un gas (4,

504, 604) por medio de un líquido acuoso de absorción (8, 508, 608); procedimiento éste en el que el gas (4, 504, 604) se hace pasar en el sentido ascendente por una placa horizontal perforada (20, 520, 620) en la cual está prevista una capa fluida (24) del líquido de absorción (, 508, 608), y este procedimiento está caracterizado porque el líquido de absorción (8, 508, 608) es conducido sobre la placa perforada (20, 520, 620) desde una zona de entrada (14, 514, 614) hasta una zona de salida (28, 528, 628), en la que el líquido de absorción (8, 508, 608) es recogido para ser obligado a fluir en el sentido descendente hasta un depósito (6, 506, 606) para el líquido de absorción (8, 508, 608); el gas (4, 504, 604) es conducido, en primer lugar, por una zona de contacto (44) en la que el mismo es puesto en contacto con el líquido de absorción (8, 508, 608) que desde la zona de salida (28, 528, 628) fluye en el sentido descendente hasta el depósito (6, 506, 606) y, a continuación, el gas (4, 504, 604) es conducido en el sentido ascendente a través de la placa perforada (20, 520, 620) así como por la capa fluida (24) que en ésta última está prevista para la separación del dióxido sulfuroso

Procedimiento y dispositivo para la separación de dióxido sulfuroso de un gas.

Campo de aplicación

La presente invención se refiere a un procedimiento para la separación del dióxido sulfuroso de un gas por medio de un líquido acuoso de absorción; procedimiento éste en el cual el gas es conducido hacia arriba a través de una placa perforada que es principalmente horizontal y en la que se encuentra una capa fluida del líquido de absorción.

La presente invención se refiere, asimismo, a un dispositivo para la separación del dióxido sulfuroso de un gas por medio de un líquido acuoso de absorción; dispositivo éste que comprende lo siguiente: Una entrada para el gas que contiene el dióxido sulfuroso así como una salida para el gas del cual ha sido separado el dióxido sulfuroso; una placa perforada que es principalmente horizontal y la cual está situada entre la entrada y la salida, y la misma está prevista para permitir que el gas con contenido en dióxido sulfuro pueda pasar desde abajo para sostener por la cara superior de la placa una capa fluida del líquido de absorción; un recipiente para el líquido de absorción; por lo menos un conducto de entrada que comunica este recipiente con la cara superior de la placa perforada; como asimismo comprende este dispositivo por lo menos un medio para conducir el líquido de absorción desde el recipiente y a través del conducto de entrada hasta la cara superior de la placa perforada así como a lo largo de esta placa.

Fundamentos de la invención

El dióxido sulfuroso es un gas que se forma por la oxidación de materiales que contienen azufre como son, por ejemplo, el carbón; el petróleo; el gas natural; unos desperdicios, tanto industriales como domésticos; la turba, etc. etc. El dióxido sulfuroso se puede formar también en base a un producto residual en los procesos químicos como son, por ejemplo, los procesos metalúrgicos. Normalmente, no es permitido emitir grandes cantidades de dióxido sulfuroso hacia la atmósfera, lo cual significa que se hace necesario algún tipo de depuración. Un ejemplo de ello consiste en la depuración de los gases de escape en las centrales de energía así como en otras plantas de combustión. El gas de escape, que se forma por la combustión en las plantas de esta clase, es normalmente depurado, entre otras maneras también mediante la absorción del dióxido sulfuroso dentro de un líquido de absorción. Este líquido de absorción puede contener, por ejemplo, agua así como una ó bien varias de las sustancias como son la cal viva, la piedra caliza, la dolomita; una solución de hidróxido sódico así como unas sustancias similares que sean apropiadas para la absorción del dióxido sulfuroso. Los gases de escape pueden ser depurados, por ejemplo, dentro de una torre rodadora, según lo revelado en la Patente Europea Núm. EP 0 162 536, ó bien por medio de una bandeja perforada, según lo revelado en la Patente Núm. 5 246 471 de los Estados Unidos. Sin embargo, se ha puesto de manifiesto que estos dispositivos para la depuración de gases, en particular de los gases de escape, consumen una gran cantidad de energía cuando unas elevadas cantidades del líquido de absorción han de ser bombeadas a una presión relativamente alta.

Las Patentes Núms. 4 099 925, 5 660 616 y 4 239 515 de los Estados Unidos así como la Patente Internacional Núm. WO 96/00 122 describen unos aparatos de depuración con un reducido consumo en energía. El gas de escape es conducido hacia arriba a través de una placa perforada sobre la cual está prevista una capa fluida de un líquido de absorción.

Si el gas de escape no está saturado de vapor de agua, el agua se evaporará del líquido de absorción y puede así ser añadida al gas de escape durante el proceso de depuración. Se ha descubierto que esta evaporación se produce parcialmente al pasar el gas de escape por la placa perforada. Un problema consiste, sin embargo, en el hecho de que unas sustancias - como, por ejemplo, la cal viva, la piedra caliza, el yeso, el sulfito cálcico, el sulfato sódico, etc., etc., que se encuentran de forma disuelta ó suspendida dentro del líquido de absorción - tienen la tendencia de evaporarse y ser precipitadas en la cara inferior de la placa perforada así como dentro de los agujeros de la misma. Esto hace que se incremente la caída de presión a través de la placa perforada y se produce una variación en la caída de presión por todo el área de esta placa. Esto tiene por resultado un incrementado consumo de energía, a causa de la caída de presión, al igual que una más reducida absorción del dióxido sulfuroso, debido a la desigual distribución del gas de escape dentro de la capa del líquido de absorción sobre la placa perforada. La solución de este problema según el anterior estado de la técnica consiste en disponer, por delante del aparato de depuración con la placa perforada, un refrigerador en la forma de una separada torre rodadora, por ejemplo, del tipo revelado en la Patente Núm. 5 753 012 de los Estados Unidos. Hacia el interior de la separada torre rodadora - a la que se introduce, en primer lugar, el gas de escape - es inyectado un líquido acuoso en la misma relación (también denominada ratio L/G = líquido/gas) como la existente entre el flujo del líquido de absorción y el flujo del gas de escape, por regla general de aproximadamente 0,2 hasta 1 litro de líquido por m³ de gas de escape, así como a una presión que es tan elevada que el líquido sea pulverizado y pueda saturar el gas de escape con vapor de agua. Una vez saturado el gas de escape con el vapor de agua, el primero puede ser pasado a través de la placa perforada sin correr el riesgo de que se precipiten unas sustancias sólidas. Una separada torre rociadora representa, sin embargo, una solución complicada que, además, consumo mucha energía, aparte de comprender bombas, tuberías, depósitos, sistemas de control así como ta propia torre separada. Además, al ser empleada una torre rociadora de este tipo, se pueden formar unas partículas semi-secas que se adhieren en la cara inferior de la placa perforada. Por consiguiente, algunas veces se hace necesario prever un sistema para un lavado intermitente de la cara inferior de esta placa perforada.

Resumen de la invención

Por este motivo, la presente invención tiene el objeto de proporcionar un más eficiente procedimiento para la separación del dióxido sulfuroso según el cual puedan ser eliminados ó ser reducidos en gran medida los inconvenientes anteriormente mencionados en relación con el estado anterior de la técnica.

De acuerdo con la presente invención, este objeto es conseguido por medio de un procedimiento que es del tipo mencionado al principio, y el mismo está caracterizado por el hecho de que el líquido de absorción es conducido sobre la placa perforada, desde una zona de entrada hasta una zona de salida en la que el líquido de absorción es acumulado para ser obligado a pasar en el sentido descendente hacia un recipiente para el líquido de absorción, mientras que el gas es conducido, en primer lugar, a través de una zona de contacto dentro de la cual el mismo es puesto en contacto con el líquido de absorción que desde la zona de salida fluye hacia abajo hasta el recipiente y, a continuación, el gas se hace pasar hacia arriba, a través de la placa perforada y de la capa fluida, prevista en la placa para la separación del dióxido sulfuroso. Dentro de la zona de contacto, el gas es saturado sustancialmente con vapor de agua, con lo cual se reduce el riesgo de una precipitación sobre la placa perforada. Esta zona de contacto permite también la absorción del dióxido sulfuroso. Al tener lugar la absorción del dióxido sulfuroso en las dos fases - es decir, dentro de la zona de contacto, en primer lugar, y después en la capa de líquido de absorción, prevista sobre la placa perforada - será mejorada la absorción total del dióxido sulfuroso. Teniendo en cuenta que el líquido de absorción fluye primero sobre la placa perforada para luego alcanzar la zona de contacto, queda proporcionada una contra-corriente que favorece la absorción.

Según una preferida forma de realización es así que al líquido de absorción es añadido un agente absorbente elegido entre la cal viva, la piedra caliza ó entre unas suspensiones de éstas. La cal viva y la piedra caliza son unos convenientes agentes absorbentes desde el punto de vista económico, habida cuenta de que el dióxido sulfuroso ha de ser separado dentro de un gran flujo de gas de escape. Un líquido de absorción, que contiene la cal viva ó la piedra caliza, es presentado en forma de una suspensión de... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la separación del dióxido sulfuroso de un gas (4, 504, 604) por medio de un líquido acuoso de absorción (8, 508, 608); procedimiento éste en el que el gas (4, 504, 604) se hace pasar en el sentido ascendente por una placa horizontal perforada (20, 520, 620) en la cual está prevista una capa fluida (24) del líquido de absorción (, 508, 608), y este procedimiento está caracterizado porque el líquido de absorción (8, 508, 608) es conducido sobre la placa perforada (20, 520, 620) desde una zona de entrada (14, 514, 614) hasta una zona de salida (28, 528, 628), en la que el líquido de absorción (8, 508, 608) es recogido para ser obligado a fluir en el sentido descendente hasta un depósito (6, 506, 606) para el líquido de absorción (8, 508, 608); el gas (4, 504, 604) es conducido, en primer lugar, por una zona de contacto (44) en la que el mismo es puesto en contacto con el líquido de absorción (8, 508, 608) que desde la zona de salida (28, 528, 628) fluye en el sentido descendente hasta el depósito (6, 506, 606) y, a continuación, el gas (4, 504, 604) es conducido en el sentido ascendente a través de la placa perforada (20, 520, 620) así como por la capa fluida (24) que en ésta última está prevista para la separación del dióxido sulfuroso.

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1) en el cual al líquido de absorción es añadido un agente absorbente que es elegido entre la cal viva y la piedra caliza y de suspensiones de las mismas.

3. Procedimiento conforme a las reivindicaciones 1) ó 2) en el cual la superficie (36, 536, 636) del líquido de absorción dentro del depósito (6, 506, 606) se encuentra a un nivel situado por debajo de la zona de contacto (44) y un espacio de paso (38, 538, 638), a través del cual puede ser conducido el gas (4, 504, 604), queda proporcionado entre la superficie (36, 536, 636) del líquido de absorción y la zona de salida (28, 528, 628), mientras que un parámetro - representativo del nivel de la superficie (36, 536, 636) del líquido de absorción y, por consiguiente, también de la altura (H) del espacio de paso (38, 538, 638) - está siendo controlado de tal manera que la velocidad media del gas (4, 504, 604) dentro del espacio de paso (38, 538, 638) se encuentre dentro de la gama de 5 hasta 35 mtrs./seg.

4. Procedimiento conforme a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores y en el cual la zona de salida (28, 528, 628) comprende una caja de salida (30, 530, 630) con por lo menos un medio de distribución (34) para distribuir dentro de la zona de contacto (44) el líquido que fluye desde la zona de salida (28, 528, 628) hasta el depósito (6, 506, 606), mientras que la relación entre la presión hidrostática dentro de la caja de salida (30, 530, 630) y la presión diferencial del gas - medida entre un primer punto (A), situado directamente por delante de la zona de contacto (44), y un segundo punto (B), situado sobre la capa fluida (24) del líquido de absorción (8, 508, 608) en la placa perforada (20, 520, 620) - es controlada de tal modo que la referida presión hidrostática sea mayor que la mencionada presión diferencial dentro del gas.

5. Procedimiento conforme a la reivindicación 4) en el cual la referida relación entre la presión hidrostática y la mencionada presión diferencial dentro del gas es controlada de tal manera que al líquido de absorción (8, 508, 608), que sale del medio de distribución (34), es concedida una velocidad de 0,2 hasta 3 mtrs./seg.

6. Procedimiento conforme a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores y en el cual el gas se encuentra sin saturar antes de ser introducido en la zona de contacto (44), y este gas queda sustancial mente saturado con el vapor de agua al entrar el mismo dentro de la zona de contacto (44) en contacto con el líquido de absorción (8) que fluye hacia abajo.

7. Dispositivo para la separación del dióxido sulfuroso de un gas (4, 504. 604) por medio de un líquido acuoso de absorción (8, 508, 608); dispositivo éste que comprende:

a) Una entrada (2, 502, 602) para el gas (4, 504, 604), que contiene el dióxido sulfuroso, así como una salida (42, 542, 642) para el gas (40, 540, 640) del cual ha sido separado el dióxido sulfuroso

b) Una placa horizontal perforada (20, 520, 620), situada entre la entrada (2, 502, 602) y la salida (42, 542, 642) y la cual está prevista para permitir que el gas con contenido en dióxido sulfuroso pueda pasar desde abajo y pueda sostener en la cara superior (22) de la placa una capa fluida (24) del líquido de absorción (8, 508, 608);

c) Un depósito (6,506, 606) para el líquido de absorción (8, 508, 608);

d) Por lo menos un conducto de entrada (12, 512, 612) que une el depósito (6, 506, 606) con la cara superior (22) de la placa perforada (20, 520, 620); así como

e) Por lo menos un medio (10, 510, 610) para conducir el líquido de absorción (8, 508, 608) desde el depósito (6, 506, 606) a través del conducto de entrada (12, 512, 612) hasta la cara superior (22) de la placa perforada (20, 520, 620) así como a lo largo de la placa perforada (20, 520, 620);

Dispositivo éste que está caracterizado porque el mismo comprende, además,

f) Por lo menos una caja de salida (30, 530, 630) para recoger el líquido de absorción (8, 508, 608) que fluye sobre la placa perforada (20, 520, 620); así como

g) Por lo menos un medio de distribución (34) que está previsto para que el gas (4, 504, 604), que a través de la entrada (2, 502, 602) es aportado al dispositivo, pueda entrar en contacto con el líquido (8, 508, 608), que fluye desde la caja de salida (30, 530, 630) hasta el depósito (6, 506, 606), y esto antes de que este gas pueda pasar por la placa perforada (20, 520, 620).

8. Dispositivo conforme a la reivindicación 7) en el cual el medio de distribución (34) comprende por lo menos una tobera (55, 56,152,154).

9. Dispositivo conforme a la reivindicación 8) en el cual la medida característica de la tobera (55, 56, 152, 154) - como, por ejemplo, el más pequeño diámetro (D) del agujero ó la más reducida anchura (V) del espacio intermedio - es de 1 hasta 8 cms.

10. Dispositivo conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 7) hasta 9) y en el cual la caja de salida (30, 530, 630) comprende un fondo (32) que está situado por debajo del nivel de la cara superior (22) de la placa perforada (20, 520, 620).

11. Dispositivo conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 7) hasta 10) y en el cual la superficie (36, 536, 636) del líquido dentro del depósito (6, 506, 606) se encuentra por debajo de la caja de salida (30, 530, 630) y queda proporcionado un espacio de paso (38, 538, 638) entre la superficie (36, 536, 636) del líquido de absorción y la caja de salida (30, 530, 630).

12. Dispositivo conforme a la reivindicación 11) en el cual la superficie (36, 536, 636) del líquido de absorción dentro del depósito (6, 506, 606) también se extiende por debajo de principalmente toda la placa perforada (20, 520, 620).

13. Dispositivo conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 7) hasta 12) y en el cual un borde rebosador (258) está dispuesto entre la placa perforada (20) y la caja de salida (230).

14. Dispositivo conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 7) hasta 13) y en el cual la caja de salida (430) comprende un medio de control - como, por ejemplo, unas placas de orificios (458) - para regular la velocidad del flujo de líquido a través del medio de distribución (459, 460).

15. Dispositivo conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 7) hasta 14) y en el cual el referido medio para conducir el líquido de absorción (8, 508, 608) hacia la capa superior (22) de la placa perforada (20, 520, 620) comprende una bomba de tipo mamut (10, 510, 610).

16. Dispositivo conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 7) hasta. 15) y en el cual una zona de ventilación (51) para ventilar el líquido de absorción (8) está prevista entre la placa perforada (20) y el medio de distribución (34).