APARATO Y MÉTODO PARA EL ENFRIAMIENTO DE LOS GASES DE ESCAPE DEL HORNO EN UNA DERIVACIÓN DEL HORNO.

Un aparato (5) para el enfriamiento de los gases de escape del horno en una derivación del horno (7),

aparato que comprende una cámara de mezclado (9) para la extracción y enfriamiento de una parte de los gases de escape del horno de un sistema de horno (1, 3), comprendiendo dicha cámara de mezclado (9) una carcasa tubular que se proporciona en un extremo con una entrada de gases de escape (11) para los gases de escape del horno y que se proporciona en su otro extremo con una salida (13) para los gases de escape enfriados, comprendiendo además dicha cámara de mezclado (9) una entrada tangencial (15) para los gases de enfriamiento, en el que el aparato está provisto también de un primer ventilador (17) para el suministro de los gases de enfriamiento a la cámara de mezclado (9) y un segundo ventilador (19) para la extracción de los gases de escape del horno a través de la derivación del horno (7), caracterizado por que el aparato (5) comprende medios (31, 33) para medir, respectivamente, el flujo másico mA y la velocidad de flujo vA de los gases de enfriamiento que se introducen en la cámara de mezclado (9), y el flujo másico mB y la velocidad de flujo vB de los gases de escape enfriados que se han descargado de la cámara de mezclado (9), una unidad de cálculo (35) para determinar en base a los valores medidos de mA, vA, vB y mB el flujo másico real mC y la velocidad de flujo vC de los gases de escape del horno que se extraen a través de la derivación del horno (7) y para comparar el flujo másico real mC con un valor predeterminado para los gases de escape del horno dirigidos para ser extraídos a través de la derivación del horno (7), una unidad de cálculo (35) para determinar en base a los valores de mA, vA, vC y mC el número real de turbulencia S de los gases en la cámara de mezclado (9) y compararlo con un valor deseado, predeterminado para el número de turbulencia de los gases en la cámara de mezclado (9), y medios (37, 39, 41) para regular, respectivamente, el ventilador (17) para el suministro de los gases de enfriamiento a la cámara de mezclado (9), el ventilador (19) para la extracción los gases de escape del horno a través de la derivación del horno (7) y la pérdida de presión en el aparato (5) cuando ΔmC o ΔS se desvía de 0.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/065744.

Solicitante: FLSMIDTH A/S.

Nacionalidad solicitante: Dinamarca.

Dirección: VIGERSLEV ALLE 77 2500 VALBY DINAMARCA.

Inventor/es: HUNDEBOL, SOREN.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 18 de Noviembre de 2008.

Clasificación PCT:

  • C04B7/43 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS.C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › C04B 7/00 Cementos hidráulicos. › Tratamiento térmico, p. ej. precalcinación, cocción, fusión; Enfriamiento.
  • C04B7/44 C04B 7/00 […] › Cocción; Fusión.
  • C04B7/60 C04B 7/00 […] › Métodos de eliminación de metales alcalinos o de sus compuestos.
  • F27B7/20 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F27 ILUMINACION; CALENTAMIENTO; HORNOS; ESTUFAS.F27B HORNOS, ESTUFAS, HOGARES O RETORTAS DE DESTILACION, EN GENERAL; APARATOS DE SINTERIZACION A CIELO ABIERTO O APARATOS SIMILARES (aparatos de combustión F23; calefacción eléctrica H05B). › F27B 7/00 Hornos con tambores rotativos, es decir, horizontales o ligeramente inclinados. › Partes constitutivas, accesorios o equipos particulares para los hornos con tambores rotativos.
  • F27B7/42 F27B 7/00 […] › Disposición de los dispositivos de control, vigilancia, alarma o dispositivos similares.
  • F27D17/00 F27 […] › F27D PARTES CONSTITUTIVAS O ACCESORIOS DE LOS HORNOS, ESTUFAS, HOGARES O RETORTAS DE DESTILACION, EN LA MEDIDA EN QUE SON COMUNES A MAS DE UN TIPO DE HORNO (aparatos de combustión F23; calefacción eléctrica H05B). › Dispositivos para la utilización del calor perdido (cambiadores de calor en sí F28 ); Dispositivos para la utilización o eliminación de los gases residuales (eliminación de humo en general B08B 15/00).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2372925_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Aparato y método para el enfriamiento de los gases de escape del horno en una derivación del horno. La presente invención se refiere a un aparato para el enfriamiento de los gases de escape del horno en una derivación del horno, cuyo aparato comprende una cámara de mezclado para la extracción y enfriamiento de una parte de los gases de escape del horno de un sistema de horno, comprendiendo dicha cámara de mezclado una carcasa tubular que se proporciona en un extremo con una entrada para los gases de escape para los gases de escape del horno y en su otro extremo con una salida para los gases de escape enfriados, comprendiendo además dicha cámara de mezclado una entrada tangencial para los gases de enfriamiento, en el que el aparato cuenta también con un primer ventilador para el suministro de los gases de enfriamiento a la cámara de mezclado y un segundo ventilador para la extracción de los gases de escape del horno a través de la derivación del horno. La invención se refiere también a un método para enfriar los gases de escape en una derivación del horno. Un aparato del tipo mencionado se conoce por ejemplo, a partir del documento EP 927 707 y se utiliza para reducir la cantidad de componentes volátiles, tales como el cloro, álcali y el azufre, que se han introducido a una planta de fabricación de cemento junto con las materias primas de cemento y el combustible, y que circulan en el sistema de horno de la planta y que pueden causar potencialmente la obstrucción y el funcionamiento inestable del horno. A modo de resumen, el aparato funciona de acuerdo con un método en el que una porción de los gases de escape del horno se extraen a través de una derivación y se enfrían permitiendo que los componentes volátiles en forma sólida se separen de los gases de escape y, posteriormente, se eliminen o se utilicen posiblemente en el cemento terminado o para otros fines. El aparato de acuerdo con el documento EP 927 707 se ha diseñado como una construcción de doble tubo, que consiste en un tubo exterior y un tubo interior que forman entre ellos un canal anular, y que tiene una zona de mezcla, justo delante del tubo interior. Los gases de escape del horno se introducen en el aparato a través del tubo exterior que está conectado con el sistema de horno, y posteriormente se mezclan y enfrían en la zona de mezcla por medio de los gases de enfriamiento, que en forma de un flujo giratorio que sigue una trayectoria de flujo en forma de espiral se dirigen a la zona de mezcla a través del canal anular proporcionado entre el tubo exterior y el tubo interior. Los gases de escape mezclados y enfriados se descargan posteriormente a través del tubo interior para su posterior tratamiento en una etapa posterior del proceso. Durante la operación de una derivación del horno del tipo mencionado anteriormente, el operador determinará la cantidad necesaria de gases de escape del horno que se tienen que extraer a través de la derivación del horno con el fin de mantener un nivel constante de los componentes volátiles que circulan en el sistema de horno. Normalmente, la cantidad de gases de escape del horno que se extrae a través de la derivación del horno constituirá entre el 2 y el 10 por ciento del volumen total de los gases de escape, en función de la cantidad y de la composición de los componentes volátiles. Durante la operación, la regulación de la derivación del horno se basa tradicionalmente en el mantenimiento de un valor predeterminado de la temperatura de los gases de escape mezclados que se descargan de la cámara de mezclado. La regulación en sí se lleva a cabo sobre la base de mediciones continuas de la temperatura de los gases de escape mezclados, y la regulación posterior de las cantidades de los gases de enfriamiento y de los gases de escape del horno, respectivamente, en función de la temperatura medida de acuerdo con un procedimiento preestablecido a través dl ajuste de uno o de ambos ventiladores del aparato. La desventaja inherente de este modo de regulación es que, por ejemplo, las variaciones en la temperatura de los gases de escape del horno extraídos o las cantidades variables de polvo en los gases de escape del horno extraídos pueden causar grandes variaciones en la cantidad de gases de escape del horno que se extraen a través de la derivación del horno. Esto no es deseable, dado que la cantidad de aire de combustión/gases de escape del horno que se extrae a través del horno también presentará variaciones, dificultándole de este modo al operador mantener una temperatura específica en la zona de combustión y un exceso de aire específico en el horno. Esto no sólo puede afectar la calidad del producto sino que también pueden influir en la evaporación de los compuestos de azufre y álcali. Esto implica un riesgo cada vez mayor de que se produzcan revestimientos o atascos en el sistema de horno debido a la mayor concentración de compuestos volátiles o el riesgo de que se formen recubrimientos en la cámara de mezclado, debido a un enfriamiento insuficiente los gases de escape del horno. Además, existe el riesgo de que los gases de enfriamiento entren en el sistema de horno como aire falso, en los casos en los que el número de turbulencia de los gases de enfriamiento introducidos en la cámara de mezclado será tan alto que la cúpula del torbellino sobresalga en el sistema de horno. Por lo tanto, es deseable tener la capacidad de regular una derivación del horno de modo que la cantidad de gases de escape del horno que se extrae a través de la derivación del horno sea prácticamente constante, mientras que al mismo tiempo el enfriamiento en la cámara de mezclado sea suficiente para evitar que se formen revestimientos y se llevará a cabo sin la entrada de los gases de enfriamiento en el sistema de horno en forma de aire falso. El objeto de la presente invención es proporcionar un aparato, así como un método para enfriar los gases de escape del horno en una derivación del horno, por medio de los que se pueden lograr los objetivos deseables mencionados. De acuerdo con la presente invención, esto se logra por medio de un aparato del tipo mencionado en la introducción, 2   y que se caracteriza por que el aparato comprende medios para medir el flujo másico mA y la velocidad del flujo vA de los gases de enfriamiento, que se introducen en el cámara de mezclado, y el flujo másico mB y la velocidad del flujo vB de los gases de escape enfriados que se descargan de la cámara de mezclado, una unidad de cálculo para determinar en base a los valores medidos de mA, vA, mB y vB el flujo másico real mC y la velocidad de flujo vC de los gases de escape del horno que se extraen a través de la derivación del horno y para comparar el flujo másico real mC con un valor predeterminado para los gases de escape del horno dirigidos para ser extraídos a través de la derivación del horno, una unidad de cálculo para determinar en base a los valores de mA, vA, mC y vC el número de turbulencia real S de los gases en la cámara de mezclado y comparar esto con un valor deseado, predeterminado para el número de turbulencia de los gases en la cámara de mezclado, y medios para regular, respectivamente, el ventilador para la alimentación de los gases de enfriamiento a la cámara de mezclado, el ventilador para la extracción de los gases de escape del horno a través de la derivación del horno y la pérdida de presión en el aparato cuando mC o S se desvía de 0. El método de acuerdo con la invención para la refrigeración de los gases de escape del horno en una derivación del horno comprende las etapas de que se extraiga una parte de los gases de escape de un sistema de horno y se enfríe en una cámara de mezclado, que comprende una carcasa tubular en la que los gases de escape del horno se introducen en un extremo a través de una entrada para los gases de escape, los gases de escape enfriados se descargan en el otro extremo a través de una salida y los gases de enfriamiento se introducen en la cámara de mezclado a través de una entrada tangencial de gas de enfriamiento, y en el que los gases de enfriamiento se suministran a la cámara de mezclado por medio de un primer ventilador y los gases de escape del horno se extraen a través de la derivación del horno por medio de un segundo ventilador, y se caracteriza por que se miden, respectivamente, el flujo másico mA y la velocidad de flujo vA de los gases de enfriamiento que se introducen en la cámara de mezclado, y el flujo másico mB y la velocidad de flujo vB de los gases de escape enfriados que se descargan de la cámara de mezclado, y por que el flujo másico real vc y la velocidad de flujo mc de los gases de escape del horno que se extraen a través de la derivación del horno se determinan en base a los valores medidos de mA, vA, mB y vB, y se comparan con un valor predeterminado para los gases de escape del... 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Reivindicaciones:

1. Un aparato (5) para el enfriamiento de los gases de escape del horno en una derivación del horno (7), aparato que comprende una cámara de mezclado (9) para la extracción y enfriamiento de una parte de los gases de escape del horno de un sistema de horno (1, 3), comprendiendo dicha cámara de mezclado (9) una carcasa tubular que se proporciona en un extremo con una entrada de gases de escape (11) para los gases de escape del horno y que se proporciona en su otro extremo con una salida (13) para los gases de escape enfriados, comprendiendo además dicha cámara de mezclado (9) una entrada tangencial (15) para los gases de enfriamiento, en el que el aparato está provisto también de un primer ventilador (17) para el suministro de los gases de enfriamiento a la cámara de mezclado (9) y un segundo ventilador (19) para la extracción de los gases de escape del horno a través de la derivación del horno (7), caracterizado por que el aparato (5) comprende medios (31, 33) para medir, respectivamente, el flujo másico mA y la velocidad de flujo vA de los gases de enfriamiento que se introducen en la cámara de mezclado (9), y el flujo másico mB y la velocidad de flujo vB de los gases de escape enfriados que se han descargado de la cámara de mezclado (9), una unidad de cálculo (35) para determinar en base a los valores medidos de mA, vA, vB y mB el flujo másico real mC y la velocidad de flujo vC de los gases de escape del horno que se extraen a través de la derivación del horno (7) y para comparar el flujo másico real mC con un valor predeterminado para los gases de escape del horno dirigidos para ser extraídos a través de la derivación del horno (7), una unidad de cálculo (35) para determinar en base a los valores de mA, vA, vC y mC el número real de turbulencia S de los gases en la cámara de mezclado (9) y compararlo con un valor deseado, predeterminado para el número de turbulencia de los gases en la cámara de mezclado (9), y medios (37, 39, 41) para regular, respectivamente, el ventilador (17) para el suministro de los gases de enfriamiento a la cámara de mezclado (9), el ventilador (19) para la extracción los gases de escape del horno a través de la derivación del horno (7) y la pérdida de presión en el aparato (5) cuando mC o S se desvía de 0. 2. Un aparato (5) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que los medios (41) para regular la pérdida de presión en el aparato (5) comprenden medios (43, 47) para variar el área de flujo, respectivamente, en la entrada (15) de los gases de enfriamiento y en la salida (13). 3. Un aparato (5), de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que los medios (41) para variar el área de flujo de la entrada de los gases de enfriamiento (15) comprenden una aleta (43) que está configurada para girar alrededor de un eje (45) y que es capaz de regularse durante el funcionamiento. 4. Un aparato (5), de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que los medios (41) para variar el área de flujo de la salida comprenden una garganta o un amortiguador (47) que se encuentra en la salida (13). 5. Un aparato (5), de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que comprende una pieza de transición cónica (8) que se proporciona entre la carcasa tubular de la cámara de mezclado (9) y del sistema de horno (1, 3). 6. Un aparato (5), de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que comprende una pieza de transición tubular (10) que se proporciona entre la pieza de transición cónica (8) y el sistema de horno (1, 3). 7. Un aparato (5), de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la salida (13) de la cámara de mezclado (9) para los gases de escape enfriados comprende un tubo (12) que sobresale axialmente de su interior y que tiene un diámetro máximo que es menor que la carcasa tubular. 8. Un aparato (5) de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que el tubo (12) se ubica coaxialmente en relación con la carcasa tubular. 9. Un aparato (5), de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizado por que el tubo (12) tiene forma cónica con su diámetro más pequeño en su extremo libre interior. 10. Un método para enfriar los gases de escape del horno en una derivación del horno (7) que comprende las etapas de extraer una parte de los gases de escape de un sistema de horno (1, 3) y enfriarlos en una cámara de mezclado (9) que comprende una carcasa tubular, en la que los gases de escape del horno se introducen en un extremo a través de una entrada para los gases de escape (11), los gases de escape enfriados se descargan en el otro extremo a través de una salida (13) y los gases de enfriamiento se introducen en la cámara de mezclado a través de una entrada tangencial para los gases de enfriamiento (15), y en el que los gases de enfriamiento se suministran a la cámara de mezclado por medio de un primer ventilador (17) y los gases de escape del horno se extraen a través de la derivación del horno por medio de un segundo ventilador (19), caracterizado por que, se miden, respectivamente, el flujo másico mA y la velocidad de flujo vA de los gases de enfriamiento que se introducen en la cámara de mezclado (9), y el de flujo másico mB y la velocidad de flujo vB de los gases de escape enfriados que se han descargado de la cámara de mezclado (9), y por que el flujo másico real mC y la velocidad de flujo vC de los gases de escape del horno que se extraen a través de la derivación del horno (7) se determinan en base a los valores medidos de mA, vA, mB y vB y se comparan con un valor predeterminado para los gases de escape del horno dirigidos para ser extraídos a través de la derivación del horno, y por que el número de turbulencia real S de los gases en la cámara de mezclado (9) se determina en base a los valores de mA, vA, mC y vC y se compara con un 6   valor deseado, predeterminado para el número de turbulencia de los gases en la cámara de mezclado, y por que al menos uno de, respectivamente, el ventilador (17) para la introducción de los gases de enfriamiento en la cámara de mezclado, el ventilador (19) para la extracción de los gases de escape del horno a través de la derivación del horno y la pérdida de presión en el aparato se regulan cuando mC o S se desvía de 0. 7   8   9

 

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