Boquilla de distribución de productos pulverulentos en una vena gaseosa y su procedimiento de implementación.

Boquilla (1) de distribución de productos pulverulentos en una vena gaseosa,

la cual boquilla (1) está adaptadapara ser montada en un conducto (50) de circulación de la vena gaseosa, extendiéndose longitudinalmente en elinterior del conducto sobre una longitud útil (L) denominada total, y la cual boquilla (1) comprende:

- una parte de introducción tubular (10), de forma cilíndrica, destinada a ser fijada en una primera pared(51) del conducto (50) de manera que se extiende longitudinalmente en el interior del conducto sobre unalongitud útil (l1) que está comprendida entre el 10 y el 30 % de la longitud útil total (L), y

- una parte de dispersión (20), en forma de porción de cilindro hueco cuya sección forma un arco de círculo,que se extiende en la prolongación de la parte de introducción estando esta parte de dispersión perforadapor orificios (22) de paso de los humos, que están situados a lo largo de una generatriz denominadaprincipal (G) de la parte de dispersión, destinada a enfrentar a la vena gaseosa, y que presentan unasección total comprendida entre el 2 y el 15% de la sección eficaz de la boquilla, que corresponde a lalongitud útil total (L) multiplicada por el diámetro (D) de la parte de introducción (10), presentando esta partede dispersión (20) una longitud (l2) superior o igual al doble de la longitud útil (l1) de la parte de introducción(10).

Boquilla de distribución de productos pulverulentos en una vena gaseosa y su procedimiento de implementación

La presente invención se refiere una boquilla de distribución de productos pulverulentos en una vena gaseosa, así como un procedimiento de implementación de esta boquilla.

Los humos emitidos en los procesos de combustión contienen contaminantes ácidos que hace falta eliminar. Entre estos contaminantes se encuentran el dióxido de azufre, el ácido clorhídrico así como otros numerosos gases ácidos. Diferentes procedimientos son implementados de manera industrial, con el fin de depurar los humos antes de su emisión a la atmósfera.

Entres estos procedimientos, se encuentran los procedimientos secos en los cuales se introducen en la vena gaseosa productos pulverulentos, los cuales reaccionan con los contaminantes ácidos y, en particular, el ácido clorhídrico y el dióxido de azufre. Esto permite captar estos contaminantes en la superficie de los granos de los sólidos, granos que serán a continuación recogidos en un filtro de mangas o un electrofiltro.

Estos procedimientos son bien conocidos y están abundantemente descritos en la literatura y son propuestos a escala industrial. Sin embargo, para ser eficaz, el reactivo pulverulento debe ser distribuido correctamente en el seno de la vena gaseosa. Los caudales de los humos a tratar son, en general, de varias decenas de miles de metros cúbicos por hora, de suerte que el tamaño de los conductos en los cuales hace falta introducir el producto pulverulento es, en general, muy consecuente, a saber, netamente superior al metro cuadrado de sección. A fin de repartir correctamente el producto pulverulento sobre esta sección, condición necesaria para tener un rendimiento de captación elevado con consumos de reactivo pequeños, se proponen comúnmente dos soluciones.

En primer lugar se puede escoger el inyectar en varios puntos de la sección, utilizando por ejemplo varias boquillas de pulverización. Aunque esta solución sea técnicamente utilizable, implica una instrumentación compleja, necesaria para equilibrar correctamente el flujo entre los diferentes puntos de inyección.

A título de alternativa, se puede escoger el inyectar en un único punto, o bien en un número muy limitado de puntos. En este caso, es necesario recurrir a mezcladores estáticos, lo que entraña sedimentos y con ellos, problemas de mantenimiento. Esta solución entraña, además, una pérdida de carga suplementaria sensible, lo que aumenta en consecuencia el consumo energético global. Así, los documentos de patente WO-A-2004/035187, US-A2004/244382 y GB-A-2 429 937 proponen el utilizar tubos de sección circular provistos de orificios repartidos siguiendo la longitud de los tubos. En particular, la forma de realización mostrada en la figura 50 del documento de patente WO-A-2004/035187, que puede ser considerado como el estado de la técnica más cercano a la presente invención, corresponde a una boquilla de distribución adaptada para ser montada en un conducto de circulación de gas y que comprende un tubo de introducción cilíndrico, prolongado por un tubo de dispersión de sección circular cerrado, perforado con orificios.

Habiendo precisado esto, la invención apunta a remediar los diferentes inconvenientes de la técnica anterior a los que se ha hecho alusión aquí arriba. Apunta, en particular, a proponer una boquilla de distribución que puede ser utilizada de manera eficaz por sí sola, a saber, sin multiplicar el número de boquillas. Apunta igualmente a proponer una boquilla de ese tipo que permite distribuir los productos pulverulentos en toda su longitud. La invención apunta, por fin, a proponer una boquilla de ese tipo que pueda ser utilizada, en particular, en los procedimientos de depuración de los humos de combustión por la vía denominada seca, pero que encuentra igualmente su aplicación a cualquier tipo de dispersión de productos pulverulentos en una vena gaseosa.

A este efecto, la invención tiene por objeto una boquilla de distribución de productos pulverulentos en una vena gaseosa, tal como la definida en la reivindicación 1.

Otras características de esta boquilla están especificadas en las reivindicaciones 2 a 6.

La invención, igualmente, tiene por objeto un sistema tal como el definido en la reivindicación 7, así como un procedimiento de implementación de una boquilla definida aquí arriba, tal como el definido en la reivindicación 8.

La invención va a ser descrita a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, dados únicamente a título de ejemplo no limitativo, en los cuales:

- las figuras 1, 2 y 3 son vistas, respectivamente, frontal, desde debajo y de perfil, que ilustran una boquilla de distribución de acuerdo con la invención;

- las figuras 4, 5 y 6 son vistas, respectivamente, frontal, desde debajo y de perfil, que ilustran la boquilla de distribución de las figuras 1 a 3 montada en un conducto en el que circula una vena gaseosa; y

- las figuras 7 y 8 son vistas, respectivamente, frontal y en corte transversal a escala mucho más grande, que ilustran la distribución de productos pulverulentos implementada gracias a la boquilla de la invención.

La boquilla de distribución de acuerdo con la invención, ilustrada en las figuras, está designada en su conjunto por la referencia 1. Como será descrito con más detalle en lo que sigue, esta boquilla comprende tres partes distintas, a saber, una parte de introducción 10, una parte de dispersión 20, así como una parte de soporte 30, siendo esta última opcional.

La boquilla 1 está destinada a ser montada en un conducto 50, más particularmente, ilustrada en las figuras 4 a 6. El conducto 50 presenta paredes laterales 51 y 52, así como paredes frontales 53 y 54. A título de variante no ilustrada, se puede utilizar un conducto de sección cilíndrica. Este conducto permite la circulación de una vena gaseosa formada en este caso por los humos 102 que circulan verticalmente como está representado en la figura 4. Se denota L la longitud útil de la boquilla, a saber, la longitud !penetrante" de la boquilla en el interior del conducto. Esta longitud L corresponde a la distancia que separa las paredes laterales opuestas 51 y 52, entre las cuales se extiende la boquilla. A título no limitativo, el espesor e de la pared de esta boquilla puede estar comprendido entre 1 y 5 mm.

La figura 4 presenta un caso típico de colocación en un conducto, en el cual los humos circulan de manera vertical descendente. Ésta es la configuración preferida, pero la invención es perfectamente utilizable en otras configuraciones, y en particular si los humos circulan de manera horizontal en el conducto. El producto pulverulento a dispersar en el conducto, portado por un fluido vector 101, está ya puesto en suspensión en este fluido vector por cualquier medio ya conocido de por sí cuando es admitido en la boquilla, a una velocidad comprendida entre 10 y 30 m/s, preferentemente entre 15 y 25 m/s.

Esta admisión tiene lugar en la parte 10 cilíndrica, la cual se presenta como un tubo simple, a saber un elemento tubular de sección circular. El caudal de los productos pulverulentos está impuesto, tanto como el caudal del gas vector, de suerte que se escoge el diámetro de la parte 10 de la boquilla, a fin de respetar el rango de velocidades anterior.

Esta parte 10 está provista de un medio de fijación sobre la pared lateral 51 del conducto 50. En el ejemplo ilustrado, un medio tal de fijación es, por ejemplo, una brida 11 que coopera con las paredes de un orificio 55, dispuesto en la pared precitada, orificio en el cual está encajada la parte 10.

Según una de las características de la invención, la longitud útil 11 de esta parte 10 está comprendida entre el 10 y el 30% de la longitud útil total L. Como en el caso del conjunto de la boquilla, la longitud útil de la parte de introducción se refiere a la zona de esta porción que se extiende en el interior del conducto, a saber, a la derecha de la brida de las figuras 4 y 5.

Los humos 102 en los cuales se quiere dispersar el sólido reactivo circulan en el conducto, aquí de manera vertical descendente, a una velocidad usualmente bastante elevada, comprendida habitualmente entre 10 y 20 metros por segundo. En efecto, velocidades más elevadas conducen a una pérdida de carga excesiva mientras que velocidades más lentas conducen a un dimensionamiento que... [Seguir leyendo]

1. Boquilla (1) de distribución de productos pulverulentos en una vena gaseosa, la cual boquilla (1) está adaptada para ser montada en un conducto (50) de circulación de la vena gaseosa, extendiéndose longitudinalmente en el interior del conducto sobre una longitud útil (L) denominada total, y la cual boquilla (1) comprende:

- una parte de introducción tubular (10) , de forma cilíndrica, destinada a ser fijada en una primera pared

(51) del conducto (50) de manera que se extiende longitudinalmente en el interior del conducto sobre una longitud útil (l1) que está comprendida entre el 10 y el 30 % de la longitud útil total (L) , y

- una parte de dispersión (20) , en forma de porción de cilindro hueco cuya sección forma un arco de círculo, que se extiende en la prolongación de la parte de introducción estando esta parte de dispersión perforada por orificios (22) de paso de los humos, que están situados a lo largo de una generatriz denominada principal (G) de la parte de dispersión, destinada a enfrentar a la vena gaseosa, y que presentan una sección total comprendida entre el 2 y el 15% de la sección eficaz de la boquilla, que corresponde a la longitud útil total (L) multiplicada por el diámetro (D) de la parte de introducción (10) , presentando esta parte de dispersión (20) una longitud (l2) superior o igual al doble de la longitud útil (l1) de la parte de introducción (10) .

2. Boquilla según la reivindicación 1, caracterizado por que la parte de dispersión (20) es semicilíndrica.

3. Boquilla según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la parte de dispersión (20) presenta una altura (h) comprendida entre el 40 y el 60% del diámetro exterior (D) de la boquilla (1) , correspondiendo esta altura (h) a la distancia que separa la generatriz principal (G) y los bordes libres (b1, b2) de la parte de dispersión.

4. Boquilla según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la parte de dispersión (20) está terminada, en el lado opuesto de la parte de introducción (10) por una parte de soporte (30) contra una pared opuesta (52) del conducto (50) , presentando esta parte de soporte (30) una longitud (l3) inferior a un tercio de la longitud útil total (L) .

5. Boquilla según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la parte de dispersión (20) presenta una longitud (l2) comprendida entre el 60 y el 90% de la longitud útil total (L) .

6. Boquilla según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que los orificios (22) de paso de humos presentan una forma circular.

7. Sistema que comprende un conducto (50) de circulación de una vena gaseosa y una boquilla (1) de distribución de productos pulverulentos, que es de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y que está montada en el conducto.

8. Procedimiento de implementación de una boquilla de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual se hacen circular productos pulverulentos, en el seno de un fluido portador, en el interior de la boquilla, a una velocidad comprendida entre 10 y 30 m/s y, preferentemente, entre 15 y 25 m/s, siendo medida esta velocidad al nivel de la parte de introducción (10) .