Colector de boquilla de pulverizador (9, 25) que comprende un primer conducto coaxial para el suministro de un gas de atomización (26),

un segundo conducto coaxial (27) presente en dicho primer conducto para el suministro de un líquido, más de una boquilla lateralmente separadas (16) para la atomización y pulverización del líquido en una dirección alejada del eje longitudinal del colector unido al primer conducto, teniendo dichas boquillas (16) una entrada para el líquido conectada con fluidez a dicho segundo conducto, una entradas para el gas de atomización conectada con fluidez al primer conducto, una cámara de mezcla (37) en la que el gas de atomización y el líquido se mezclan y una salida para una mezcla del gas de atomización y el líquido, caracterizado porque la boquilla (16) tiene una abertura (33) para la descarga de gas de atomización cuya abertura (33) está en comunicación fluida con el primer conducto (26) en una posición corriente arriba de la cámara de mezcla y en la que se fija un protector (32) en el primer conducto que rodea la boquilla.

Colector de boquilla de pulverizador y proceso para enfriar un gas caliente usando tal disposición

5 Campo de la invención

La invención se dirige a un colector de boquilla de pulverizador, una disposición de tal colector de boquilla de pulverizador y un proceso para enfriar un gas caliente usando tal disposición

Antecedentes de la invención

El documento US-A-2006/0260191 describe un recipiente en el que un gas de síntesis caliente como el generado en un reactor de gasificación adyacente se refrigera inyectando un líquido enfriador en una corriente de dicho gas de síntesis caliente. En particular la Figura 4 de esta publicación muestra un reactor de gasificación para la gasificación 15 de una materia prima carbonosa sólida para obtener una mezcla de gas de síntesis que tiene una temperatura de entre 1200 y 1800 ºC. El reactor tiene una salida para el gas de síntesis caliente en su extremo superior y una salida para escoria en su extremo inferior. El propio reactor está provisto de unos medios de enfriamiento para bajar la temperatura en una primera etapa a una temperatura por debajo del punto de solidificación de los componentes no gaseosos como los presentes en el gas de síntesis. El gas de síntesis se reduce además en temperatura inyectando una vaporización de agua en el flujo de gas de síntesis en un recipiente separado de enfriamiento conectado al reactor de gasificación por medio de un conducto. Una ventaja del recipiente de enfriamiento es que el diseño de tal recipiente puede ser mucho más simple que un hervidor de calor residual que tiene múltiples bancos intercambiadores de calor. Una ventaja adicional es que puede obtenerse un gas de síntesis que contiene agua en un contenido, que es menor que el contenido de saturación. Esto hace posible obtener gas de síntesis sustancialmente refrigerado a partir de ceniza que puede separarse usando un filtro como por ejemplo el descrito en el documento EP-B-1178858, o más preferentemente usando un ciclón.

El documento DE-A-102005004341 describe un colector de boquilla de pulverizador que comprende un primer conducto coaxial para el suministro de un gas de atomización, un segundo conducto coaxial presente en dicho primer conducto para el suministro de un líquido. El colector de boquilla de pulverizador tiene además más de una boquilla lateralmente separadas para la atomización y pulverización del líquido.

Los solicitantes han descubierto que inyectar un medio de enfriamiento en un gas de síntesis caliente que contiene componentes no gaseosos, tales como ceniza, no es sencillo. Por ejemplo, si se hubiera aplicado el colector de boquilla de pulverizador del documento DE-A-102005004341 se habría dado una seria contaminación de las boquillas del pulverizador debido a la presencia de los componentes no gaseosos como los presentes en el gas de síntesis caliente. La presente invención proporciona medios para inyectar un medio de enfriamiento, que no sufriría tal contaminación.

Resumen de la invención

El colector de boquilla de pulverizador que comprende un primer conducto coaxial para el suministro de un gas de atomización, un segundo conducto coaxial presente en dicho primer conducto para el suministro de un líquido, más de una boquilla lateralmente separadas para la atomización y pulverización del líquido en una dirección alejada del 45 eje longitudinal del colector unido al primer conducto, teniendo dichas boquillas una entrada para el líquido conectada con fluidez a dicho segundo conducto, una entrada para el gas de atomización conectada con fluidez al primer conducto, una cámara de mezcla en la que el gas de atomización y el líquido se mezclan y una salida para una mezcla de gas de atomización y líquido, en el que la boquilla tiene una abertura para la descarga del gas de atomización cuya abertura está en comunicación fluida con el primer conducto en una posición corriente arriba de la cámara de mezcla y en el que se fija un protector en el primer conducto que rodea la boquilla.

Los solicitantes han descubierto que proporcionando un protector que rodea las boquillas en combinación con medios para purgar el espacio entre el protector y la boquilla se obtiene un colector de boquilla de pulverizador en el que puede evitarse efectivamente la contaminación por los componentes no gaseosos.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 muestra una vista en sección transversal de un recipiente de enfriamiento. La Figura 1b muestra una vista en sección transversal de otra realización de un recipiente de enfriamiento La Figura 2 muestra una vista en sección transversal AA' del recipiente de enfriamiento de la Figura 1 o Figura 1b que muestra una disposición de colectores de boquilla de pulverizador. La Figura 3 muestra un colector de boquilla de pulverizador y parte de la pared de un recipiente de enfriamiento. La Figura 4 muestra un detalle del colector de boquilla de pulverizador como se muestra esquemáticamente 65 en la Figura 3.

Descripción detallada de realizaciones

El colector de boquilla de pulverizador se define usando términos como superior, parte superior, inferior, hacia abajo, horizontal y vertical. Estos términos se refieren a la orientación preferente del colector de boquilla de pulverizador 5 cuando está en uso como también se muestra en las Figuras 1-4. Estos términos no pretenden limitar el alcance de la invención a un colector de boquilla de pulverizador que tiene solamente esta orientación.

El colector de boquilla de pulverizador de acuerdo con la invención tiene un primer conducto coaxial para el suministro de un gas de atomización y un segundo conducto coaxial presente en dicho primer conducto para el 10 suministro de un líquido. Estos conductos son preferentemente tubulares. Las boquillas lateralmente separadas están colocadas de manera que atomizan y pulverizan un líquido en una dirección alejada del eje longitudinal del colector. Preferentemente las boquillas están colocadas en una línea paralela al eje longitudinal. Preferentemente las boquillas están colocadas para pulverizar en la misma dirección y perpendiculares al eje longitudinal, aparte de una boquilla adicional colocada en el extremo del conducto que puede pulverizar en una dirección diferente como se describe más abajo.

Las boquillas están unidas al primer conducto. Preferentemente se proporcionan de 3 a, incluyendo, 10 boquillas en un colector de boquilla de pulverizador. Las boquillas tienen una entrada para el líquido conectada con fluidez a dicho segundo conducto y una entrada para el gas de atomización conectada con fluidez al primer conducto. Las boquillas tienen una cámara de mezcla en la que el gas de atomización y el líquido se mezclan y una salida para una mezcla de gas de atomización y líquido.

El primer y segundo conducto del colector de boquilla de pulverizador están conectadas adecuadamente con fluidez a medios para suministrar gas de atomización y medios para suministrar líquido respectivamente en un extremo de dichos conductos. En el extremo opuesto de los conductos del colector preferentemente está presente una boquilla adicional que tiene una dirección de pulverización, que está inclinada con respecto a la dirección de pulverización de las otras boquillas. Más preferentemente la dirección de pulverización de la boquilla del extremo exterior hace un ángulo de entre 0 y 45 ºC con la dirección de pulverización de las otras boquillas sobre dicho colector.

Con el fin de reducir los depósitos de ceniza sobre el exterior de la boquilla se proporciona una abertura o más aberturas en la boquilla para la descarga de gas de atomización. Esta abertura está en comunicación fluida con el primer conducto en una posición corriente arriba de la cámara de mezcla. Parte del gas atomizador fluirá a través de estas aberturas y eliminará o evitará que la ceniza se deposite sobre el exterior de la boquilla. La boquilla que tiene tales aberturas está rodeada por un protector, que se extiende desde el primer conducto y que tiene un extremo abierto para permitir el paso de la pulverización líquida cuando sale de la boquilla. Tal protector puede rodear más de una boquilla. Preferentemente cada boquilla individual está provista de un protector separado. Más preferentemente el protector es una parte tubular que rodea una boquilla.

Preferentemente el colector de boquilla de pulverizador está provisto de medios para evitar o eliminar que los depósitos se acumulen sobre la parte superior del colector de boquilla de pulverizador. Tales medios pueden ser medios golpeadores mecánicos... [Seguir leyendo]

1. Colector de boquilla de pulverizador (9, 25) que comprende un primer conducto coaxial para el suministro de un gas de atomización (26) , un segundo conducto coaxial (27) presente en dicho primer conducto para el suministro de un líquido, más de una boquilla lateralmente separadas (16) para la atomización y pulverización del líquido en una dirección alejada del eje longitudinal del colector unido al primer conducto, teniendo dichas boquillas (16) una entrada para el líquido conectada con fluidez a dicho segundo conducto, una entradas para el gas de atomización conectada con fluidez al primer conducto, una cámara de mezcla (37) en la que el gas de atomización y el líquido se mezclan y una salida para una mezcla del gas de atomización y el líquido, caracterizado porque la boquilla (16) tiene una abertura (33) para la descarga de gas de atomización cuya abertura (33) está en comunicación fluida con el primer conducto (26) en una posición corriente arriba de la cámara de mezcla y en la que se fija un protector (32) en el primer conducto que rodea la boquilla.

2. Colector de boquilla de pulverizador (9, 25) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las boquillas lateralmente separadas (16) se extienden a lo largo de un lado del primer conducto y un número de aberturas lateralmente separadas están presentes en la pared del primer conducto en su lado opuesto.

3. Colector de boquilla de pulverizador (9, 25) de acuerdo con una cualquier de las reivindicaciones 1-2, en el que el primer y segundo conducto están conectados con fluidez a los medios para suministrar gas de atomización y líquido respectivamente en un extremo de dichos conductos y en el que en el otro extremo de dichos conductos está presente una boquilla (28) que tiene una dirección de pulverización, que está inclinada con respecto a la dirección de pulverización de las otras boquillas.

4. Colector de boquilla de pulverizador (9, 25) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que la boquilla (16) comprende un conducto de suministro vertical y central para un líquido conectado con fluidez al segundo conducto axial, como el presente en un cuerpo de conducto, teniendo dicho cuerpo de conducto aberturas de descarga exteriores y radiales (19) en su extremo inferior, saliendo dichas aberturas de descarga radiales en la cámara de mezcla (37) , comprendiendo dicha cámara de mezcla un espacio anular (20) conectado con fluidez al primer conducto coaxial para el gas de atomización (26) y conectado con fluidez a un único conducto de salida (22)

en el extremo inferior de la boquilla, estando definido dicho conducto de salida (22) por la pared interior de un cuerpo de boquilla (17) y en el que dicho conducto de salida (22) termina en su extremo inferior en una abertura de salida divergente (24) para una mezcla de líquido y gas de atomización.

5. Colector de boquilla de pulverizador (9, 25) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que los medios de explosión (38) están presentes para destruir continuamente o intermitentemente o en cualquier combinación cualquier depósito, que puede formarse sobre el lado superior del colector de boquilla de pulverizador (9, 25) .

6. Disposición de más de un colector de boquilla de pulverizador (9, 25) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la mayoría de las boquillas (16) se dirigen sustancialmente en la misma dirección, en la que los colectores (9, 25) están en posición radial en un plano horizontal circular y en la que los medios para suministrar gas de atomización y líquido al colector (9, 25) están presentes a lo largo de su circunferencia y en la que los extremos de los conectores (9, 25) en el centro del círculo están separados entre sí.

45 7. Proceso para enfriar un flujo de gas caliente inyectando una pulverización de gotitas líquidas presentes en un gas de atomización en el flujo de gas caliente usando una disposición de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el gas caliente pasa en una dirección perpendicular al plano circular y en el que la pulverización se inyecta en la misma dirección que la dirección del gas caliente.

50 8. Proceso de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el gas caliente es una mezcla gaseosa que contiene ceniza de monóxido de carbono e hidrógeno que tiene una presión de entre 2 y 10 MPa y una temperatura inicial de entre 500 y 900 ºC, el líquido comprende agua y en el que la temperatura del gas después de la etapa de enfriamiento es de entre 200 y 600 ºC y en el que un gas atomizador como el suministrado en el primer conducto coaxial tiene una presión de entre 0, 5 y 2 MPa por encima de la presión de la mezcla gaseosa de monóxido de carbono e hidrógeno.

9. Proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la temperatura inicial es de entre 600 y 800 ºC y en el que la temperatura del gas después de la etapa de enfriamiento es de entre 300 y 500 ºC.