EQUIPO PARA LA CAPTURA DE COVs APLICABLE A TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS Y PROCESO PARA LA CAPTURA.

Equipo para la captura de COVs aplicable a tanques de almacenamiento de hidrocarburos y proceso para la captura.

Se trata de un equipo portátil que utiliza el frío del nitrógeno líquido para conseguir la condensación de compuestos orgánicos volátiles (COVs), tales como vapores de gasolina, acetonas, alcoholes, etc. Consta básicamente de un condensador en cuyo interior se define un espacio interno en el que se condensan tales compuestos orgánicos volátiles, bien por contacto directo o bien por contacto indirecto gracias al enfriamiento generado en tal espacio interior provocado por el nitrógeno líquido, aprovechando el frío de la corriente de salida del condensador para enfriar previamente la corriente de aire contaminada que integra los compuestos orgánicos volátiles, antes de entrar al condensador. El equipo de la invención presenta la ventaja de ser fácilmente transportable ocupando un reducido espacio.

Equipo para la captura de COVs aplicable a tanques de almacenamiento de hidrocarburos y proceso para la captura

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un equipo para la captura de COVs aplicable a tanques de almacenamiento destinado a la captación de compuestos orgánicos volátiles (COVs) mediante la condensación criogénica con nitrógeno líquido. Tales compuestos orgánicos volátiles comprenden esencialmente vapores de gasolina, acetonas, alcoholes, etc. También es objeto de la invención el proceso para la captura.

Una ventaja esencial del equipo de la invención es que es portátil y permite realizar operaciones de captación en discontinuo en cualquier lugar que se requiera.

Una de las aplicaciones más importantes es la captación de vapores orgánicos contenidos en un tanque cuando el mismo se desea limpiar, reparar, o simplemente vaciarse.

El equipo de la invención permite además la salida al exterior del aire contenido en un tanque, limpio de COVs, reduciendo la cantidad de contaminantes que es vertida a la atmósfera durante operaciones de este tipo.

Por otro lado, el equipo de la invención permite también la recuperación de diferentes compuestos para su correcto vertido o incluso su potencial recuperación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad existen distintos sistemas de captación de gases tales como por ejemplo las patentes de invención españolas con números de solicitud P-9400043 y P-9801315, siendo esta última una mejora de la anterior.

Ambas patentes citadas tratan básicamente de un sistema de filtración de partículas residuales contaminantes para humos y gases mediante ultracongelación atomizada que se determina dicho sistema a partir de una carcasa en cuyo interior se aloja un filtro propiamente dicho que cuenta con una boca de entrada del fluido contaminado y una boca de salida, existiendo en el interior del filtro al menos unos inyectores de agua difuminada alimentados desde un conducto exterior y unas duchas inferiores de un nitrógeno criogénico encargado de solidificar esa agua difuminada en forma de granizo.

La patente de invención con número de solicitud

P-9801315 comprende un equipo de frío encargado de bajar la temperatura del agua hasta un nivel próximo a su punto de congelación antes de que esa agua fluya por los inyectores.

Otros sistemas realizan una condensación criogénica, destacándose que todos ellos son para sistemas en continuo en productos de alto valor añadido.

Dichos sistemas son caros y no existe ningún sistema que sea portátil y que pueda servir por tanto para operaciones de limpieza y desgasificación de tanques como es el caso de la invención que nos ocupa. Además el equipo de la invención que se presenta es portátil y constituye una solución barata para este tipo de procesos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la invención propone un equipo para la captura de COVs aplicable a tanques de almacenamiento de hidrocarburos, tales como tanques de disolventes, gasolinas, etc.

Cuando se desea vaciar, limpiar o realizar pruebas de estanqueidad en distintos tanques, todo o parte de su contenido se vierte al exterior, contaminando la atmósfera. Estas operaciones suelen ser cortas y en espacios muy dispersos. Así pues, cabe señalar que el equipo de la invención es compacto y está preparado para operar en poco tiempo y a costes no muy elevados.

El fundamento físico en el que se basa el proceso es el aprovechamiento del calor de vaporización del nitrógeno líquido, el cual pasa de líquido a gas a una temperatura de – 196ºC, junto con su calor latente y de vaporización cuando pasa a un estado gaseoso, para disminuir la temperatura de la corriente rica en COVs y provocar la condensación de los vapores.

Así pues, el equipo de la invención es del tipo de los que utilizan el frío de un fluido criogénico, tal como el nitrógeno líquido, para provocar la condensación de compuestos orgánicos volátiles (COVs) tales como gasolinas, acetonas, alcoholes.

Se caracteriza por que comprende:

-Un intercambiador de calor en el que desemboca una tubería de entrada de aire contaminado con los compuestos orgánicos volátiles (COVs) .

-Un condensador en cuyo espacio interior se genera una temperatura muy baja por mediación del nitrógeno líquido, comunicándose tal condensador con el intercambiador de calor por mediación de una primera tubería intermedia a través de la cual llega el aire contaminado al condensador después de haber pasado por el interior del intercambiador de calor a través de un primer tramo de tubería interna que une la tubería de entrada con la primera tubería intermedia citada.

-Una segunda tubería intermedia de salida de una corriente de aire frío que está libre de los compuestos orgánicos volátiles (COVs) , arrancando dicha segunda tubería intermedia del condensador a la vez que desemboca en el intercambiador de calor, recorriendo el interior del mismo por mediación de un segundo tramo de tubería interna que conecta la salida del intercambiador de calor con una tubería de salida.

El retorno de la corriente de aire frío enfría la corriente de aire contaminado en el interior del intercambiador de calor en su avance hacia el condensador.

El condensador comprende unas vías verticales que integran unos separadores de gotas, comprendiendo también unos bafles dispuestos en el espacio interior del condensador entre la entrada y salida de tal condensador, incluyendo además éste un colector de recogida de los compuestos condensados constitutivos de los elementos contaminantes, constituyendo tal colector de recogida el fondo del condensador. Tal fondo comprende una superficie descendente convergente hacia la zona más baja del colector de recogida.

A la salida del condensador es posible la instalación de un ciclón que recoge y separa las partículas de líquido condensado que no han sido separadas ni por el separador de gotas ni por la fuerza de la gravedad.

En una primera realización de la invención el condensador integra unos inyectores de nitrógeno líquido que proyectan este fluido dentro del espacio interior del condensador entrando en contacto directo con la corriente de aire contaminado que integra los compuestos orgánicos volátiles (COVs) y que alcanza el condensador a través de la primera tubería intermedia.

Tales inyectores están próximos a la entrada del condensador, a la vez que proyectan el nitrógeno líquido en una dirección perpendicular a la dirección de la corriente de aire contaminado que entra al interior de condensador por la entrada de tal condensador.

En una segunda realización de la invención, el condensador integra en su interior unos tubos por los que se hace circular el nitrógeno líquido para enfriar indirectamente la corriente de aire contaminado que alcanza el espacio interior del condensador.

El equipo de la invención incorpora también un depósito de recogida de los compuestos condensados que recibe por gravedad tales compuestos condensados desde el condensador a través de una tubería de evacuación que arranca de la zona más baja del colector de recogida del condensador, desembocando tal tubería de evacuación en el depósito de recogida dispuesto por debajo del condensador. Dicha tubería de evacuación integra una válvula de paso.

El proceso para la captura de los compuestos orgánicos volátiles (COVs) se caracteriza por que:

-La corriente de aire contaminado en el sentido de ida ascendente dentro del intercambiador de calor sufre una primera bajada de temperatura provocada por el retorno de la corriente de aire frío y limpio que entra también dentro del intercambiador de calor en sentido descendente proveniente de la salida del condensador.

-Dentro del espacio interior del condensador se genera un brusco descenso de temperatura mediante el nitrógeno líquido que provoca la condensación de los compuestos orgánicos volátiles (COVs) .

-Los condensados generados dentro del condensador caen hacia abajo por gravedad hasta el colector de recogida constitutivo del fondo del condensador, discurriendo después tales condensados también por gravedad, hasta el depósito de recogida a través de la tubería de evacuación.

-Las partículas de condensado que no han sido eliminadas por gravedad en el condensador son eliminadas mediante la utilización del ciclón a la salida del condensador.

-La corriente de aire limpio de retorno que recorre el interior del...

1. EQUIPO PARA LA CAPTURA DE COVs APLICABLE A TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS, siendo de los que utilizan el frío de un fluido criogénico, tal como el nitrógeno líquido, para provocar la condensación de compuestos orgánicos volátiles (COVs) , tales como gasolina, acetonas, alcoholes;

caracterizado por que comprende:

-un intercambiador de calor (4) en el que desemboca una tubería de entrada (1) de aire contaminado con los compuestos orgánicos volátiles (COVs) ;

-un condensador (3) en cuyo espacio interior se genera una temperatura muy baja por mediación del nitrógeno líquido, comunicándose tal condensador (3) con el intercambiador de calor (4) por mediación de una primera tubería intermedia (1a) a través de la cual llega el aire contaminado al condensador (3) después de haber pasado por el interior del intercambiador de calor (4) , a través de un primer tramo de tubería interna (14) que une la tubería de entrada (1) con la primera tubería intermedia (1a) ;

-una segunda tubería intermedia (1b) de salida de una corriente de aire frío que está libre de los compuestos orgánicos volátiles (COVs) , arrancando dicha segunda tubería intermedia (1b) del condensador (3) , a la vez que desemboca en el intercambiador de calor (4) , recorriendo el interior del mismo por mediación de un segundo tramo de tubería interna (15) que conecta a la salida del intercambiador de calor (4) con una tubería de salida (7) de la corriente de aire limpio.

-una estructura soporte (8) externa, que rodea al menos parcialmente a dichos condensador (3) e intercambiador de calor (4) .

2. EQUIPO PARA LA CAPTURA DE COVs APLICABLE A TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS, según la reivindicación anterior, caracterizado por que el condensador (3) comprende:

-unas vías verticales (11) que integran unos separadores de gotas (11a) ;

-unos bafles (10) dispuestos en el espacio interior del condensador (3) entre una entrada (3a) y una salida (3b) de tal condensador (3) ;

-un colector de recogida (12) de los compuestos condensados, correspondiéndose tal colector de recogida con el fondo del condensador (3) a la vez que comprende una superficie descendente convergente hacia la zona más baja de tal colector de recogida (12) .

3. EQUIPO PARA LA CAPTURA DE COVs APLICABLE A TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS, según la reivindicación 2, caracterizado por que el condensador (3) integra unos inyectores (2) de nitrógeno líquido que proyectan este fluido dentro del espacio interior del condensador (3) entrando en contacto directo con la corriente de aire contaminado que integra los compuestos orgánicos volátiles (COVs) y que alcanza el condensador (3) a través de la primera tubería intermedia (1a) .

4. EQUIPO PARA LA CAPTURA DE COVs APLICABLE A TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS, según la reivindicación 3, caracterizado por que los inyectores (2) están próximos a la entrada (3a) del condensador (2) , a la vez que proyectan el nitrógeno líquido en una dirección perpendicular a la dirección de la corriente de aire contaminado que entra al interior del condensador (3) por la entrada (3a) de tal condensador (3) .

5. EQUIPO PARA LA CAPTURA DE COVs APLICABLE A TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS, según la reivindicación 2, caracterizado por que el condensador (3) integra en su interior unos tubos (16) por los que se hace circular el nitrógeno líquido para enfriar indirectamente la corriente de aire contaminado que alcanza el espacio interior del condensador (3) .

6. EQUIPO PARA LA CAPTURA DE COVs APLICABLE A TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS, según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado por que integra un depósito de recogida (6) que recibe por gravedad los compuestos condensados desde el condensador (3) a través de una tubería de evacuación (13) que arranca de la zona más baja del colector de recogida (12) del condensador (3) y desemboca tal tubería de evacuación (13) en el depósito de recogida (6) dispuesto por debajo del condensador (3) .

7. EQUIPO PARA LA CAPTURA DE COVs APLICABLE A TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS, según la reivindicación 6, caracterizado por que la tubería de evacuación (13) integra una válvula de paso (5) .

8. EQUIPO PARA CAPTURA DE COVs APLICABLE A TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende además un ciclón (18) a la salida del condensador (3) para la eliminación de las partículas, que no han sido eliminadas por gravedad.

9. PROCESO PARA CAPTURA DE COVs APLICABLE A TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que:

-la corriente de aire contaminado en el sentido de ida ascendente dentro del intercambiador de calor (4) sufre una primera bajada de temperatura provocada por el retorno de la corriente de aire frío y limpio que entra también dentro del intercambiador de calor (4) en sentido descendente proveniente de la salida del condensador (3) ;

-dentro del espacio interior del condensador (3) se genera un brusco descenso de temperatura mediante el nitrógeno líquido que provoca la condensación de los compuestos orgánicos volátiles (COVs) ;

-los condensados generados dentro del condensador (3) caen hacia abajo por gravedad hasta el colector de recogida (12) constitutivo del fondo del condensador (3) , discurriendo después tales condensados también por gravedad, hasta el depósito de recogida (6) a través de la tubería de evacuación (13) ;

-la corriente de aire limpia de retorno que recorre el interior del intercambiador de calor (4) alcanza la tubería de salida (7) .

10. PROCESO PARA CAPTURA DE COVs APLICABLE A TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS, según la reivindicación 9, caracterizado por que el brusco descenso de temperatura dentro del condensador (3) se genera mediante la inyección de nitrógeno líquido en forma de gas nebulizado que entra en contacto directo con la corriente de aire contaminado que alcanza el espacio interior del condensador (3) .

11. PROCESO PARA CAPTURA DE COVs APLICABLE A TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS, según una cualquiera de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado por que la inyección del gas nebulizado sigue una dirección perpendicular con respecto a la dirección de la corriente de aire contaminado que entra dentro del condensador (3) .

12. PROCESO PARA CAPTURA DE COVs APLICABLE A TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS, según la reivindicación 9, caracterizado por que:

-el brusco descenso de temperatura dentro del condensador (3) se genera mediante nitrógeno líquido que discurre por el interior de los tubos (16) integrados dentro del espacio interior del condensador ( (3) ;

-la corriente de aire contaminado que alcanza el condensador (3) entra en contacto con los tubos (16) por los que discurre el nitrógeno líquido, enfriándose bruscamente tal corriente de aire contaminado al contactar con tales tubos (16) .