Dispositivo y procedimiento para la condensación de agua.

Dispositivo (1, 100) para la condensación de agua a partir de un primer gas de proceso en forma de vapor deagua o de un gas que contiene vapor de agua,

que comprende

- un depósito (2) con al menos un primer orificio (3), con al menos un segundo orificio (4) y con al menos un tercerorificio (5a, 5b), y

- una zona de transferencia de calor (9, 9') dispuesta en un interior del depósito (2), que comprende al menos unacapa de producto a granel (9c) y/o al menos una capa de fibras y/o al menos una capa textil y/o al menos una capade rejilla y/o al menos una capa de red y/o al menos una chapa perforada,

- en el que el interior del depósito (2) está dividido por medio de la zona de transferencia de calor (9, 9') en unaprimera zona (10) y una segunda zona (11), y en el que el al menos un primer orificio (3) desemboca en la primerazona (10) y el al menos un segundo orificio (4) así como el al menos un tercer orificio (5a, 5b) desembocan en lasegunda zona (11), y

- en el que la zona de transferencia de calor (9, 9') presenta, al menos por secciones, una porosidad abierta y/ocanales, que pueden ser atravesados por la corriente del primer gas de proceso desde la primera zona (10) en ladirección de la segunda zona (11) y por un segundo gas de proceso en forma de gas de refrigeración en direccióninversa, y

- en el que una región de la zona de transferencia de calor (9, 9') que puede ser atravesada por la corriente presentaparcialmente materiales que presentan en un intervalo de temperatura hasta 300ºC una conductividad térmica mayorque 20 W(mK)-1.

Dispositivo y procedimiento para la condensación de agua La invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para la condensación de agua a partir de vapor de agua y a partir de un gas que contiene vapor de agua.

Ya se conoce condensar y separar agua a partir de vapor de agua o a partir de un gas que contiene vapor de agua a través de refrigeración del vapor de agua o del gas que contiene vapor de agua, utilizando agua de refrigeración para el enfriamiento. En este primer procedimiento conocido se disipa calor en el agua de refrigeración y ésta es refrigerada a continuación en una torre de refrigeración, perdiéndose cantidades considerables de agua a través de evaporación.

De manera alternativa, ya se conoce realizar una condensación de agua a partir de vapor de agua o de un gas que contiene vapor de agua en un circuito cerrado, en el que el vapor de agua o el gas que contiene vapor de agua es refrigerado a través de un medio de refrigeración en forma de gas, como por ejemplo aire de refrigeración. El agua condensada es recogida y es alimentada a una utilización posterior. Sin embargo, este segundo procedimiento está unido con costes de funcionamiento considerablemente más altos que el primer procedimiento.

Tanto durante la realización del primero como también del segundo procedimiento, se pierden cantidades considerables de energía térmica sin usar.

El documento DE 44 35 642 A1 publica un dispositivo para la condensación de agua a partir de un gas que contiene vapor de agua con un depósito, cuyo interior está dividido por una zona de transferencia de calor de carbón en una primera zona y una segunda zona, y en el que un primer orificio para la entrada de gas húmedo desemboca en la primera zona y un segundo así como un tercer orificios desembocan en la segunda zona y sirven para la descarga de gas seco y de condensado. Durante el secado, a través de la rotación de la capa de carbón, se utiliza la fuerza centrífuga para la separación del condensado.

Por lo tanto, el cometido de la invención es preparar un dispositivo y un procedimiento para la condensación de agua, que posibilitan una utilización más económica de la energía térmica y del agua en el vapor de agua o en el gas que contiene vapor de agua.

El cometido se soluciona para el dispositivo para la condensación de agua a partir de vapor de agua o a partir de un gas que contiene vapor de agua con las características de la reivindicación 1.

Por una zona que puede ser atravesada por la corriente de una zona de transferencia de calor se entiende en este caso que la zona transferencia de calor presenta allí canales y/o una porosidad abierta y de esta manera está presente una permeabilidad al gas y/o al vapor de agua.

El cometido se soluciona para el procedimiento para la condensación de agua a partir de vapor de agua o a partir de un gas que contiene vapor de agua, porque, utilizando el dispositivo de acuerdo con la invención, se realizan alternando los ciclos siguientes: realización de un ciclo de condensación a través de la introducción de un primer gas de proceso en forma de vapor de agua o de un gas que contiene vapor de agua a través del al menos un primer orificio en la primera zona del depósito; transferencia del primer gas de proceso a través de la zona de transferencia de calor hasta la segunda zona bajo condensación de agua y calentamiento de la zona de transferencia de calor; desviación del agua condensada a través del al menos un tercer orificio del depósito y del resto en forma de gas del primer gas de proceso a través del al menos un segundo orificio del depósito; y realización de un ciclo de soplado a través de la introducción de un segundo gas de proceso en forma de gas de refrigeración a través del al menos un segundo orificio en la segunda zona del depósito; transferencia del segundo gas de proceso a través de la zona de transferencia de calor a la primera zona bajo refrigeración de la zona de transferencia de calor; desviación del segundo gas de proceso caliente a través del al menos primer orificio del depósito.

El depósito de acuerdo con la invención presenta un tipo de construcción sencillo y, por lo tanto, se puede fabricar económicamente. El dispositivo y el procedimiento de acuerdo con la invención posibilitan un aprovechamiento esencialmente mejorado de la energía térmica y del agua, que están acumuladas en el vapor de agua o en el gas que contiene vapor de agua, que el que era posible con procedimientos y dispositivos conocidos hasta ahora. Además, los costes de funcionamiento de dispositivo de acuerdo con la invención y del procedimiento de acuerdo con la invención se reducen claramente frente a los de dispositivos y procedimientos empleados hasta ahora.

El agua condensada es en el caso normal agua pura o agua casi pura y se puede alimentar la mayoría de las veces a un proceso industrial, por ejemplo como agua de alimentación o bien se puede alimentar de nuevo. Pero el agua condensada se puede alimentar, en caso necesario, alternativamente también a un control de calidad y/o a una preparación. Esto es especialmente ventajoso cuando es importante un determinado grado de pureza, valor pH o similar para la utilización posterior del agua condensada.

Las configuraciones preferidas del dispositivo y del procedimiento se indican en las reivindicaciones dependientes y se explican en detalle a continuación.

Para el dispositivo ha dado buen resultado que el depósito presente un eje longitudinal y el eje longitudinal se extienda a través del punto medio o centro de gravedad del al menos un orificio y del al menos un segundo orificio. Además, se ha revelado que es ventajoso configurar el depósito con una periferia simétrica rotatoria, sirviendo el eje longitudinal como eje de rotación. De manera especialmente preferida, un depósito está configurado con una periferia de forma circular, que está provista sobre su lado inferior con una placa de fondo plana, arqueada o de forma cónica y sobre su lado superior con un cierre en forma de campana o en forma cónica. El depósito está configurado con preferencia de acero.

Además, se ha acreditado disponer el al menos un primer orificio y el al menos un tercer orificio en la zona de un lado inferior del depósito y, además, disponer el al menos un segundo orificio en la zona de un lado suprior del depósito. El al menos un tercer orificio está dispuesto en este caso de manera especialmente preferida en el lugar más profundo del depósito, como por ejemplo en la placa de fondo del depósito. De esta manera, el agua condensada, que se acumula allí en virtud de la fuerza de la gravedad, puede circular hacia fuera directamente y si otros medios auxiliares, como bombas o similares.

En particular, se ha acreditado una disposición del al menos un primer orificio, que sirve, entre otras cosas, para la introducción de vapor de agua o de gas que contiene vapor de agua, en el centro de la placa de fondo del depósito. Por consiguiente, el al menos un tercer orificio se dispone con preferencia sobre un radio alrededor del al menos un primer orificio dispuesto en el centro. El al menos un segundo orificio forma con preferencia el extremo del cierre en forma de campana o en forma cónica en un lado superior del depósito. En este caso, el al menos un primer orificio está dispuesto de manera más ventajosa a nivel con el al menos un segundo orificio.

Pero también se pueden utilizar otras disposiciones del al menos un primero, segundo o tercer orificios de acuerdo con el tipo de construcción del depósito. Así, por ejemplo, un depósito extendido alargado se puede utilizar también tendido en lugar de vertical. En tal caso, el al menos un primer orificio está dispuesto con preferencia en un lado y el al menos un segundo orificio está dispuesto con preferencia en el lado opuesto a él. El al menos un tercer orificio se dispone con preferencia en la zona del centro del depósito en el lugar más bajo del depósito.

Además, ha dado buen resultado que un sistema de guía esté dispuesto, por ejemplo, en forma de nervaduras, acanaladuras o similares en la zona del lado inferior del depósito, para desviar el agua condensada de una manera fiable en la dirección del al menos un tercer orificio.

La zona de transferencia de calor se extiende con preferencia partiendo desde la zona del depósito, en la que se encuentran el al menos un primer orificio, como por ejemplo un lado inferior, en particular placa de fondo, del depósito, en forma de tubo en la dirección del al menos un segundo orificio. En este caso, la zona de transferencia de calor aloja la primera zona y forma, por ejemplo, una estructura en forma de campana sobre el al menos un primer orificio. El extremo de... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (1, 100) para la condensación de agua a partir de un primer gas de proceso en forma de vapor de agua o de un gas que contiene vapor de agua, que comprende

- un depósito (2) con al menos un primer orificio (3) , con al menos un segundo orificio (4) y con al menos un tercer orificio (5a, 5b) , y

- una zona de transferencia de calor (9, 9’) dispuesta en un interior del depósito (2) , que comprende al menos una capa de producto a granel (9c) y/o al menos una capa de fibras y/o al menos una capa textil y/o al menos una capa de rejilla y/o al menos una capa de red y/o al menos una chapa perforada,

- en el que el interior del depósito (2) está dividido por medio de la zona de transferencia de calor (9, 9’) en una primera zona (10) y una segunda zona (11) , y en el que el al menos un primer orificio (3) desemboca en la primera zona (10) y el al menos un segundo orificio (4) así como el al menos un tercer orificio (5a, 5b) desembocan en la segunda zona (11) , y

- en el que la zona de transferencia de calor (9, 9’) presenta, al menos por secciones, una porosidad abierta y/o canales, que pueden ser atravesados por la corriente del primer gas de proceso desde la primera zona (10) en la dirección de la segunda zona (11) y por un segundo gas de proceso en forma de gas de refrigeración en dirección inversa, y

- en el que una región de la zona de transferencia de calor (9, 9’) que puede ser atravesada por la corriente presenta parcialmente materiales que presentan en un intervalo de temperatura hasta 300ºC una conductividad térmica mayor que 20 W (mK) -1.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el depósito (2) presenta un eje longitudinal y en el que el eje longitudinal se extiende a través de un punto medio o centro de gravedad del al menos un primer orificio (3) y del al menos un segundo orificio (4) .

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el al menos un primer orificio (3) y el al menos un tercer orificio (5a, 5b) están dispuestos en la zona de un lado inferior (2a) del depósito (2) y, además, el al menos un segundo orificio (4) está dispuesto en la zona de un lado superior (2b) del depósito (2) .

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la zona de transferencia de calor (9, 9’) se extiende partiendo desde el lado inferior (2a) del depósito (2) en forma de tubo en la dirección del al menos un segundo orificio (4) .

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la zona de transferencia de calor (9, 9’) comprende al menos una capa de producto a granel (9c) y/o al menos una capa de fibras y en el que las regiones de la zona de transferencia de calor (9, 9’) que pueden ser atravesadas por la corriente están configuradas sobre si superficie dirigida hacia la primera zona (10) y/o sobre su superficie dirigida hacia la segunda zona con una capa de separación (9a, 9b) en forma de una capa de rejilla de alambre metálico, de una capa de red de alambre metálico o de una chapa perforada.

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la zona de transferencia de calor (9) comprende, además, una placa de aislamiento (9d) , que es impermeable para el vapor de agua o el gas que contiene vapor de agua.

7. Procedimiento para la condensación de agua a partir de vapor de agua o a partir de un gas que contiene vapor de agua, por medio de un dispositivo (1, 100) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, con los siguientes ciclos realizados de forma alterna:

realización de un ciclo de condensación a través de la introducción de un primer gas de proceso en forma de vapor de agua o de un gas que contiene vapor de agua a través del al menos un primer orificio (3) en la primera zona (10) ;

transferencia del primer gas de proceso a través de la zona de transferencia de calor (9, 9’) hasta la segunda zona (11) bajo condensación de agua y calentamiento de la zona de transferencia de calor (9, 9’) ;

desviación del agua condensada a través del al menos un tercer orificio (5a, 5b) del depósito (2) y del resto en forma de gas del primer gas de proceso a través del al menos un segundo orificio (4) ; y

realización de un ciclo de soplado a través de la introducción de un segundo gas de proceso en forma de gas de refrigeración a través del al menos un segundo orificio (4) en la segunda zona (11) ;

transferencia del segundo gas de proceso a través de la zona de transferencia de calor (9) a la primera zona (10) bajo refrigeración de la zona de transferencia de calor (9) ; y

desviación del segundo gas de proceso caliente a través del al menos primer orificio del depósito (3) .

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que en el ciclo de soplado antes de la introducción del segundo gas de proceso se lleva a cabo un cierre del al menos un tercer orificio (5a, 5b) y después de la realización 5 del ciclo de soplado, se libera de nuevo un tercer orificio (5a, 5b) .

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que en el ciclo de soplado el segundo gas de proceso es introducido en adelante a través de al menos un tercer orificio (5a, 5b) en la segunda zona (11) .