Método para mezclar polvo.

Un método de mezcla de polvo que comprende la etapa de introducir un flujo de partículas de polvo en un conducto cerrado (2),

dirigir el flujo de partículas de polvo en el conducto cerrado a un mezclador estático (9), donde el mezclador estático (9) está dispuesto con un elemento de mezcla (3, 4, 5, 6, 7, 8), teniendo el elemento de mezcla una superficie que está inclinada con respecto al eje principal del conducto cerrado con la superficie del elemento de mezcla estando dispuesta con una estructura superficial a pequeña escala, de tal manera que las partículas de polvo que llegan a la superficie son reflejadas por la estructura superficial de manera aleatoria.

Método para mezclar polvo La invención se refiere a un método de mezcla de polvo que incluye un mezclador estático para la mezcla de polvo y/o la dispersión homogénea de polvo en un conducto. El mezclador estático es particularmente adecuado para un gas de combustión que contiene partículas de polvo.

En la práctica, los mezcladores con una estructura de canal transversal de acuerdo con el documento DE 2 205 371 como mezclador y vaporizador combinado están en funcionamiento. La caída de presión de un mezclador con una estructura de canal transversal es, sin embargo, más elevada que la caída de presión de un elemento de mezcla, que hace uso de álabes de guía para desviar el flujo en el canal, tal como la solución presentada de acuerdo con el documento DE102008023585. Otro tipo de elemento de mezcla empleado para este fin se muestra en el documento DE19539923 C1. El empaquetamiento apilado que consiste en un material cerámico para su uso con sustancias corrosivas en columnas de transferencia de masa se conoce a partir del documento WO 98/55221 A1. Sin embargo, ninguno de los mezcladores estáticos de la técnica anterior ha sido diseñado para mezclar un polvo dentro de un gas, por tanto un flujo que contiene partículas sólidas.

Un objeto de la invención es distribuir el polvo de forma homogénea sobre la sección transversal del conducto en una corta longitud de trayectoria por medio de un mezclador estático.

El objeto de la invención se resuelve mediante un método de mezcla de polvo que comprende la etapa de introducir un flujo de partículas de polvo, típicamente contenidas en un flujo de gas, en un conducto cerrado, dirigir el flujo en el conducto cerrado a un estático mezclador, donde el mezclador estático se dispone con un elemento de mezcla, teniendo el elemento de mezcla una superficie que está inclinada con respecto al eje principal del conducto cerrado con la superficie del elemento de mezcla estando dispuesta con una estructura superficial a pequeña escala, de tal manera que las partículas de polvo que llegan a la superficie se reflejan por la estructura superficial de manera aleatoria.

Un dispositivo de mezcla de polvo de acuerdo con la invención contiene un conducto cerrado y un mezclador estático dispuesto en el conducto cerrado, donde el mezclador estático comprende un elemento de mezcla para desviar un flujo de partículas de polvo en el interior del conducto y el elemento de mezcla se dispone al menos parcialmente con una estructura superficial a pequeña escala.

El flujo de partículas de polvo se desvía sobre las superficies del elemento de mezcla y se obtiene un flujo turbulento que incluye la generación de vórtices. Para las partículas de polvo de un tamaño grande, por lo general para las partículas más grandes de 0, 05 mm, que son críticas para la erosión, estas partículas de polvo pueden no seguir la desviación del flujo e impactan, por tanto, sobre la superficie de los elementos de mezcla. Las partículas de polvo se reflejan desde la superficie, continúan su trayectoria de acceso en el flujo de gases de combustión hasta que llegan a una superficie adicional del elemento de mezcla o salen, finalmente, del mezclador estático. Se ha observado que tales grandes partículas de polvo tienden a concentrarse en ciertos lugares del mezclador. Debido a la formación de tales concentraciones de partículas de polvo, el efecto de la erosión puede variar localmente, por lo tanto hay lugares con un pronunciado efecto de erosión y otros lugares en el conducto con un efecto insignificante de erosión. Cuando se utiliza una estructura superficial, este efecto se puede reducir ya que las partículas de polvo se reflejan desde una estructura superficial de este tipo en una forma aleatoria.

La estructura superficial a pequeña escala comprende ventajosamente nervaduras, protuberancias o ranuras por lo que la altura o la profundidad de la estructura a pequeña escala es, al menos, el diámetro de partícula medio d50 medido por la masa del polvo. De este modo se garantiza que las partículas de polvo vecinas que llegan a la superficie del elemento de mezcla se reflejen por diferentes ángulos y contribuyan, por tanto, a la distribución homogénea del polvo en el conducto.

En particular, la estructura superficial comprende protuberancias, nervaduras o ranuras de una altura o profundidad de un máximo de 20 mm.

De acuerdo con una realización particularmente preferida, el elemento de mezcla comprende un perfil ondulado. Un perfil ondulado de este tipo comprende una secuencia de repetición periódica de porciones elevadas y depresiones en forma de valle. De acuerdo con una realización ventajosa, el perfil ondulado se puede conformar como un perfil en forma de onda.

En particular, el mezclador estático comprende un primer elemento de mezcla y un segundo elemento de mezcla, donde el primer elemento de mezcla comprende un primer perfil ondulado, dicho segundo elemento de mezcla comprende un segundo perfil ondulado, donde el segundo elemento de mezcla se dispone adyacente al primer elemento de mezcla, de tal manera que los perfiles ondulados forman una disposición transversal.

El perfil ondulado puede comprender una pluralidad de canales abiertos por lo que los canales abiertos incluyen un primer valle de ondulación, un primer pico de ondulación y un segundo pico de ondulación, y el primer pico de ondulación y el segundo pico ondulación unen el primer valle de ondulación. El primer pico de ondulación y el segundo pico de ondulación pueden tener un primero ápice y un segundo ápice y el valle de ondulación puede tener

un fondo de valle.

Además, el primer elemento de mezcla está ventajosamente en contacto con el segundo elemento de mezcla, de tal manera que al menos algunos de los ápices de los picos de ondulación del primer elemento de mezcla y los fondos de valles de los valles de ondulación del segundo elemento de mezcla tienen un punto de contacto común.

El ángulo entre los canales abiertos de los elementos de mezcla vecinos se encuentra en el intervalo de 10° a 90°, preferentemente en el intervalo de 20° a 80°, y más preferido en el intervalo de 25 a 75°.

El perfil ondulado tiene una altura de ondulación, por lo que la altura de ondulación se define como la separación normal entre el primer ápice del primer pico de ondulación y el fondo de valle del primer valle de ondulación. La estructura superficial a pequeña escala, en particular, las nervaduras, protuberancias o ranuras tiene, por tanto, preferentemente una altura o profundidad que es menor que 1/20 de la altura de ondulación.

Un uso preferido del dispositivo de mezcla de polvo de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriores es 20 para la distribución de polvo homogéneamente en el conducto cerrado.

De acuerdo con una segunda realización preferida, el elemento de mezcla incluye al menos un par de elementos de guía. Los elementos de guía se utilizan para mezclar de manera homogénea el polvo y lo distribuyen a través del conducto. Para una duración prolongada de la vida útil del equipo que se dispone en la trayectoria de flujo del polvo,

es importante que el polvo se distribuya tan homogéneamente como sea posible sobre la mayor sección transversal posible de dicho equipo con el fin de evitar las manchas de erosión y/o corrosión.

De acuerdo con una realización particularmente ventajosa, el par de elementos de guía incluye un primer álabe y un segundo álabe. Preferentemente, el primer y segundo álabes comprenden cada uno un borde en el lado primario que se dispone perpendicular al flujo y paralelo a la altura o anchura del conducto.

A continuación, la invención se explicará en relación con las figuras. Se muestra en:

La Figura 1 un mezclador estático dispuesto en un conducto La Figura 2 un primer y un segundo elementos de mezcla del mezclador estático de acuerdo con la Figura 1

La Figura 3 un detalle de un elemento de mezcla del mezclador estático de acuerdo con la Figura 1 o de la Figura 2

La Figura 4 un detalle de la primera lámina o segunda lámina que muestra dos posibles estructuras superficiales La Figura 5 un detalle de la primera o segunda láminas que muestran además posibles estructuras superficiales

La Figura 6 un mezclador estático de acuerdo con una segunda realización La Figura 7 un elemento de mezcla del mezclador estático de la Figura 6

La Figura 8 el impacto de las partículas de polvo de un mezclador estático convencional

La Figura 9 el impacto de las partículas de polvo en un mezclador estático de acuerdo con la invención La Figura 10 el flujo de partículas de polvo a través del mezclador estático La Figura... [Seguir leyendo]

1. Un método de mezcla de polvo que comprende la etapa de introducir un flujo de partículas de polvo en un conducto cerrado (2) , dirigir el flujo de partículas de polvo en el conducto cerrado a un mezclador estático (9) , donde el mezclador estático (9) está dispuesto con un elemento de mezcla (3, 4, 5, 6, 7, 8) , teniendo el elemento de mezcla una superficie que está inclinada con respecto al eje principal del conducto cerrado con la superficie del elemento de mezcla estando dispuesta con una estructura superficial a pequeña escala, de tal manera que las partículas de polvo que llegan a la superficie son reflejadas por la estructura superficial de manera aleatoria.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, por lo que la estructura superficial comprende protuberancias, nervaduras o ranuras que tienen una altura o profundidad, que es al menos la misma que el diámetro de partícula medio d50 medido por la masa del polvo.

3. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, por lo que la estructura superficial comprende protuberancias, nervaduras o ranuras de una altura o profundidad de un máximo de 20 mm.

4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el elemento de mezcla comprende un perfil ondulado.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, donde el perfil ondulado comprende una secuencia de repetición periódica de porciones elevadas y depresiones en forma de valle.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 4 o 5, donde el perfil ondulado es un perfil en forma de onda.

7. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 4 a 6, que comprende un primer elemento de mezcla y un segundo elemento de mezcla, donde el primer elemento de mezcla comprende un primer perfil ondulado, dicho segundo elemento de mezcla comprende un segundo perfil ondulado, donde el segundo elemento de mezcla está dispuesto adyacente al primer elemento de mezcla, de tal manera que los perfiles ondulados forman una disposición transversal por la que el flujo de fluido es desviado.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, donde el perfil ondulado comprende una pluralidad de canales abiertos (12, 14, 16, 112, 114, 116) , por lo que los canales abiertos incluyen un primer valle de ondulación (22, 122) un primer pico ondulación ( 32132) y un segundo pico de ondulación (42, 142) y el primer pico ondulación (32 132) y el segundo pico de ondulación (42142) unen el primer valle de ondulación (22, 122) .

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, donde el primer pico ondulación (32, 132) y el segundo pico de ondulación (42142) tienen un primer ápice (33, 133) y un segundo ápice (43, 143) y el valle de ondulación (22, 122) tiene un fondo de valle (23, 123) .

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, donde el primer elemento de mezcla está en contacto con el segundo elemento de mezcla, de tal manera que al menos algunos de los ápices (33, 133, 43 143) de los picos de ondulación del primer elemento de mezcla y los fondos de valles (23, 123) de los valles de ondulación (22, 122) del segundo elemento de mezcla tienen un punto de contacto común.

11. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, donde el ángulo entre los canales abiertos (12, 14, 16, 112, 114, 116) de los elementos de mezcla vecinos está en un intervalo de 10° a 90°, preferentemente en un intervalo de 20° a 80°, lo más preferido en un intervalo de 25 a 75°.

12. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, donde una altura de ondulación (28) es definida como la separación normal entre el primer ápice 33 del primer pico de ondulación 32 y el fondo de valle 23 del primer valle de ondulación 22 y donde el estructura superficial a pequeña escala comprende nervaduras, protuberancias o ranuras de una altura o profundidad que es menor que 1/20 de la altura de ondulación.

13. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el elemento de mezcla incluye al menos un par de elementos de guía.

14. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las paredes del conducto están provistas de estructuras superficiales.