Bandeja de lavador de gases húmedo.

Una bandeja de lavador de gases húmedo (50) comprendiendo una bandeja de placa (56) y un refuerzo intermedio (54) para aumentar la frecuencia natural de la bandeja de placa,

comprendiendo el refuerzo intermedio una porción con forma de L;

caracterizada por que:

la bandeja de placa (56) es una bandeja de placa perforada; y

el refuerzo intermedio (54) comprende además una pluralidad de pestañas rectas separadas (64) a lo largo de un borde de un ala larga (L) de la porción con forma de L, siendo recibidas las pestañas rectas a través de ranuras separadas correspondientes (65) de la bandeja de placa perforada (56) estando los extremos de las pestañas rectas (64) asegurados a una lámina (66) dispuesta por debajo de la bandeja de placa perforada, de tal manera que el refuerzo intermedio (54) está asegurado a la bandeja de placa perforada (56).

Bandeja de lavador de gases húmedo Campo de la invención La invención presente se refiere a métodos y aparato para obtener un contacto de gas-líquido contracorriente, tales como lavadores de gases húmedos que involucran contacto de gas-líquido entre gas de escape que contiene óxidos de azufre y una lechada o solución que contiene materiales reactivos (slurr y ) tal como un medio absorbente de reacción química. Más particularmente, pero no exclusivamente, la invención presente está destinada a una construcción de bandeja de lavador de gases húmedo mejorada y a un aparato de contacto de gas-líquido que emplea esta bandeja.

Antecedentes Se conocen sistemas de contacto de gas-líquido de lavador de gases húmedo usados para la extracción de óxidos de azufre (SOX) de los gases de escape producidos por la combustión de combustibles fósiles. Véase, por ejemplo, la patente de los EE.UU. US Nº 4.263.021 concedida a Downs y otros, cuyo texto ha sido incorporado en la memoria presente como referencia como si estuviera plenamente explicado en ella. Se ofrecen detalles adicionales de sistemas de lavado húmedo para la extracción de SOX en el Capítulo 35 de Steam/its generation and use, 41st Edition, Kitto and Stultz, Eds., Copyright © 2005, The Babcock & Wilcox Company, cuyo texto ha sido incorporado en la memoria presente como referencia como si estuviera plenamente explicado en ella. Dichos sistemas son denominados también sistemas de desulfurización de gas de escape húmedos (WFGD) .

Las Figuras 1 y 2 ilustran componentes de un tipo de sistema lavador de gases húmedo conocido, designado en general con un 10, descrito en la referencia anteriormente mencionada Steam 41st. El gas de escape cargado de SO2 12 entra por el lado del absorbedor de la torre de pulverización 14 aproximadamente hacia la mitad de ella y sale por arriba a través de una transición 16. La porción superior del módulo (zona de absorción 18) se ocupa del lavado del gas de escape 12 para extraer el SO2 mientras que la porción inferior del módulo sirve como tanque de reacción de la lechada enterizo (denominado frecuentemente también tanque de recirculación y zona de oxidación 20) para completar las reacciones químicas para producir yeso. Otros componentes clave mostrados incluyen las bombas de recirculación de lechada 22, cabezas de pulverización 24 (que pueden ser de diseño convencional o interespacial) y toberas para inyectar lechada, separadores de humedad 26 (típicamente de un diseño en forma de V) para minimizar el remanente de la humedad, sistema oxidante de inyección de aire 28, mezcladores o agitadores del tanque de reacción de la lechada para impedir la sedimentación, y una bandeja perforada 32 que reduce la mala distribución del flujo del gas de escape para mejorar la actuación de la extracción del SO2. Los escapes procedentes de la transición 16 transportan el gas de escape lavado 34 desde el lavador de gases húmedo 14.

La bandeja perforada 32 tiene dispuesta una pluralidad de orificios 36 (típicamente de 3, 50 centímetros de diámetro) y proporciona un contacto de gas/líquido íntimo y aumenta el tiempo de residencia de la lechada en la zona de absorción. La bandeja 32 crea más área superficial entre la lechada y el gas de escape 12, y también proporciona a la lechada un tiempo de permanencia significativo. Así se aumenta la disolución de la caliza en la zona de absorción 18 y aumenta la absorción por unidad de volumen. Algunos absorbedores de torre de pulverización 14 tienen dos niveles de bandejas que proporcionan múltiples zonas de contacto para la extracción del SO2. Los módulos de absorción que no usan una bandeja se denominan torres de pulverización abiertas.

Recientemente, después de un período de operación, algunas bandejas perforadas han empezado a presentar grietas. Este agrietamiento ha aparecido en dos zonas.

Sitio de agrietamiento 1. En el refuerzo central se encontraron grietas al final del refuerzo adyacente a una soldadura de campo que unía la bandeja afectada a su bandeja contigua. Se descubrió que estas grietas se iniciaban en las soldaduras de campo y avanzaban horizontalmente hacia el alma del refuerzo central. La orientación de la grieta sugería que ésta seguía una línea de máximo esfuerzo de flexión causado por el movimiento lateral de la esquina superior del refuerzo central. Se creyó que las fuerzas que causaban este movimiento eran las sacudidas (buffeting) aleatorias del refuerzo causadas por los gases de escape y/o la pulverización de la lechada. El punto de iniciación en la soldadura de campo estaba causado por el Factor de Reducción de Esfuerzo a la Fatiga (FSRF) inherente a todas las soldaduras.

Sitio de agrietamiento 2. En la región de la placa de fondo perforada adyacente tanto a las soldaduras de taller intermitentes que unen el refuerzo central a la placa de fondo perforada, como a las soldaduras de campo intermitentes que conectan las bandejas a la rejilla de soporte de acero. Las soldaduras de campo están situadas en los bordes de extremo de la placa de fondo perforada. Se observó que las grietas se iniciaban en los extremos de los segmentos de soldadura, y avanzaban hacia el orificio más cercano de la placa de fondo perforada. Hubo algunos casos en los que las grietas se iniciaban en ambos extremos de una serie de segmentos de soldadura. Esta condición afectaba a las condiciones del contorno de soporte de la placa de fondo perforada de tal manera que ocurría un encadenamiento de grietas. Este efecto de encadenamiento tiene el potencial de comprometer la integridad estructural de la placa de fondo perforada, causando que grandes secciones de la placa de fondo

perforada se desprendan, reduciendo la efectividad funcional de la bandeja y creando un riesgo de que piezas sean absorbidas por las bombas de recirculación de la lechada.

Los exámenes metalúrgicos confirmaron que el agrietamiento era debido a la fatiga mecánica. Se creyó que esta fatiga era inducida por una vibración mecánica de origen desconocido. No se encontraron pruebas de agrietamiento por corrosión bajo tensión o fractura frágil. La zona afectada (HAZ) adyacente a las soldaduras fue examinada también y se encontró que estaba en una condición satisfactoria.

La patente de los EE.UU. US 3.759.497 describe conjuntos de placas de deflexión de impacto de una torre de lavado que comprende una pluralidad de deflectores de impacto montados por encima de una placa perforada.

La patente de los EE.UU. US 4.263.061 describe un sistema de contacto gas-líquido para la absorción de contaminantes gaseosos en un líquido absorbente en el que se consigue el contacto mediante una relación de flujo controlada entre el gas y el líquido que forman una masa líquida fluidificada para realizar un contacto íntimo entre gas y líquido.

La patente de los EE.UU. US 2.916.272 describe estructuras de bandeja de columna que incorporan elementos de soporte de bandeja retirables.

La patente británica GB 1.041.690 describe una bandeja de contacto de líquido y gas que se compone de dos o más secciones.

La patente de los EE.UU. US 4.673.464 describe una bandeja de columna de destilación o absorción cuya frecuencia característica es una función específica del radio de las aberturas circulares de su pared de fondo, de la tensión superficial del cuerpo del líquido que se encuentra en ella a la temperatura de operación de la columna y de la densidad de dicho líquido.

La patente de los EE.UU. US 2006/0185320 describe un conjunto y un método para facilitar la fijación de una cubierta de aleación metálica a la envoltura de cemento de una torre de absorción de pulverización, y para compensar la expansión térmica radial relativa de la cubierta y de la envoltura durante el arranque, parada, y operación de la torre de absorción de pulverización, mientras que al mismo tiempo proporciona una distribución precisa y efectiva de las fuerzas de cizalla circunferenciales a lo largo de un plano horizontal desde la cubierta de aleación metálica para anclar pernos parcialmente embebidos en la cubierta de cemento de la torre de absorción de pulverización.

La patente de los EE.UU. US 2006/065988 describe un conjunto de bandeja perforada para una columna de intercambio gas/líquido, líquido/líquido que comprende una pluralidad de secciones de bandejas adyacentes con bordes delanteros redondeados adyacentes a las ranuras de las secciones, y fiadores que se extienden a lo largo de los bordes traseros con enclavamiento en las ranuras OD y sección adyacente. Este enclavamiento evita el uso de uniones con pernos que causa zonas de estancamiento en las que ocurre acumulación de sedimentos, dando lugar a un contacto reducido de gas-líquido y líquido-líquido,... [Seguir leyendo]

1. Una bandeja de lavador de gases húmedo (50) comprendiendo una bandeja de placa (56) y un refuerzo intermedio (54) para aumentar la frecuencia natural de la bandeja de placa, comprendiendo el refuerzo intermedio una porción con forma de L;

caracterizada por que:

la bandeja de placa (56) es una bandeja de placa perforada; y

el refuerzo intermedio (54) comprende además una pluralidad de pestañas rectas separadas (64) a lo largo de un borde de un ala larga (L) de la porción con forma de L, siendo recibidas las pestañas rectas a través de ranuras separadas correspondientes (65) de la bandeja de placa perforada (56) estando los extremos de las pestañas rectas (64) asegurados a una lámina (66) dispuesta por debajo de la bandeja de placa perforada, de tal manera que el refuerzo intermedio (54) está asegurado a la bandeja de placa perforada (56) .

2. Una bandeja de lavador de gases húmedo (50) comprendiendo una bandeja de placa (56) y un refuerzo intermedio (54) para aumentar la frecuencia natural de la bandeja de placa, comprendiendo el refuerzo intermedio una porción con forma de L;

caracterizada por que:

la bandeja de placa (56) es una bandeja de placa perforada; y

el refuerzo intermedio (54) comprende además una pluralidad de pestañas dobladas (67) a lo largo de un borde de un ala larga (L) de la porción con forma de L, siendo recibidas las pestañas dobladas a través de perforaciones separadas correspondientes (36) de la bandeja de placa perforada (56) estando aplicadas las pestañas dobladas

(67) a la bandeja de placa perforada (56) a través de las perforaciones (36) , de tal manera que el refuerzo intermedio

(54) está asegurado a la bandeja de placa perforada (56) .

3. Una bandeja de lavador de gases húmedo (50) para un dispositivo de contacto líquido-gas a contracorriente teniendo paredes que definen un alojamiento vertical con una entrada de gas y teniendo medios para pasar gas hacia arriba a través de ella, en donde:

la bandeja de lavador de gases húmedo (50) ha sido realizada según la reivindicación 1 ó la 2;

una placa perforada (56) tiene dispuestas aberturas relativamente grandes separadas, sustancialmente simétricas

(36) para formar una zona abierta a través de ellas;

refuerzos laterales de igual altura (52) se extienden desde los primeros bordes en oposición de la placa perforada

(56) y están orientados sustancialmente perpendiculares con respecto a ella;

el refuerzo intermedio (54) está dispuesto entre los refuerzos laterales (52) y está conectado a ellos y a la placa (56) ; y

hay dispuestas configuraciones (90, 100, 110) en la placa perforada (56) , sirviendo los refuerzos (52, 54) y las configuraciones (90, 100, 110) para aumentar la relación rigidez/masa de la bandeja (50) que aumenta la frecuencia natural de la bandeja para reducir la susceptibilidad de la bandeja al agrietamiento inducido por la vibración.

4. La bandeja de lavador de gases húmedo (50) según la reivindicación 3, en donde las configuraciones comprenden al menos una o más nervaduras (90) en la placa perforada (56) .

5. La bandeja de lavador de gases húmedo (50) según la reivindicación 3 ó la 4, en donde las configuraciones comprenden salientes alrededor de las perforaciones de la placa perforada (56) .

6. La bandeja de lavador de gases húmedo (50) según la reivindicación 3, 4 ó la 5, en donde las configuraciones comprenden al menos una o más copas (100, 110) o depresiones de la placa perforada (56) .

7. Un dispositivo de contacto líquido-gas a contracorriente comprendiendo paredes que definen un alojamiento vertical con una entrada para gas y que tiene medios para pasar gas hacia arriba a través de él y una o más elevaciones de bandejas dispuestas horizontalmente (50) , en donde:

las bandejas (50) han sido realizadas según cualquiera de las reivindicaciones 3 a la 6;

las placas perforadas (56) se extienden a través del alojamiento;

cada una de la una o más placas perforadas (56) está perforada con aberturas relativamente grandes separadas, sustancialmente simétricas (36) para formar una zona abierta a través de cada una de la una o más placas; y

los extremos adyacentes de las placas perforadas (56) están asegurados a miembros de soporte (70) que se extienden a través del alojamiento vertical mediante una placa de fijación (58) y a material de elastómero interpuesto (60) que se extiende entre ellos.

8. El dispositivo según la reivindicación 7, en donde cada una de las bandejas (50) tiene dispuesta una pluralidad 5 de los refuerzos intermedios (54) conectados entre los refuerzos laterales (52) , y en donde los refuerzos laterales

(52) de una bandeja están soldados (59) en un borde superior a los refuerzos laterales (52) de bandejas adyacentes.

9. El dispositivo según la reivindicación 7, comprendiendo además pasadores (62) para asegurar la placa de fijación (58) y material de elastómero interpuesto (60) a los miembros de soporte (70) .

10. El dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 7 a la 9, comprendiendo además escuadras (78) para 10 asegurar la placa de fijación y material de elastómero interpuesto (60) a los miembros de soporte (72) .

11. El dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 7 a la 10, en donde el material de elastómero interpuesto (60) comprende neopreno.