Un sistema de depuración de gases que tiene un rectificador del flujo de gas.

Un sistema de depuración de gases (1) que comprende:

un conducto del reactor (14);



un dispositivo de depuración de gases (20) dispuesto en el conducto del reactor (14);

un rectificador del flujo de gas (30) para rectificación del flujo de gas de chimenea, dispuesto en el conducto del reactor (14) aguas arriba del dispositivo de depuración de gases (20), y que comprende al menos una pantalla expandida (30a) que comprende cierto número de fibras angulares (35), teniendo cada fibra angular (35) al menos una porción de la misma dispuesta angulares (α) con respecto a un lado plano (30h) de la pantalla expandida (30a), caracterizado por que la al menos una pantalla expandida (30a) comprende una primera pantalla expandida (31) y al menos una segunda pantalla expandida (32), estando situada la segunda pantalla expandida (32) más próxima al dispositivo de depuración de gases (20) que la primera pantalla expandida (31), y en donde la primera pantalla expandida (31) tiene una solidez σ mayor que la de la segunda pantalla expandida (32).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10173432.

Solicitante: ALSTOM TECHNOLOGY LTD.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: BROWN BOVERI STRASSE 7 5400 BADEN SUIZA.

Inventor/es: HJELMBERG,ANDERS ERIK, TABIKH,ALI MUSTAPHA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D45/08 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 45/00 Separación de partículas dispersas en gases o en vapores por gravedad, inercia o fuerza centrífuga. › por proyección contra los diafragmas separadores.
  • B01D46/02 B01D […] › B01D 46/00 Filtros o procedimientos especialmente modificados para la separación de partículas dispersas en gases o vapores (elementos filtrantes B01D 24/00 - B01D 35/00; sustancia filtrante B01D 39/00; su regeneración en el exterior de los filtros B01D 41/00). › Separadores de partículas dotados de filtros huecos hechos de un material flexible, p. ej. aparatos de precipitación de polvos.
  • B01D46/10 B01D 46/00 […] › Separadores de partículas que utilizan placas, hojas o tampones filtrantes dotados de superficies planas, p. ej. aparatos para la precipitación de polvos.
  • B01D50/00 B01D […] › Combinaciones de dispositivos para la separación de partículas de gases o de vapores.
  • B01D53/34 B01D […] › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › Depuración química o biológica de gases residuales.
  • B01D53/86 B01D 53/00 […] › Procedimientos catalíticos.
  • B01F3/04 B01 […] › B01F MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla de pinturas B44D 3/06). › B01F 3/00 Mezcla, p. ej. dispersión, emulsión, según las fases que vayan a mezclarse. › de gases o de vapores con líquidos (mezclando bebidas no alcohólicas con gases A23L 2/54).
  • B01F5/04 B01F […] › B01F 5/00 Mezcladores de flujo (pulverizadores, atomizadores B05B ); Mezcladores para materiales que caen, p. ej. partículas sólidas (B01F 13/04 tienen prioridad; mezcladores centrífugos B04). › Mezcladores de inyectores.
  • B01F5/06 B01F 5/00 […] › Mezcladores en los que los componentes de la mezcla son prensados juntos o a través de ranuras, orificios, o tamices (turbomezcladores B01F 5/16; molinos coloidales B02C; grifos mezcladores F16K 11/00).
  • B03C3/36 B […] › B03 SEPARACION DE SOLIDOS POR UTILIZACION DE LIQUIDOS O POR UTILIZACION DE MESAS O CRIBAS DE PISTON NEUMATICO; SEPARACION MAGNETICA O ELECTROSTATICA DE MATERIALES SOLIDOS A PARTIR DE MATERIALES SOLIDOS O DE FLUIDOS; SEPARACION POR CAMPOS ELECTRICOS DE ALTA TENSION.B03C SEPARACION MAGNETICA O ELECTROSTATICA DE MATERIALES SOLIDOS A PARTIR DE MATERIALES SOLIDOS O DE FLUIDOS; SEPARACION POR CAMPOS ELECTRICOS DE ALTA TENSION (filtros que utilizan la electricidad o el magnetismo B01D 35/06; separación de isótopos B01D 59/00; separación en que se combinan los procedimientos magnéticos o electrostáticos con los otros medios de separación de sólidos B03B, B07B; separación de hojas amontonadas B65H 3/00; imanes o bobinas magnéticas en sí H01F). › B03C 3/00 Separación por efecto electrostático de partículas dispersas de gases o del vapor, p. ej. en el aire (silenciadores o aparatos de escape para máquinas o motores con medios para retirar los constituyentes sólidos de los gases de escape, utilizando separadores eléctricos o electrostáticos F01N 3/01). › control del flujo de gas o de los vapores.
  • B21D31/04 B […] › B21 TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL DE MATERIAL; CORTE DEL METAL POR PUNZONADO.B21D TRABAJO MECANICO O TRATAMIENTO DE CHAPAS, TUBOS, BARRAS O PERFILES METALICOS SIN ARRANQUE SUSTANCIAL DE MATERIAL; CORTE DE METALES POR PUNZONADO (trabajo mecánico o tratamiento de alambre B21F). › B21D 31/00 Otros métodos de trabajo de las chapas, tubos o perfiles metálicos (deformación helicoidal de una de las superficies de los tubos por laminado B21H 3/00; forjado por recalcado B21J 5/08; trabajo del metal por arranque de material B23; estampado de motivos decorativos o marcas B44B 5/00). › Operaciones para dilatar el material no previstas en los grupos B21D 1/00 - B21D 28/00, p. ej. para obtener metal desplegado (B21D 47/00 tiene prioridad).
  • F01N3/20 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR.F01N SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MOTORES DE COMBUSTION INTERNA (disposiciones de conjuntos de propulsión relativas al escape de gases B60K 13/00; silenciadores de admisión de aire especialmente adaptados para motores de combustión interna, o con dispositivos para estos motores F02M 35/00; protección contra ruidos en general o amortiguamiento de los mismos G10K 11/16). › F01N 3/00 Silenciadores o aparatos de escape que incluyen medios para purificar, volver inofensivos o cualquier otro tratamiento de los gases de escape (control eléctrico F01N 9/00; dispositivos de control o diagnóstico para los aparatos de tratamiento de gases de escape F01N 11/00). › especialmente adaptados para conversión catalítica (F01N 3/22 tiene prioridad).
  • F01N3/28 F01N 3/00 […] › Estructura de reactores catalíticos.

PDF original: ES-2485740_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Un sistema de depuración de gases que tiene un rectificador del flujo de gas.

Campo técnico.

La presente descripción se refiere a un sistema de depuración de gases, tal como un sistema de reducción catalítica o un sistema precipitador electrostático, para depuración del gas de chimenea de una planta de proceso industrial, tal como una central eléctrica que quema combustibles fósiles o una planta de Incineración de residuos. Más particularmente, la presente descripción se refiere a un sistema de depuración de gases que comprende un rectificador del flujo de gas para desviar y rectificar el flujo de gas a fin de suprimir la turbulencia del flujo de gas.

Antecedentes

En la combustión de un combustible tal como carbón, petróleo, turba, desechos y análogos en una planta de proceso industrial tal como una central eléctrica que quema combustibles fósiles, se genera un gas de proceso caliente. Tales gases de proceso calientes contienen, entre otros componentes, partículas de polvo a las que se hace referencia a veces como cenizas volantes, y óxidos de nitrógeno. Las partículas de polvo se eliminan a menudo del gas de proceso por medio de un dispositivo de eliminación de polvo tal como un precipitador electrostático (ESP) o un filtro de tela (FF). Un sistema ESP se describe en la patente U.S. No. 4.502.872, que se incorpora en esta memoria en su totalidad por referencia.

Una planta de proceso industrial puede estar equipada también con un reactor de reducción catalítica selectiva (SCR), que induce catalíticamente la reducción selectiva de los óxidos de nitrógeno del gas de proceso. Un sistema SCR se describe en el documento WO 2005/114053 y en la patente U.S. No. 5.687.656 que se incorpora en esta memoria en su totalidad por referencia. Los ESPs y los SCRs son ejemplos de dispositivos de depuración de gases útiles en un sistema de depuración de gases de una planta de proceso industrial.

En tales sistemas de depuración de gases, puede estar dispuesto un rectificador utilizado para cambiar de dirección el flujo de gas y para crear una distribución uniforme de velocidad aguas arriba con reacción al flujo del gas de proceso de dispositivos de depuración de gases tales como ESPs, SCRs y/o FF. Los rectificadores suprimen también la turbulencia en el gas de chimenea fluyente. Con ello, se reducen los fenómenos de erosión que ocurren típicamente en el punto en que el gas de chimenea entra en un dispositivo de depuración de gases.

La patente U.S. No. 7.063.817 describe un dispositivo para depuración de gases de chimenea que comprende un convertidor catalítico, con paredes de desviación y un rectificador situado aguas arriba del convertidor catalítico. El rectificador está dispuesto en el punto en que el conducto de gas de chimenea se abre a la "torre de catalizador, es decir, el conducto en el que está situado el convertidor catalítico. El propósito de las paredes de desviación es asegurar que el flujo del gas de chimenea se desvía hacia la torre de catalizador. El propósito del rectificador es suprimir la turbulencia en el gas de chimenea fluyente a fin de reducir los fenómenos de erosión en el punto en el que el gas de chimenea entra en el convertidor catalítico. El rectificador tiene un diseño laminar compuesto de laminillas hechas de tiras de chapa metálica dispuestas en paralelo al flujo de gas de chimenea.

Un rectificador de este tipo requiere una cantidad importante de material para su construcción y añade una cantidad importante de peso a la estructura de soporte. Por consiguiente, un rectificador de este tipo es relativamente caro de construir y la erección del mismo en una torre de catalizador es bastante complicada debido al peso relativamente grande del rectificador.

El documento US 6.401.449 B1 describe un sistema de escape para un motor de combustión interna. El sistema de escape comprende una rejilla en forma de una malla que tiene una pluralidad de aberturas formadas entre los

travesaños de la rejilla.

El documento WO 00/03795 describe un sistema de depuración de gases de una planta de combustión que comprende una pantalla metálica dispuesta aguas arriba de elementos catalíticos del sistema de depuración de

gases.

Sumario

La presente invención proporciona un sistema de acuerdo con la reivindicación 1 para atenuar al menos algunos de los inconvenientes arriba mencionados asociados con los sistemas actuales de depuración de gases.

De acuerdo con la presente descripción, se proporciona un sistema de depuración de gases que comprende un conducto del reactor, un dispositivo de depuración de gases dispuesto en el conducto del reactor y un rectificador del flujo de gas para rectificación del flujo de gas de chimenea, dispuesto en el conducto del reactor aguas arriba del dispositivo de depuración de gases. El rectificador del flujo de gas comprende al menos una pantalla expandida.

Una pantalla expandida adecuada para uso en el presente sistema se define como una hoja plana de material deformable sustancialmente plástico con una pluralidad de aberturas formadas a su través sustancialmente perpendiculares al plano de las mismas.

Más específicamente, las aberturas están formadas entre fibras del material plástico deformable. Las fibras del material plástico deformable están construidas de tal manera que al menos un borde de ataque de las mismas se extiende hacia fuera por encima del plano de la hoja plana global, tal como en un ángulo de v.g. aproximadamente 45 grados con respecto a ella, y al menos un borde opuesto de salida de los mismos se extiende hacia fuera por debajo del plano de la hoja plana global, tal como en un ángulo de v.g. aproximadamente 45 grados con respecto a ella, para formar la presente pantalla expandida.

Por utilización del presente rectificador de pantalla expandida en lugar del rectificador de laminillas de tira de chapa metálica paralelas de la técnica anterior, se consigue un rectificador de menor peso, dando como resultado un sistema más eficiente en costes, en términos tanto de costes de construcción como de costes de erección. Adicionalmente, el presente rectificador de pantalla expandida consigue una distribución bastante uniforme de la velocidad del gas de chimenea en su flujo hacia el reactor catalítico. Una distribución irregular de la velocidad de flujo del gas puede deteriorar el dispositivo de depuración de gases. Dicho deterioro puede ser resultado de partículas de alta velocidad atrapadas en el flujo de gas de chimenea que erosionan la porción del reactor catalítico que mira hacia el flujo del gas de chimenea. Una distribución más uniforme de la velocidad del gas de chimenea aumenta también el tiempo de residencia, utilizando la sección transversal completa de una capa de catalizador del dispositivo de depuración de gases. Adicionalmente, se consigue un ángulo de inclinación satisfactorio para el gas de chimenea hacia el reactor catalítico, es decir un ángulo de inclinación próximo a 90 grados. Si el ángulo de inclinación difiere demasiado de 90 grados, el lado del dispositivo de depuración de gases que mira hacia el flujo del gas puede erosionarse. Y aún más, la presente pantalla expandida contribuye a una mezcladura aumentada de gas de chimenea con amonio en el caso de que se utilice una rejilla de inyección de amoníaco aguas arriba del rectificador con relación al flujo del gas de chimenea. Por consiguiente, utilizando el presente rectificador de pantalla expandida, se consume menos material, se reduce el peso del sistema y disminuyen los costes de construcción y erección asociados.

De acuerdo con otro aspecto, la al menos una pantalla expandida está hecha de metal, por ejemplo acero. Por la utilización de metal como el material para la pantalla expandida, se consigue un sistema robusto que tiene una vida útil relativamente larga.

De acuerdo con otro aspecto, la al menos una pantalla expandida comprende cierto número de fibras angulares, teniendo cada fibra angular al menos una porción de la misma angulares con respecto a un lado plano de la pantalla expandida. La pantalla expandida está dispuesta en el conducto del reactor de tal modo que las fibras están dispuestas angulares para permitir que el flujo de gas a través de la pantalla expandida se rectifique a lo largo del eje longitudinal del conducto del reactor.

El lado plano de la pantalla expandida se define como el plano de extensión principal de la pantalla expandida. Este plano de extensión principal corresponderá a un plano de una conforme a una lisa, si se hubiera colocado una conforme a una de este tipo en el mismo lugar y posición que la pantalla expandida.

De acuerdo con otro aspecto adicional, la al menos una pantalla expandida... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de depuración de gases (1) que comprende: un conducto del reactor (14);

un dispositivo de depuración de gases (20) dispuesto en el conducto del reactor (14);

un rectificador del flujo de gas (30) para rectificación del flujo de gas de chimenea, dispuesto en el conducto del reactor (14) aguas arriba del dispositivo de depuración de gases (20), y que comprende al menos una pantalla expandida (30a) que comprende cierto número de fibras angulares (35), teniendo cada fibra angular (35) al menos una porción de la misma dispuesta angulares (a) con respecto a un lado plano (30h) de la pantalla expandida (30a),

caracterizado porque la al menos una pantalla expandida (30a) comprende una primera pantalla expandida (31) y al menos una segunda pantalla expandida (32), estando situada la segunda pantalla expandida (32) más próxima al dispositivo de depuración de gases (20) que la primera pantalla expandida (31), y en donde la primera pantalla expandida (31) tiene una solidez o mayor que la de la segunda pantalla expandida (32).

2. Un sistema de depuración de gases conforme a la reivindicación 1, en donde la al menos una pantalla expandida (30a) está hecha de metal.

3. Un sistema de depuración de gases conforme a la reivindicación 1 ó 2, en donde la al menos una pantalla expandida (30a) tiene un lado plano (30h) sustancialmente perpendicular a un eje longitudinal del conducto del reactor (14).

4. Un sistema de depuración de gases conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la al menos una pantalla expandida (30a) tiene una solidez o entre 0,2 y 0,7.

5. Un sistema de depuración de gases conforme a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la segunda pantalla expandida (32) está distanciada de la primera pantalla expandida (31) para reducción de la turbulencia del flujo de gas de chimenea antes del contacto con la segunda pantalla expandida (32).

6. Un sistema de depuración de gases conforme a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera pantalla expandida (31) tiene una solidez o entre 0,4 y 0,6, y la segunda pantalla expandida (32) tiene una solidez o entre 0,3 y 0,5.

7. Un sistema de depuración de gases conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la al menos una pantalla expandida (30a) comprende una pluralidad de pantallas expandidas (30a) dispuestas en paralelo a través de un eje longitudinal del conducto del reactor (14).

8. Un sistema de depuración de gases conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente un conducto de entrada al reactor (13) posicionado aguas arriba del conducto del reactor (14), teniendo el conducto de entrada del reactor (13) una dirección longitudinal desviada de la dirección longitudinal del conducto del reactor (14), en donde el rectificador del flujo de gas (30) está dispuesto para rectificar el flujo de gas respecto al conducto de entrada del reactor (13) en el conducto del reactor (14).

9. Un sistema de depuración de gases conforme a la reivindicación 8, en donde la al menos una pantalla expandida (30a) comprende cierto número de fibras angulares (35), teniendo cada fibra angular (35) al menos una porción de la misma en un ángulo (a) con respecto al lado plano (30h) de la pantalla expandida (30a), en donde las fibras angulares (35) de la pantalla expandida (30a) están dispuestas en ángulo de tal modo que las mismas están dirigidas en dirección opuesta al eje longitudinal del conducto de entrada en el reactor (13).

10. Un sistema de depuración de gases conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la al menos una pantalla expandida (30a) está dispuesta de modo sustancialmente perpendicular a un eje longitudinal del conducto del reactor (14).


 

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