Procedimiento para el tratamiento de óxidos de nitrógeno procedentes de almacenamiento de energía térmica mediante sales fundidas.
Procedimiento para el tratamiento de óxidos de nitrógeno procedentes de almacenamiento de energía térmica mediante sales fundidas;
que comprende: a) el enfriamiento de una corriente gaseosa procedente de almacenamiento térmico mediante sales fundidas, hasta una temperatura comprendida entre 0 - 90ºC ; b) el tratamiento de la corriente gaseosa, enfriada previamente, mediante un proceso de foto-oxidación, **IMAGEN-01** obteniendo moléculas radicales OH y ozono; c) transformación de los óxidos de nitrógeno (NO y NO2) en ácido nítrico (HNO3) mediante la reacción **IMAGEN-02** d) la absorción del ácido nítrico (HNO3) en un scrubber y la neutralización del ácido nítrico (HNO3) con un producto químico para su transformación en una sal y e) la cristalización de dicha sal para su reutilización.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201530597.
Solicitante: CONDORCHEM ENVITECH S.L.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: TUSET MENDEZ,SERGIO, RZEPKOWSKI,Julien Stanislas Aimé.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01D53/34 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 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.
Descripción:
Procedimiento para el tratamiento de óxidos de nitrógeno procedentes de almacenamiento de energía térmica mediante sales fundidas.
Objeto de la invención.
El objeto de la presente invención es un procedimiento para el tratamiento de óxidos de nitrógeno procedentes de almacenamiento de energía térmica mediante sales fundidas y más concretamente de las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) . 10
Campo de aplicación de la invención.
Esta invención es aplicable en el tratamiento de gases (NOx) procedentes de sistemas de almacenamiento de energía térmica; por ejemplo, aunque no de forma limitativa en centrales 15 solares térmicas.
Estado de la técnica.
Actualmente es conocida la tecnología de sales fundidas para almacenar gran cantidad de energía 20 térmica y aprovecharla posteriormente para la generación de electricidad.
En las centrales térmicas solares se concentra la luz del sol en una torre que contiene las sales, pudiendo alcanzar hasta los 800ºC, siendo conducidas estas sales fundidas por tuberías hasta un intercambiador donde se utiliza la energía térmica acumulada por las mismas para generar 25 electricidad.
Algunas de las sales utilizadas en esta tecnología son el nitrato sódico o el nitrato de potasio y si bien esta tecnología de sales fundidas proporciona importantes ventajas de utilización, presenta algunos inconvenientes como la liberación durante el calentamiento y descomposición en de 30 óxidos de nitrógeno (NOx) en forma de emisiones discontinuas y de concentración variable.
Esto hace necesario la utilización de un sistema de tratamiento de dichos gases NOx.
Una técnica conocida para el tratamiento de estos gases NOx es la tecnología de reducción 35 catalítica selectiva (SCR) que reduce las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) mediante el uso de un catalizador.
Esta tecnología (SCR) se aplica normalmente en procesos de combustión ofreciendo una reducción de hasta un 95% de NOx. 40
Otra técnica conocida para el tratamiento de los óxidos de nitrógeno es el lavado de gases que resulta efectivo en el caso del dióxido de nitrógeno (NO2) que es soluble en agua, pero no en el caso del monóxido de nitrógeno (NO) que no es soluble en agua y proporciona un bajo rendimiento. 45
En el documento EP 2307813, con prioridad del documento US 8318084 se describe un método y un dispositivo para la limpieza de la contaminación del aire basado en un proceso de foto-oxidación consistente en acelerar los mecanismos de auto limpieza de la atmósfera, es decir una combinación ajustada de gases atmosféricos, vapor de agua, ozono y luz ultravioleta. 50
El solicitante de la presente invención desconoce la existencia de antecedentes que permitan realizar una recuperación de productos residuales procedentes de almacenamiento térmico mediante sales con las características propias de la presente invención.
Descripción de la invención 5
El procedimiento para el tratamiento de óxidos de nitrógeno procedentes de almacenamiento de energía térmica mediante sales fundidas, objeto de esta invención, presenta unas características orientadas a permitir un elevado rendimiento en la eliminación de NOx, de hasta el 99, 999% y su transformación en un producto de valor que se puede reutilizar en forma de sales en los tanques 10 del almacenamiento de energía térmica.
Este procedimiento, comprende las fases siguientes:
a) el enfriamiento de la corriente gaseosa procedente de los tanques del almacenamiento térmico 15 mediante sales fundidas, desde una temperatura de 200 - 800ºC. hasta una temperatura comprendida entre 0 - 90 ºC. y
b) el tratamiento de la corriente gaseosa, enfriada previamente, mediante un proceso de foto-oxidación, obteniendo moléculas radicales OH y ozono extremadamente reactivas hacia el 20 monóxido de nitrógeno (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) .
c) la transformación de los óxidos de nitrógeno (NO y NO2) en ácido nítrico (HNO3) mediante la reacción de los radicales OH con dióxido de nitrógeno NO2, NO2 + OH HNO3;.
d) la absorción del ácido nítrico mediante el lavado de los gases (scrubber) y la neutralización del ácido nítrico (HNO3) en una solución de agua y un producto químico, transformándolo en una sal; y
e) la cristalización y reutilización de dicha sal en el propio sistema de almacenamiento de energía 30 térmica.
En la fase b) hay una gran reactividad del ozono O3 hacia el óxido de nitrógeno NO: NO + O3 NO2 + O2; y se cataliza la reacción entre del ozono O3 con agua H2O mediante lámparas de UV para crear radicales OH: O3 + H2O 2 OH + O2. 35
En la fase c) hay que considerar también las siguientes reacciones secundarias que se puede producir:
NO + OH HNO2 40
3NO2 + H2O 2 HNO3 + NO
O3 + NO2 O2 + NO3
Sin embargo, estas reacciones secundarais son mucho más lentas que las reacciones principales mencionadas y no son relevantes en el proceso final. 45
En un ejemplo de realización concreto la neutralización del ácido nítrico (HNO3) se realiza con hidróxido de sodio (NaOH) , o con hidróxido de potasio (KOH) , obteniendo respectivamente nitrato de sodio (NaNO3) , o nitrato de potasio (KNO3) , que son sales reutilizables en el propio sistema de almacenaje de energía térmica mediante la tecnología de sales fundidas, o en otras 50
aplicaciones.
Descripción de las figuras.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión 5 de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de figuras en el que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra un diagrama con las diferentes fases o etapas del procedimiento para el tratamiento de óxidos de nitrógeno procedentes de las emisiones gaseosas de los tanques de 10 almacenamiento de energía térmica mediante sales fundidas.
Realización preferida de la invención.
En la figura 1 se han representado esquemáticamente las fases del procedimiento descrito 15 anteriormente, incluyendo:
a) el enfriamiento de la corriente gaseosa de los tanques del almacenamiento térmico mediante sales fundidas
b) el tratamiento de la corriente gaseosa mediante un proceso de foto-oxidación en el que se obtienen la moléculas radicales OH y ozono;
c) la transformación de los óxidos de nitrógeno (NO y NO2) en ácido nítrico (HNO3) mediante la reacción NO2 + OH HNO3, 25
d) la absorción del ácido nítrico (HNO3) en un scrubber y la neutralización del ácido nítrico (HNO3) con un producto químico para su transformación en una sal y,
e) la cristalización de dicha sal para su reutilización. 30
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, se hace constar a los efectos oportunos que en la misma se pueden introducir los cambios que se consideren oportunos, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación. 35
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para el tratamiento de óxidos de nitrógeno procedentes de almacenamiento de energía térmica mediante sales fundidas; caracterizado porque comprende:
a) el enfriamiento de una corriente gaseosa que contiene óxidos de nitrógeno, procedente de tanques de almacenamiento térmico mediante sales fundidas, desde una temperatura de 200 - 800ºC. hasta una temperatura comprendida entre 0 - 90 ºC. y
b) el tratamiento de la corriente gaseosa, enfriada previamente, mediante un proceso de foto-oxidación, NO + O3 NO2 + O2; O3 + H2O 2 OH + O2 obteniendo moléculas radicales OH y ozono extremadamente reactivas hacía el monóxido de nitrógeno (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) .
c) la transformación de los óxidos de nitrógeno (NO y NO2) en ácido nítrico (HNO3) mediante la reacción NO2 + OH HNO3,
d) la absorción del ácido nítrico (HNO3) en un scrubber y la neutralización del ácido nítrico (HNO3) con un producto químico para su transformación en una sal y, 20
e) la cristalización de dicha sal para su reutilización.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende la neutralización del ácido nítrico (HNO3) con hidróxido de sodio (NaOH) y la obtención de nitrato de 25 sodio (NaNO3) .
3. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende la neutralización del ácido nítrico (HNO3) con hidróxido de potasio (KOH) y la obtención de nitrato de potasio (KNO3) . 30
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