ES2201268T3 - Dispositivo y procedimiento para aglomerar y precipitar particulas contenidas en una corriente de gas. - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENCION CONSISTE EN UN PROCEDIMIENTO PARA AGLOMERAR Y PRECIPITAR PARTICULAS CONTENIDAS EN UNA CORRIENTE DE GAS TURBULENTA. MAS CONCRETAMENTE, LA PRESENTE INVENCION ESTA RELACIONADA CON UN METODO DE AGLOMERACION (3), UN DISPOSITIVO DE PRECIPITACION (10) Y UN CONJUNTO DE AGLOMERACION Y PRECIPITACION COMBINADOS, Y TAMBIEN CON EL METODO DE SEPARACION ASOCIADO.

Description

Dispositivo y procedimiento para aglomerar y precipitar partículas contenidas en una corriente de gas.

La presente invención se refiere a las mejoras introducidas en dispositivos de precipitación de partículas y a dispositivos de aglomeración de partículas destinados para ser utilizados con dispositivos de precipitación de partículas, así como a la combinación de un dispositivo de aglomeración de partículas y de un dispositivo de precipitación de partículas. La invención se refiere a la vez al dispositivo y al método de realización.

Las solicitudes de patente americanas nº 08/290.883 y 08/406.393, constituyendo la segunda en parte la continuación de la primera, depositadas el 18 de Agosto de 1994 y el 20 de Marzo de 1995 (véase igualmente la patente británica nº 2.264.655 B publicada el 24 de Mayo de 1995, la solicitud de patente británica nº 94/07.441.6 presentada el 14 de Abril de 1994, la solicitud de patente internacional publicada WO 93/15.822 y la solicitud de patente internacional WO 95/00.489) describen respectivamente un cierto número de formas de dispositivos de precipitación de partículas destinados para separar las partículas arrastradas en una corriente de gas turbulento (generalmente, pero no necesariamente, aire). Se hace referencia a estos documentos en la descripción dada a continuación. Las partículas pueden ser sólidas o líquidas.

En la descripción específica dada a continuación, uno de los aspectos de la presente invención se explicará particularmente para la separación de una neblina de aceite contenida en una corriente de aire turbulento, es decir partículas de aceite ultrafinas en suspensión, típicamente gotitas de un tamaño inferior a 0,5 micrones. Se encuentran tales corrientes de aire cargadas de neblina en forma de emisiones de máquinas industriales que funcionan a velocidad elevada.

Es preciso sin embargo apreciar que este ejemplo de la presente invención relativo a la separación de gotitas de aceite contenidas en una corriente de aire no es limitativo en el marco de la presente invención ya que la invención se aplica igualmente en la separación (precipitación) de otras partículas líquidas o sólidas en suspensión, por ejemplo polvo, vapor o humos. Una separación de este tipo puede ser realizada por uno de los dispositivos de precipitación divulgados en las solicitudes y en la patente mencionadas anteriormente, por la variante de los dispositivos de precipitación anteriormente divulgados descrita en el presente documento, o por cualquier otra forma de dispositivo de precipitación tal como un dispositivo de precipitación electrostático capaz de realizar la separación deseada de las partículas contenidas en una corriente de gas.

Se ha descubierto que el rendimiento de un dispositivo de precipitación de partículas es sensiblemente superior si las partículas presentan un cierto tamaño mínimo. La separación de partículas de un tamaño inferior al micrón con la ayuda de un dispositivo de precipitación es menos eficaz o puede necesitar un equipo más costoso. Por ejemplo, una separación adecuada de partículas de un tamaño inferior al micrón puede necesitar un dispositivo de precipitación de fases múltiple o de una longitud desmesurada, lo cual producirá un resultado insatisfactorio o la necesidad de la instalación de un equipo excesivamente costoso.

Uno de los objetos de la presente invención es evitar estas dificultades proponiendo un método y un aparato destinados para aumentar el tamaño de las partículas contenidas en la corriente gaseosa antes de que las mismas entren en el dispositivo de precipitación.

Este objetivo se logra por la aglomeración de las partículas previamente a su entrada en el dispositivo de precipitación. Aunque la técnica de aglomeración descrita aquí sea particularmente eficaz cuando las partículas se presentan inicialmente en forma de una neblina, la misma es igualmente aplicable a partículas que presentan la forma de polvo, vapor o humo. Además, esta técnica no se limita a las partículas que presentan un tamaño inicial inferior al micrón. Casi toda dimensión de tamaño de partículas que entren en el dispositivo de precipitación es ventajoso. También cuando se dice aquí que esta técnica se refiere a la aglomeración de "finas" partículas, hay que incluir igualmente todas las partículas que son demasiado pequeñas para experimentar una separación rápida y eficaz en el seno de un dispositivo de precipitación, comprendidas las partículas ultra-finas presentes en una neblina.

La presente invención puede así, por una parte, definirse como un método de separación de finas partículas de una corriente de gas turbulento en el transcurso del cual las indicadas finas partículas se aglomeran primeramente en forma de partículas más grandes, luego las indicadas partículas más grandes se separan de la corriente gaseosa por precipitación.

Así, la invención se refiere a un conjunto de aglomeración y de precipitación que comprende en combinación:

(a)

un dispositivo de aglomeración destinado para recibir una corriente de gas turbulento que contiene finas partículas en suspensión y para evacuar la corriente en la cual la mayor parte de las indicadas finas partículas se aglomeran en forma de partículas más grandes, y

(b)

un dispositivo de precipitación destinado para recibir la corriente que sale del dispositivo de aglomeración y para separar las partículas de mayor tamaño de la corriente gaseosa, el indicado dispositivo de precipitación destinado para eliminar las partículas contenidas en una corriente gaseosa, comprende al menos un canal no obstruido destinado a transportar la corriente que presenta una circulación turbulenta y una serie de objetos que se extienden a lo largo de al menos un lado de cada canal, estando los indicados objetos dispuestos a intervalos aproximados en el sentido de la circulación con el fin de definir entre ellos espacios en los cuales penetren torbellinos procedentes de cada canal, lo cual provoca la acumulación de las partículas en la superficie de los mencionados objetos después del declive de los torbellinos, estando los indicados objetos constituidos por al menos una placa ondulada cuyos pliegues presentan una profundidad superior al paso entre los pliegues.

Preferentemente, el indicado dispositivo de aglomeración destinado para aumentar el tamaño de finas partículas en suspensión en una corriente de gas turbulento, puede comprender:

(a)

un conducto provisto de una abertura de entrada destinada para recibir la corriente y una salida destinada para la evacuación de la corriente, y

(b)

una serie de estructuras malladas dispuestas de forma sensiblemente paralela las unas con relación a las otras y espaciadas a lo largo del conducto entre la abertura y la salida, extendiéndose cada filtro a través del conducto generalmente en sentido transversal con relación a la corriente, de tal forma que la totalidad de la corriente atraviese sensiblemente todos los filtros sucesivamente,

(c)

cada estructura mallada que comprende partes sólidas repartidas por el conducto con el fin de que tropiecen una parte de las partículas y orificios repartidos por el conducto para permitir el paso de la corriente.

Ventajosamente, el número de estructuras malladas puede elevarse al menos a diez.

De manera preferencial, el número de estructuras malladas puede elevarse al menos a 30.

Las partes sólidas de cada estructura mallada pueden ocupar una superficie inferior a la mayor parte de la sección del conducto.

Cada estructura mallada puede comprender conjuntos de hilos paralelos separados entre sí y que se extienden transversalmente los unos con relación a los otros para formar la estructura mallada, formando estos hilos las indicadas partes sólidas, y espacios entre los hilos que forman los indicados orificios.

La relación de la distancia entre los hilos sobre el espesor de los hilos puede estar aproximadamente comprendida entre diez y cinco.

Según uno de los aspectos de la invención, cada estructura mallada puede comprender una placa provista de orificios.

La separación de las estructuras malladas las unas con relación a las otras en el sentido de la circulación de la corriente no debe ser inferior a aproximadamente cinco milímetros.

Las estructuras pueden estar constituidas por un material continuo mallado que se extiende sucesivamente sobre unos vástagos transversales situados en la parte superior y en la parte inferior del conducto.

La mencionada profundidad puede ser aproximadamente cuatro veces superior al indicado paso.

Cada una de las indicadas placas onduladas puede orientarse de forma sensiblemente vertical para permitir a las partículas acumuladas en su superficie caer al fondo de una cubierta que contiene la o las mencionadas placa(s) y que definen así el indicado canal o los indicados canales.

El fondo de la cubierta puede estar inclinado con relación a la horizontal con el fin de favorecer la circulación de las partículas caídas de las superficies de la placa o de las placas ondulada(s) hacia un extremo de dicho fondo, y luego a un colector exterior.

Las indicadas partículas pueden ser líquidas y el mencionado colector exterior puede comprender una trampa de líquido.

Las indicadas partículas pueden ser sólidas y el mencionado colector exterior puede comprender una tolva.

El indicado dispositivo de precipitación puede comprender una cubeta que se extiende a lo largo del fondo de la cubierta y que incluye las partes inferiores de las indicadas placas onduladas, según el cual un pequeño espacio libre está previsto entre los extremos inferiores de las indicadas placas onduladas y el fondo de la cubierta con miras a recoger las partículas sólidas caídas de la superficie de las placas y conducirlas por debajo de las indicadas placas onduladas a través de una abertura prevista en la cubeta para llevarlas a una ranura de evacuación de partículas situada en el extremo del fondo de la cubierta.

El dispositivo de precipitación puede comprender un vibrador destinado para favorecer la transferencia de las partículas sólidas al colector exterior.

La presente invención se refiere igualmente a un método de aglomeración y de separación de finas partículas de una corriente de gas turbulento, que comprende primeramente la aglomeración de las indicadas finas partículas en forma de partículas más grandes, luego la separación de las indicadas partículas más grandes por precipitación, realizándose la separación de las indicadas partículas por el paso del gas de circulación turbulenta procedente de la aglomeración en al menos un canal que comprende una serie de objetos que se extienden a lo largo de al menos un lado de cada canal, estando los indicados objetos dispuestos a intervalos aproximados en el sentido de la circulación con el fin de definir entre ellos espacios en los cuales penetran torbellinos procedentes de cada canal, lo cual provoca la acumulación de las partículas en la superficie de los indicados objetos después del declive de los torbellinos, estando los indicados objetos constituidos por al menos una placa ondulada cuyos pliegues presentan una profundidad superior al paso entre los pliegues.

De forma ventajosa, la etapa de aglomeración consiste en hacer pasar la corriente de gas sucesivamente a través de una serie de estructuras malladas con miras a llevar una parte de las partículas a tropezar con las partes sólidas de cada una de las estructuras malladas con el fin de que se aglomeren para formar partículas mayores, siendo la mayor parte de las indicadas partículas re-arrastradas por la corriente.

Una parte de las indicadas partículas más grandes pueden caer de las estructuras malladas.

Conforme a la invención, se puede hacer pasar la corriente sucesivamente a través al menos de diez estructuras malladas.

Se puede hacer pasar la corriente sucesivamente a través de al menos 30 estructuras malladas.

Se puede hacer pasar la corriente con las partículas mayores re-arrastradas a un dispositivo de precipitación de partículas.

Según uno de los aspectos de la invención, las finas partículas pueden estar constituidas por una neblina.

Las finas partículas pueden estar constituidas por polvo, vapor o humo.

- la figura 1 es una vista de conjunto de la disposición de un dispositivo de aglomeración y de un dispositivo de precipitación según la invención,

- la figura 2 es una vista lateral abierta fragmentada de un dispositivo de aglomeración según un modo de realización de la presente invención.

- la figura 3 es una vista plana abierta fragmentada de una parte del dispositivo de aglomeración de la figura 2,

- la figura 4 es una vista según la línea 4-4 de la figura 2,

- la figura 4A es una vista fragmentada de una variante de la figura 4,

- la figura 5 es una vista en perspectiva abierta fragmentada de un dispositivo de precipitación según otro modo de realización de la invención,

- la figura 6 es una alzado lateral abierto del dispositivo de precipitación de la figura 5,

- la figura 7 es una vista por debajo abierta del dispositivo de precipitación de las figuras 5 y 6, y

- la figura 8 es un fragmento agrandado de un elemento colector en el dispositivo de precipitación según las figuras 5, 6, ó 7.

El dispositivo de precipitación de partículas 10 presentado en las figuras 1 y 2 puede ser uno cualquiera de los dispositivos de precipitación descritos en la patente o en las solicitudes anteriores citadas más arriba, y puede tratarse más particularmente de uno de los presentados en la solicitud de patente americana nº 08/406.393 o su variante descrita a continuación en relación con las figuras 5 a 8. Puede también tratarse de un dispositivo de precipitación cualquiera capaz de separar partículas sólidas o líquidas de una corriente de aire turbulento 12 aspirado en el sistema por un ventilador 11 o por cualquier otro medio. El ventilador comprende un motor 11A y una salida 11B.

Conforme a la invención un dispositivo de aglomeración 13 está dispuesto río arriba del dispositivo de precipitación 10 en relación con el sentido de la circulación gaseosa. El dispositivo 13 tiene por función aumentar el tamaño de las partículas arrastradas o en suspensión en la corriente de aire 12 con el fin de que las superficies colectoras del dispositivo de precipitación 10 puedan separarlas de la corriente de forma más eficaz.

El sistema presentado en la figura 1 ha sido concebido para separar partículas líquidas de una corriente de gas, por ejemplo una neblina; es el motivo por el cual está inclinado con relación a la horizontal y provisto de una trampa de líquido 20. El líquido acumulado en el sistema (esencialmente, pero no exclusivamente, en el fondo del dispositivo de precipitación 10) fluye por el fondo del dispositivo de precipitación 10 y por el dispositivo de aglomeración 13, penetra en un tubo de desagüe 19 y por último en una trampa 20 que sirve de colector externo de líquido impidiendo al aire ser aspirado en el sistema en este lugar. Los niveles de líquido típicos en el tubo de desagüe 19 y en la trampa 20 se presentan en la figura 1.

Cuando el sistema está concebido para separar partículas sólidas, por ejemplo polvo, estas últimas características se modifican, como se describe a continuación en relación con las figuras 6 y 7.

Como se puede apreciar en las figuras 2 y 3, el dispositivo de aglomeración 13 puede consistir en un conducto tubular 14 de sección rectangular (en un ejemplo específico, de 34 cm de largo, 46 cm de ancho y 30 cm de alto) que forma un túnel entre una abertura conectada con la entrada de la corriente de gas y una salida conectada con el dispositivo de precipitación 10. Una serie de filtros 15 espaciados los unos de los otros está dispuesta en este conducto 14, extendiéndose cada uno de estos filtro plenamente a través del conducto en las dos direcciones perpendiculares a la corriente de aire 12 si bien, teóricamente, la totalidad de la corriente de aire debe atravesar sucesivamente todos los filtros 15. En la práctica, una pequeña cantidad de la corriente puede contornear los indicados filtros.

Como lo muestra la figura 4, que no está hecha a escala, un filtro típico 15 consiste en dos conjuntos de hilos transversales 16 que forman una red mallada, pudiendo estos hilos ser de un material apropiado tal como poliéster, de fibra de vidrio o de metal. En un ejemplo típico, cada hilo 16 presenta aproximadamente un espesor de 1 mm, estando los hilos espaciados los unos de los otros aproximadamente 5 mm. Un método apropiado para constituir este conjunto cuando los filtros 15 están hechos de un material flexible consiste en utilizar una cinta muy larga de este material y en hacer pasar sucesivamente sobre los vástagos inferiores 17 y superiores 18 que se extienden de un lado a otro del conducto 14. El diámetro de estos vástagos determinará el espacio de los filtros 15, el cual puede estar comprendido entre aproximadamente 5 mm y 1 cm. Si los filtros están dispuestos de forma mucho más aproximada, no cumplirán totalmente su papel, como se ha describe a continuación, pues no funcionaran totalmente como filtros separados. Si están más separados, aunque funcionen entonces de forma eficaz, se obtiene un aparato con una extensión desmesurada.

Cuando la corriente de aire turbulento 12 de la cual se admite que transporta partículas de neblina de aceite de un tamaño inferior al micrón penetra en al orificio de entrada del dispositivo de aglomeración 13, , se ha descubierto experimentalmente que una pequeña parte de estas partículas se separa de las porciones de la corriente de aire que pasa por cada lado de cada hilo 16, tropezando las partículas así separadas directamente en los hilos. En cada filtro 15, solo una pequeña fracción de partículas de neblina entrantes tropieza con los hilos, pues la mayor parte de las partículas pasa libremente con la corriente de aire a través de los orificios presentes entre los hilos. Si se considera que una fracción (y) de las partículas de neblina entrantes tropieza con las partes sólidas (hilos) del primer filtro, la fracción restante (1 - y) pasará a través de los orificios. Las partículas de neblina que han atravesado los orificios con la corriente de aire se mezclarán debido a la circulación turbulenta y presentarán una distribución sensiblemente uniforme antes de alcanzar el segundo filtro. Además, si es necesario, los hilos pueden estar dispuestos al tresbolillo entre filtros adyacentes con el fin de garantizar la presencia de hilos directamente sobre el paso de las partículas que han atravesado los orificios del filtro precedente, con la corriente de aire. Alcanzando el segundo filtro, la misma fracción (y) de la fracción restante (1 - y) tocará los hilos. La fracción restante (transmitida a través de los orificios) después del segundo filtro es así (1 - y ) - y(1 - y) = 1 - y)^{2}. Después de haber atravesado n filtros, la fracción de las partículas de neblina de aceite iniciales que quedan en la corriente de aire será (1 - y)^{n}. 0,04 representa un valor típico para y. Es decir 4%. Si n= 60, por ejemplo, la fracción de partículas que quedan después de que la corriente ha atravesado el último filtro de la serie será igual a 0,96 a la potencia 60, lo cual corresponde aproximadamente a 0,09. Así, una fracción de aproximadamente 9% de las partículas de neblina iniciales quedará en la corriente de aire que sale del dispositivo de aglomeración, mientras que aproximadamente un 91% habrán tropezado con uno u otro de los filtros.

Tras el impacto, la mayoría de las substancias que constituyen las partículas que han tropezado con los filtros tienen tendencia a ser re-arrastradas por la corriente de aire. Sin embargo, se ha apreciado que estas substancias re-arrastradas estaban constituidas por nuevas partículas, más grandes que las partículas iniciales. En otras palabras, las finas partículas iniciales se aglomeraron para proporcionar partículas mayores. Algunas de estas partículas aglomeradas permanecen en el dispositivo de aglomeración y caen al fondo de la instalación, formando así un líquido que fluye por la trampa 20 y se junta así con conjunto de partículas recogidas. Para obtener este resultado, es importante que la corriente de gas que pasa por el dispositivo de aglomeración presente una circulación turbulenta.

En el marco de un ensayo realizado con una neblina de aceite producida por un nebulizador, se midieron que aproximadamente un 80% en peso de las partículas de neblina que penetran en el dispositivo de aglomeración presentaban un tamaño inferior a 0,5 micrones. Cuando esta neblina pasaba directamente en un dispositivo de precipitación con una longitud de un metro (habiéndose retirado el dispositivo de aglomeración), solamente un 40% en peso de las partículas se habían separado de la corriente de aire. Sin embargo, cuando el dispositivo de aglomeración estaba situado entre la neblina entrante y el mismo dispositivo de precipitación, este último separaba aproximadamente un 93% en peso de las partículas de neblina contenidas en la corriente de aire. Este mismo rendimiento (recuperación del 93%) habría podido ser obtenido en teoría con un dispositivo de precipitación solo (sin dispositivo de aglomeración) si la longitud del dispositivo de precipitación hubiese sido aumentada a cinco metros. Mientras que el dispositivo de aglomeración utilizado solo no permite recoger más que una mediocre cantidad de partículas con un tamaño inferior al micrón, la sinergia de los fenómenos que se producen en el seno de los dispositivos asociados de aglomeración y de precipitación permite obtener un método que ofrece los altos rendimientos requeridos en materia de separación de finas partículas sin necesitar la utilización de un dispositivo de precipitación más largo.

Con el fin de demostrar esta sinergia, se admite que el dispositivo de aglomeración de partículas 13 recoge la neblina de aceite con un rendimiento fraccionario global (a) y que el dispositivo de precipitación recoge esta misma neblina con un rendimiento fraccionario global (b). En ausencia de sinergia, el rendimiento fraccionario E del sistema combinado dispositivo de aglomeración + dispositivo de precipitación sería E = 1 - (1 - a) (1 - b). Como se ha visto, el rendimiento fraccionario real E' del sistema combinado dispositivo de aglomeración + dispositivo de precipitación es ampliamente superior a E, es decir que E'>> E. No solamente eso muestra la existencia de una sinergia, sino que se aprecia igualmente la causa física, es decir que la neblina que sale del dispositivo de aglomeración y que penetra en el dispositivo de precipitación no es la misma neblina que la que ha entrado en el dispositivo de aglomeración; se trata de una neblina formada por partículas con un tamaño ampliamente superior, que es recogida por el dispositivo de precipitación con un rendimiento fraccionario muy superior b'> b al que habría podido ser observado para la neblina inicial. Así, 1- (1-a) - (1 - b') >> 1 - (1 - a) (1 - b). Se determinó que un 80% en peso de las partículas de neblina inicial presentaban un tamaño inferior a 0,5 micrones, mientras que las partículas que constituyen la neblina que sale del dispositivo de aglomeración presentan un tamaño medio de aproximadamente 4 micrones. Los rendimientos medidos son los siguientes: E' = 0,93, b' = 0,9, b = 0,4 y a = 0,3, donde E = 0,58. Es por consiguiente evidente que E'>>E.

En los ejemplos matemáticos presentados anteriormente, se ha admitido la realización de 60 filtros, 57 filtros que han sido en realidad utilizados en el transcurso del ensayo descrito más arriba. La elección del número de filtros constituirá un compromiso entre una mejora de los rendimientos (más filtros) y de la economía (menos filtros). En el caso en que una cierta baja de los rendimientos sea admisible, o si las partículas entrantes presentan un tamaño superior al micrón siendo partículas finas en el sentido en que son demasiado pequeñas para ser separadas directamente por el dispositivo de precipitación, es posible utilizar un número más limitado de filtros. Normalmente, este número, no será de preferencia inferior a 30, pero puede llegar hasta 10, incluso menos, cuando rendimientos menores son admisibles o cuando el valor de y puede ser aumentado, o también cuando el aparato deba proceder a la separación de una neblina que contiene gotitas de una tamaño sensiblemente superior desde el origen. Pueden por consiguiente existir circunstancias para las cuales un número relativamente reducido de filtros pueda mostrarse eficaz. No existe un número máximo, aunque un número superior a 100 sería normalmente poco rentable con relación a la ventaja que lo sería retirado. El número de filtros estará por consiguiente de preferencia normalmente comprendido entre 30 y 80

Aunque cada filtro 15 haya sido descrito hasta aquí bajo la forma de una estructura mallada constituida por hilos perpendiculares entre sí, es igualmente posible utilizar otra estructura tal como una placa perforada que produce el mismo efecto, es decir que ofrezca un gran número de partes sólidas destinadas para ser golpeadas por ciertas partículas, dejando espacios destinados para permitir el paso de la corriente de gas y partículas que queden arrastradas. La figura 4A ilustra una parte de dicha placa. Aunque la realización de una placa perforada pueda producir un aumento de la pérdida de carga experimentada por la corriente de gas, la misma puede igualmente favorecer un aumento del valor de y y por consiguiente permitir reducir el número de filtros requeridos, lo cual tendría un efecto positivo en el plano de la pérdida de carga.

Es preciso notar que el término de "filtro" utilizado en las reivindicaciones adjuntas no se aplica solamente a estructuras malladas, sino igualmente a estructuras no malladas tales como la placa perforada 16A presentada en la figura 4A, con la condición de que esta juegue un papel similar estando provista de una superficie sobre la cual estén repartidas partes sólidas con las que tropiezan las partículas y espacios libres que permiten el paso de la corriente gaseosa. Con el fin de minimizar las pérdidas de carga, la superficie constituida por partes sólidas representará normalmente menos de un 50% de la sección total del conducto.

Varios ensayos de larga duración han sido realizados con una neblina de aceite. Al inicio de estos ensayos, se ha observado que los filtros del dispositivo de aglomeración y los elementos colectores de partículas en el seno del dispositivo de precipitación estaban impregnados de aceite. El caudal utilizado se elevaba a 1000 m^{3} por hora, y la velocidad de la corriente de aire era de siete metros por segundo. Se observó una separación muy satisfactoria de las gotitas de aceite, así como una pérdida de carga aceptable de solamente cinco centímetros de columna de agua.

Los filtros estarán de preferencia orientados verticalmente, fluyendo la corriente gaseosa horizontalmente. Sin embargo, estas condiciones no son rígidas y es posible separarse de ellas permitiendo al dispositivo de aglomeración funcionar eficazmente. La inclinación del sistema que permite la circulación de las partículas recogidas en la trampa 20 no presentará una orientación totalmente horizontal y, como se indica a continuación, el grado de inclinación puede aumentarse, por ejemplo en 15º, cuando deben recogerse partículas sólidas. No existiría normalmente ninguna ventaja con modificar la orientación de la circulación de una corriente gaseosa, que es generalmente horizontal, y la de los filtros, que están generalmente dispuestos de forma vertical.

Las figuras 5 a 8 presentan detalles de las partes del dispositivo de precipitación que presentan modificaciones con relación a las construcciones descritas en la patente y en las solicitudes de patente citadas anteriormente. La teoría en la cual están basadas los rendimientos de separación de partículas de la variante presentada en las figuras 5 a 8 permanece sin embargo esencialmente la misma que la aplicada en esta patente y en estas solicitudes.

En las figuras 5 a 8, el dispositivo de precipitación 10 está provisto de una cubierta 21 que forma un túnel que se extiende por una abertura que recibe la corriente de gas que sale del dispositivo de aglomeración o que viene directamente de un orificio de admisión, si la utilización de un dispositivo de aglomeración no es necesaria debido al tamaño relativamente importante de las partículas arrastradas, hasta una salida conectada con el ventilador (11).

Con el fin de proporcionar una descripción tan exhaustiva como sea posible, el dispositivo de precipitación se representa en las figuras 5 a 8 en forma de un dispositivo destinado para la separación de partículas sólidas, sin dispositivo de aglomeración 13 asociado. El principio de base de la construcción puede sin embargo ser aplicado igualmente en la separación de partículas líquidas, con la condición de que se le asocie un sistema de recuperación de líquido apropiado tal como los canales de evacuación y la trampa 20 en sustitución del sistema de recuperación de polvo presentado en las figuras 5 a 8.

Los elementos colectores que se extienden a lo largo de la cubierta 21 presentan la forma de placas onduladas 22, de preferencia metálicas. Las placas onduladas 22 se extienden desde la parte superior de la cubierta 21 hasta cerca de la parte inferior de la cubierta, dejando así un espacio libre que permita a los polvos recogidos pasar a través de una abertura 30 y una ranura 25 antes de penetrar en una tolva de almacenado 26. En la figura 5, solo una primera placa ondulada 22 ha sido representada por motivos de claridad. En la práctica existirían una pluralidad de tales placas dispuestas lado con lado, por ejemplo las tres representadas en las figuras 6 y 7, dispuestas a través de la cubierta 21 y espaciadas las unas con relación a las otras con el fin de formar canales 23 destinados para el paso de la corriente gaseosa, dispuestos entre placas adyacentes y entre las placas y la cubierta. Como este modo de realización de la invención está destinado para recoger polvos y como los polvos no fluyen tan fácilmente como un líquido, la cubierta 21 presenta una mayor inclinación, por ejemplo de al menos 15º, con relación a la horizontal 29, y la misma está conectada con un vibrador 28 que provoca la circulación de los polvos sobre el fondo. Cuando los polvos recogidos por las placas onduladas 22 caen al fondo de la cubierta 21, una parte de ellos tendría tendencia a dispersarse por los canales abiertos 23 si no fuesen retenidos y sería re-arrastrada por la corriente de gas. Para impedir eso, las partes inferiores de las placas 22 están encerradas en unas cubetas 24. En el extremo inferior (entrada) de la cubierta 21, estas cubetas 24 presentan una abertura 30 que se comunica con una ranura 25 que se extiende a través del fondo de la cubierta y se comunica con una tolva 26 (no representada en la figura 5 por motivos de claridad) que juega el papel de colector externo destinado para la recuperación y el transporte de polvos. Durante la utilización de un dispositivo de aglomeración, este último puede ventajosamente alojarse en la misma cubierta 21, o en una cubierta que presente la misma sección que la cubierta 21, como en el caso de la recuperación de una neblina presentada en la figura 1. En este caso, la entrada del dispositivo de aglomeración comprenderá una ranura 25 más bien que un orificio de evacuación de polvo. En la recuperación de polvo, un espacio libre está igualmente previsto entre los filtros y el fondo del dispositivo de aglomeración. Un reflector 27 está situado en el extremo superior (salida) de la cubierta 21 para llevar la corriente de gas a dejar la cubierta a un nivel situado por encima del fondo y por consiguiente para minimizar toda tendencia al re-arrastre de los polvos caídos en el fondo.

Con el fin de minimizar el re-arrastre de partículas de polvo separadas de la corriente gaseosa por las placas onduladas, pero que no han caído aún en las cubetas, los pliegues de las placas 22 deben ajustarse, es decir formar ángulos de poco valor. En otras palabras, la profundidad de cada pliegue en el sentido d (figura 8) debe ser sensiblemente superior al paso p. Una relación d/p del orden de cuatro sería la adecuada. Aunque esta relación pueda ser modificada en función de las circunstancias, se mantendrá a un valor sensiblemente superior a uno para obtener los mejores rendimientos posibles.

En resumen los rendimientos de un dispositivo de precipitación destinado para separar partículas líquidas o sólidas en suspensión en una corriente gaseosa se mejoran, cuando las partículas son finas o ultra-finas, por ejemplo inferiores al micrón, tratando la corriente gaseosa antes de que penetre en el dispositivo de precipitación con miras a la aglomeración de las finas partículas en forma de partículas con un tamaño superior. Este resultado se obtiene haciendo pasar la corriente gaseosa sucesivamente a través de una serie de filtros. Algunas partículas arrastradas por la corriente gaseosa tropiezan con las partes sólidas de cada filtro y se aglomeran en el transcurso del proceso. Una gran parte de las partículas aglomeradas es seguidamente re-arrastrada por la corriente gaseosa y pasa por el dispositivo de precipitación. Como un bajo porcentaje solamente de las partículas tropieza en cada filtro, generalmente es preferible utilizar un número relativamente elevado de filtros, por ejemplo al menos 30. Una forma de realización perfeccionada del dispositivo de precipitación utiliza placas onduladas que forman las superficies sobre las cuales las partículas se acumulan.

Claims (25)

1. Conjunto de aglomeración y de precipitación que comprende en combinación:

(a) un dispositivo de aglomeración (13) destinado para recibir una corriente de gas turbulento que contiene finas partículas en suspensión y para evacuar la corriente en la cual la mayor parte de las indicadas finas partículas se aglomeran en forma de partículas más grandes, y

(b) un dispositivo de precipitación (10) destinado para recibir la corriente que sale del dispositivo de aglomeración y para separar las partículas de mayor tamaño de la corriente gaseosa, el indicado dispositivo de precipitación destinado para eliminar las partículas contenidas en una corriente gaseosa, comprende al menos un canal no obstruido destinado a transportar la corriente que presenta una circulación turbulenta y una serie de objetos que se extienden a lo largo de al menos un lado de cada canal, estando los indicados objetos dispuestos a intervalos aproximados en el sentido de la circulación con el fin de definir entre ellos espacios en los cuales penetran torbellinos procedentes de cada canal, lo cual provoca la acumulación de las partículas en la superficie de los mencionados objetos después del declive de los torbellinos, estando los indicados objetos constituidos por al menos una placa ondulada cuyos pliegues presentan una profundidad superior al paso entre los pliegues.

2. Conjunto de aglomeración y de precipitación según la reivindicación 1, caracterizado porque el indicado dispositivo de aglomeración está destinado para aumentar el tamaño de finas partículas en suspensión en una corriente de gas turbulento, incluye:

(a) un conducto provisto de una abertura de entrada destinada para recibir la corriente y una salida (11B) destinada para la evacuación de la corriente, y

(b) una serie de estructuras malladas (15) dispuesta de forma sensiblemente paralela las unas con relación a las otras y espaciadas a lo largo del conducto entre la abertura y la salida, extendiéndose cada filtro a través del conducto generalmente en sentido transversal con relación a la corriente, de tal forma que la totalidad de la corriente atraviese sensiblemente todos los filtros sucesivamente,

(c) comprendiendo cada estructura mallada comprende partes sólidas repartidas por el conducto con el fin de que tropiecen por una parte partículas y orificios repartidos por el conducto para permitir el libre paso de la corriente.

3. Conjunto de aglomeración y de precipitación según la reivindicación 2, caracterizado porque el número de estructuras malladas (15) se eleva al menos a diez.

4. Conjunto de aglomeración y de precipitación según la reivindicación 2, caracterizado porque el número de estructuras malladas (15) se eleva al menos a 30.

5. Conjunto de aglomeración y de precipitación según una cualquiera de las reivindicaciones 2, 3 ó 4, caracterizado porque las partes sólidas de cada estructura mallada (5) ocupan una superficie inferior a la mayor parte de la sección del conducto.

6. Conjunto de aglomeración y de precipitación según una cualquiera de las reivindicaciones 2, 3, ó 4, caracterizado porque cada estructura mallada (15) comprende conjuntos de hilos (16) paralelos separados entre sí y que se extienden transversalmente los unos con relación a los otros para formar la estructura mallada, formando estos hilos las indicadas partes sólidas, y espacios entre los hilos que forman los indicados orificios.

7. Conjunto de aglomeración y de precipitación según la reivindicación 6, caracterizado porque la relación de la distancia entre los hilos (16) sobre el espesor de los hilos está aproximadamente comprendido entre diez y cinco.

8. Conjunto de aglomeración y de precipitación según una cualquiera de las reivindicaciones 2, 3 ó 4, caracterizado porque cada estructura mallada comprende una placa provista de orificios.

9. Conjunto de aglomeración y de precipitación según una cualquiera de las reivindicaciones 2, 3 ó 4, caracterizado porque el espacio de las estructuras malladas (15) las unas con relación a las otras en el sentido de la circulación de la corriente no debe ser inferior a aproximadamente cinco milímetros.

10. Conjunto de aglomeración y precipitación según una cualquiera de las reivindicaciones 2, 3 ó 4, caracterizado porque las estructuras malladas están constituidas por un material continuo mallado que se extiende sucesivamente sobre vástagos transversales situados en la parte superior y en la parte inferior del conducto.

11. Conjunto de aglomeración y de precipitación según la reivindicación 1, caracterizado porque la indicada profundidad es aproximadamente cuatro veces superior al indicado paso.

12. Conjunto de aglomeración y de precipitación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada una de las indicadas placas onduladas está orientada de forma sensiblemente vertical para permitir a las partículas acumuladas en su superficie caer al fondo de una cubierta que contiene la indicada o las indicadas placa(s) y que definen así el mencionado canal o los indicados canales.

13. Conjunto de aglomeración y de precipitación según la reivindicación 12, caracterizado porque el fondo de la cubierta está inclinado con relación a la horizontal con el fin de favorecer la circulación de las partículas caídas de las superficies de la placa o de las placas ondulada(s) hacia un extremo de dicho fondo, luego en un colector exterior.

14. Conjunto de aglomeración y de precipitación según la reivindicación 13, caracterizado porque las indicadas partículas son líquidas y el mencionado colector exterior comprende una trampa de líquido.

15. Conjunto de aglomeración y de precipitación según la reivindicación 13, caracterizado porque las indicadas partículas son sólidas y el mencionado colector exterior comprende una tolva.

16. Conjunto de aglomeración y de precipitación según la reivindicación 15, caracterizado porque el mencionado dispositivo de precipitación comprende una cubeta que se extiende a lo largo del fondo de la cubierta y que incluye las partes inferiores de las mencionadas placas onduladas, según el cual un pequeño espacio libre está previsto entre los extremos inferiores de las indicadas placas onduladas y el fondo de la cubierta con miras a recoger las partículas sólidas caídas de la superficie de las placas y conducirlas por debajo de las indicadas placas onduladas a través de una abertura prevista en la cubeta para llevarlas hacia una ranura de evacuación de partículas situada en el extremo del fondo de la cubierta.

17. Conjunto de aglomeración y precipitación según la reivindicación 16, caracterizado porque el dispositivo de precipitación comprende un vibrador destinado para favorecer la transferencia de partículas sólidas hacia el colector exterior.

18. Método de aglomeración y separación de finas partículas de una corriente de gas turbulenta, que comprende primeramente la aglomeración de las indicadas finas partículas en forma de partículas mayores, luego la separación de las indicadas partículas mayores por precipitación, realizándose la separación de las indicadas partículas por el paso del gas en circulación turbulenta procedente de la aglomeración por al menos un canal que comprende una serie de objetos que se extienden a lo largo de al menos un lado de cada canal, estando los indicados objetos dispuestos a intervalos próximos en el sentido de la circulación con el fin de definir entre ellos espacios por los cuales penetran torbellinos procedentes de cada canal, lo cual provoca la acumulación de las partículas en la superficie de los indicados objetos después del declive de los torbellinos, estando los indicados objetos constituidos por al menos una placa ondulada de la cual los pliegues presentan una profundidad superior al paso entre los pliegues.

19. Método de aglomeración y separación de finas partículas en suspensión en una corriente de gas turbulenta (12) según la reivindicación 18, caracterizado porque la etapa de aglomeración consiste en hacer pasar la corriente de gas (12) sucesivamente a través de una serie de estructuras malladas (15) con miras a llevar una parte de las partículas a tropezar con partes sólidas (16; 16A) de cada una de las estructuras malladas con el fin de que las mismas se aglomeren para formar partículas mayores, siendo la mayoría de las indicadas partículas más grandes re-arrastradas por la corriente (12).

20. Método según la reivindicación 19, caracterizado porque una parte de las indicadas partículas más grandes caen de las estructuras malladas.

21. Método según la reivindicación 20, caracterizado porque se hace pasar la corriente sucesivamente a través de al menos diez estructuras malladas.

22. Método según la reivindicación 21, caracterizado porque se hace pasar la corriente sucesivamente a través de al menos 30 estructuras malladas.

23. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, caracterizado porque se hace pasar la corriente con las partículas más grande re-arrastradas a un dispositivo de precipitación de partículas (10).

24. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, caracterizado porque las finas partículas están constituidas por una neblina.

25. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 23, caracterizado porque las finas partículas están constituidas por polvo, vapor o humo.