ES2203972T3 - Reactor perfeccionado para purificacion de liquidos. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN REACTOR (1) PARA LA PURIFICACION DE LIQUIDOS QUE COMPRENDE: UN DEPOSITO (2) QUE CONTIENE EL LIQUIDO A SER PURIFICADO; UNA PLURALIDAD DE INYECTORES SUPERIORES (3) ADECUADOS PARA INTRODUCIR EN EL DEPOSITO (2) EL LIQUIDO A SER PURIFICADO JUNTO CON UNA SUBSTANCIA AERIFORME DISPERSA EN EL MISMO EN FORMA DE BURBUJAS; UNA O MAS PALAS (40) DISPUESTAS DENTRO DEL DEPOSITO (2) Y CONECTADAS CON UN EJE GIRATORIO (41); UNO O MAS INYECTORES INTERMEDIOS (17, 28) QUE COOPERAN CON LOS PRIMEROS MEDIOS DE INTERCEPCION (21) ADECUADOS PARA ASPIRAR EL LIQUIDO E INTRODUCIRLO DE NUEVO EN EL DEPOSITO (2) EN UNA POSICION INFERIOR EN COMPARACION CON LOS MENCIONADOS INYECTORES SUPERIORES (3). EL REACTOR COMPRENDE AL MENOS UNA CAJA INFERIOR (9) DISPUESTA A UNA ALTURA INTERMEDIA EN EL DEPOSITO, ADECUADA PARA RECIBIR EL LIQUIDO DESCENDENTE (8, 19) DURANTE LA FASE DE PURIFICACION, QUE ES ALIMENTADA CON LOS MEDIOS DE INTERCEPCION (91) ADECUADOS PARA PERMITIR LA SUCCION Y EL REFLUJO DEL LIQUIDO DENTRO DEL DEPOSITO (2).

Description

Reactor perfeccionado para purificación de líquidos.

La presente invención se refiere a un reactor perfeccionado apropiado para la purificación de líquidos, especialmente apropiado para llevar a cabo el desentintado de suspensiones acuosas de papel reciclado.

Como es sabido, los accesorios que, utilizando el principio de flotación, llevan a cabo el desentintado de suspensiones fibrosas de papel reciclado, se utilizan en el sector del trabajo del papel.

De acuerdo con la patente europea EP 0674040 Al, se da a conocer un método para desentintado de pulpa de papel, en el que el lote de pulpa a desentintar desciende de la parte superior a la parte baja, siendo reciclado en varias etapas consecutivas y superpuestas.

La patente U.S.A. A-4.431.531 da a conocer un aparato de flotación hidráulico-neumático dotado de una placa de retardo para retardar el descenso de la pulpa y para incrementar la probabilidad de que partículas en flotación queden acopladas a las burbujas y por lo tanto puedan ser recuperadas.

En particular, un reactor que corresponde a la técnica conocida para purificación de líquidos se describe en la patente europea EP 0 634 519, registrada por el mismo solicitante de la presente invención. Dicho reactor está formado sustancialmente por un depósito cilíndrico en el que el líquido a purificar es introducido mediante una serie de inyectores que están dispuestos en una circunferencia en comparación con el propio depósito, justamente por debajo de la superficie libre de la suspensión a purificar.

La suspensión a purificar es bombeada en el depósito pasando por una tubería de alimentación, en paralelo con lo cual se ha dispuesto una tubería de succión que comunica con el exterior. El líquido que pasa por la tubería de alimentación succiona aire del exterior, por efecto Venturi a través del tubo de succión, a efectos de que en el interior del depósito se introduzca una emulsión formada por la suspensión a purificar, en la que se han dispersado burbujas de aire.

Las burbujas de aire, ayudadas por la presencia de reactivos químicos, captan las impurezas presentes en el líquido y las alejan, purificándolo.

Una primera flotación, que conduce a la formación de una espuma cargada de impurezas, se consigue de esta manera. Dicha espuma sube hacia la superficie, donde una espátula rotativa la transporta hacia un conducto de evacuación, mientras que el líquido desciende hacia el fondo del depósito en el que se encuentra una caperuza de succión.

El líquido es succionado hacia arriba por dicha caperuza de succión a través de otros conductos de suministro conectados en paralelo a otros tubos de succión, siendo reintroducido en una posición intermedia en el depósito por otros inyectores a efectos de someterse a una segunda flotación.

De esta manera, el líquido que ya se ha purificado parcialmente, reintroducido en el depósito durante el descenso, es sometido a un lavado en contracorriente por las burbujas de aire ascendentes y que se cargan nuevamente de impurezas, de acuerdo con el mismo proceso anteriormente descrito.

Cuando el líquido vuelve a entrar la segunda vez en la caperuza de succión dispuesta en el fondo del depósito, ha terminado ya sustancialmente el ciclo de purificación, y es transportado mediante bombas al lugar de utilización.

La técnica conocida comprende que la purificación se realice siempre utilizando dos máquinas del tipo descrito, dispuestas en una conexión en cascada, y esto a efectos de obtener una purificación óptima del líquido a tratar.

La presente invención se fija el objetivo de conseguir un reactor perfeccionado que, poseyendo las mismas dimensiones que los reactores que pertenecen al estado de la técnica, y en particular que el reactor de la patente que se ha mencionado, permite realizar el mismo grado de purificación que, de acuerdo con la técnica conocida, se obtiene utilizando dos de dichos reactores que pertenecen al estado de la técnica, dispuestos en una conexión en cascada.

El objetivo que se ha mencionado se consigue por la realización de un reactor para la purificación de líquidos, cuyas características principales se definen en la reivindicación 1.

De manera ventajosa, el reactor perfeccionado de la presente invención permite el montaje de una unidad operativa única en vez de dos, obteniendo el mismo rendimiento de purificación con menor volumen de instalación.

También de manera ventajosa, la instalación de una única unidad operativa permite reducir la longitud de las conducciones y el número de válvulas, consiguiendo ventajas por el ahorro de instalación y de gastos de mantenimiento. No es una ventaja despreciable asimismo que, al utilizar un reactor único en vez de dos, la cantidad de líquido purificado que tiene que ser desplazado inevitablemente con la espuma también se reduce.

De acuerdo con una realización preferente, dicha caja inferior tiene sustancialmente la forma de una cubeta con fondo ligeramente cónico, convergente hacia el centro, y queda dispuesto dentro del depósito en una posición sustancialmente intermedia en comparación con la altura.

En el fondo del depósito mencionado y en el interior de la cubeta, existen medios para interceptar el líquido. Estos están formados por una pantalla en forma de cono truncado, con el vértice dirigido hacia arriba, en cuyo lateral una conducción que, mediante medios de bomba conectados a la misma, transporta nuevamente el líquido hacia dentro del depósito para purificación adicional, se ramifica hacia fuera. Como resumen, la presencia de dicha caja inferior dispuesta en una posición intermedia en comparación con la altura del depósito permite realizar una flotación adicional del líquido a purificar dentro del depósito.

El objetivo y ventajas mencionados se comprenderán mejor en una descripción de una realización preferente de la presente invención que se facilita a título de ejemplo, pero no con carácter limitativo, y que queda representada en los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 muestra el reactor de la invención representado en sección longitudinal con la indicación de las direcciones de los flujos durante el funcionamiento;

- la figura 2 muestra el reactor de la figura 1 según una vista en planta, en la que se muestra una de las placas rotativas del mismo;

- la figura 3 muestra una vista en planta del deflector aplicado a cada paleta del reactor de la invención;

- la figura 4 muestra la sección transversal del deflector de la figura 3;

- la figura 5 muestra un detalle ampliado de la sección del deflector representado en la figura 4.

Tal como muestra la figura 1, el reactor de la invención, indicado en su conjunto con el numeral (1), está constituido mediante un depósito cilíndrico (2) en el que una secuencia de inyectores superiores (3), dispuestos en circunferencia en comparación con el propio depósito, se introduce en el mismo por un primer conducto de alimentación (5), estando conectada dicha primera conducción (6) con el líquido a purificar que procede de un colector de alimentación (4).

Una primera conducción de succión (5) que, por efecto Venturi, succiona aire desde la parte exterior cuando fluye el líquido a purificar, según la dirección (10), por la primera conducción de alimentación (6) que conduce a los inyectores (3), está dispuesta en paralelo con respecto a la conducción de alimentación (6). De esta manera, una emulsión formada a base del líquido a purificar, mezclada con aire, en el que las burbujas de aire ayudadas por reactivos químicos captan las impurezas presentes en el líquido, es introducida en el depósito.

De este modo, se obtiene una primera flotación que produce una espuma que es conducida hacia la superficie, en la que queda eliminada por una cuchilla rotativa (7) que la transporta hacia un conducto de drenaje (12).

El líquido, que desciende de acuerdo con la dirección (8), queda recibido por lo tanto a media altura por una caja baja (9) que, tal como se puede observar, presenta la forma de una cubeta cuyo fondo es convergente hacia el centro del depósito.

Unos medios de interceptación (91), están formados a base de una caperuza o pantalla (92), quedan dispuestos en el interior de la mencionada caja inferior (9). Dicha caperuza tiene una conicidad que converge hacia arriba, que comunica con un conducto (93), mediante el cual unos dispositivos de bombeo, no representados, succionan el líquido que es llevado, de acuerdo con la dirección (13), hacia un segundo colector (14).

Una segunda conducción de alimentación (15) se ramifica saliendo de dicho segundo colector. Una segunda conducción de succión (16), que comunica con la salida y permite que el líquido que pasa por dicha segunda conducción de alimentación (15) succione aire por efecto Venturi, queda dispuesta en paralelo a aquélla.

El líquido es por lo tanto reintroducido inmediatamente por encima de la caja inferior (9) mediante un inyector intermedio (17), dispuesto encima de la caja inferior (9) misma y por debajo de dichos inyectores superiores (3).

Una segunda flotación del líquido que ya ha sido purificado tiene lugar en correspondencia con dicho inyector intermedio (17). Ciertamente, el aire emulsionado con el líquido que es reintroducido, es mezclado con las impurezas que todavía se encuentran presentes en el líquido y llega a la superficie en forma de una espuma que es eliminada por la paleta rotativa (7) y expulsada por la conducción de drenaje (12).

Una primera parte, indicada con el numeral (19)del líquido que es reintroducido en el depósito por el inyector intermedio (17), tal como se observa en la figura 1, vuelve a entrar en la caja inferior (9) desde la que fluye nuevamente, de acuerdo con la dirección (13), mientras una segunda parte indicada con el numeral (20) pasa hacia el fondo del depósito.

En el fondo del depósito, existen unos medios de interceptación adicionales indicados en su conjunto con el numeral (21). Dichos medios de interceptación comprenden una pantalla o caperuza (22) con su conicidad convergente hacia arriba, y una conducción (23) conectada con la misma, que permite la succión del líquido purificado mediante medios de bombeo.

Una parte (24) del líquido está destinada a la utilización, y es el líquido "aceptado", mientras que la parte restante (25) pasa en un tercer colector (26) desde el cual, a través de una tercera conducción (27) y por inyectores intermedios adicionales (28), es reintroducido en el depósito, después de emulsión con aire que es succionado por efecto Venturi a través de una tercera conducción de succión (30) que está dispuesta en paralelo con la tercera conducción de alimentación (27).

El líquido que pasa hacia el fondo del depósito de acuerdo con la dirección (29), resulta por lo tanto completamente purificado.

Es posible comprender, por lo que se ha indicado, que el líquido discurre muchas veces dentro del depósito (2), en el que realiza muchas flotaciones, obteniendo de esta manera el mismo resultado de purificación que se obtiene usualmente, utilizando dos reactores que pertenecen a la técnica anterior en la patente ya mencionada.

Dentro del depósito (2), tal como se muestra en la figura 1, aparecen una serie de paletas (40), una de las cuales es visible asimismo en la figura 2. Dichas paletas, mediante un eje vertical (41) conectado con el grupo motor (42), son puestas en rotación, creando turbulencia en el líquido contenido en el depósito.

La superficie de dichas paletas está realizada en un material poroso, y por lo tanto cada una de ellas forma sustancialmente un reactor que facilita el intercambio íntimo entre las burbujas de aire y el líquido a purificar, y la captación del contaminante por las burbujas de aire.

Un deflector, indicado en su conjunto con el numeral (50) y que se representa en planta en la figura 3, es aplicado en cada paleta (40), a efectos de estabilizar los flujos turbulentos que se crean. Dicho deflector, tal como se puede observar, está constituido mediante un disco (51), sobre cuya superficie, tal como muestran las figuras 4 y 5, se ha realizado una serie de aberturas (52).

Dichas aberturas se realizan por apertura por cizalladura del disco (51) en forma de una serie de ranuras longitudinales (52), y curvando una parte del material cizallado a efectos de conseguir una serie de lengüetas (53), cada una de las cuales está inclinada hacia arriba formando un ángulo (54).

Este ángulo de inclinación (54) corresponde sustancialmente al ángulo, de acuerdo con el cual la velocidad resultante, que se obtiene componiendo la velocidad de ascenso de una sustancia aeriforme dispersada en el líquido a purificar, con la velocidad de rotación del disco (51) mismo, está inclinada.

De esta forma, se obtiene la estabilización del flujo del líquido descendente, de acuerdo con la dirección (80), y de las burbujas de aire ascendentes que contienen las impurezas capturadas por el líquido, de acuerdo con la dirección (90).

Además, se puede observar que dichas aberturas (52) están realizadas en los cuatro cuadrantes de 90°, de acuerdo con los cuales está dividido el disco (51), y están dispuestas de manera tal que las aberturas (52) y las lengüetas correspondientes (53) realizadas en cualquiera de los cuadrantes son ortogonales a las aberturas y a las lengüetas correspondientes realizadas en los cuadrantes siguientes, y esto a efectos de obtener una mejora del rendimiento de la purificación.

La presencia del deflector (50), con la presencia de la caja inferior (9), permite que el reactor perfeccionado de la invención mejore el rendimiento de la purificación, haciéndolo equivalente al nivel de purificación que se puede conseguir mediante un par de reactores correspondientes a la técnica anterior, dispuestos en conexión en cascada. Durante la fase de ejecución se podrían introducir algunos cambios en el reactor de la invención, o se podría realizar de acuerdo con variantes constructivas que, si se basan en la misma ideo de la solución descrita, se considerarán protegidas por la presente patente.

Durante la fase de ejecución, se pueden introducir al reactor de la invención algunos cambios en diferentes medidas de las paletas rotativas o de la cubrición exterior que forma el propio reactor.

Por lo tanto, es evidente que este reactor se podría realizar de cualquier forma o dimensión.

Claims (9)

1. Reactor (1) para purificación de líquidos que comprende:

- un depósito (2) adecuado para contener el líquido purificado;

- una serie de inyectores superiores (3) dispuestos en la parte superior de dicho depósito (2) alrededor de la circunferencia del mismo y en correspondencia con la superficie libre del líquido a purificar, siendo adecuados dichos inyectores superiores (3) para introducir dentro del depósito (2) dicho líquido a purificar mezclado con aire, dispersado en el mismo, en forma de burbujas;

- una o varias paletas (40) dispuestas en el interior de dicho depósito (2) y conectadas con un eje de rotación (41) adecuado para ponerlas en rotación a efectos de agitar dicho líquido en el que están sumergidas;

- uno o varios primeros inyectores intermedios (28) dispuestos por debajo de dichos inyectores superiores (3);

- primeros medios de interceptación (21) dispuestos en el fondo de dicho depósito (2), siendo adecuados dichos primeros medios de interceptación (21) para succionar líquido de dicho depósito (2) y estando conectados a medios (26, 27) para reintroducir líquido succionado a dicho depósito (2), junto con aire dispersado en el líquido en forma de burbujas, dentro del depósito (2) con intermedio de dicho primer inyector o inyectores intermedios (28); y

- medios de drenaje (12) adecuados para expulsar de la superficie libre de líquido en dicho depósito (2) la espuma formada por las burbujas cargadas de impurezas capturadas por dicho líquido;

caracterizado porque dicho reactor (1) comprende

- una caja inferior (9) dispuesta dentro de dicho depósito (2) a una altura intermedia del mismo para recibir líquido que desciende en dicho depósito (2) durante la purificación; y

- otro inyector intermedio (17) dispuesto por debajo de dichos inyectores superiores y por encima de dicha caja inferior (9) y dichos primeros inyectores intermedios (28),

en el que dicha caja inferior (9) está dotada de segundos medios de interceptación (92, 93) para succionar líquido desde dicha caja inferior (9), estando conectados dichos segundos medios de interceptación (92, 93) a medios (14, 15) para reintroducir dicho líquido succionado desde dicha caja inferior (9), juntamente con el aire dispersado en el líquido en forma de burbujas, dentro de dicho depósito (2) con intermedio de dicho inyector intermedio adicional (27).

2. Rector (1), según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha caja inferior (9) está constituida mediante un contenedor que tiene forma de cubeta con su fondo convergente hacia la parte central.

3. Rector (1), según la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de dichos medios de interceptación (21; 92, 93) está constituido por una pantalla o caperuza (22, 92) con conicidad convergente hacia arriba que comunica con una conducción (23, 93) que coopera con los medios de bombeo para la succión de dicho líquido.

4. Rector (1), según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de drenaje comprenden una paleta rotativa (7) conectada con dicho eje de rotación (41) y un conducto de drenaje (12) que comunica con el volumen interno de dicho depósito (2) en correspondencia con la superficie libre de dicho líquido.

5. Rector (1), según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos inyectores (3, 17, 28) están conectados con conducciones de alimentación (6, 15, 27) del líquido a purificar, estando conectando cada una de las conducciones de alimentación (6, 15, 27) en paralelo con una conducción de succión (5, 16, 30) que comunica con la atmósfera y a través de la cual el fluido que pasa por dichas conducciones de alimentación (6, 15, 27) succiona aire del medio ambiente por efecto Venturi.

6. Rector (1), según la reivindicación 1, caracterizado porque una o varias de dichas paletas rotativas (40) está adaptada con un deflector (50) formado por un disco (51), dotado de una serie de aberturas pasantes (52) adecuadas para permitir el paso del flujo descendente (80) del líquido durante la purificación y del flujo ascendente (90) de aire dispersado en dicho líquido.

7. Rector (1), según la reivindicación 6, caracterizado porque dichas aberturas están formadas a base de una serie de ranuras (52) realizadas en dicho disco (51), estando delimitada cada una de dichas ranuras (52) por una lengüeta (53) dispuesta con inclinación hacia arriba según un ángulo (54) en comparación con el plano de dicho disco (51).

8. Rector (1), según la reivindicación 7, caracterizado porque dichas ranuras (52) y las lengüetas (53) están realizadas en los cuatro cuadrantes de 90° en el que está dividido dicho disco (51), correspondiendo dichas ranuras (52) y lengüetas (53) a cualquiera de dichos cuadrantes paralelos entre sí y ortogonales a las ranuras (52) y a las lengüetas (53) realizadas en cualquier otro cuadrante adyacente.

9. Rector (1), según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho eje rotativo (41) está dispuesto en rotación por un grupo motor (42) con el que está conectado mecánicamente.