ES2206425T3 - Sistema de vaporizacion para emulsion de aceite pesado. - Google Patents

Abstract

Un sistema de vaporización de combustible emulsionado de aceite pesado en el que se conduce un combustible emulsionado de aceite pesado (11a), después de ser precalentado en un precalentador (13), a un vaporizador (14) para ser calentado y, a continuación, a un separador (15) para realizar la separación de su contenido de agua, y se utiliza el contenido de agua, después de ser separado, como medio de fuente de precalentamiento para el citado precalentador (13), que se caracteriza porque el citado precalentador (13) está construido de un primer intercambiador de calor (41) que utiliza vapor como medio de fuente de precalentamiento y que dispone de un conmutador de nivel (44a) y por un segundo intercambiador de calor (42) que se comunica con el citado primer intercambiador de calor (41) por medio de una válvula de control de flujo (44b) y que utiliza agua caliente como medio de fuente de precalentamiento, de manera que el combustible emulsionado de aceite pesado que se va a calentar se hace circular al citado primer intercambiador de calor (42) desde dicho segundo intercambiador de calor (41).

Description

Sistema de vaporización para emulsión de aceite pesado.

Antecedentes de la invención Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de vaporización para la separación del contenido de agua en un combustible emulsionado de aceite pesado, por medio de calentamiento.

Descripción de la técnica anterior

Puesto que el aceite pesado tiene una naturaleza con una alta consistencia, con el fin de facilitar su manipulación en el transporte y en el almacenamiento, se añade, con anterioridad, una cantidad apropiada de agua y de un agente tensioactivo para formar lo que se denomina combustible emulsionado de aceite pesado. Cuando se va a quemar este combustible emulsionado de aceite pesado en un horno de combustión de una caldera etc., es deseable eliminar el contenido de agua del combustible emulsionado de aceite pesado para aumentar la eficiencia de la combustión. El Documento EP 0760451 muestra un sistema de vaporización de la técnica anterior, que comprende un precalentador de combustible, un vaporizador y un separador de agua.

En la Figura 7 se muestra un sistema de vaporización de la técnica anterior para la separación del contenido de agua en el combustible emulsionado de aceite pesado y se hará una descripción del mismo. En la Figura 7, el número 11 indica un tanque en el cual se almacena un combustible emulsionado 11a. El número 12 indica una bomba, el número 13 indica un precalentador, el número 14 indica un vaporizador, el número 15 indica un separador, el número 16 indica un equipo de suministro de vapor de calentamiento y el número 17 indica una bomba.

En el sistema de vaporización de la Figura 7 que dispone de tales equipos y maquinaria, el combustible emulsionado 11a, que contiene agua, en el tanque 11, se alimenta al precalentador 13 por medio de la bomba 12 y la tubería 11b. Se proporciona un tubo 13a de intercambiador de calor en el interior del precalentador para el flujo de agua o de vapor de calentamiento, después de la separación, como medio de fuente de precalentamiento, como se describirá más adelante, y se rellena el combustible emulsionado 11a alrededor del tubo 13a del intercambiador de calor.

Se debe hacer notar que el medio de fuente de precalentamiento y el combustible emulsionado 11a pueden situarse en el interior del tubo 13a de intercambiador de calor, o en el exterior del mismo.

Se precalienta el combustible emulsionado 11a que se encuentra en el exterior del tubo 13a de intercambio de calor, hasta una cierta temperatura por medio del intercambio de calor con el medio de la fuente de precalentamiento y se envía al vaporizador 14 a través de una tubería 13b. Dentro del vaporizador 14, se proporciona una pluralidad de tubos generadores 14a, 14b, 14c, para el flujo del combustible emulsionado precalentado 11a.

Por otro lado, se calienta el combustible emulsionado 11a por un medio de fuente de calentamiento que rodea a los tubos generadores 14a, 14b, 14c, siendo vapor de calentamiento, por ejemplo, el medio de fuente de calentamiento, el cual se suministra desde el equipo 16 de suministro de vapor de calentamiento a través de una tubería 16a, y se descarga el medio de fuente de calentamiento, cuya temperatura ha disminuido, a través de una tubería 16b. Por lo tanto, el combustible emulsionado 11a entra en ebullición en el interior de los tubos generadores 14a, 14b, 14c, para evaporarse y, a continuación, enviarse al separador 15 a través de una tubería 14d.

Se separa el combustible emulsionado 11a alimentado al separador 15, en contenido de agua (vapor) y en combustible de aceite pesado. Se envía el contenido de agua, separado del combustible emulsionado 11a en el separador 15, al precalentador 13 a través de una tubería 15a, en forma de agua o vapor para el calentamiento, para ser utilizado como una fuente de precalentamiento que fluye en el citado tubo 13a de intercambio de calor del precalentador 13 y, después de hacer descender su temperatura, se descarga al exterior del sistema a través de una tubería 15b.

Se debe hacer notar que se extrae fuera del sistema, un excedente de agua que permanece después de que se haya tomado el agua separada para la citada fuente de precalentamiento, por medio de una válvula 15c y de una tubería 15d, para ser utilizado como vapor de atomización, etc. También se extrae del sistema el combustible de aceite pesado, del cual se ha separado el contenido de agua en el separador 15, a través de una tubería 15e y de una bomba 17, para ser quemado en un sistema de combustión (por ejemplo, una caldera) que dispone de equipos principales, tales como un tanque, un quemador, etc., los cuales no se muestran en la Figura.

Con el fin de hacer un uso efectivo de la cantidad de calor de entrada del medio de la fuente de calentamiento que se alimenta en el vaporizador 14, se usa un tipo de regeneración de calor en el que el contenido de agua separado del combustible emulsionado en el separador 15 se introduce en el precalentador 13 como medio de fuente de precalentamiento, de manera que se utilice repetidamente su fuente de calor y se utiliza un diseño de construcción que consiste en el precalentador 13, el vaporizador 14, etc., que tiene un área de calentamiento tan compacta como sea posible.

En el sistema de vaporización de la técnica anterior, como se ha descrito con anterioridad, es esencial que funcione de forma que se obtenga una alta eficiencia de separación de agua para producir una máxima eficiencia térmica, el mejor diseño compacto del equipo y de la maquinaria y un valor predeterminado de contenido de agua que sea siempre constante, en el combustible emulsionado de aceite pesado que se obtiene después de la separación.

Sin embargo, en el sistema de combustión mencionado (caldera, etc.) para quemar el combustible de aceite pesado separado, la cantidad del combustible de aceite pesado utilizado en el mismo no siempre es constante, sino que inevitablemente varía, en correspondencia a un cambio de la carga en la caldera, etc. Por ejemplo, si se aumenta el caudal del combustible emulsionado desde un cierto caudal, debido a que el sistema es un lazo cerrado, la cantidad del medio de fuente de precalentamiento de la tubería 15a no aumenta rápidamente, lo cual produce un descenso de la temperatura de salida del precalentador y un cambio en las condiciones de funcionamiento.

Por lo tanto, cuando varía la cantidad de combustible emulsionado (en la presente Memoria y en adelante se denomina "carga") que se envía al precalentador 13 desde el tanque 11 debido a que el sistema utiliza un tipo de regeneración de calor, se produce un retardo en el suministro y en la recepción de calor, y cambiará la temperatura en cada porción, lo cual hace que el contenido de agua en el combustible emulsionado obtenido después de la separación no sea constante, y como contramedida al respecto, hay que proporcionar, inevitablemente, un margen considerable en el diseño del área de calentamiento en la porción del intercambiador de calor de cada equipo y maquinaria componentes.

Por otro lado, hay una pequeña cantidad de contenido de aceite ligero mezclado con el contenido de agua separada en el separador 15 y se utiliza el medio de fuente de precalentamiento, en el cual se mezcla el contenido de aceite ligero, para el intercambio de calor en el precalentador 13. Cuando se descarga este medio de fuente de precalentamiento en forma de vapor (gas) desde el precalentador 13, pronto se condensará el contenido de aceite ligero mezclado con el mismo en un estado de vapor junto con el contenido de agua, de manera que el contenido de aceite se suspenda en el agua. El contenido de aceite, una vez que se encuentra suspendido en el agua, se encontrará escasamente separado o eliminado por un equipo general de tratamiento de contenido de aceite, haciéndose inadmisible su vertido en ríos y similares y se produce un obstáculo en el funcionamiento del sistema de vaporización.

Adicionalmente, si se produce una acción de reducción de presión en el separador 15, el contenido de agua en el combustible emulsionado que se calienta a una alta temperatura en el vaporizador 14 se expansiona (se vaporiza) rápidamente y apenas sale del combustible de aceite pesado de alta consistencia circundante, lo cual produce un estado de burbujas en el cual el combustible emulsionado rodea el gas de vapor. Como resultado, el volumen del combustible aumenta rápidamente, llenando el separador 15 o produciendo un derrame en las tuberías de separación y de extracción del contenido de agua, se deteriora rápidamente el rendimiento de la separación del contenido de agua y se descarga fuera del sistema una gran cantidad de contenido de aceite.

Sumario de la invención

En vista de los problemas descritos anteriormente que se presentan en el sistema de vaporización de combustible emulsionado de aceite pesado de la técnica anterior, es un objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de vaporización de combustible emulsionado de aceite pesado en el cual se transporta un combustible emulsionado de aceite pesado, después de precalentarse en un precalentador, a un vaporizador para que se caliente y, a continuación, a un separador para separar su contenido de agua y utilizar el contenido de agua, después de su separación, como medio de fuente de precalentamiento para el citado precalentador, en el que no se descarga ningún contenido de aceite ligero junto con el contenido de agua separada.

Para alcanzar el citado objetivo de no descargar nada de contenido de aceite ligero junto con el contenido de agua, la presente invención proporciona un sistema de vaporización de combustible emulsionado de aceite pesado que se caracteriza porque el precalentador para el precalentamiento del combustible emulsionado de aceite pesado del cual se tiene que separar el contenido de agua, está constituido por un primer intercambiador de calor que utiliza vapor como medio de fuente de precalentamiento y que dispone de un conmutador de nivel, y por un segundo intercambiador de calor que se comunica con el primer intercambiador de calor por medio de la válvula de control de flujo y que utiliza agua caliente como medio de fuente de precalentamiento, para que se haga circular el combustible emulsionado de aceite pesado que debe ser precalentado al primer intercambiador de calor, desde el segundo intercambiador de calor.

De acuerdo con el sistema de vaporización de la presente invención, se emplea un intercambiador de calor de este tipo en el que el medio de fuente de precalentamiento es el vapor y el agua caliente a alta temperatura en el primer precalentador y el agua caliente a alta temperatura y agua caliente a baja temperatura en el segundo precalentador, facilitando, de esta manera, la evaluación de las características de transferencia de calor en los precalentadores respectivos. Por lo tanto, al emplear un intercambiador de calor principalmente para vapor y un intercambiador de calor principalmente para agua caliente, se hace posible un diseño individual con alta precisión y se puede conseguir una estructura de tamaño compacto y un coste reducido.

Además, en el sistema de tubería en el que se detecta y se controla el nivel de agua caliente en el precalentador, se puede realizar fácilmente un control de funcionamiento de este tipo que hace que circule una pequeña cantidad de agua caliente, de manera que el caudal del medio de fuente de precalentamiento en estado de vapor no alcance una velocidad crítica. De acuerdo con un control de funcionamiento de este tipo, se puede evitar un estado de suspensión del contenido de aceite ligero en el medio de fuente de precalentamiento, se puede realizar fácilmente una eliminación posterior del contenido de aceite por medio de un equipo normal de separación de agua aceitosa, y se hace posible el vertido a los ríos y similar.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista en diagrama que muestra una construcción de un sistema de vaporización.

La Figura 2 es una tabla que muestra una relación entre la diferencia de temperatura entre las temperaturas de entrada y de salida del vaporizador y el contenido de agua en el combustible emulsionado de aceite pesado después de la separación de su contenido de agua.

La Figura 3 es una vista en diagrama que muestra una construcción de otro sistema de vaporización.

La Figura 4 es una vista en diagrama que muestra una construcción de un sistema de vaporización de acuerdo con la presente invención.

La Figura 5 es una vista explicatoria que muestra una construcción de un separador que se va a utilizar en un sistema de vaporización.

La Figura 6 es una vista en sección transversal, tomada por la línea A-A de la Figura 5.

La Figura 7 es una vista en diagrama que muestra una construcción de un sistema de vaporización de la técnica anterior.

Descripción detallada de las realizaciones preferentes

A continuación se describirá concretamente un sistema de vaporización de combustible emulsionado de aceite pesado de acuerdo con la presente invención, y también un procedimiento de funcionamiento del mismo, basado en la Realización que se muestra en la Figura 4. Se debe hacer notar que, en las Realizaciones posteriores, una parte de la misma construcción que la que se muestra en la Figura 7 recibe el mismo número, por motivos de simplicidad de explicación.

En primer lugar, se describirá un procedimiento de funcionamiento de un sistema de vaporización con referencia a la Figura 1. En la Figura 1, los números 21a, 21b, 21c y 21d designan, respectivamente, una válvula de control de flujo, los números 22a, 22b, designan, respectivamente, un sensor de temperatura y el número 23a designa un sensor de presión. Se proporciona la válvula de control de flujo 21a en una tubería 15a para introducir un contenido de agua separada en un precalentador 13 desde un separador 15, y se proporciona la válvula 21b de control de flujo en una tubería para introducir vapor en la tubería 15a desde una fuente auxiliar de vapor, que no se muestra en la Figura.

Se proporciona también la válvula 21c de control de flujo en una tubería 15d y la válvula 21d en una tubería 16a. Por otro lado, se proporciona el sensor de temperatura 22a en una tubería 13b, ya sea en la salida del precalentador 13 ó en la entrada de un vaporizador 14 y se proporciona el sensor de temperatura 22b en una tubería 14d. Se proporciona también el sensor de temperatura 23a en una tubería 15a. Otra construcción es sustancialmente igual que la del sistema de vaporización que se muestra en la Figura 7.

Se abre y se cierra la válvula 21a de control de flujo, la cual controla el caudal del contenido de agua (vapor) como medio de fuente de precalentamiento, que se separa en el separador 15 y se introduce en el precalentador 13, por medio de una señal del sensor de temperatura 22a que se proporciona, ya sea en la salida del precalentador 13 ó en la entrada del vaporizador 14, de manera que controle el caudal del medio de fuente de precalentamiento que fluye al precalentador 13 a un nivel constante de temperatura de salida del precalentador 13 o de temperatura de entrada del vaporizador 14. Adicionalmente, se abre y se cierra la válvula 21d de control de flujo por medio de una señal del sensor de temperatura 22b que se proporciona en la salida del vaporizador 14, de manera que controle el caudal de un vapor de calentamiento a un nivel constante predeterminado de temperatura de salida del vaporizador 14.

Por otro lado, la válvula 21b de control de flujo, que recibe una señal del sensor de presión 23a en la tubería 15a, a través de la cual fluye el medio de fuente de precalentamiento, regula el caudal del vapor desde la fuente de vapor auxiliar (no mostrada) para mantener una presión constante en la tubería 15a. También, la válvula 21c de control de flujo controla el caudal del vapor separado como medio de fuente de precalentamiento generado en el separador 15, para que se extraiga al exterior del sistema, y circula en la tubería 15 para mantener una presión constante en la tubería 15.

Como se ha mencionado anteriormente, se detecta la temperatura de salida del precalentador 13 (o la temperatura de entrada del vaporizador 14) y se abre y se cierra la válvula 21a de control de flujo para mantener constante esta temperatura, controlando, de esta forma, el caudal del medio de fuente de precalentamiento en la entrada del precalentador 13. Además, se detecta la presión en la tubería para suministrar el medio de fuente de precalentamiento por medio del sensor de presión 23a y, en base a la señal del sensor de presión 23a, se abren y se cierran las válvulas 21b, 21c de control de flujo para mantener la presión constante. Por lo tanto, con una presión constante de suministro del medio de fuente de precalentamiento y la temperatura constante de entrada del vaporizador 14, se facilita el control de funcionamiento.

En el estado de control de funcionamiento en el que la temperatura de entrada del vaporizador 14 es constante, se controla la temperatura de salida del vaporizador 14 a una temperatura predeterminada, como se aprecia claramente en la relación de temperaturas que se muestra en la Figura 2, se realiza un control de funcionamiento de este tipo que controla el contenido de agua en el combustible de aceite pesado en un valor deseado y, además, se hace posible un funcionamiento estable y constante de todo el sistema.

Adicionalmente, en caso de cambio de carga, se aumenta o se disminuye el caudal del combustible emulsionado que fluye en precalentador 13 y la temperatura, la presión y el caudal en cada una de las porciones citadas anteriormente cambian de manera correspondiente, pero al emplear el procedimiento de control de funcionamiento descrito anteriormente, se evita un cambio rápido en la temperatura de entrada y en la temperatura de salida del vaporizador 14 y en la presión en el medio de fuente de precalentamiento en la tubería 15a, de manera que se convierta en un cambio lento. Como resultado, se evita el cambio en el contenido de agua que permanece en el combustible de aceite pesado después de separarse de su contenido de agua, e incluso en el caso de cambio de carga, se hace posible el funcionamiento para controlar el contenido de agua en un nivel sustancialmente estable y constante, también en todo el sistema de vaporización.

A continuación se describirá un segundo procedimiento de funcionamiento de un sistema de vaporización con referencia a la Figura 3. En la Figura 3, el número 31 designa un tanque tampón, el cual se proporciona en un punto medio de una tubería 13b para conducir el combustible emulsionado a un vaporizador 14 desde un precalentador 13.

Alternativamente, en lugar del tanque tampón 31, se puede montar un precalentador de una estructura tal que un volumen exterior a un tubo 13a de intercambio de calor (una porción en la cual fluye el combustible emulsionado) en el precalentador 13 sea una cantidad aumentable, definiéndose el término "cantidad aumentable" como una cantidad de combustible emulsionado que equivale una hora o más suministrada al vaporizador 14 en un intervalo de tiempo, mientras se producen cambios de carga.

Otra construcción distinta de la anterior es sustancialmente la misma que el sistema de vaporización que se muestra en la Figura 1 y en la Figura 7. En un sistema de vaporización de combustible emulsionado del tipo que se muestra en la Figura 3, se puede almacenar con anterioridad en el tanque tampón 31 ó en el precalentador 13, el combustible emulsionado con la cantidad aumentable que ha sido precalentado y controlado a una temperatura predeterminada. En caso de cambio de carga, por ejemplo en un incremento de carga, en un sistema de combustión (caldera y similar) para quemar el aceite pesado separado, se aumenta la velocidad de giro de una bomba 12 para aumentar la cantidad de suministro del combustible emulsionado al precalentador 13, es decir, el caudal del combustible emulsionado que se va a introducir en el sistema de vaporización de combustible emulsionado, y debido a que anteriormente se ha almacenado el combustible emulsionado a una temperatura predeterminada en la cantidad aumentable, la temperatura del combustible emulsionado que circula en la entrada del vaporizador 14 se mantiene siempre constante dentro del intervalo de tiempo del cambio de carga.

Por lo tanto, simplemente controlando el caudal del vapor de calentamiento como medio de fuente de calentamiento que se va a suministrar al vaporizador 14 para mantener la temperatura de salida del vaporizador 14 en un nivel predeterminado, se puede conseguir fácilmente, siguiendo la relación que se muestra en la Figura 2, un funcionamiento del tipo que puede suministrar el combustible de aceite pesado con una cantidad predeterminada de contenido de agua después de la separación de su contenido de agua, es decir, el combustible de aceite pesado que tiene una cantidad predeterminada de contenido de agua independiente del aumento o de la disminución del caudal de combustible de aceite pesado que se va a suministrar al sistema de combustión.

En el sistema de vaporización de la segunda Realización, como se menciona anteriormente, se almacena con anterioridad el combustible emulsionado de temperatura predeterminada en cantidad aumentable en el tanque tampón 31 ó en el precalentador 13, y por lo tanto, incluso en un funcionamiento del tipo en el que no se puede evitar un funcionamiento de cambio de carga o en un estado de funcionamiento del tipo en un intervalo de tiempo durante el cual la cantidad de suministro del combustible emulsionado al precalentador 13 aumenta o disminuye, se mantiene siempre constante la temperatura de entrada al vaporizador 14, y al controlar la temperatura de salida del vaporizador 14 en un nivel predeterminado, se puede controlar fácilmente en un valor predeterminado el contenido de agua en el combustible de aceite pesado después de separarse de su contenido de agua.

A continuación, se describirá un sistema de vaporización de combustible emulsionado de acuerdo con la presente invención, con referencia a la Figura 4. En este sistema de vaporización de la tercera Realización, se proporcionan precalentadores 41 y 42, de dos etapas o más, en lugar del precalentador 13 de la Figura 1. Se debe hacer notar que los precalentadores 41 y 42 pueden ser una sola unidad de precalentadores o una disposición en paralelo de piezas plurales. Adicionalmente, se proporcionan al precalentador 41, un conmutador de nivel 44a y una válvula de control 44b de un medio de fuente de precalentamiento.

Los precalentadores 41 y 42 disponen de una estructura y de un área de calentamiento que proporcionan las siguientes funciones en términos de características de calentamiento. Es decir, se controla el funcionamiento de manera que el nivel de agua del medio de fuente de precalentamiento en el precalentador 41 esté controlado por la válvula de control 44b, que se abre y se cierra por medio de una señal del conmutador de nivel 44a para que el medio de fuente de precalentamiento, en estado de vapor, no se pueda introducir en el siguiente precalentador 42 desde el precalentador 41.

Como resultado, un vapor separado del medio de fuente de precalentamiento, separado en un separador 15 y enviado al precalentador, en primer lugar entra en un tubo 41a del intercambiador de calor en el precalentador 41, para trasformarse a estado de agua caliente desde el estado de vapor (gas) por medio del intercambio de calor con el combustible emulsionado circundante, y a continuación, se introduce en un tubo 42a del intercambiador de calor del siguiente precalentador 42 para precalentar, de la misma manera, al combustible emulsionado y se descarga al exterior del sistema por medio de una tubería 15b.

Con el vapor separado, como medio de fuente de precalentamiento separado en el separador 15, se mezcla un contenido de aceite ligero y en el caso de que la velocidad del flujo en la tubería sea de varias decenas de m/s, o más, o que haya alcanzado una velocidad crítica, el contenido de aceite ligero queda suspendido en el agua caliente para ser descargado al exterior del sistema desde el precalentador, de manera que apenas quede liberado del vertido por medio de un equipo normal de separación de agua aceitosa y no se permite el vertido a los ríos y similar.

Por otro lado, si se utiliza un solo precalentador, se debe producir la utilización de calor de forma que el medio de fuente de precalentamiento se modifique a un estado de agua caliente a baja temperatura desde un estado de vapor a alta temperatura dentro de ese único precalentador, pero debido a que la cantidad de intercambio de calor varía en proporción a la cantidad de combustible emulsionado que fluye en el precalentador, variará la posición de una región de transición entre el estado de vapor y el estado de agua caliente del medio de fuente de precalentamiento.

Puesto que las características de transferencia de calor entre el vapor y el agua caliente son, en gran parte, diferentes entre sí, si el vapor o el agua caliente son desconocidos respecto al medio de fuente de precalentamiento en el precalentador, será difícil realizar un diseño preciso del área de calentamiento, resultando, inevitablemente, en un diseño con bastantes tolerancias, lo cual implica una estructura mayor y un coste incrementado.

Por el contrario, en la presente tercera Realización, se emplea un tipo de intercambiador de calor, de forma que el medio de fuente de precalentamiento es el vapor y el agua caliente a alta temperatura en el precalentador 41 y el agua caliente a alta temperatura y el agua caliente a baja temperatura en el precalentador 42, facilitando de esta forma la evaluación de las características de transferencia de calor en los precalentadores respectivos.

Por lo tanto, al emplear un intercambiador de calor principalmente para vapor y un intercambiador de calor principalmente para agua caliente, se hace posible un diseño individual que tiene una elevada precisión y se puede conseguir una estructura de tamaño compacto y de un coste reducido. Adicionalmente, en el sistema de tubería en el que se detecta y se controla el nivel de agua caliente en el precalentador, se puede realizar fácilmente un control de funcionamiento que hace que un pequeño volumen de agua calienta fluya de manera que la velocidad del flujo del medio de fuente de precalentamiento en estado de vapor no sea de 10 m/s o superior, o no alcance una velocidad crítica. Es decir, si se realiza un control de funcionamiento de manera que la velocidad de flujo en la tubería sea de varias decenas de m/s o menos, se pueda evitar un estado de suspensión del contenido de aceite ligero en el medio de fuente de precalentamiento, se puede realizar fácilmente una retirada posterior del contenido de aceite por medio de un equipo normal de separación de agua aceitosa y se hace posible el vertido a los ríos y similar.

Se describirá otro procedimiento de funcionamiento de un sistema de vaporización, mostrado en las Figuras 5 y 6. La Figuras 5 y 6 muestran únicamente un separador 15 para ser utilizado en un sistema de vaporización. El separador 15 que se muestra en la Figura 5 tiene una estructura en la cual se proporcionan un transmisor 51 y receptores 52a, 52b y 52c en porciones de aberturas en la cara lateral del mismo. Los citados transmisores 51 y receptores 52a, 52b y 52c también pueden estar provistos en una pluralidad de conjuntos del mismo.

Si se produce una acción de reducción de presión en el separador 15, el contenido de agua en el combustible emulsionado, calentado a una temperatura alta en un vaporizador, se expansiona instantáneamente (se vaporiza) rápidamente y difícilmente sale de un combustible de aceite pesado de alta consistencia circundante, lo cual produce un estado de burbujas en el que el combustible de aceite pesado rodea el vapor de gas.

Se transmite una onda de sonido desde el transmisor 51 en la porción de abertura en un lado del recipiente y es recibida por los receptores 52a, 52b y 52c, dispuestos hacia arriba y hacia abajo en las porciones de abertura en la pared opuesta. Cuando la onda de sonido pasa por el separador 15, hay diferencias en la velocidad que atraviesa el aire y el combustible de aceite pesado y el vapor en el combustible emulsionado y estas diferencias en el tiempo de recepción de la onda de sonido se miden y procesan por medio de un dispositivo de medición y un dispositivo de computación (no mostrados).

En un estado de funcionamiento normal, se separa completamente el combustible emulsionado en un contenido de agua (vapor) y hay sustancialmente solamente vapor en el intervalo en que se proyecta la onda de sonido desde el transmisor 51, lo cual resulta en un tiempo constante de recepción. Por lo contrario, si se presentan las citadas burbujas, el combustible de aceite pesado aumenta, en lugar del vapor, lo que resulta en variaciones en el tiempo de recepción de la onda de sonido. Por lo tanto, se hace posible una previa detección continua del fenómeno de generación de burbujas en un funcionamiento anormal y se puede evitar la descarga del combustible de aceite pesado al exterior del sistema debido a un derrame. Adicionalmente, al repartir la energía de la onda de sonido, también se puede esperar un efecto de-espumante.

Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con un procedimiento de funcionamiento del sistema de vaporización de combustible emulsionado de aceite pesado, se controla la temperatura de salida del precalentador o la temperatura de entrada del vaporizador de manera que sea constante, se controla la presión en la tubería de suministro del medio de fuente de precalentamiento para transportar el medio de fuente de precalentamiento al interior del precalentador de manera que sea constante y la diferencia de temperatura entre la temperatura de entrada y la temperatura de salida del vaporizador de manera que sea constante, por lo tanto, incluso en un caso de cambio de carga, se pueden evitar variaciones en el contenido de agua en el combustible de aceite pesado después de separación del contenido de agua.

También, en el citado procedimiento de funcionamiento, se emplea una construcción para almacenar el combustible emulsionado precalentado de la cantidad aumentable en el precalentador o entre el precalentador y el vaporizador, con lo cual, incluso en el caso de un cambio de carga, se puede suministrar el combustible emulsionado de temperatura predeterminada a la entrada del vaporizador y se puede mantener fácilmente el contenido de agua en el combustible de aceite pesado en un valor predeterminado.

Adicionalmente, la presente invención proporciona un sistema de vaporización de combustible emulsionado de aceite pesado en el que el precalentador para precalentar el combustible emulsionado de aceite pesado, del cual se va a separar el contenido de agua, está construido por un primer intercambiador de calor que utiliza vapor como medio de fuente de precalentamiento y dispone de un conmutador de nivel y un segundo intercambiador de calor que comunica con el primer intercambiador de calor por medio de la válvula de control de flujo y que utiliza agua caliente como medio de fuente de precalentamiento, de manera que el combustible emulsionado de aceite pesado que se va a precalentar fluye hacia el primer intercambiador de calor desde el segundo intercambiador de calor.

En el citado sistema de vaporización, el intercambiador de calor, que es el precalentador, se divide en un primer intercambiador de calor que utiliza vapor y agua caliente como medio de fuente de precalentamiento y un segundo intercambiador de calor que utiliza solamente agua caliente como medio de fuente de precalentamiento, por lo tanto se facilita la evaluación de las características de transferencia de calor y se posibilita un diseño de alta precisión. Adicionalmente, se controla el nivel de agua caliente en el precalentador, evitando así que el contenido de aceite ligero en el medio de fuente de precalentamiento se transforme a un estado de suspensión.

Además, un sistema de vaporización podría emplear un separador que dispusiese de un transmisor para transmitir una onda de sonido y un receptor para recibir la onda de sonido, y así se puede detectar continuamente con anterioridad el fenómeno de generación de burbujas en el separador, para que se pueda evitar la descarga de combustible de aceite pesado al exterior del sistema, producido por un derrame.

Se debe entender que la invención no se limita a la construcción y disposición particulares que se ilustran y se describen en la presente memoria, sino incluye formas modificadas de la misma que entran en el alcance de la siguiente Reivindicación.

Claims (1)

1. Un sistema de vaporización de combustible emulsionado de aceite pesado en el que se conduce un combustible emulsionado de aceite pesado (11a), después de ser precalentado en un precalentador (13), a un vaporizador (14) para ser calentado y, a continuación, a un separador (15) para realizar la separación de su contenido de agua, y se utiliza el contenido de agua, después de ser separado, como medio de fuente de precalentamiento para el citado precalentador (13),

que se caracteriza porque el citado precalentador (13) está construido de un primer intercambiador de calor (41) que utiliza vapor como medio de fuente de precalentamiento y que dispone de un conmutador de nivel (44a) y por un segundo intercambiador de calor (42) que se comunica con el citado primer intercambiador de calor (41) por medio de una válvula de control de flujo (44b) y que utiliza agua caliente como medio de fuente de precalentamiento, de manera que el combustible emulsionado de aceite pesado que se va a calentar se hace circular al citado primer intercambiador de calor (42) desde dicho segundo intercambiador de calor (41).