ES2208795T3 - Procedimiento para instalar una disposicion de toberas en una torre de lavado. - Google Patents
Procedimiento para instalar una disposicion de toberas en una torre de lavado.Info
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Abstract
LA INVENCION TRATA DE UN SISTEMA DE TOBERAS PARA UNA TORRE DE LAVADO CON TOBERAS, CUYAS BOQUILLAS DE PULVERIZACION MONTAN UNAS ENCIMA DE OTRAS. SE DISPONE DE UNA DISTRIBUCION DE LAS BOQUILLAS, PARA CUYA FIJACION A) SE ESTABLECEN LOS PERFILES DE DENSIDAD DE FLUJO PARA LAS BOQUILLAS DE PULVERIZACION DE LAS TOBERAS EN NIVELES DE CORTE PREFIJADOS DE LA ZONA DE ABSORCION, B) PARA CADA NIVEL DE SECCION QUE SOBRESALE LOS PERFILES DE DENSIDAD DEL FLUJO A LAS TOBERAS DE PULVERIZACION, C) LAS DISTRIBUCIONES DE DENSIDAD DE FLUJO FIJADAS PARA LOS NIVELES DE SECCION SE PROYECTAN SOBRE UN NIVEL Y SE TRASLADAN A UN PERFIL TOTAL DE DENSIDAD DE FLUJO CARACTERISTICO PARA LA DISTRIBUCION DEL LIQUIDO DE LAVADO DE LA ZONA DE ABSORCION, D) EL PERFIL TOTAL DE DENSIDAD DE FLUJO SE COMPARA CON UN VALOR PREFIJADO, Y E) SE CAMBIA LA POSICION DE UNA O VARIAS TOBERAS CUANDO APARECEN DESVIACIONES DEL VALOR PREFIJADO, Y LOS PASOS A) HASTA D) SE REPITEN TANTAS VECES, HASTA QUE EL PERFIL TOTAL DE LA DENSIDAD DE FLUJO TENGAUN VALOR CASI CONSTANTE.
Description
Procedimiento para instalar una disposición de
toberas en una torre de lavado.
La invención concierne a una disposición de
toberas para una torre de lavado que presenta un colector de líquido
de lavado, una zona de absorción exenta de estructuras internas y al
menos un plano de toberas por encima de la zona de absorción, con
distribuidor, tuberías de derivación y toberas cuyos conos de
rociado se solapan, estando conectadas las toberas a las tuberías de
derivación con ayuda de piezas intermedias que salen lateralmente.
La corriente de gas a depurar es conducida en isocorriente o en
contracorriente respecto del líquido de lavado a través de la zona
de absorción. Se prefiere una conducción en contracorriente, en la
que la corriente de gas es conducida de abajo arriba a través de la
zona de absorción y sale de la torre de lavado por encima de los
planos de toberas. La invención se refiere especialmente a la
disposición de toberas de un torre de lavado que se utiliza para la
desulfuración de gases de humo y que presenta un diámetro de varios
metros.
La disposición de toberas de que la parte la
invención comprende uno o varios planos de toberas, cada uno con un
distribuidor que está dispuesto en un eje de simetría de la sección
transversal de la torre de lavado y se extiende por toda la sección
transversal de esta torre. A derecha e izquierda siguen, a
distancias equidistantes, las tuberías de derivación, en las cuales
están dispuestas con una distribución también simétrica unas piezas
intermedias equipadas con toberas terminales que rocían hacia abajo
(GB-A-2 297 705). La distribución de
las toberas se prepara de modo que los conos de rociado de las
toberas se solapen y la sección transversal de la torre de lavado
esté ocupada con toberas del modo más uniforme posible. Se aspira a
una ocupación de la superficie lo más uniforme posible con arreglo a
criterios geométricos.
En medidas de concentración en la corriente de
gas lavada por encima de los planos de toberas se han detectado
concentraciones de gas contaminante localmente altas a pesar de una
ocupación uniforme de la superficie de la sección transversal de la
torre de lavado con toberas. La corriente de gas lavada contiene
venas que no han entrado suficientemente en contacto con el líquido
de lavado en la zona de absorción. Las venas de gas contaminante que
quedan en la corriente de gas empeoran el rendimiento de absorción.
Si no se alcanza un grado de absorción prefijado, se tiene que
aumentar la longitud de la zona de absorción y/o se tienen que
montar más planos con toberas y se tiene que aumentar de manera
correspondiente la cantidad de líquido de lavado. Esto es costoso y
va ligado a costes de explotación adicionales por la mayor potencia
de bombeo. En muchos casos, apenas es posible una transformación de
torres de lavado
existentes.
existentes.
La invención se basa en el problema de indicar un
procedimiento para establecer una disposición de toberas para una
torre de lavado que asegure que se lave uniformemente la corriente
de gas a depurar y no se presenten ya venas de gas contaminante en
la corriente de gas lavada.
El objeto de la invención y la solución de este
problema consisten en un procedimiento para instalar una disposición
de toberas, constituida por distribuidor, tuberías de derivación y
toberas, en una torre de lavado que presenta un colector de líquido
de lavado, una zona de absorción exenta de estructuras internas y al
menos un plano de toberas por encima de la zona de absorción, en
donde las toberas se conectan a las tuberías de derivación con ayuda
de piezas intermedias que salen lateralmente y en donde
a) se establecen perfiles de densidad de flujo
(FD3, FD3') para los conos de rociado de las toberas en planos de
sección transversal prefijados de la zona de absorción,
b) se superponen para cada plano de sección
transversal (Q_{1}, Q_{2},...) los perfiles de densidad de flujo
(FD3, FD3') asociados a los conos de rociado,
c) se proyectan sobre un plano las distribuciones
de densidad de flujo (FDV1, FDV2,...) establecidas para el plano de
sección transversal (Q_{1}, Q_{2},...) y se superponen formando
un perfil total de densidad de flujo (FDGP) que caracteriza la
distribución del líquido de lavado de la zona de absorción,
d) se compara el perfil total de densidad de
flujo con un valor de consigna y
e) en caso de desviaciones respecto del valor de
consigna, se varía la posición de una o varias toberas mediante
variación de longitud o de posición de las piezas intermedias
asociadas y se repiten los pasos a) a d) hasta que el perfil total
de densidad de flujo (FDGP) establecido para la sección transversal
de la torre de lavado posea un valor aproximadamente constante hasta
una zona de la torre de lavado próxima a la pared.
La invención se basa en el conocimiento de que la
extensión de los conos de rociado no representa una magnitud de
referencia adecuada para determinar la distribución de las toberas,
sino que más bien ha de aprovecharse la densidad de flujo como
magnitud de referencia adecuada. Densidad de flujo significa el
caudal que sale de una tobera, referido a la superficie barrida por
el cono de rociado. En las proximidades de la salida de la tobera
la densidad de flujo, es decir, el número de gotas, referido a la
superficie del chorro, es grande. Disminuye con la extensión del
cono de rociado, es decir, al aumentar la distancia a la
tobera.
tobera.
La invención se basa en el modelo siguiente. La
zona de absorción de la torre de lavado consta de N elementos de
volumen que se extienden desde el colector del líquido de lavado
hasta el primer plano de toberas y que son recorridos por gas en
dirección longitudinal. Si cada uno de estos N elementos de volumen
contiene en promedio estadístico un número igual de gotas de
líquido, se asegura entonces un lavado uniforme del gas y se obtiene
a la salida de la torre de lavado una distribución de concentración
uniforme en la corriente de gas. Los pasos a) a e) enseñan una forma
de proceder metódica para transponer el concepto del modelo. Se
sobrentiende que en una zona de pared cercana a la envolvente del
recipiente de la torre de lavado no se logra en todo su volumen la
transformación práctica y se tiene que aceptar una menor densidad de
flujo, ya que las toberas próximas a la pared se posicionan de modo
que no se presente una humectación excesiva con líquido en la
envolvente del recipiente.
Según una ejecución preferida de la invención, se
dispone el distribuidor en un eje de simetría de la sección
transversal de la torre y se disponen las toberas simétricamente
respecto del eje de simetría con una distribución idéntica a ambos
lados del distribuidor. Si se considera por separado cada mitad de
la sección transversal de la torre de lavado, no puede apreciarse
una amplia simetría con respecto a la disposición de las toberas
cuando se trabaja según las enseñanzas de la invención.
En el diseño de la distribución de toberas según
la invención el perfil total de densidad de flujo (calculado según
los pasos a) a d)) que caracteriza la distribución de líquido de
lavado en la zona de absorción forma en vista en planta una
superficie de núcleo cerrada constituida por valores de densidad de
flujo sustancialmente constantes. A esta superficie de núcleo se une
una superficie anular constituida por valores de densidad de flujo
decrecientes hacia fuera.
La disposición de toberas puede presentar toberas
constituidas por toberas de cono hueco o toberas de cono macizo que
rocían hacia abajo. Asimismo, pueden disponerse de manera en sí
conocida varios planos de toberas uno sobre otro.
Se explica seguidamente la invención con
referencia a un dibujo que representa únicamente un ejemplo de
ejecución. Muestran esquemáticamente:
la figura 1, dos toberas dispuestas en planos de
toberas diferentes con conos de rociado salientes solapados,
la figura 2, perfiles de densidad de flujo de
conos de tobera solapados en planos de sección transversal
diferentes de la torre de lavado,
la figura 3, la disposición de toberas en una
torre de lavado con una distribución de toberas diseñada según la
invención,
la figura 4, el perfil total de densidad de flujo
de la disposición de toberas representada en la figura 3,
concretamente después de superponer las distribuciones de densidad
de flujo establecidas en planos diferentes de la torre de
lavado,
la figura 5, para fines de comparación, una
disposición de toberas según el estado de la técnica, y
la figura 6, para fines de comparación, una
representación correspondiente a la figura 4, pero para la
disposición de toberas según el estado de la técnica representada en
la figura 5.
Las toberas 1 representadas en la figura 1 son
parte de una disposición de toberas para una torre de lavado
destinada a desulfurar gases de humo, la cual presenta un colector
de líquido de lavado, una zona de absorción exenta de estructuras
internas y varios planos de toberas E_{1}, E_{2},... por encima
de la zona de absorción. El gas de humo 2 a depurar recorre la zona
de absorción de abajo arriba en contracorriente con los chorros de
rociado de las toberas. La disposición de toberas presenta un número
grande de toberas 1, cuyos conos de rociado 3 se solapan de la
manera indicada en la figura 1.
La forma de proceder para determinar la
distribución de las toberas resultará comprensible por referencia a
la figura 2. Para los conos de rociado 3 de las toberas 1 se
establecen perfiles de flujo de densidad FD3, FD3' en planos de
sección transversal prefijados Q_{1}, Q_{2},... de la zona de
absorción. Para cada plano de sección transversal Q_{1},
Q_{2},... se superponen los perfiles de densidad de flujo FD3,
FD3' asociados a los conos de rociado 3. Resultan distribuciones de
densidad de flujo FDV1, FDV2,... que son características cada una de
un plano de sección transversal de la zona de absorción. Las
distribuciones de densidad de flujo establecidas FDV1, FDV2,... se
proyectan sobre un plano y se superponen formando un perfil total
FDGP que caracteriza la distribución del líquido de lavado de la
zona de absorción. El perfil total de densidad de flujo FDGP se
compara con un valor de consigna. En caso de desviaciones respecto
del valor de consigna, se varía la posición de una o varias toberas
1. Los pasos descritos se repiten hasta que el perfil total de
densidad de flujo FDGP establecido para la sección transversal de la
torre de lavado posea un valor aproximadamente constante. Se tienen
que admitir desviaciones en una zona de la torre de lavado próxima a
la pared. Aquí hay que aceptar una menor densidad de flujo para
evitar una humectación excesiva de la pared de la torre de
lavado.
La metódica según la invención conduce a una
distribución de toberas que está representada en la figura 3 para
un plano de toberas. La disposición de toberas presenta un
distribuidor 4 dispuesto en un eje de simetría de la sección
transversal de la torre de lavado, al cual se unen tuberías de
derivación 5 por la derecha y la izquierda. Las toberas 1 están
conectadas a las tuberías de derivación 5 con ayuda de piezas
intermedias 6 que salen lateralmente. La longitud y la posición de
las piezas intermedias 6 se han elegido de modo que se obtenga una
distribución de toberas establecida según el método anteriormente
explicado. Convenientemente y sin perjuicio alguno para el
funcionamiento, la disposición de toberas puede estar configurada en
forma simétrica con respecto al eje de simetría 7 prefijado por el
distribuidor 4. Se deduce de la figura 3 que las toberas 1 están
dispuestas simétricamente al plano de simetría 7 con una
distribución idéntica a ambos lados del distribuidor 4. Sin
embargo, no se pueden reconocer simetrías dentro de una mitad de la
sección transversal de la torre de lavado.
En la disposición de toberas según la invención
representada en la figura 3 se ajusta una distribución total de
densidad de flujo según la figura 4. La figura 4 muestra en vista en
planta el perfil total de densidad de flujo FDGP que caracteriza la
distribución del líquido de lavado en la zona de absorción. Presenta
una superficie de núcleo cerrada 8 constituida por valores de
densidad de flujo sustancialmente constantes. En las proximidades de
la pared de la envolvente 9 del recipiente sigue a la superficie de
núcleo 8 una superficie anular 10 constituida por valores de
densidad de flujo decrecientes hacia fuera.
En la figura 5 se ha representado, para fines de
comparación, una disposición de toberas según el estado de la
técnica. Las toberas 1 están conectadas aquí, con separaciones
equidistantes, a las tuberías de derivación 5 o, con intercalación
de cortos portatoberas, en proximidad inmediata a las tuberías de
derivación 5. Resulta una disposición realzada por simetrías
geométricas. El perfil total de densidad de flujo FDGP evaluado
según el método descrito se caracteriza por la distribución
representada en la figura 6. Se aprecia que, distribuidas por toda
la sección transversal de la torre de lavado, están presentes zonas
de alta densidad de flujo y de baja densidad de flujo dispuestas
unas directamente al lado de otras. En las zonas de pequeña
densidad de flujo es incompleto el arrastre de los componentes
contaminantes para retirarlos del gas. El gas que sale de la torre
de lavado tiene venas con altas concentraciones de
contaminantes.
La disposición de toberas diseñadas según el
procedimiento de la invención hace posible una utilización óptima
del líquido disponible para el lavado del gas. No se presentan ya
venas con alta concentración de gas contaminante en el gas lavado
que sale de la torre de lavado. Resulta un rendimiento de absorción
sensiblemente mejorado en su conjunto.
Claims (3)
1. Procedimiento para instalar una disposición de
toberas, constituida por un distribuidor (4), tuberías de derivación
(5) y toberas (1), en una torre de lavado que presenta un colector
de líquido de lavado, una zona de absorción exenta de estructuras
internas y al menos un plano de toberas por encima de la zona de
absorción, en donde las toberas (1) se conectan a las tuberías de
derivación (5) con ayuda de piezas intermedias (6) que salen
lateralmente, y en donde
a) se establecen perfiles de densidad de flujo
(FD3, FD3') para los conos de rociado (3) de las toberas (1) en
planos de sección transversal prefijados de la zona de
absorción,
b) se superponen para cada plano de sección
transversal (Q_{1}, Q_{2},...) los perfiles de densidad de flujo
(FD3, FD3') asociados a los conos de rociado (3),
c) se proyectan sobre un plano las distribuciones
de densidad de flujo (FDV1, FDV2,...) establecidas para el plano de
sección transversal (Q_{1}, Q_{2},...) y se superponen formando
un perfil total de densidad de flujo (FDGP) que caracteriza
las distribuciones del líquido de lavado de la zona de
absorción,
d) se compara el perfil total de densidad de
flujo con un valor de consigna y
e) en caso de desviaciones respecto del valor de
consigna, se varía la posición de una o varias toberas (1) por
variación de longitud o de posición de las piezas intermedias
asociadas (6) y se repiten los pasos a) a d) hasta que el perfil
total de densidad de flujo (FDGP) establecido para la sección
transversal de la torre de lavado posea un valor aproximadamente
constante hasta una zona de la torre de lavado próxima a la
pared.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se dispone el distribuidor (4) en un
eje de simetría (7) de la sección transversal de la torre de lavado
y porque se disponen las toberas (1) simétricamente en torno al eje
de simetría (7) con una distribución idéntica a ambos lados del
distribuidor (4).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se emplean como toberas (1) toberas de
cono hueco o toberas de cono macizo que rocían hacia abajo.
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