ES2224716T3 - Metodo y dispositivo para utilizar el calor de gases de combustion. - Google Patents
Metodo y dispositivo para utilizar el calor de gases de combustion.Info
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Abstract
Un método para utilizar el calor en gases de combustión que contienen compuestos condensables, partículas sólidas suspendidas y polvo para la producción de líquidos y/o gases calientes, en el cual los compuestos condensables, las partículas sólidas suspendidas y el polvo pueden emitirse inofensivos al hacer contactar los gases de combustión con una materia particulada fría (13) que se asperje y/o rocía por el gas de combustión que aparece en una primera zona vertical a fin de enfriar los gases de combustión y filtrar/condensar simultáneamente los contenidos de los gases de combustión de los compuestos condensables, partículas sólidas suspendidas y polvo, en donde después de hacer contacto con los gases de combustión en la primera zona, la materia particulada caliente se recoge en el fondo de la primera zona vertical y se transporta a una segunda zona (2), debajo de la primera zona, en donde entra en contacto con las superficies transformadoras de calor de uno o varios intercambiadores de calor (10) sumergido(s) en la materia particulada para transferir el calor que la materia ha ganado a partir de los gases de combustión hacia uno o varios medios externos transportadores de calor en fase líquida o gaseosa, y en el que después de pasar el intercambiador de calor o varios de ellos en la segunda zona, la materia fría particulada se elimina de debajo los intercambiadores de calor y se vuelve a circular para ser asperjado/rociado por encima del gas de combustión en la primera zona.
Description
Método y dispositivo para utilizar el calor de
gases de combustión.
La invención hace referencia a un método para
utilizar el calor en el gas de combustión de plantas incineradoras,
tales como por ejemplo, plantas de calderas de vapor y plantas de
calderas de agua caliente con cargas diferentes, al tiempo que se
eliminan elementos condensables en el gas de combustión y se reduce
considerablemente la actividad corrosiva del gas de combustión. El
método puede utilizarse en todos los tipos de plantas incineradoras
en donde una zona de combustión produce gases calientes de
combustión los cuales se enfrían en uno o más intercambiadores de
calor, los cuales transfieren el calor explotable del gas de
combustión a un líquido o gas. El método también es bien adecuado
para plantas incineradoras con variaciones considerables de carga
que requieren el ajuste de la cantidad de combustible para
mantenerse al ritmo de los requisitos de calor.
Los gases calientes de la combustión de plantas
incineradoras encendidas con combustibles sólidos como biomasa,
basura doméstica, astillas de madera, desperdicios industriales o
hidrocarburos en forma sólida o líquida, a menudo contienen
componentes condensables con grandes puntos de ebullición. Estos
elementos se condensarán en superficies con una temperatura inferior
a su temperatura de vaporización, formándose así depósitos. A
menudo, a estos elementos se les denomina escorificadores, y
existen en forma sólida y líquida. Los depósitos siempre son
termófugos y normalmente corrosivos. Además, los gases de
combustión contienen otros componentes que a menudo son corrosivos
y/o erosivos.
En las plantas incineradoras encendidas con
biomasa, basura doméstica o desperdicios industriales, las sales
deshechas constituyen un condensado especialmente problemático. Las
sales se condensarán en superficies que tengan una temperatura
inferior a su punto de vaporización. En plantas de calderas
convencionales, los gases calientes de combustión pasarán a
intercambiadores de calor, tales como por ejemplo, precalentadores,
evaporadores y recalentadores que producen vapor de agua, en los
cuales los gases intercambian su capacidad calorífica por otro medio
termotransferidor (agua o vapor). En dichas plantas, las sales
serán depositadas en superficies intercambiadores de calor y otras
paredes que sean lo suficientemente frías. Conforme pasa el tiempo,
los depósitos se hacen tan espesos que crearán un problema, puesto
que los depósitos reducen sustancialmente la termotransferencia del
gas de combustión al otro medio termotransferidor de los
intercambiadores de calor. En algunos casos, también puede darse la
situación de que los depósitos sean tan grandes que bloqueen
físicamente el paso de los gases de combustión. Por lo tanto, se
necesitan obstrucciones regulares a fin de limpiar los depósitos de
las partes relativamente frías de la planta y los intercambiadores
de calor. Otro factor es que en las plantas convencionales, se han
tenido que medir en exceso a fin de aumentar la capacidad de
enfriamiento para contrarrestar la reducción de termotransferencia
resultante de los depósitos, y en algunos casos han de facilitarse
plantas purificadoras caras. Es más, una reducción de la
termotransferencia dará como resultado el que los gases de
combustión no se enfríen hasta el mismo punto, reduciendo de este
modo la economía del combustible de la planta y la descarga de gases
contaminantes será mayor.
Además de esto, las sales en particular, aunque
también otros componentes de los gases de combustión, tienen un
efecto corrosivo en las paredes de la planta y los intercambiadores
de calor. Esto supone más limpieza y mantenimiento y bastante a
menudo costes considerables de reparación para estas plantas de
calderas de vapor y/o instalaciones de calderas de agua caliente.
Otra consecuencia de una termotransferencia reducida (enfriamiento)
como resultado de la acumulación de depósitos es que la temperatura
de los gases aumenta. Una subida local de temperatura en entornos
corrosivos comporta, a menudo, mayores costes de reparación y la
elección de elementos más resistentes a la corrosión, y por tanto
más caros, en la planta. Otro efecto del aumento de temperatura en
los gases de combustión es que se cambia la composición. Esto puede
conllevar problemas con gases no deseados tales como por ejemplo
NOx.
La producción en una planta de caldeo o central
térmica ha de regularse en concordancia con el consumo de agua
caliente y/o vapor. En el caso de abastecimientos a la industria de
procesamiento en particular, las variaciones de carga pueden ser
considerables. En plantas incineradoras convencionales, los
intercambiadores de calor son normalmente instalaciones fijas con
una superficie constante, con el resultado de que grandes secciones
de las plantas reciben casi capacidad constante. Cuando la
capacidad de enfriamiento no es proporcional a la cantidad de
combustible suministrada, la temperatura del gas de combustión
bajará normalmente cuando se reduzca la potencia. Como ya se
mencionó, no se desea experimentar variaciones en la temperatura de
los gases de combustión puesto que provocan una alteración en las
condiciones de combustión y por lo tanto variaciones en el grado de
combustión y de descarga de gases contaminantes. Esto significa que
las plantas convencionales les falta flexibilidad en cuanto a
variaciones en la carga se refiere.
Debido a los requisitos medioambientales cada vez
más rigurosos en años recientes, la eficacia de la combustión de
las plantas ha empezado a entrar en foco. Esto ha dado como
resultado unas plantas con tan alta eficacia de combustión que bajo
ciertas condiciones la combustión se realiza con un nivel tan bajo
de partículas sólidas de hollín y otras impurezas que muchas de las
fracciones de combustible fijas se subliman directamente en la fase
de gas. Bajo las condiciones dadas, estos gases pueden condensarse
en cristales muy pequeños o formar un polvo amorfo. Este polvo
reposa como una capa relativamente fina pero realmente
termoaislante en paredes y superficies de la planta. Esto aumenta
la necesidad de limpiar aún más la planta. Se conocen ejemplos de
calderas modernas para barcos en las que la necesidad de detener la
producción para poder limpiar esta capa de polvo ha aumentado en un
factor de 15 a 20 veces.
De la solicitud de patente noruega Nº 971603 de
ABB Fläkt AB se conoce el uso de un adsorbente en forma de polvo
para componentes condensables en gas caliente de desecho industrial
para limpiar el condensado de las superficies de una caldera. El
adsorbente se mezcla con la corriente de gas de desecho (que pasa
por) delante de la caldera y se transmite junto con la corriente de
gas. Cuando el gas llega a las paredes frías, los componentes
condensables se condensarán en las paredes del enfriador y el
adsorbente adsorberá el condensado, limpiando de este modo las
paredes del enfriador. Sin embargo, este método no funcionará para
depósitos de sal puesto que son demasiado duros. Los depósitos de
sal condensable deberían interrumpirse antes de que lleguen a las
superficies frías de la planta.
La especificación US 4 702 818 de Oyamoto et
al. describe un método para recuperar calor de un gas caliente
que contiene sustancias de brea. El gas se pasa primero por una
capa de partículas sólidas calientes en un enfriador por chorro de
aire frío, formando así un lecho fluidificado en donde las
partículas se transportan junto con la corriente de gas y enfrían
juntas con el gas por medio de un intercambiador de calor, con el
resultado de que una primera porción de las sustancias de brea es
absorbida en las partículas sólidas. En la siguiente fase, el gas
pasa por un enfriador de brea en el que se rocía el gas con gotas
de brea lo que absorbe una segunda porción de las sustancias de
brea en el gas antes de que se enfríe el gas en una tercera fase en
la que se rocía mediante gotas finas de brea lo que absorbe la
última porción de las sustancias de brea.
La especificación
GB-A-1 588 310 muestra un método
parecido en el que el gas entra en contacto con partículas sólidas
en un lecho fluidificado, asperjándose las partículas encima del
gas.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un método que utilice el calor de gases de combustión
emanados de una planta incineradora y que reduzca y/o elimine los
inconvenientes anteriormente mencionados.
También es objetivo de la presente invención el
proporcionar representaciones de plantas de calderas de vapor y/o
instalaciones de calderas de agua caliente para implementar el
método que es flexible en cuanto a diferentes cargas se refiere.
Los objetivos de la presente invención se
satisfacen mediante el método y las plantas indicadas en las
reivindicaciones adjuntas de la patente, y las cuales se describen
detalladamente a continuación.
La presente invención se basa en la idea de que
los anteriormente mencionados inconvenientes de actividad corrosiva
y depósitos de componentes condensables en los gases de combustión
pueden eliminarse y/o reducirse considerablemente separando los
gases calientes de combustión de las superficies
termotransferidoras de los intercambiadores de calor a otro medio
termotransferidor. Esto puede conseguirse, por ejemplo, con los
gases calientes de combustión emitiendo calor a una materia
particulada fría que se retira de la zona en donde entra en
contacto con los gases de combustión a una zona donde entra en
contacto con uno o más intercambiadores de calor, en donde el calor
del material es transferido a otro medio termotransferidor (p.ej.
agua o vapor). Debe entenderse que otro medio termotransferidor es
un gas o líquido que absorbe el calor del gas de combustión y que
transfiere o transporta el calor a un emplazamiento en donde puede
aprovecharse tal como, por ejemplo, una turbina de vapor, radiador,
etc. Una vez la materia particulada ha emitido calor a otro medio
termotransferidor, enfriándose por lo tanto, ésta vuelve a la zona
en donde entra en contacto con los gases calientes de combustión
para recalentarse. Es decir, la materia particulada pasa por un
bucle cerrado en donde transfiere el calor de los gases de
combustión a otro medio termotransferidor, al tiempo que la materia
particulada también actúa como filtro para los gases de combustión,
absorbiendo para ello todos o partes de los compuestos condensables
y partículas sólidas suspendidas (polvo) de los gases de
combustión.
De acuerdo con la invención, el gas pasa por un
lecho estático de la materia particulada, y la materia particulada
se asperja o rocía sobre el gas que pasa por una chimenea/canal y
se recoge en el fondo del/de la mismo/a. Según sean los requisitos
de temperatura del otro medio termotransferidor, es de prever que el
calor de los gases de combustión se elimina en una o más fases,
proporcionando así una o más fracciones del otro medio
termotransferidor con temperaturas diferentes. También es de prever
que sólo se utilice una fase cuando los gases de combustión se
enfrían y purifican por una materia particulada y que el calor
residual del gas de combustión sea eliminado por medios de
intercambiadores de calor convencionales tales como, por ejemplo,
precalentadores, economizadores, vaporizadores y recalentadores. Sin
embargo, antes de que el gas de combustión entre en contacto con
intercambiadores de calor convencionales u otras superficies en la
planta que sean lo suficientemente frías como para condensar los
compuestos condensables, debería haberse enfriado y purificado por
medio de la materia particulada hasta un grado suficiente como para
evitar los problemas anteriormente mencionados.
También es posible empezar la purificación y
enfriamiento de los gases de combustión en el interior de la cámara
de combustión de hecho. En este caso podría emplearse, por ejemplo,
un bucle aspersor cuando se asperje/rocíe una materia particulada
de arriba hacia abajo a la zona de combustión. En este caso,
resulta ventajoso tener el combustible en un lecho de la materia
particulada y que la materia circule por uno o más
intercambiador(es) de calor, permitiendo así que la capacidad
calorífica de la materia sea transferida a otro medio
termotransferidor.
Además de evitar los problemas anteriormente
mencionados con el calor de los gases de combustión que se están
absorbiendo de esta forma, se obtiene otra ventaja, a saber, que
las plantas pasan a ser muy flexibles al adaptar su operación a los
diferentes requisitos. Si el requisito disminuye con el resultado
de que tiene que reducirse el abastecimiento de combustible, con las
plantas de conformidad con la presente invención puede conseguirse
el enfriamiento de los gases de combustión fácilmente reduciendo a
un grado correspondiente la cantidad de materia particulada que
circula y la cantidad del otro medio de termotransferencia que pasa
por los intercambiadores de calor. Así se obtienen las mismas
condiciones de temperatura en la planta, con el resultado de que se
opera con la misma eficacia y con el mismo control de emisiones de
gases contaminantes. En los casos en los que las plantas también
están equipadas con un bucle aspersor en la cámara de combustión,
también es posible aumentar el abastecimiento de combustible a un
cierto nivel sin mayor riesgo de recalentamiento local aumentando la
velocidad de circulación en el bucle aspersor, aumentado así a un
grado correspondiente el enfriamiento de los gases de combustión en
la cámara de combustión. Naturalmente, el factor restrictivo es que
la velocidad de circulación no puede aumentarse a un punto en el que
existe el riesgo de apagar la combustión. Debido a la posibilidad
de conseguir este tipo de flexibilidad, todas las plantas de
conformidad con la invención pueden equiparse con medios para
regular la velocidad de circulación de la materia particulada y el
caudal del otro medio termotransferidor por los intercambiadores de
calor. Estos medios reguladores no se muestran en las figuras.
Otra ventaja de la presente invención es que
puesto que los depósitos se colocan en la materia particulada, esto
posibilita el que pueda limpiarse la planta de los depósitos sin
necesidad de detener la operación de la planta. Esto puede
realizarse fácilmente limpiando/regenerando continuamente la materia
particulada o alternativamente sustituyéndola, bien totalmente o
bien parcialmente, mientras la planta se halla en operación.
Otra ventaja de las plantas de conformidad con la
invención es que el riesgo de recalentamiento del otro medio
termotransferidor en el caso de un fallo de potencia se reduce
sobremanera puesto que el sistema de transporte de la materia
particulada se detendrá y dichas materiales tienen buenas
propiedades termoaislantes. Por lo tanto, se elimina el riesgo de
explosiones de vapor en la planta. Además, al suministrarse las
plantas con una "caja de emergencia" con materia particulada,
también puede facilitarse el enfriamiento de la zona de combustión
y/u otras partes de la planta, puesto que la caja de emergencia
dispone que se asperje la planta en el caso de una interrupción de
potencia.
Puede usarse todo tipo de materia particulada que
tenga la capacidad de absorber los compuestos condensables de los
gases de combustión procedentes de dichas plantas incineradoras,
siempre y cuando la materia pueda soportar las temperaturas de la
planta sin derretirse o empezar a sinterizar, etc. La materia debe
ser una materia particulada de flujo libre a todas las temperaturas
de la planta. Si se asperja la materia particulada en el gas de
combustión, es importante que se realice de tal manera que todos
los gases entren en contacto con la materia. Es decir, la aspersión
se realizará de tal manera que se cubra la sección transversal del
canal/chimenea en el/la que fluye el gas.
Ejemplos de plantas incineradoras adecuadas para
la implementación de la presente invención son plantas de caldeo
industriales, incluyendo plantas generadoras de vapor, plantas de
calefacción centralizada con agua caliente o vapor, junto con
plantas de caldeo con generadores por vapor.
Ahora se describirá la invención detalladamente
con referencia a las figuras y representaciones preferidas de las
plantas de conformidad con la invención.
La Figura 1 es un dibujo de principio de una
primera representación preferida de una planta de caldera de vapor
de conformidad con la invención, en la que el gas de combustión se
enfría en un lecho de arena y luego en una corriente tradicional
por convección.
La Figura 2 es un dibujo de principio de una
segunda representación preferida de una planta de caldera de vapor
de conformidad con la invención, en la que el gas de combustión se
enfría mediante arena que se asperje por los gases de combustión en
dos fases.
La Figura 3 es un dibujo de principio de una
tercera representación preferida de una planta de caldera de vapor
de conformidad con la invención, en la que el gas de combustión se
enfría primero mediante arena que se asperje por los gases de
combustión y luego mediante una corriente tradicional por
convección.
La Figura 4 es un dibujo de principio de una
representación preferida de una cámara de combustión equipada con
un bucle aspersor.
En la primera representación preferida de una
planta de caldera de conformidad con la invención ilustrada en la
Figura 1, la planta de caldera de vapor consta de una caja vertical
rectangular dividida en dos canales. El gas caliente de combustión
de una zona de combustión entra por la parte superior del primer
canal 1 y desciende hacia un lecho estático de arena fría 2. La
pared interior 3 del canal se extiende cierta distancia hacia el
interior del lecho de arena 2, forzando de esta forma el gas de
combustión al interior de la arena, por el extremo de la pared
interior 3 antes de salir de la arena y entrar en el segundo canal
4. Después de pasar un rato en el lecho de arena, el ahora
parcialmente enfriado gas de combustión fluye hacia arriba en el
canal 4, por las dos zonas con intercambiadores de calor
tradicionales 5 en donde el calor residual del gas de combustión se
transfiere al otro medio termotransferidor y hacia la boca de salida
6 en donde se descarga gas frío de combustión de la planta de
caldera. La arena se recicla continuamente eliminándola del fondo
de la planta de caldera por medio de un transportador helicoidal 7,
transportado por un medio de transporte adecuado 8 a uno o más
orificios de entrada 9 en donde se devuelve la arena al lecho de
arena. La arena de la parte superior del lecho 2 que entra en
contacto con el gas caliente de combustión se calienta de manera
natural con el gas. Sin embargo, debido a la circulación de la
arena, la parte superior del lecho de arena siempre se llenará con
arena fría, mientras que la arena caliente se hunde en el lecho en
donde entra en contacto con uno o más intercambiadores de calor 10
que transfieren la capacidad calorífica de la arena al otro medio
termotransferidor. Por lo tanto, la arena se enfría con el
resultado de que la arena del fondo del lecho 2 es fría.
En este caso es importante adaptar la velocidad
de circulación de la arena de manera que el gas de combustión esté
lo suficientemente frío cuando se encuentre en el lecho de arena 2
para que los compuestos condensables puedan condensarse en las
partículas de arena y para que la actividad corrosiva del gas de
combustión se reduzca lo suficientemente como para que los
intercambiadores de calor tradicionales 5 eliminen los problemas de
corrosión. El sistema de transporte de la arena está equipado con
un medio para regular la velocidad de circulación de la arena y los
intercambiadores de calor están equipados con un medio para regular
el caudal del otro medio transferidor de calor. Estos medios no se
ilustran en la figura. Para las plantas de caldera de vapor que se
encienden mediante combustible sólido, los problemas de depósitos
son especialmente importantes en la gama de temperatura
500-1000ºC, y por lo tanto, la temperatura del gas
de combustión después de reposar en el lecho de arena 2 debería ser
inferior a 500ºC.
En la segunda representación preferida de una
planta de caldera de conformidad con la invención la cual se
ilustra en la Figura 2, la planta de caldera también consta de una
caja rectangular vertical en la que un lecho estático de arena 2
reposa en el fondo de la caja y el gas caliente de combustión entra
por la parte superior de un canal vertical 1. Sin embargo, a
diferencia de la primera representación preferida, el gas caliente
de combustión no se fuerza para que descienda hacia el lecho
estático de arena 2, sino que por el contrario pasa directamente al
segundo canal vertical 4 en donde se asperja con arena fría 13
cuando desciende por el canal. Por lo tanto, la arena fría que
desciende por el canal 4 enfría el gas de combustión cuando éste
asciende por el canal 4. La arena que desciende por el canal 4 es
calentada a su vez por los gases de combustión, con el resultado de
que es caliente cuando llega al lecho de arena 2 en la parte
inferior de la caldera. Esto representa una primera fase en el
enfriamiento del gas de combustión. Luego, el gas de combustión
pasará a un tercer canal 11 antes de volver a subir por el canal 12
en donde de nuevo se asperja con arena 13. Esto representa una
segunda fase en el enfriamiento de los gases de combustión,
sustituyendo los intercambiadores de calor tradicionales utilizados
en la primera representación. De manera análoga con la circulación
de la arena de la primera representación preferida en la Figura 1,
se hará circular la arena por un o más intercambiadores de calor 10
en donde se enfría, transporta mediante un medio adecuado 7, 8
hasta la parte superior de la caldera y se asperja una vez más a
través de los orificios de entrada 9. Esta representación de la
invención también viene equipada con un medio para regular la
velocidad de circulación de la arena y el caudal del otro medio
transferidor de calor en los intercambiadores de calor.
Debido al hecho de que la eliminación de
capacidad calorífica de los gases de combustión se divide en dos
fases, la temperatura del otro medio transferidor de calor, que se
calienta en los intercambiadores de calor 10 que entran en contacto
con la arena que pasa por el canal 12, será inferior a la del medio
que ha sido calentado por la arena que pasa por el canal 4. En
muchos casos, sería oportuno que la planta de caldera suministrara
un medio transferidor de calor con dos temperaturas, p.ej. tanto
vapor como agua caliente. Naturalmente, es posible enfriar el gas
de combustión completamente en una fase, o podría dividirse el
proceso en varias fases, si se deseara. No obstante, se consigue
una ventaja dividiendo el proceso de enfriamiento en al menos dos
fases, puesto que así se reduce la altura de la planta. El
enfriamiento de los gases es proporcional a la longitud de caída de
la arena y, de este modo, cuanto mayor sea la caída de temperatura
que tiene que sufrir el gas de combustión, mayor ha de ser la caída
de arena. Otra forma de aumentar el enfriamiento es aumentar el
contacto térmico entre la arena y el gas de combustión aumentando
para ello el caudal de gas.
La velocidad del gas de combustión puede
aumentarse hasta el momento en el que las partículas de arena
empiezan a flotar y son transportadas con el gas de combustión. De
este modo, las partículas de arena obtienen un mayor tiempo de
estancia en el gas. Además, la transferencia de calor entre las
partículas y el gas de combustión aumenta con el aumento de caudal
de gas (de forma relativa entre partícula y gas) y con una reducción
en el diámetro de las partículas (cuanto más pequeña sea la
partícula, mayor es el coeficiente de transferencia de calor).
Puede preverse que el aumento en contacto térmico entre las
partículas y el gas de combustión puede implementarse alterando las
zonas transversales del canal, p.ej. haciendo que una de las paredes
del canal pueda deslizarse o dando a la planta canales
reemplazables con diferentes secciones transversales, y/o usando
arena con diferentes tamaños de partícula. El uso de arena
particulada fina en particular puede ser muy efectivo. En este caso
se obtienen ambas ventajas, el efecto del aumento en transferencia
de calor debido al diámetro pequeño de las partículas y al mismo
tiempo las partículas tienen una tasa inferior de caída por el
canal.
La tercera representación preferida de la planta
de caldera ilustrada en la Figura 3 es una combinación de la
primera y la segunda representación, en la que la primera fase
consta de arena fría que se asperje por el gas caliente de
combustión y la segunda fase consta de intercambiadores
tradicionales de calor. Por lo demás, todo es analógico con las dos
primeras representaciones preferidas.
La Figura 4 ilustra una representación preferida
del aspersor para la cámara de combustión. En la figura se muestra
un sistema de transporte 7, 8 y 9 para la arena que es totalmente
análoga con el sistema que se describió anteriormente para las
representaciones preferidas de las calderas de vapor. La arena es
eliminada del fondo de la cámara mediante un transportador
helicoidal 7, se hace pasar por los orificios de entrada 9 y se
asperje por la cámara de manera que la arena 13 desciende al lecho
de arena 2. Aquí también es posible eliminar calor por medio de los
intercambiadores de calor 10 abajo en el lecho de arena. En la
figura se ilustra un quemador tradicional 16 y un orificio de salida
1 para los gases de combustión. Una cámara de combustión del tipo
que se conecta a la planta de calderas como en la segunda
representación preferida presentada en la Figura 2 es especialmente
flexible con relación a su capacidad para adaptar la operación de
la planta a diferentes requisitos. Naturalmente, también es posible
emplear una cámara de combustión de paso estrecho en vez de la de
paso ancho de la Figura 4, y esto puede ser pertinente cuando hay
varias cámaras conectadas. De este modo pueden existir muchas
modificaciones posibles dentro de la envergadura de la
invención.
Claims (9)
1. Un método para utilizar el calor en gases de
combustión que contienen compuestos condensables, partículas
sólidas suspendidas y polvo para la producción de líquidos y/o
gases calientes, en el cual los compuestos condensables, las
partículas sólidas suspendidas y el polvo pueden emitirse
inofensivos al hacer contactar los gases de combustión con una
materia particulada fría (13) que se asperje y/o rocía por el gas de
combustión que aparece en una primera zona vertical a fin de
enfriar los gases de combustión y filtrar/condensar simultáneamente
los contenidos de los gases de combustión de los compuestos
condensables, partículas sólidas suspendidas y polvo, en donde
después de hacer contacto con los gases de combustión en la primera
zona, la materia particulada caliente se recoge en el fondo de la
primera zona vertical y se transporta a una segunda zona (2),
debajo de la primera zona, en donde entra en contacto con las
superficies transformadoras de calor de uno o varios
intercambiadores de calor (10) sumergido(s) en la materia
particulada para transferir el calor que la materia ha ganado a
partir de los gases de combustión hacia uno o varios medios
externos transportadores de calor en fase líquida o gaseosa, y en
el que después de pasar el intercambiador de calor o varios de ellos
en la segunda zona, la materia fría particulada se elimina de
debajo los intercambiadores de calor y se vuelve a circular para
ser asperjado/rociado por encima del gas de combustión en la
primera zona.
2. Un método de conformidad con la reivindicación
1, el cual se caracteriza por el hecho de que el
enfriamiento y la filtración/condensación de los gases de
combustión se regula mediante las variaciones de la producción de
calor regulando la velocidad de circulación de la materia
particulada en consecuencia.
3. Un método de conformidad con cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, el cual se caracteriza por el hecho
de que la arena se usa como materia particulada y que la arena se
sustituye/limpia constantemente con arena fresca durante el
funcionamiento a fin de mantener el nivel de depósitos a un nivel
bajo aceptable.
4. Un método de conformidad con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, el cual se caracteriza por el hecho
de que otro paso adicional de enfriamiento y
filtración/condensación viene facilitado por la aspersión/rociado de
la zona de combustión.
5. Una planta de caldera de vapor y/o planta de
caldera de agua caliente para la producción de líquido y/o gas
caliente, en la cual el gas caliente de combustión procedente de
una zona de combustión transfiere su capacidad calorífica hacia un
medio externo transferidor de calor a uno o más intercambiadores de
calor, cada uno de los cuales representa una fase de temperatura,
en la cual la planta consta de:
- un orificio de entrada para el gas de
combustión procedente de la zona de combustión,
- una primera fase de enfriamiento y
filtración/condensación para el gas de combustión la cual consta de
un primer canal vertical (1) que desciende el gas de combustión
hacia un lecho (2) de una materia particulada, un segundo canal
vertical (4) que sube el gas de combustión desde el lecho, una
partición (3) entre el primer y el segundo canal (1, 4) que no
llega abajo al lecho, una o más boquillas (9) que asperjen el gas
de combustión que sube por el segundo canal (4) con la materia
particulada,
- una segunda fase de enfriamiento y limpieza
para el gas de combustión análogo con la primera fase, la cual
consta de un tercer y un cuarto canal vertical (11, 15), una o más
boquillas (9) en la parte superior del cuarto canal (15), y un
orificio de salida (6) para los gases de combustión en la parte
superior del cuarto canal (15),
- uno o más intercambiadores de calor (10)
colocados bien al fondo del lecho (2) de la materia particulada,
y
- un sistema de transporte (7, 8) que hace pasar
la materia particulada en un ciclo entre las boquillas (9) en donde
asperje el gas de combustión en el segundo y cuarto canal (4, 15) y
la parte inferior del lecho en donde el calor transferido del gas
de combustión a la materia particulada se transfiere a un medio
externo transferidor de calor en los intercambiadores de calor
(10).
6. Una planta de caldera de vapor y/o planta de
caldera de agua caliente de conformidad con la reivindicación 5, la
cual se caracteriza por el hecho de que la segunda fase de
enfriamiento consta de intercambiadores de calor tradicionales.
7. Una planta de caldera de vapor y/o planta de
caldera de agua caliente de conformidad con cualquiera de las
reivindicaciones 5 y 6, la cual se caracteriza por el hecho
de que la cámara de combustión también está equipada con un bucle
aspersor para la materia particulada.
8. Una planta de caldera de vapor y/o planta de
caldera de agua caliente de conformidad con cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 7, la cual se caracteriza por el hecho
de que el sistema de transporte de la materia particulada consta de
un transportador helicoidal (7) ubicado en el fondo del lecho (2),
un medio de transporte (8) que transporta la materia a uno o más
orificios de entrada y/o boquillas (9).
9. Una planta de caldera de vapor y/o planta de
caldera de agua caliente de conformidad con cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 8, la cual se caracteriza por el hecho
de que la materia particulada es arena.
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