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.

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ES2224716T3 ES99956369T ES99956369T ES2224716T3 ES 2224716 T3 ES2224716 T3 ES 2224716T3 ES 99956369 T ES99956369 T ES 99956369T ES 99956369 T ES99956369 T ES 99956369T ES 2224716 T3 ES2224716 T3 ES 2224716T3
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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.
Información de referencia y la técnica anterior
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.
El objetivo de la invención
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.
Descripción de la invención
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.
Representaciones
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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