ES2244265B1 - Sistema combinado de eliminacion de contaminantes de efluentes gaseosos. - Google Patents
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Abstract
Se describe un sistema combinado de eliminación de contaminantes de fluentes gaseosos del tipo que comprende medios para llevar a cabo al menos una operación de bombardeo electrónico, y medios para llevar a cabo al menos una operación de interacción electrostática, en el que se realiza una operación de difusión de calor y desentabilización molecular como tratamiento previo para restringir el flujo de gases de tal manera que produzca que las moléculas de gas y las partículas suspendidas tiendan a separarse y desestabilizarse electrónicamente al mismo tiempo que se reduce la temperatura de los gases mismos; y/o se lleva a cabo una operación de transposición molecular magnética antes de cada operación de interacción electrostática, constituida por someter a los gases a un campo magnético con una fuerza tal que consiga una transposición de las subpartículas y moléculas más pesadas, consiguiéndose así una separación selectiva que parepara la corriente gaseosa para la operación de interacción electrostática. Se describe también un aparato con el sistema incorporado a éste.
Description
Sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos.
La presente invención se refiere a las técnicas
para la eliminación de contaminantes, y más particularmente, a un
sistema combinado de eliminación de contaminantes de efluentes
gaseosos.
La contaminación ha existido desde que el hombre
empezó a modificar su entorno utilizando herramientas, controlando
el fuego y practicando la agricultura, diferenciándose así de los
demás predadores. Por ejemplo, la llegada de la agricultura dio
lugar a alteraciones en los ecosistemas existentes. Sin embargo,
fue de una manera muy similar a lo que sucedía en los fenómenos
naturales.
Aunque dichos cambios en el entorno que rodea al
hombre son muy antiguos, no fue hasta la revolución industrial
cuando el hombre obtuvo suficiente control sobre el entorno como
para dañarlo. Aunque dicho daño es relativamente reciente con
respecto a la historia humana, han tenido que pasar casi doscientos
años antes de que empezaran a buscarse soluciones. A la vista de
esto, el nuevo reto al que tiene que enfrentarse la civilización
hoy en día consiste en conocer cómo maximizar la disponibilidad de
los bienes necesarios, minimizando el coste en términos de
contaminación, de uso de recursos naturales y otros temas
relacionados.
Otro de los recursos más afectados,
principalmente en la grandes ciudades, es el aire, que está
contaminado con todo tipo de gases y partículas en suspensión. En
contra de lo que puede pensarse, las moléculas de naturaleza
inorgánica son los contaminantes más habituales en la atmósfera,
excepto por los hidrocarburos parcialmente quemados y otras
sustancias que provienen regularmente de los procesos de combustión.
Por ejemplo, en el tratamiento de minerales de azufre metálicos,
los procesos de tostado pueden ser una importante fuente de
contaminación si no se hace ningún esfuerzo por atrapar el dióxido
de azufre que se emite como subproducto.
Un ejemplo clásico de este problema se describe
en el artículo de C.R. Hursh de 1935 en el folleto "Local
Climate of Cooper Basin of Tenessee as Modified by Removal of
Vegetation", USDA, número 774. En éste, se describe lo que
sucedió en Copperhill, Tenessee, cuando los productos del tostado
de minerales de azufre metálicos alteraron los bosques en un área
de casi 220 km^{2}. Los bosques han desaparecido casi
completamente, aunque existen todavía algunas zonas con hierba en
una franja que cubre aproximadamente 7.000 hectáreas, dejando así
un área restante de 28.000 hectáreas completamente sin
vegetación.
Es menos conocido el daño causado por la
fundición de zinc en Leigh gap, Pennsylvania. Se presenta en el
artículo de M.J. Jordan de 1975, en la revista "Ecology",
número 56, volumen 78. El daño estuvo causado por las emisiones de
dióxido de azufre, zinc, cadmio, cobre y plomo. Las muestras de
tierra, tomadas aproximadamente a dos kilómetros de la fundición,
contenían más de un 8% de zinc.
Como puede observarse de lo anterior, los
contaminantes del aire pueden producir también la contaminación del
suelo y de los ecosistemas debido al hecho de que viajan fácil y
rápidamente. Los contaminantes del aire pueden clasificarse de
diferentes maneras, considerando tanto la fuente emisora como las
características físicas y químicas de las emisiones.
Resulta bastante difícil caracterizar las
fuentes de producción de contaminantes. Se ha estimado que en los
Estados Unidos el 60% de la contaminación proviene de los vehículos
de motor, el 14% proviene de las plantas generadoras de
electricidad, la industria produce aproximadamente el 17%, y el 9%
restante proviene de los acondicionadores del aire. La emisión anual
de contaminantes en los Estados Unidos es muy significativa,
puesto que, como se indicó, los vehículos a motor contribuyen con
aproximadamente el 60% de la contaminación total, de la cual casi
todo el monóxido de carbono, dos tercios de los hidrocarburos, la
mitad del óxido de nitrógeno y pequeñas fracciones de otros
compuestos.
La contaminación debida a la combustión de
vehículos a motor es un problema mucho mayor en las grandes
ciudades, y aún más en las mayores, tales como Ciudad de México. En
las grandes ciudades, la extensión de las áreas urbanas y la
intensa vida social y económica fuerza a la gente a viajar grandes
distancias para realizar sus actividades ordinarias.
Se ha estimado que en Ciudad de México las
emisiones de vehículos representan aproximadamente un 76% de los
contaminantes totales emitidos a la atmósfera; los vehículos
privados emiten más de la mitad de los contaminantes de origen
vehicular, y cuando utilizan gasolina, producen también óxidos de
plomo, azufre y partículas en suspensión.
Sin embargo, es necesario considerar que los
contaminantes provienen tanto de fuentes fijas como de fuentes
móviles. En los países en desarrollo, se ha encontrado que la
contaminación ambiental proviene principalmente de industrias que
arrojan sus desechos ilegalmente durante la noche, es decir, la
contaminación proviene de fuentes fijas.
Por otro lado, en su forma más sencilla, el
control de la contaminación del aire necesita un conocimiento
básico para el establecimiento de criterios adecuados para mantener
la pureza del aire, la capacidad de relacionar la calidad del aire
con los niveles de emisión; el establecimiento de límites de emisión
u otros controles estándares; medios para la medición de emisiones
y la calidad del aire y la disponibilidad de técnicas prácticas
para reducir las emisiones que contaminan.
Con respecto a las técnicas prácticas para la
reducción de las emanaciones, aunque se ha prestado atención a
cambios en el proceso que reducen las emisiones contaminantes, se
ha tenido también una gran confianza en procesos físicos para la
eliminación de dichos contaminantes de éstas.
En las técnicas existentes, se hace distinción
entre las desarrolladas para aplicación directa a fuentes móviles
y aquellas desarrolladas para utilizarse en fuentes fijas. Merece
la pena citar que la mayoría de ellas se han centrado en el
tratamiento y el control de las emisiones que provienen de fuentes
fijas. Esto es debido probablemente a la facilidad de instalación,
funcionamiento y mantenimiento, y a la presión ejercida por los
gobiernos sobre las industrias, forzándolas así a instalar
dispositivos que las posibiliten cumplir las normas cada vez más
estrictas respecto de los contaminantes emitidos a la
atmósfera.
El dispositivo utilizado para limpiar el aire de
partículas que provienen de fuentes fijas está basado básicamente
en la captura aerodinámica, tal como impacto inercial, intercepción
directa y difusión. Sin embargo, algunos dispositivos utilizan
fuerzas eléctricas y térmicas, reacciones químicas y aplican
principios tales como absorción, adsorción, condensación, etc.
La filtración es uno de los procedimientos más
utilizados, en la que se incorporan varios tipos de filtro en
procesos de intercepción directa, así como en procesos de difusión,
de una manera con la que pueden conseguirse eficacias muy altas no
sólo con partículas grandes, sino también con las pequeñas. El uso
de estos principios ha dado como resultado el desarrollo de diversas
tecnologías. Por ejemplo, la patente mexicana Nº 131020 se refiere
a un dispositivo purificador del aire. Comprende al menos un
módulo de filtrado de partículas en una de sus paredes, y un módulo
de filtro de carbón activado, comprendiendo el módulo de filtrado
de partículas un filtro para las partículas finas y otro para las
partículas voluminosas.
Otro ejemplo es el purificador de aire portátil
de la patente mexicana número 188350, que comprende una cámara de
aire con una entrada de aire y una salida de aire, así como un
medio de filtración proporcionado dentro de la cámara entre la
entrada de aire y la salida de aire. Se montan de tal manera que
cuando el aire cruza la cámara las partículas se retienen debido al
medio de filtración.
Entre las posibles variaciones pueden
encontrarse filtros de bolsa, que son capaces de tratar partículas
de diámetros inferiores a 1 micrómetro. Sin embargo, muestran la
desventaja de tener una temperatura operativa máxima de 260ºC y
generar caídas de presión superiores a 1 kPa, aunque pueden
conseguir eficacias de aproximadamente el 99%, y necesitan poco
espacio para su funcionamiento. Un inconveniente adicional de estos
filtros es la mayor sensibilidad de las bolsas ante la humedad, las
velocidades de filtración y la temperatura.
Obviamente, pueden utilizarse diferentes tipos
de filtros para obtener una separación mejor de los contaminantes,
como se describe en la solicitud de patente mexicana número
9101571. El procedimiento está basado en un sistema de filtración
que comprende prefiltros, filtros absolutos y filtros de carbón
activado que purifican y esterilizan el aire contaminado, que se
fuerza a pasar a través del mismo mediante uno o más ventiladores;
consiguiéndose así una eficacia de retención de los filtros de
aproximadamente el 95%.
Se han realizado ciertos esfuerzos por obtener
resultados mejores en la recogida por cargado eléctrico de las
partículas a eliminar. Estos filtros funcionan con una eficacia de
recogida de aproximadamente el 99,9%. Esto puede observarse en el
purificador de aire por filtro electrostático mostrado en la
solicitud de patente mexicana Nº 9501387, que comprende un
electrodo y un filtro electrostático que potencia la separación y
la recogida de las emisiones contaminantes.
Otra técnica ampliamente utilizada es la de los
recolectores húmedos, que separan las partículas y funcionan debido
al contacto entre las partículas contenidas en una corriente
gaseosa con un líquido. Los recolectores húmedos utilizan
generalmente agua, en forma de gotas pequeñas, que se pone en
contacto con los contaminantes de la corriente gaseosa; la
separación se debe a la colisión entre las partículas en suspensión
en la corriente gaseosa y las pequeñas gotas de agua. Entre los
recolectores húmedos pueden encontrarse principalmente torres de
pulverización, que pueden conseguir eficacias de aproximadamente el
80%. Pueden encontrarse ejemplos de uso de estas técnicas en las
solicitudes de patentes mexicanas Nº 9603017, 9600105 y
9301564.
La precipitación electrostática es la técnica
más importante en la separación de partículas. En términos
generales, las partículas presentes en una corriente gaseosa se
cargan eléctricamente mediante una descarga de alto voltaje
proveniente de un electrodo, y se recogen en placas de recogida con
una polaridad inversa. Los precipitadores electrostáticos pueden
conseguir eficacias del 99% en condiciones óptimas, pero su
funcionamiento es todavía bajo en condiciones no favorables.
\newpage
Los precipitadores electrostáticos pueden
retener partículas con diámetros inferiores a 1 micrómetro,
funcionando en un intervalo de temperaturas entre 4,4 y 454,4ºC. Los
precipitadores electrostáticos tienen generalmente caídas de presión
inferiores a 0,249 kPa y funcionan con eficacias cercanas al
99%.
Pueden considerarse como los componentes
principales de los precipitadores electrostáticos la placa de
descarga y la superficie recogedora de partículas. El cargado de
las partículas con un alto voltaje, tanto positivo como negativo,
produce la separación y permite después que la partícula cargada
sea atraída por la superficie recogedora, que tiene una carga
opuesta a la de la partícula.
Dentro de los dispositivos de filtrado
electrostático existentes, se encuentran los descritos en las
patentes de EE.UU. nº 3967939, 4140498, 4194888, 4202674, 4626262,
4675029, 5039318, 5050377, 5121601, 5147423, 5248324,
5302190 y 5439508, entre otras.
5302190 y 5439508, entre otras.
Con el mismo principio, existen dispositivos
conocidos que funcionan mediante cambios de la resistencia como
procedimiento para la retención y separación de partículas, que se
encuentran en la patente de EE.UU. nº 4779207, así como en las
patentes de EE.UU. 5039313 y 5704955, que hacen uso de filtros
convencionales para la retención de dichos contaminantes. Otro
procedimiento similar es la separación electrodinámica como se
describe en la patente de EE.UU. 3973932.
Sin embargo, merece la pena citar que los
filtros se utilizan en general sólo para eliminar partículas en
suspensión, y no para eliminar otros tipos de contaminantes, tales
como contaminantes de tipo gaseoso, por ejemplo.
Por otro lado, los principios de condensación y
precipitación son también procedimientos útiles para la separación
de emisiones contaminantes. Como ejemplo de esto último, es posible
citar las patentes mexicanas nº 186045 y 188200. Se refieren a
procesos para la eliminación de emisiones mediante condensación y
precipitación que comprenden la recogida de la corriente de aire
cargada de humedad que contiene las emisiones, de aceite en este
caso, a separar; el enfriamiento del aire cargado de humedad que
contiene las emisiones, que se recoge a una temperatura de
saturación de humedad a la que la humedad contenida en el aire se
condensa formando un líquido, de tal manera que se forma una
corriente líquida condensada acuosa y una corriente de salida de
aire de salida que contiene aire saturado de humedad y gotitas
líquidas; la eliminación de la corriente de aire de las gotitas
líquidas de las emisiones para formar una segunda corriente líquida
condensada que contiene una parte importante de las emisiones
oleosas; y el calentamiento de la corriente de aire de salida a una
temperatura por encima de su temperatura de saturación de humedad
para eliminar la humedad del aire y obtener una corriente de aire
de salida que pueda emitirse a la atmósfera. Sin embargo, en este
procedimiento se requiere que el contaminante se condense
fácilmente, de otro modo, se mantendría en forma de gas y no podría
eliminarse con este procedimiento.
En términos generales, la mayoría de las
técnicas actuales para el tratamiento de efluentes contaminados
gaseosos de alta eficacia presentan el inconveniente de requerir un
líquido para su tratamiento, que a su vez ha de tratarse
posteriormente para evitar la contaminación de los efluentes y el
suelo. Además, el uso de líquidos genera corrosión en el
dispositivo, y puede ser muy sensible a cambios en las propiedades
de las partículas, reduciendo así su eficacia; y en general, pueden
utilizarse sólo para ciertos tipos de contaminantes. Por otro
lado, el dispositivo que no necesita un fluido adicional presenta
una baja eficacia.
Actualmente, existen algunos dispositivos
capaces de tratar diversos tipos de emisiones contaminantes,
provenientes tanto de fuentes fijas como de fuentes móviles. Esta
capacidad está determinada por la disposición de sus componentes y
por el uso de varias de las técnicas descritas anteriormente. Por
ejemplo, la patente mexicana nº 180969 se refiere a un dispositivo
para la separación de medios contaminantes del entorno. Se
caracteriza por comprender una serie de cámaras consecutivas que
separan y retienen las partículas contaminantes; una primera cámara
para la recepción de aire, que se proporciona con rejillas
horizontales con sus aberturas cubiertas con prefiltros que se
mantienen húmedos mediante un sistema de tubos pulverizadores de
agua; una segunda cámara que dirige el aire y evita la generación
de turbulencias; una tercera cámara que comprende una pluralidad de
cubetas de depósito bañadas previamente con una solución que
posibilita la retención de dichas las partículas sólidas, así como
una malla de acero cubierta con medios de filtrado para atrapar las
partículas sólidas que no se retuvieron por las citadas bandejas;
y una cuarta cámara que recibe el aire limpio proveniente de la
tercera cámara para emitirlo al exterior por un
sifón.
sifón.
De lo anterior, puede observarse que es posible
utilizar algunos dispositivos de forma combinada, y cuya
combinación da como resultado una reducción de diversos tipos de
contaminantes presentes en una corriente gaseosa. Por lo tanto, es
posible utilizar en el mismo procedimiento filtros, prefiltros,
técnicas de lavado, precipitación, reacción,
etc.
etc.
En la solicitud de patente mexicana Nº 9603012,
se refieren mejoras realizadas sobre el último dispositivo
descrito, que consisten en incluir una pluralidad de electrodos que
permiten la ruptura molecular de los contaminantes, que conduce a
un funcionamiento más eficaz del dispositivo. Dichos electrodos
realizan un bombardeo electrónico sobre el efluente; generando así
ionización debido al citado bombardeo electrónico. Debido a esta
razón, esta técnica es conocida también como ionización. Realmente
la ionización misma se utiliza en dispositivos de purificación de
aire. Sin embargo, la eficacia de estos dispositivos es bastante
baja y se utilizan poco para el tratamiento de efluentes gaseosos
industriales.
Actualmente entonces, respecto de las fuentes
móviles tales como los gases de combustión de automóviles, los
dispositivos más utilizados son aquellos de tipo catalítico, que
además de ser caros debido al contenido en metal noble, tienden a
empobrecerse fácilmente, reduciendo así en gran medida su
eficacia.
En el caso específico de los gases de combustión
de motores, aunque se ha obtenido una reducción de la cantidad de
óxidos de nitrógeno, hidrocarburos, compuestos de azufre y otros
gases contaminantes, el pH ácido del agua expulsada de los gases de
escape del vehículo no se ha reducido. Se sabe que dicha agua tiene
valores de pH de aproximadamente 4, siendo este valor muy ácido
para el agua. Como es fácil de suponer, este fenómeno no favorece
la eliminación de la lluvia ácida ni sus efectos dañinos sobre la
salud.
Consiguientemente, se ha buscado durante mucho
tiempo superar los inconvenientes de las técnicas anteriores para
la eliminación de contaminantes de corrientes gaseosas mediante un
sistema combinado de eliminación de contaminantes de efluentes
gaseosos que permita eliminar las partículas en suspensión,
principalmente provenientes de la combustión, sin necesitar fluidos
adicionales para el tratamiento, que tenga adicionalmente una alta
eficacia de eliminación de contaminantes.
Teniendo en cuenta las desventajas de la técnica
anterior, es un objeto de la presente invención proporcionar un
sistema combinado de eliminación de contaminantes de efluentes
gaseosos de construcción sencilla y económica, pero con una alta
eficacia y fiabilidad, para la retención en gran medida de
partículas contaminantes sólidas diversas suspendidas en el
aire.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema combinado de eliminación de contaminantes
de efluentes gaseosos capaz de funcionar satisfactoriamente en
condiciones ambientales extremas, sin presentar ningún cambio o
variaciones considerables respecto de su eficacia.
Un objeto adicional de la presente invención es
proporcionar un sistema combinado de eliminación de contaminantes
de efluentes gaseosos que, mediante un funcionamiento rápido y
sencillo, permita el mantenimiento y/o intercambio de sus partes
internas.
Es también otro objeto de la presente invención
proporcionar un sistema combinado de eliminación de contaminantes
de efluentes gaseosos que resulte ser muy flexible en su
fabricación a partir de una muy amplia variedad de materiales y
formas según requerimientos específicos.
Igualmente, es otro objeto de la presente
invención proporcionar un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos que permita reducir los
compuestos orgánicos expulsados a la atmósfera, especialmente las
cadenas hidrocarbonadas inferiores.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema combinado de eliminación de contaminantes
de efluentes gaseosos que haga desaparecer las partículas
contaminantes visibles que pueden encontrarse suspendidas en la
atmósfera.
Adicionalmente, es un objeto de la presente
invención proporcionar un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos que permita reducir la
temperatura de los gases expulsados a la atmósfera.
Es también un objeto de la presente invención
proporcionar un sistema combinado de eliminación de contaminantes
de efluentes gaseosos que permita una reducción de la acidez en el
agua de lluvia, así como en el agua condensada de las salidas de
gases de los motores de combustión.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema combinado de eliminación de contaminantes
de efluentes gaseosos que permita una reducción de las molestias
físicas de la gente generadas por una exposición a atmósferas con
una alta concentración contaminante.
Además, otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema combinado de eliminación de contaminantes
de efluentes gaseosos que pueda utilizarse tanto en fuentes móviles
como en fuentes fijas.
Otro objeto más de la presente invención es
proporcionar un sistema combinado de eliminación de contaminantes
de efluentes gaseosos que pueda utilizarse en forma modular.
Es también otro objeto de la presente invención
proporcionar un sistema combinado de eliminación de contaminantes
de efluentes gaseosos con un alto nivel de retención de partículas,
especialmente para aquellas partículas tóxicas suspendidas en el
entorno.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema combinado de eliminación de contaminantes
de efluentes gaseosos que permita una reducción de la cantidad de
precursores de contaminante expulsados a la atmósfera.
\newpage
Es un objeto adicional de la presente invención
proporcionar un sistema combinado de eliminación de contaminantes
de efluentes gaseosos que requiera un consumo de energía muy bajo
para su funcionamiento.
Un objeto adicional de la presente invención es
proporcionar un sistema combinado de eliminación de contaminantes
de efluentes gaseosos que no requiera fluidos adicionales para el
tratamiento, pero que siga teniendo una alta eficacia en la
eliminación de contaminantes.
Un objeto más de la presente invención es
proporcionar un dispositivo que incorpore el sistema combinado de
eliminación de contaminantes de efluentes gaseosos citado
anteriormente.
Los nuevos rasgos que se consideran
característicos de la presente invención se indican particularmente
en las reivindicaciones adjuntas. Sin embargo, la invención, así
como los demás objetos y ventajas de ésta, se comprenderán mejor en
la siguiente descripción detallada de una realización específica,
cuando se lea en relación con las figuras adjuntas, en las que:
La figura 1 es un diagrama de bloques del
sistema combinado de eliminación de contaminantes de efluentes
gaseosos construido según los principios de la presente
invención.
La figura 2 es una vista superior de una
realización preferida de un dispositivo para la eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos que funciona según el sistema
de la figura 1.
La figura 3A es una vista lateral izquierda del
módulo de suministro de gases del dispositivo de la figura 2.
La figura 3B es una vista frontal del módulo de
suministro de gases de la figura 3A.
La figura 4A es una vista lateral del módulo de
difusión de calor y desestabilización molecular del dispositivo de
la figura 2.
La figura 4B es una vista en sección transversal
del módulo de difusión de calor y desestabilización molecular de
la figura 4A.
La figura 5A es una vista lateral del módulo de
bombardeo electrónico del dispositivo de la figura 2.
La figura 5B es una vista de plano superior del
módulo de bombardeo electrónico de la figura 5A.
La figura 5C es una vista frontal del módulo de
bombardeo electrónico de la figura 5A.
La figura 5D es una vista posterior del módulo
de bombardeo electrónico de la figura 5A.
La figura 5E es un diagrama esquemático del
principio de Venturi utilizado en el módulo de bombardeo
electrónico de la figura 5A para generar turbulencias.
La figura 6 es una vista lateral del módulo de
transposición molecular magnética del dispositivo de la figura
2.
La figura 7A es una vista lateral del módulo de
interacción electrostática del dispositivo de la figura 2.
La figura 7B es una vista frontal del módulo de
interacción electrostática de la figura 7A.
La figura 8A es una vista lateral izquierda del
módulo de expulsión de gases del dispositivo de la figura 2.
La figura 8B es una vista frontal del módulo de
expulsión de gases de la figura 8A.
Se ha encontrado sorprendentemente que al
incorporar dos principios físicos a las técnicas de purificación de
bombardeo electrónico e interacción electrostática, dirigidos a
producir cambios en las moléculas que comprenden una corriente
gaseosa, puede conseguirse una retención y descomposición de las
partículas contaminantes y moléculas en suspensión en dicha
corriente gaseosa mucho mayores que las obtenidas mediante las
técnicas conocidas de bombardeo electrónico y precipitación
electrostática.
El sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos de la presente invención tiene
la función principal de cambiar la composición primaria de una
corriente gaseosa, proporcionando a sus moléculas rasgos físicos
que permitan su retención y/o transformación en un alto grado,
consiguiendo así una considerable reducción de los
contaminantes.
\newpage
Con referencia ahora más particularmente a las
figuras adjuntas, y más específicamente a la figura 1, se muestra
un diagrama de bloques del sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos de la presente invención.
Comprende, en general, medios para realizar las siguientes
operaciones: difusión de calor y desestabilización molecular 100;
bombardeo electrónico 200; transposición molecular magnética 300 e
interacción electrostática 400.
El sistema funciona sometiendo una corriente
gaseosa contaminada 1 a desestabilización molecular 100, en la que
el flujo gaseoso se restringe de tal modo que las moléculas de gas
y las partículas suspendidas en éste tienden a separarse y
desestabilizarse electrónicamente, a la vez que se reduce la
temperatura del gas. Esta operación 100 permite que la operación de
bombardeo electrónico 200 aumente su eficacia en gran medida,
debido al hecho de que los electrones bombardeados pueden afectar
a las moléculas más fácilmente. Adicionalmente, se realiza el
bombardeo electrónico 200 a voltajes e intensidades de corriente
tales que se proporciona suficiente energía para formar enlaces
químicos, incluso iónicos, entre las moléculas gaseosas, formando
así compuestos que, por el efecto combinado de la reducción de la
temperatura debido a la operación 100, y al aumento del peso
molecular, pueden condensarse o precipitar. Ocurre esto último,
además de la ionización generada inherentemente por el bombardeo
electrónico, en moléculas tales que no consiguen la
condensación.
Después de realizar el bombardeo electrónico
200, se realiza una transposición molecular magnética 300.
Consiste en someter los gases a un campo magnético con una fuerza
tal que permita una transposición de las subpartículas y moléculas
de mayor peso, y por tanto, que permita una separación selectiva
que prepare la corriente gaseosa por la operación de interacción
electrostática 400. La interacción electrostática 400 mejora debido
a la separación selectiva realizada por la transposición molecular
magnética 300. Después de realizar la filtración electrostática, se
obtiene una corriente gaseosa 2 tratada con bajos niveles de
contaminantes.
Como pueden observarse en la figura 1, los gases
tratados 2 pueden someterse de nuevo a bombardeo electrónico 200,
a operaciones de transposición molecular magnética 300 y a
filtración electrostática 400 tantas veces como se desee,
obteniéndose en cada repetición una reducción mayor de la
concentración de contaminantes, siendo la única limitación la
conveniencia económica.
En una realización preferida del sistema de la
presente invención, la operación de difusión de calor y de
desestabilización molecular está diseñada para reducir la
temperatura de la corriente gaseosa 1 a un intervalo de
aproximadamente 30 a 50ºC, y para generar un flujo turbulento con
un número de Reynolds de aproximadamente 10^{-12} a 1; el
bombardeo electrónico 200 está diseñado para utilizar corriente
continua con un voltaje en el intervalo de 500 a 80.000 voltios,
aproximadamente, y una intensidad de corriente aproximada de 2
\muA a 2 A; y la transposición molecular magnética 300 está
diseñada para generar un campo magnético de 0,5 a 3 militeslas.
Merece la pena citar que se ha encontrado sorprendentemente que,
mediante el uso de las citadas intensidades y voltajes de
corriente, los resultados obtenidos son mejores que los obtenidos
hasta ahora mediante los sistemas de bombardeo electrónico de la
técnica
anterior.
anterior.
Mediante el uso del sistema de la presente
invención en corrientes gaseosas provenientes de la combustión
directa de diversos materiales, se alcanza una eliminación del 60%
al 96%, aproximadamente, de los compuestos hidrocarburos y
compuestos no aromáticos presentes, y se alcanza inclusive una
reducción en el contenido de dióxido de carbono del 25%. El sistema
de la presente invención no produce ozono con la condición de que
no exista una cantidad importante de oxígeno molecular presente, es
decir, cuando los gases entran en el sistema contienen menos del
15% de oxígeno.
Igualmente, el sistema de la presente invención
permite la eliminación de aquellos hidrocarburos que participan en
las reacciones de formación de ozono en la atmósfera para evitar la
contaminación por ozono atmosférico.
El sistema de la presente invención puede
utilizarse para fabricar un dispositivo 1000 para la eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos que puede observarse en la
figura 2. La figura 2 muestra una vista en plano superior del
dispositivo 1000 en la que pueden observarse los siguientes
módulos: módulo de suministro de gases 1100; módulo de difusión de
calor y desestabilización molecular 1200; módulo de bombardeo
electrónico 1300; módulo de transposición molecular magnética 1400;
módulo de interacción electrostática 1500; y módulo de expulsión
de gases 1600.
El módulo de suministro de gases 1100 tiene la
función de generar una presión positiva para hacer que los gases
que serán tratados fluyan a su través. Como puede observarse en las
figuras 3A y 3B, en la realización descrita, el módulo de suministro
de gases 1100 es preferiblemente un soplante que incluye una hélice
con una pluralidad de paletas 1111, que se acopla con un medio
motor 1120, preferiblemente un motor eléctrico, que tiene la
capacidad de introducir los gases en el dispositivo 1000, estando
preferiblemente contenido el citado soplante dentro de una cámara
rectangular 1130.
En una realización adicional, el módulo de
suministro de gases incluye un medio de control para ajustar el
flujo volumétrico de gases a un valor adecuado para el tratamiento
de estos.
Con respecto al módulo de difusión de calor y
desestabilización molecular 1200, tiene la función de reducir la
temperatura del gas y de aumentar su turbulencia de flujo para
generar una desestabilización molecular. Esto se consigue, como
puede observarse en las figuras 4A y 5B, haciendo pasar los gases a
través de una pluralidad de microtubos 1210 localizados dentro de
un conducto 1220. En la realización mostrada en las figuras 4A y
4B, el conducto 1220 incluye 3 secciones de microtubos, teniendo
preferiblemente dichos microtubos un diámetro interno de 0,5 a 5
mm, aproximadamente. Sin embargo, las dimensiones del conducto 1220
y de los microtubos 1210 son función del flujo volumétrico de los
gases que se someten a tratamiento, aunque se prefiere cambiar sólo
las dimensiones del conducto 1220. En la realización descrita, el
conducto 1220 tiene una sección transversal circular, como se
observa en la figura 4B, e incluye también una disposición de 3
pasos de los microtubos. Además, el módulo de difusión de calor y
desestabilización molecular 1200 incluye un primer medio de
acoplamiento 1230, y un segundo medio de acoplamiento 1240, para
permitir la unión del módulo 1200 con el módulo 1100 y con el
módulo 1300.
Por otro lado, como puede observarse en las
figuras 5A y 5E, el módulo de bombardeo electrónico 1300, según la
realización descrita, está formado por una pluralidad de cámaras
herméticas contiguas 1310 conectadas en serie por una pluralidad de
medios de restricción del flujo 1320. Los citados medios de
restricción, además, generan una mejor distribución de los gases en
cada cámara, dirigen el flujo de gases de modo que requiera el
menor espacio para el paso de los gases a través de cuantas más
cámaras 1310 sea posible. Dichas cámaras tienen una dimensión que
depende del flujo volumétrico de la corriente gaseosa, e incluyen
un par de elementos para bombardeo electrónico 1330. Las
dimensiones de las cámaras son preferiblemente tales que
proporcionen un tiempo de residencia de los gases en cada cámara en
el intervalo de 0,3 a 10 segundos, aproximadamente.
Los elementos de bombardeo electrónico 1330
están conectados eléctricamente con una fuente de corriente
continua 1360 (mostrada en la figura 2) que proporciona un voltaje
en el intervalo de 500 a 80.000 voltios, aproximadamente, y una
intensidad de corriente aproximada de 2 \muA a 2 A.
Preferiblemente, se utiliza un transformador de corriente alterna a
corriente continua para proporcionar la energía eléctrica necesaria
para la actividad del módulo
1300.
1300.
En una realización preferida de la presente
invención, los elementos de bombardeo electrónico 1330 se producen
utilizando materiales seleccionados preferiblemente de cobre, oro,
níquel, tungsteno, plata, wolframio, platino, paladio, acero
inoxidable y combinaciones y/o aleaciones de éstos.
La cámara 1311, que recibe los gases
provenientes del módulo 1200, incluye un orificio de entrada de
gases 1312 al módulo de bombardeo electrónico 1300, mientras que la
cámara 1313 incluye un orificio de salida de gases 1314. Los
orificios 1312 y 1314 están acoplados respectivamente a los medios
de montaje 1340 y 1350 para permitir la interconexión del módulo
1300 con los módulos 1200 y 1400.
Es importante citar que los medios de
restricción de flujo 1320 permiten la formación de un patrón de
flujo como se muestra en la figura 5E, es decir, una turbulencia
de tipo Venturi. En una realización preferida de la presente
invención, los medios de restricción de flujo se seleccionan entre
orificios y válvulas, preferiblemente válvulas de retención
conocidas como tipo "check".
Igualmente, la colocación de las cámaras 1310,
así como de los elementos de bombardeo electrónico 1330, está
definida de tal manera que se evita la formación de arcos voltaicos
o cortocircuitos, manteniendo una geometría que permite la
generación de una atmósfera de bombardeo electrónico adecuada.
En una realización adicional, las cámaras 1310
incluyen medios de drenaje líquido mediante los cuales se eliminan
los líquidos que se condensaron debido al bombardeo
electrónico.
Refiriéndose ahora a la figura 6, se muestra la
configuración del módulo de transposición molecular magnética 1400,
que comprende un conducto 1410 y un medio electromagnético
generador de campo magnético. En la realización bajo descripción,
el conducto 1410 con sección transversal circular incluye una
pluralidad de arrollamientos 1420 de modo que forman una pluralidad
de disposiciones electromagnéticas de tipo solenoide mediante la
unidad conducto-arrollamientos. Los arrollamientos
tienen una distancia entre ellos equivalente al diámetro interno
del conducto 1410. Se suministra energía eléctrica a la disposición
descrita de tal manera que se forma un polo magnético positivo
(sur) 1430 en el lado del módulo 1400, que se conecta con el módulo
1300, mientras que el lado conectado con el módulo 1500, se forma
un polo magnético negativo (norte) 1440 (véase también la
figura
2).
2).
El módulo de transposición magnética 1400
incluye también una fuente de corriente eléctrica (no mostrada en
las figuras) que proporciona la corriente eléctrica necesaria para
generar un campo magnético de 0,05 a 3 militeslas, consiguiéndose
así una transposición de las subpartículas y moléculas más pesadas,
y por tanto, una separación selectiva que prepara la corriente
gaseosa para su entrada al módulo 1500.
Por otro lado, el módulo de interacción
electrostática 1500, mostrado en las figuras 7A y 7B, comprende, en
general, un filtro electrostático 1510; un primer medio de
acoplamiento 1520 y un segundo medio de acoplamiento 1530. En la
realización descrita, el filtro electrostático comprende un par de
filtros 1511 y 1512 cargados eléctricamente con cargas opuestas,
respectivamente. Los filtros tienen preferiblemente una malla de 5 a
50 micrómetros, aproximadamente, preferiblemente 10, en mitad de la
cual se encuentra un filtro mecánico 1513, preferiblemente con una
malla del 95% a 98,5% inferior a la malla utilizada en el par de
filtros 1511 y 1512. El material utilizado para producir los
filtros es cualquiera adecuado que esté cargado eléctricamente,
preferiblemente acero.
En la realización descrita, el primer medio de
acoplamiento 1520 permite la conexión del módulo 1500 con el módulo
1400, aislando ambos módulos para evitar cualquier interferencia
eléctrica, mientras que el segundo medio de acoplamiento 1530
permite la unión del módulo 1500 con el módulo 1600. En una
realización adicional de la presente invención, los primero y
segundo medios de acoplamiento 1520 y 1530 tienen un diseño que
permite la fácil liberación del filtro electrostático. Esto es
debido al hecho de que la atracción electrostática generada por
las cargas positiva y negativa causa que los filtros 1511 y 1512 se
saturen por la asociación de las partículas cargadas opuestas con
el material de éstos, haciendo necesaria así su sustitución.
El módulo de interacción electrostática 1500
incluye también una fuente de corriente (no mostrada en las
figuras) que proporciona la corriente eléctrica necesaria para
generar una carga positiva de +5 a +50 kV, aproximadamente, así
como una carga negativa de entre -5 y -50 kV, aproximadamente.
Preferiblemente, se genera una carga positiva de aproximadamente
+25 kV y una carga negativa de aproximadamente -15 kV.
Finalmente, las figuras 8A y 8B muestran el
módulo de expulsión de gases 1600, que tiene la función de generar
una presión negativa para inducir la salida de los gases tratados
hacia el exterior del dispositivo. En la realización descrita, el
módulo de expulsión de gases 1600 es preferiblemente un soplante
que incluye un ventilador 1610 con una pluralidad de paletas 1611,
que está acoplado con un medio motor 1620, preferiblemente un motor
eléctrico, con la capacidad de inducir la salida de los gases del
dispositivo 1000. El soplante está preferiblemente dentro de una
cámara rectangular 1140.
En una realización adicional, el módulo de
suministro de gases incluye un medio de control para ajustar el
flujo volumétrico de gases a un valor adecuado para el tratamiento
de éstos.
En otra realización adicional, los gases
tratados que salen del módulo de expulsión de gases 1600 se
introducen de nuevo en un dispositivo que no incluye un módulo de
dispersión de calor y desestabilización molecular 1200, y por
tanto, el módulo 1600 incluye el medio de acoplamiento 1630.
Los medios de acoplamiento de los diferentes
módulos se seleccionan preferiblemente de medios de fijación y/o
unión. Los medios preferidos son bridas, soportes, ensambles,
tornillos, soldaduras, filetes, chaflanes, remaches y/o
combinaciones de éstos.
Igualmente, en una realización preferida de la
presente invención, cada una de las fuentes de corriente eléctrica
de los módulos del dispositivo incluye un control por ordenador y
diversos circuitos eléctricos y electrónicos y de protección
electrónica para conseguir una actividad del tipo considerada como
intrínsecamente segura. Igualmente, en una realización adicional,
se comparte la misma fuente de energía para suministrar a todos
los módulos del dispositivo que requieran la misma.
Aunque sean una realización específica de la
presente invención, las ventajas y aplicaciones de la misma se
ilustrarán más claramente mediante los siguientes ejemplos, que se
presentan con propósitos ilustrativos pero no limitativos.
Para la ejecución de los ejemplos, se trataron
gases provenientes de diversas fuentes para observar el efecto que
tenía el sistema combinado de eliminación de contaminantes de
efluentes gaseosos sobre los gases generados, así como las
desventajas de un sistema combinado que no incorpora las
operaciones de difusión de calor y desestabilización molecular y
transposición molecular magnética.
A continuación se presenta la tabla 1, en la que
se muestra el tamaño de los picos obtenidos según los resultados
de una espectrofotometría de gases utilizando una columna
cromatográfica del tipo PORAPAK-N a 200ºC en el
Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ). Se
obtuvieron cromatogramas que mostraban la presencia de los diversos
compuestos antes y después de tratarse con los diversos
procedimientos. Igualmente, se determinaron las cantidades totales
mediante una columna de tipo AT-1000.
Como puede observarse de la tabla 1, al utilizar
el sistema combinado de la presente invención, es posible obtener
la eliminación de los hidrocarburos ligeros, así como la reducción
de los contaminantes, en algunos casos hasta un 91,50%.
Es importante destacar el efecto del módulo de
difusión del calor y desestabilización molecular, así como del
módulo de redistribución molecular magnética, que aumentan la
eliminación de contaminantes como muestran los resultados de los
ejemplos 4 y 5. Sin embargo, la realización preferida del bombardeo
electrónico consigue apenas una reducción del 66,50% de los
contaminantes. Sin embargo, resulta evidente para los expertos en la
técnica que estos resultados son mejores que los obtenidos hasta
la fecha mediante los dispositivos de la técnica anterior que
comprenden bombardeo electrónico y precipitación electrostática,
debido a los voltajes e intensidades de corriente preferidos
utilizados en el ejemplo 5.
Según la descripción anterior, puede observarse
que tanto el sistema combinado de eliminación de contaminantes de
efluentes gaseosos como el dispositivo para la eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos, se han diseñado para aumentar
en gran medida la eficacia de la eliminación de contaminantes de
los efluentes gaseosos cuando se utilizan las técnicas de bombardeo
electrónico y filtración electrostática. Resultará evidente para
los expertos en la técnica que las realizaciones descritas
anteriormente en la presente descripción e ilustradas con las
figuras adjuntas son sólo ilustrativas, pero no restrictivas de la
presente invención, puesto que existen muchos posibles cambios en
sus detalles sin ir más allá del alcance de la invención.
Igualmente, ha de destacarse que existen muchas
modificaciones posibles de la invención según se describe e
ilustra, tales como diferentes voltajes, intensidades de corriente
o turbulencias en el sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos, así como de diferentes
materiales de construcción, formas geométricas, fuentes de energía
y realizaciones de montaje para cada uno de los módulos que
comprende el dispositivo para la eliminación de contaminantes de
efluentes gaseosos. Por lo tanto, la presente invención no está
restringida, excepto en aquello necesario por la técnica anterior y
por el espíritu de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (53)
1. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos del tipo que comprende medios
para llevar a cabo al menos una operación de bombardeo electrónico,
y medios para llevar a cabo al menos una operación de interacción
electrostática, caracterizado porque incluye medios para
llevar a cabo una operación de difusión de calor y
desestabilización molecular anterior a realizar la operación de
bombardeo electrónico, estando constituida la citada operación de
difusión de calor y desestabilización molecular por la restricción
del flujo de gases de tal manera que produzca que las moléculas
gaseosas y las partículas en suspensión en éste tiendan a separarse
y desestabilizarse electrónicamente en el momento en que la
temperatura de los gases mismos se reduzca; e incluye medios para
llevar a cabo una transposición molecular magnética ante de la
operación de interacción electrostática, estando constituida la
citada operación de transposición molecular magnética por someter
los gases a un campo magnético con una fuerza tal que consiga una
transposición de las subpartículas y moléculas más pesadas, y por
lo tanto, una separación selectiva que prepare la corriente gaseosa
para la operación de interacción electrostática.
2. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos según la reivindicación 1,
caracterizado además porque los medios para llevar a cabo la
operación de bombardeo electrónico utilizan intensidades de
corriente y voltajes tales que proporcionan suficiente energía para
la formación de enlaces químicos, incluidos iónicos, entre las
moléculas gaseosas, permitiendo así la condensación o precipitación
de los compuestos que se separan de la corriente gaseosa.
3. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos según la reivindicación 1,
caracterizado además porque los medios para llevar a cabo la
operación de difusión de calor y desestabilización molecular
producen una reducción de la temperatura del efluente gaseoso al
intervalo aproximado de 30 a 50ºC, y generan un flujo turbulento
con un número de Reynolds de aproximadamente 10^{-12} a 1.
4. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos según la reivindicación 2,
caracterizado además porque los medios para llevar a cabo la
operación de bombardeo electrónico utilizan una corriente continua
con un voltaje en el intervalo de 500 a 80.000 voltios,
aproximadamente, y una intensidad de corriente aproximada de 2
\muA a 2 A.
5. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos según la reivindicación 1,
caracterizado además porque los medios para llevar a cabo la
operación de transposición molecular magnética generan un campo
magnético de 0,5 a 3 militeslas.
6. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos según la reivindicación 1,
caracterizado además porque el sistema elimina
aproximadamente entre el 60% y el 96% de los compuestos
hidrocarburos y compuestos no aromáticos presentes.
7. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos del tipo que comprende medios
para llevar a cabo al menos una operación de bombardeo electrónico,
y medios para llevar a cabo al menos una operación de interacción
electrostática, caracterizado porque incluye medios para
llevar a cabo una operación de difusión de calor y
desestabilización molecular anterior a realizar la operación de
bombardeo electrónico, estando constituida la citada operación de
desestabilización molecular por la restricción del flujo de los
gases de tal manera que produzca que las moléculas de gas y las
partículas en suspensión en éste tiendan a separarse y
desestabilizarse electrónicamente en el momento en que la
temperatura de los gases mismos se reduzca.
8. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos según la reivindicación 7,
caracterizado además porque los medios para llevar a cabo la
operación de bombardeo electrónico utilizan intensidades de
corriente y voltajes tales que proporcionan suficiente energía para
la formación de enlaces químicos, incluidos fónicos, entre las
moléculas gaseosas, permitiendo así la condensación o precipitación
de los compuestos que se separan de la corriente gaseosa.
9. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos según la reivindicación 7,
caracterizado además porque los medios para llevar a cabo la
operación de difusión de calor y desestabilización molecular
producen una reducción de la temperatura del efluente gaseoso al
intervalo aproximado de 30 a 50ºC, y generan un flujo turbulento
con un número de Reynolds de aproximadamente 10^{-12} a 1.
10. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos según la reivindicación 8,
caracterizado además porque los medios para llevar a cabo la
operación de bombardeo electrónico utilizan una corriente continua
con un voltaje en el intervalo de 500 a 80.000 voltios,
aproximadamente, y una intensidad de corriente aproximada de 2
\muA a 2 A.
11. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos del tipo que comprende medios
para llevar a cabo al menos una operación de bombardeo electrónico,
y medios para llevar a cabo al menos una operación de interacción
electrostática, caracterizado porque incluye medios para
llevar a cabo una operación de transposición molecular magnética
anterior al medio para llevar a cabo la operación de interacción
electrostática, estando constituida la citada operación de
transposición molecular magnética por someter a los gases a un
campo magnético con una fuerza tal que se consiga una transposición
de las subpartículas y moléculas más pesadas, consiguiéndose así
una separación selectiva que prepara la corriente gaseosa para la
operación de interacción electrostática.
12. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos según la reivindicación 11,
caracterizado además porque los medios para llevar a cabo la
operación de bombardeo electrónico utilizan intensidades de
corriente y voltajes tales que proporcionan suficiente energía para
la formación de enlaces químicos, incluidos iónicos, entre las
moléculas gaseosas, permitiendo así la condensación o precipitación
de los compuestos que se separan de la corriente gaseosa.
13. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos según la reivindicación 12,
caracterizado además porque los medios para llevar a cabo la
operación de bombardeo electrónico utilizan una corriente continua
con un voltaje en el intervalo de 500 a 80.000 voltios,
aproximadamente, y una intensidad de corriente aproximada de 2
\muA a 2 A.
14. Un sistema combinado de eliminación de
contaminantes de efluentes gaseosos según la reivindicación 11,
caracterizado además porque los medios para llevar a cabo la
operación de transposición molecular magnética generan un campo
magnético de 0,5 a 3 militeslas.
15. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos del tipo que comprende al menos un módulo de
bombardeo electrónico y al menos un módulo de interacción
electrostática, caracterizado por incluir adicionalmente un
módulo de difusión de calor y desestabilización molecular a través
del cual se pasa el efluente gaseoso en un primer término; y un
módulo de transposición molecular magnética acoplado con al menos
un módulo de interacción electrostática.
16. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 15,
caracterizado además porque incluye un módulo de suministro
de gases para generar una presión positiva.
17. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 16,
caracterizado además porque el módulo de suministro de gases
es un soplante, que incluye una hélice con una pluralidad de
paletas, que se acopla con un medio motor.
18. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 17,
caracterizado además porque el medio motor es un motor
eléctrico.
19. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 16,
caracterizado además porque el módulo de suministro de gases
incluye un medio de control para ajustar el flujo volumétrico de
los gases a un valor adecuado para el tratamiento de los
mismos.
20. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 15,
caracterizado además porque el módulo de difusión de calor y
desestabilización molecular comprende una pluralidad de microtubos
que están dentro de un conducto.
21. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 20,
caracterizado además porque el conducto incluye 3 secciones
de microtubos.
22. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 20,
caracterizado además porque los microtubos tienen un
diámetro interno de 0,5 a 5 mm, aproximadamente.
23. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 20,
caracterizado además porque el conducto tiene una sección
transversal circular.
24. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 20,
caracterizado además porque el módulo de difusión de calor y
desestabilización molecular incluye un primer medio de acoplamiento
y un segundo medio de acoplamiento para permitir la unión del citado
módulo con el módulo de suministro de gases y con el módulo de
bombardeo electrónico.
25. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 15,
caracterizado además porque el módulo de bombardeo
electrónico está formado por una pluralidad de cámaras adjuntas
herméticas interconectadas en serie mediante una pluralidad de
medios de restricción del flujo, que además de generar una mejor
distribución de los gases en cada cámara, dirigen el flujo de gas
de manera que se requiera el menor espacio para el paso de los
gases a través de cuantas más cámaras sea posible, teniendo tales
cámaras dimensiones que dependen del flujo volumétrico de la
corriente gaseosa, e incluyendo al menos un par de elementos de
bombardeo electrónico.
26. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 25,
caracterizado además porque las dimensiones de la cámara son
tales que permiten un tiempo de residencia de los gases en cada
cámara en el intervalo de 0,3 a 10 segundos, aproximadamente.
27. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 25,
caracterizado además porque los elementos de bombardeo
electrónico se encuentran conectados eléctricamente a una fuente de
corriente continua que proporciona un voltaje en el intervalo de
500 a 80.000 voltios, aproximadamente, y una intensidad de
corriente de aproximadamente 2 \muA a 2 A.
28. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 25,
caracterizado además porque se utiliza un transformador de
corriente alterna a corriente continua para proporcionar suficiente
energía eléctrica para la actividad del módulo de bombardeo
electrónico.
29. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 25,
caracterizado además porque los elementos de bombardeo
electrónico se producen de materiales seleccionados preferiblemente
de cobre, oro, níquel, tungsteno, plata, wolframio, platino,
paladio, acero inoxidable y combinaciones y/o aleaciones de
éstos.
30. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 25,
caracterizado además porque la cámara que recibe los gases
provenientes del módulo de difusión de calor y desestabilización
molecular incluye un orificio de entrada de gases al módulo de
bombardeo electrónico, mientras que la última cámara incluye un
orificio de salida de gases, estando acoplados respectivamente los
citados orificios a medios de montaje para permitir la
interconexión del módulo de bombardeo electrónico con los módulos
de difusión de calor y desestabilización molecular y transposición
molecular magnética.
31. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 25,
caracterizado además porque los medios de restricción del
flujo se seleccionan de entre orificios y válvulas.
32. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 31,
caracterizado además porque los medios de restricción del
flujo son válvulas de retención.
33. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 25,
caracterizado además porque la colocación de las cámaras,
así como de los elementos de bombardeo electrónico, está definida
de tal manera que se evita la formación de arcos voltaicos o
cortocircuitos, manteniendo una geometría que permite la generación
de una atmósfera de bombardeo electrónico adecuada.
34. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 15,
caracterizado además porque el módulo de transposición
molecular magnética comprende un conducto y medios
electromagnéticos generadores de campo magnético.
35. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 34,
caracterizado además porque el conducto tiene una sección
transversal circular e incluye una pluralidad de arrollamientos
para formar una pluralidad de disposiciones de electromagnéticas de
tipo solenoide con la unidad
conducto-arrollamientos, teniendo los citados
arrollamientos una distancia entre ellos equivalente al diámetro
interno del conducto.
36. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 35,
caracterizado además porque la energía eléctrica
suministrada a la disposición
conducto-arrollamientos es tal que se forma un polo
magnético positivo (sur) en el lado del módulo molecular magnético
que está interconectado con el módulo de bombardeo electrónico,
mientras que en el lado que está interconectado con el módulo de
interacción electrostática, se forma un polo magnético negativo
(norte).
37. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 34,
caracterizado además porque el módulo de transposición
molecular magnética incluye además una fuente de corriente
eléctrica que proporciona la corriente eléctrica necesaria para
generar un campo magnético de 0,5 a 3 militeslas.
38. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 15,
caracterizado además porque el módulo de interacción
electrostática comprende un filtro electrostático, un primer medio
de acoplamiento y un segundo medio de acoplamiento.
39. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 38,
caracterizado además porque el filtro electrostático
comprende un par de filtros cargados eléctricamente con cargas
respectivamente opuestas, entre las cuales se encuentra un filtro
mecánico.
40. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 39,
caracterizado además porque el par de filtros cargados
eléctricamente tienen tamaños de malla de aproximadamente 5 a 50
micrómetros.
41. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 40,
caracterizado además porque el par de filtros cargados
eléctricamente tienen tamaños de malla de 10 micrómetros.
42. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 39,
caracterizado además porque el filtro mecánico tiene un
tamaño de malla de aproximadamente el 95% al 98% inferior a la
malla del par de filtros de malla de acero.
43. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 39,
caracterizado además porque los filtros están hechos de
acero.
44. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 38,
caracterizado además porque el primer medio de acoplamiento
permite la conexión del módulo de interacción electrostática con el
módulo de transposición molecular magnética, aislando ambos de
cualquier interferencia eléctrica, mientras que el segundo medio de
acoplamiento permite la unión del módulo de interacción
electrostática con el módulo de expulsión de gases.
45. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 44,
caracterizado además porque el primer y segundo medios de
acoplamiento tienen un diseño que permite una fácil retirada del
filtro electrostático.
46. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 38,
caracterizado además porque el módulo de interacción
elecrostática incluye una fuente de corriente eléctrica que
proporciona la corriente necesaria para generar una carga positiva
de +5 a +50 kV, aproximadamente, así como una carga negativa de -5
a -50 kV, aproximadamente.
47. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 46,
caracterizado además porque la fuente de corriente eléctrica
proporciona la corriente eléctrica necesaria para generar una carga
positiva de aproximadamente +25 kV, así como una carga negativa de
aproximadamente -15 kV.
48. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 15,
caracterizado además porque el módulo de expulsión de gases
es un soplante que incluye una hélice con una pluralidad de
paletas, que está acoplado con un medio motor, estando
preferiblemente contenido el citado soplante en una cámara
rectangular.
49. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 48,
caracterizado además porque el medio motor es un motor
eléctrico.
50. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 48,
caracterizado además porque el módulo de suministro de gases
incluye un medio de control para ajustar el flujo volumétrico de
los gases a un valor adecuado para el tratamiento de los
mismos.
51. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según la reivindicación 15,
caracterizado además porque los gases tratados emitidos del
módulo de expulsión de gases se introducen de nuevo en un
dispositivo que no incluye el módulo de dispersión de calor y
desestabilizante molecular, debido a que el módulo de expulsión de
gases incluye un medio de acoplamiento.
52. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según las reivindicaciones 19, 28 ó 36,
caracterizado además porque cada una de las fuentes de
corriente eléctrica de los módulos del dispositivo incluyen un
control por ordenador y diversos circuitos eléctricos y
electrónicos de protección para conseguir una actividad del tipo
considerado como intrínsecamente segura.
53. Un dispositivo para eliminar contaminantes
de efluentes gaseosos según las reivindicaciones 27, 37 y 46,
caracterizado además porque se utiliza la misma fuente de
corriente eléctrica para suministrar la energía eléctrica a los
módulos del dispositivo que la requieran.
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