ES2267337B1 - Aparato depurador de humos. - Google Patents
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Abstract
Aparato depurador de humos constituido por una estructura separada en dos cámaras en las que se depura la corriente de humo contaminado, eliminando las partículas en suspensión. En la cámara superior se encuentra la entrada de humo contaminado y la salida de aire limpio, así como un aspirador de alto régimen de revoluciones que provoca la unión de las partículas, formándose partículas mayores y por tanto más fáciles de eliminar en la cámara inferior, en cuyo fondo se dispone un lecho de agua en el que se depositan las partículas por decantación. El aparato se completa con un circuito de recuperación y alimentación de agua que, tomando el agua de la cámara inferior, la pasa por un filtro de arena, recirculándola si se desea de nuevo a la cámara.
Description
Aparato depurador de humos.
La presente invención se refiere a un aparato
depurador de humos de aplicación preferentemente industrial que
permite alcanzar un elevado grado de depuración sin que ello
implique la contaminación del medio receptor de las partículas
inicialmente contenidas en la corriente de humo que se depura.
Una de las principales fuentes de contaminación
de la atmósfera, tema de gran importancia en la actualidad, son las
partículas introducidas por el hombre como resultado de combustiones
y procesos de incineración. El transporte atmosférico de partículas
supone una de las mayores fuentes de dispersión de contaminantes, ya
no sólo por la posible naturaleza de la partícula sino también
porque éstas pueden servir de sustrato para la fijación de otras
sustancias, describiéndose un intenso efecto sinérgico.
Dichas partículas revisten toxicidad para el
hombre, interfiriendo frecuentemente en los procesos respiratorios,
ya sea por el tamaño (cuanto más pequeñas, más afectan al proceso de
intercambio de gases en los pulmones), concentración, naturaleza de
las mismas o porque estén asociadas a otros tóxicos. Afectan a las
plantas formando depósitos sobre las hojas, llegando a veces a
penetrar en la cadena trófica, hacen disminuir la visibilidad, la
radiación solar total recibida y alteran los niveles de
precipitaciones.
Para la eliminación y tratamiento de las
partículas contenidas en el aire se han desarrollado multitud de
dispositivos, tales como cámaras de sedimentación por gravedad,
separadores ciclónicos, colectores húmedos, filtros de tela y
precipitadotes electrostáticos.
El aparato depurador de humos objeto de esta
invención auna las ventajas de los dispositivos conocidos hasta el
momento, dando como resultado un aire libre de partículas sin por
ello producir otro tipo de residuos contaminantes ni suponer un
desembolso económico excesivo. Se trata por tanto de un sistema
eficaz y económico que resuelve el grave problema anteriormente
expuesto.
Por el documento ES 487643 se conoce un
"Sistema depurador de humos" que comprende una cámara
establecida en la parte superior de la chimenea de salida de los
humos que se pretenden depurar. En el interior de esta cámara se
establecen cortinas horizontales o inclinadas de agua pulverizada
que son atravesadas por el humo, de manera que todas las impurezas
contenidas en suspensión quedan retenidas por el agua, siendo
posteriormente arrastradas hacia unas fosas de filtraje.
El sistema descrito presenta el inconveniente de
que al carecer de medios que potencien la entrada de los humos en
el mismo necesita ser instalado en la parte superior de la chimenea,
aprovechando el tiro de ésta. Esta ubicación comporta serias
complicaciones a la hora de efectuar las necesarias operaciones de
mantenimiento y reparación del mismo, operaciones que en este tipo
de dispositivos son fundamentales pues se producen importantes
depósitos de partículas eliminadas de la corriente de humo y serios
problemas de corrosión.
Frente a este sistema, y como perfeccionamiento
del mismo, el "Depurador de humos" descrito en el documento
español ES 202430U se caracteriza porque comprende un recipiente
cilíndrico abierto por una de sus bases concéntrico exteriormente a
la chimenea y solidario a ella por su base, de modo que al salir el
humo por la chimenea choca con una tapa cónica exterior que se
encuentra solidaria a ella por medio de una abrazadera periférica,
de manera que al descender el humo por el interior del recipiente
es lavado por el agua que sale por los orificios practicados en la
porción extrema concéntrica a la chimenea. El citado recipiente
cuenta, para facilitar el tiro de la chimenea, con unos registros
de aire exteriores.
Si bien la introducción de estos registros
exteriores de aire facilita el tiro de la chimenea, la configuración
de este dispositivo sigue siendo tal que su colocación debe
realizarse en la salida de la chimenea, lo que conlleva los mismos
problemas que en el dispositivo anteriormente mencionado. Por otra
parte, la extrema simplicidad de estos dispositivos los hace
ineficientes a la hora de depurar humos con alto contenido en
partículas.
Frente a este tipo de dispositivos se conocen
otros más eficaces, como el definido en el documento ES 1047628U,
referido a un "Depurador de humos y materias en suspensión",
constituido por una caja cerrada transversal, con una entrada de
humos en un extremo y con una salida de humos depurados. En el
interior de dicha caja se encuentran dispuestos una serie de
deflectores cóncavos fijos al paso del humo entre ambas
comunicaciones, de forma que el humo entrante circula de forma
consecutiva por cada uno de los deflectores, provocando así que las
partículas en suspensión impacten en su superficie y se desprendan
por gravedad. La caja presenta el fondo inclinado ligeramente hacia
el lado donde se encuentra la salida de humos y contiene un lecho de
agua sobre la que existe una capa de espuma de jabón o similar. Las
citada capa de espuma captura las partículas sólidas separadas del
caudal de humo por los deflectores para después eliminarlas
lentamente por un sumidero en forma de cono.
A pesar de que este dispositivo supera la
capacidad depurativa de los anteriores presenta un gran
inconveniente. Las partículas retiradas del humo pasan a la espuma
y ésta es directamente evacuada por un sumidero, por lo tanto se ha
conseguido retirar la contaminación de un medio (el humo) para
depositarla en otro (la espuma).
A la vista de los documentos anteriores parece
necesario desarrollar un dispositivo que elimine completamente la
contaminación por partículas de una corriente de humo, sin que ello
provoque la contaminación del medio receptor de éstas.
El objeto de la presente invención es conseguir
un depurador de humos que permita alcanzar un alto grado de
depuración sin que ello implique la contaminación del medio receptor
de las partículas inicialmente contenidas en la corriente de humo a
depurar, incorporando notables innovaciones y ventajas frente a los
aparatos de este tipo conocidos hasta el momento.
El depurador de humos que se preconiza subsana
todos los inconvenientes de los dispositivos vistos anteriormente,
sin que ello redunde en una complejidad que dificulte su
implantación y mantenimiento y suponga un elevado desembolso
económico.
El depurador de humos objeto de esta invención
consiste básicamente en una estructura separada en dos cámaras
claramente diferenciadas en las que se depura la corriente de humo,
contando adicionalmente dicha estructura con los medios necesarios
para eliminar la contaminación del medio receptor de las partículas
inicialmente contenidas en el humo.
La primera cámara, dispuesta en la parte
superior de la estructura, es la denominada cámara de aire. En esta
cámara se localiza la entrada de la corriente de humo contaminada,
así como la salida del aire limpio. Cuenta asimismo con un
aspirador que además de facilitar la entrada de la corriente
contaminada provoca la precipitación de las partículas por
compactación.
El humo contaminado entra a esta cámara desde el
exterior a través de un primer conducto que lo dirige hacia un
alojamiento en cuyo interior se encuentra un aspirador que tiene una
doble funcionalidad. Dicho aspirador no sólo facilita el tiro de la
corriente de humo hacia el interior, sino que al tratarse de un
aspirador de muy altas revoluciones (a partir de 2400 rpm) provoca
la compactación de las partículas en suspensión contenidas en el
humo. La separación de partículas tanto más efectiva cuanto mayor
sea el diámetro de las partículas, esta es la razón que justifica
la introducción de este aspirador. La corriente de humo entra por un
lateral del alojamiento donde se encuentra el aspirador, estando
entonces las partículas sometidas a la fuerza de la gravedad y a la
fuerza centrífuga debida a éste. Al ser mayor la fuerza centrífuga
que la de la gravedad (debido al alto régimen de revoluciones del
aspirador), las partículas son expulsadas hacia las paredes que
limitan el alojamiento del aspirador poniéndose en contacto entre
ellas. Debido al pequeño diámetro de las mismas, aparecen entre
las partículas una fuerza de atracción denominada de Van der Waals o
electrostática, que hace que se junten, formándose partículas de
mayor tamaño que, debido a su propio peso, precipitan hacia la
parte inferior del alojamiento del aspirador, entrando así en un
segundo conducto que comunica con la cámara inferior.
Este segundo conducto atraviesa una pared
separadora que delimita esta primera cámara, que se sitúa adyacente
a la cámara inferior, denominada cámara de agua. La zona inferior de
esta segunda cámara contiene un lecho de agua en la que quedan
depositadas las partículas inicialmente contenidas en la corriente
de humo de entrada, que tras su paso por el aspirador se han unido
formando partículas de mayor tamaño. El agua en este dispositivo no
es más que un medio receptor de estas partículas, que debido a su
elevado peso quedan retenidas en él, sedimentándose finalmente en
el fondo de la cámara. Adicionalmente, al introducir las partículas
en este lecho de agua éstas van a aumentar su tamaño, facilitando
aún más su eliminación.
En la parte superior de esta cámara se encuentra
la zona de filtrado y estabilización. El nombre proviene de la
existencia de tres filtros o similares, destinados a eliminar los
olores (filtro desodorante), purificar la corriente de aire de
salida en su camino hacia el exterior (filtro purificador) y mejorar
el funcionamiento del dispositivo, evitando el posible borboteo del
agua contenida en esta cámara inferior (elemento antiborboteo).
El filtro desodorante es una placa de material
con propiedades desodorizantes, como puede ser corcho, polietileno
o carbón activado, en la que se han practicado múltiples taladros.
Sus dimensiones son tales que afecta a toda la sección del
dispositivo, estando afectado por un orificio a través del cual pasa
el segundo conducto en su camino hacia la cámara de agua.
El elemento antiborboteo afecta también a toda
la sección del dispositivo y, al igual que el anterior, presenta un
orificio practicado con la misma finalidad. El material que lo
configura es metálico y cuenta con grandes orificios para evitar el
borboteo del agua que se produciría como consecuencia de la entrada
de la corriente de aire que, junto a las partículas precipitadas,
proviene del aspirador a través del segundo conducto. Este borboteo
impediría la sedimentación de las partículas en el fondo de la
cámara de agua y permitiría su salida hacia el exterior junto a la
corriente de aire limpio, lo que restaría eficacia a la
invención.
El tercer filtro, denominado filtro purificador,
se sitúa en un segundo orificio practicado a tal efecto en la pared
separadora. Este filtro tiene como finalidad depurar el aire ya
libre de partículas en su camino hacia la cámara superior o cámara
de aire, a partir de la cual saldrá finalmente al exterior
completamente descontaminado. Este filtro purificador será
normalmente de carbón activo y estará fijado a la pared separadora
mediante unos medios que permitan su recambio de manera
sencilla.
El aparato depurador de humos cuenta con un
circuito adicional destinado a eliminar la contaminación por
partículas que una vez eliminadas de la corriente de humo de
entrada se encuentran en el medio receptor, en este caso el agua.
Dicho circuito se compone básicamente de una primera bomba que
succiona el agua del fondo de la cámara de agua, haciéndola pasar
por un filtro de arena.
La razón de incorporar este tipo de filtro se
debe a su capacidad de limpiar continuamente mientras mantiene una
capa de arena graduada por donde el agua pasa a través de arena
progresivamente más fina según fluye de la entrada a la salida, de
manera que se obtiene un agua de salida libre de todo tipo de
impurezas y además requiere muy poco mantenimiento.
Fundamentalmente su funcionamiento se basa en que los sólidos (las
partículas) quedan retenidos entre los intersticios de la arena,
recogiendo por la parte inferior del filtro el efluente
clarificado. Adicionalmente, este tipo de filtro cuenta con la
ventaja de que su mantenimiento es muy sencillo, en el momento en
que se tupa (la acumulación de partículas entre los intersticios de
los granos de arena es muy elevado) basta con limpiarlo a
contracorriente, inyectando aire a presión en parada, de manera que
los sólidos retenidos por el filtro se recogen por la parte
superior del mismo.
A la salida de este filtro de arena se sitúa en
desagüe que permite la extracción del agua al exterior del aparato
depurador en el caso de que así se desee, cabiendo también la
posibilidad de recircular este agua, a través de una bomba, de
nuevo hasta la cámara de agua, a la que se incorporará como medio
receptor de las partículas eliminadas del humo de entrada.
Los lodos resultantes de la filtración del agua
en el filtro de arena se pueden aplicar al terreno como abono,
especialmente indicado para reforestar los bosques dañados, a los
que estamos añadiendo minerales que favorecen su regeneración.
Este aparato depurador de humos aventaja a los
conocidos hasta el momento, pues palia los inconvenientes de los
anteriores. Por un lado, su mantenimiento es sencillo, ya que sus
principales componentes: aspirador, bombas y filtros no requieren
apenas mantenimiento. Esto permite reducir la periodicidad de las
paradas planificadas para llevar a cabo las operaciones de
mantenimiento preventivo, siendo además muy simples las posibles
operaciones de reparación. Adicionalmente, su configuración
estructural permite instalarlo en cualquier lugar, no siendo
necesario, como en muchos de estos dispositivos, instalarlo en la
salida de humos de la chimenea, lo que entorpece enormemente las
operaciones de mantenimiento y/o reparación. En cuanto a la
eliminación de la contaminación, el hecho de depurar el agua que se
utiliza como medio receptor de las partículas supone una gran
ventaja frente a aquellos dispositivos que, eliminando la
contaminación de un medio gaseoso (la corriente de humo de entrada)
la trasladan a un segundo medio (el agua de salida).
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, de acuerdo con un ejemplo
preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como
parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde
con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
Figura 1.- Muestra una viste esquemática del
aparato depurador de humos.
A la vista de la figura se puede observar en la
misma un ejemplo de realización del aparato depurador de humos
objeto de la presente invención, que consiste básicamente en una
estructura (1) separada en dos cámaras en las que se lleva a cabo
la depuración de la corriente de humo, complementándose dicha
estructura con el circuito de recuperación y alimentación de agua
(2).
La primera cámara, dispuesta en la parte
superior de la estructura (1), es la denominada cámara de aire (3).
En esta cámara se localiza la entrada de la corriente de humo (4)
contaminada, así como la salida de aire limpio (5). Es en esta
cámara de aire (3) donde se localiza el alojamiento (7) en cuyo
interior se instala el aspirador (6).
El humo contaminado entra a esta cámara de aire
(3) a través de la entrada de la corriente de humo (4) practicada a
tal efecto en la parte superior de la estructura (1), y es conducido
por un primer conducto (8) que lo dirige hacia el alojamiento (7)
en cuyo interior se encuentra el aspirador (6).
La corriente de humo entra por un lateral del
alojamiento (7) donde se encuentra el aspirador (6) de alto régimen
de revoluciones (2400 rpm o mayor), que provoca la unión de las
partículas (9) que precipitan hacia la parte inferior del
alojamiento (7) del aspirador (6), entrando así en un segundo
conducto (10) que comunica con la cámara inferior o cámara de agua
(11).
Este segundo conducto (10) atraviesa una pared
separadora (12) que separa la cámara de aire (3) de la cámara de
agua (11). La zona inferior de la cámara de agua (11) contiene un
lecho de agua (13) en la que las partículas (9) aumentan su tamaño
y quedan retenidas, sedimentándose finalmente en el fondo de la
cámara.
En la parte superior de la cámara de agua (11)
se encuentra la zona de filtrado y estabilización. En esta zona se
localizan tres filtros o similares, destinados a eliminar los olores
(filtro desodorante, (14)), purificar la corriente de aire de
salida en su camino hacia el exterior (filtro purificador (15)) y
mejorar el funcionamiento del dispositivo, evitando el posible
borboteo del agua contenida en esta cámara inferior (elemento
antiborboteo (16)).
El filtro desodorante (14) es una placa de
material con propiedades desodorizantes, como puede ser corcho,
polietileno o carbón activado, en la que se han practicado múltiples
taladros. Sus dimensiones son tales que afecta a toda la sección
del dispositivo, estando afectado por un orificio a través del cual
pasa el segundo conducto (10) en su camino hacia la cámara de agua
(11).
El elemento antiborboteo (16) afecta también a
toda la sección del dispositivo y, al igual que el filtro
desodorante (14), presenta un orificio practicado con la misma
finalidad. El material que lo configura es metálico y cuenta con
grandes orificios para evitar el borboteo del agua que se produciría
como consecuencia de la entrada de la corriente de aire que, junto
a las partículas (9) precipitadas, proviene del aspirador (6) a
través del segundo conducto (10). Este borboteo impediría la
sedimentación de las partículas (9) en el fondo de la cámara de
agua (11) y permitiría su salida hacia el exterior junto a la
corriente de aire limpio (17), lo que restaría eficacia al
aparato.
El tercer filtro, denominado filtro purificador
(15), se sitúa en un segundo orificio practicado a tal efecto en la
pared separadora (12). Este filtro tiene como finalidad depurar el
aire ya libre de partículas (9) en su camino hacia la cámara
superior o cámara de aire (3), a partir de la cual saldrá finalmente
al exterior a través de la salida de aire limpio (5) completamente
descontaminado. Este filtro purificador (15) será normalmente de
carbón activo y estará fijado a la pared separadora (12) mediante
unos medios que permitan su recambio de manera sencilla.
El aparato depurador de humos cuenta con un
circuito de recuperación y alimentación de agua (2) adicional
destinado a eliminar la contaminación por partículas (9) que una vez
eliminadas de la corriente de humo de entrada se encuentran en el
medio receptor, en este caso el lecho de agua (13). Dicho circuito
se compone básicamente de una primera bomba de extracción (18) que
succiona el agua del fondo de la cámara de agua (11), haciéndola
pasar por un filtro de arena (19).
A la salida de este filtro de arena (19) se
sitúa en desagüe (20) que permite la extracción del agua al exterior
del aparato depurador en el caso de que así se desee, cabiendo
también la posibilidad de recircular este agua, a través de una
bomba de alimentación (21), de nuevo hasta la cámara de agua (11), a
la que se incorporará como medio receptor de las partículas (9)
eliminadas del humo de entrada.
Claims (7)
1. Aparato depurador de humos que estando
constituido por una estructura en cuyo interior se procede a la
depuración de la corriente de humo y un circuito de recuperación y
alimentación de agua, se caracteriza porque la estructura (1)
de depuración está formada por una cámara de aire (3) en la que se
somete a la corriente de humo de entrada a la acción de un aspirador
(6) de alto régimen de revoluciones que aumenta el tamaño de las
partículas (9) en suspensión y una cámara de agua (11) en cuyo fondo
se encuentra un lecho de agua (13) en el que se decantan las
partículas (9), estando en la parte superior de esta cámara de agua
(11) localizada la zona de filtrado y estabilización.
2. Aparato depurador de humos según
reivindicación anterior, caracterizado porque la zona de
filtrado comprende un filtro desodorante (14), un elemento
antiborboteo (16) y un filtro purificador (15) que
depura el aire ya libre de partículas.
depura el aire ya libre de partículas.
3. Aparato depurador de humos según
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el filtro
desodorante (14) es un filtro de corcho o similar con múltiples
taladros.
4. Aparato depurador de humos según
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el filtro
desodorante (14) es un filtro de polietileno con múltiples
taladros.
5. Aparato depurador de humos según
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el filtro
desodorante (14) es un filtro de carbón activo.
6. Aparato depurador de humos según
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el elemento
antiborboteo (16) es una lámina de material metálico con grandes
orificios.
7. Aparato depurador de humos según
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el filtro
purificador (15) es un filtro de carbón activo.
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