ES2279200T3 - Recipiente para almacenar material en particulas y dispositivo de descarga para usar en el mismo. - Google Patents
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Abstract
Un recipiente (1) para el almacenamiento de ma-terial en partículas, tal como carbón pulverizado o cenizas volantes, que comprende una parte principal (2) y, en su parte inferior, al menos un dispositivo de descarga (3), el cual comprende una capa exterior convergente (10), y una capa interior convergente y permeable (14) posicionada en la capa exterior (10), estando conectado el dispositivo de descarga (3) a la parte principal (2) por medio de una primera brida (9) en o cerca del reborde inferior de la parte inferior de la parte principal (2) y una segunda brida (11) en o cerca del reborde superior de la capa exterior (10), por medio de lo cual la capa interior (14) está asegurada en o cerca de su reborde superior a la pared interior de la capa exterior (10) del dispositivo de descarga (3), la capa interior (14) se ha unido a la pared interior de la segunda brida (11), caracterizado por comprender un elemento (22) para hacer coincidir la pared interior de la parte principal (2) del recipiente (1) con la pared interior de la capa interior (14), y dicho elemen-to se ha unido a la pared interior de la primera brida (9).
Description
Recipiente para almacenar material en partículas
y dispositivo de descarga para usar en el mismo.
La invención se refiere a un recipiente para el
almacenamiento de material en partículas, tal como carbón
pulverizado o cenizas volantes, de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1.
Dichos recipientes se emplean entre otros usos
para el almacenamiento (temporal) de carbón pulverizado y de
cenizas volantes en las plantas de gasificación de carbón. La
gasificación de carbón se conoce en la técnica e implica la
combustión parcial de los materiales carbonosos tales como el carbón
y el coque de petróleo. El producto principal es el gas de
síntesis, una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno, que se usa
a menudo para la fabricación de hidrógeno puro y para la síntesis
del amoniaco, metanol, los productos químicos oxo y sus derivados,
tales como el fertilizante de urea y los combustibles
hidrocarbonados sintéticos. El gas de síntesis se puede usar
también directamente como combustible para generar calor, vapor de
agua y electricidad.
En el Documento
BE-A-881146 se describe un
recipiente para el almacenamiento de material en partículas. El
recipiente comprende una parte principal y, en su parte inferior, un
dispositivo de descarga. El dispositivo de descarga comprende una
estructura exterior convergente y una capa interior convergente y
permeable. La capa exterior está conectada a la parte principal por
medio de una primera brida en o cerca del reborde inferior de la
parte inferior de la parte principal y una segunda brida en o cerca
del reborde superior de la capa exterior. La capa interior se
mantiene en su lugar mediante sujeción de una brida que forma un
reborde superior de la capa interior entre las bridas de conexión
de la capa exterior y la parte principal.
El Documento US 5.129.766 (en el nombre de Shell
Oil Company) describe un recipiente que comprende una tolva de
alimentación (número 11 en la Figura 1) y un "medio de recepción
7" en forma de cono. De acuerdo con el Documento US 5.129.766,
es de particular importancia en la fabricación de gas de síntesis
que el combustible en partículas se introduzca en los quemadores
dentro del gasificador de una manera uniforme. Las fluctuaciones en
el caudal másico del carbón que se suministra a los quemadores del
gasificador son perjudiciales para su comportamiento.
En la Figura 2 del Documento US 5.129.766 se
muestra un medio de recepción (7) que puede estar revestido con un
revestimiento o capa interior (8) cuyas paredes pueden ser
permeables, o porosas, a los fluidos gaseosos usados para airear la
mezcla de los sólidos en partículas y del gas presente en el medio
de recepción. Una camisa (13) rodea el revestimiento (8) y está
montada para formar un espacio sustancialmente cerrado entre las
paredes (12) del revestimiento (8) y la camisa (13). Como se puede
apreciar a partir de la Figura 2, el medio de recepción (7)
comprende una brida, la cual está conectada, por medio de pernos, a
una brida sobre el lado inferior de la tolva de alimentación. El
revestimiento (8) se mantiene en su lugar mediante sujeción con una
brida que forma el borde superior del revestimiento (8) entre las
bridas citadas sobre el medio de recepción (7) y la tolva de
alimentación (11).
Como consecuencia de esta estructura, se crean
vías de fugas extra desde la tolva de alimentación (presurizada) a
la atmósfera y pequeñas desviaciones en la posición del
revestimiento o de las bridas pueden someter el revestimiento a
tensiones de flexión perjudiciales, y especialmente durante el
enroscado de los pernos.
Es un objeto de la presente invención reducir al
menos uno de estos efectos.
De acuerdo con la invención se proporciona un
recipiente para el almacenamiento de material en partículas, tal
como carbón pulverizado o cenizas volantes, que comprende una parte
principal y, en su parte inferior, al menos un dispositivo de
descarga, que comprende una capa exterior convergente, y
preferiblemente cónica o sustancialmente cónica y una capa interior
convergente y permeable posicionada en la capa exterior, estando
conectado el dispositivo de descarga a la parte principal por medio
de una primera brida en o cerca del reborde inferior de la parte
inferior de la parte principal y una segunda brida en o cerca del
reborde superior de la capa exterior, por medio de lo cual la capa
interior se asegura en o cerca de su reborde superior a la pared
interior de la capa exterior del dispositivo de descarga, la capa
interior se ha unido a la pared interior de la segunda brida y en
la que un elemento para hacer coincidir la pared interior a la parte
principal del recipiente con la pared interior de la capa interior
se ha unido a la pared interior de la primera brida.
Como consecuencia, el número de juntas entre las
bridas se puede reducir, preferiblemente a una única junta,
reduciendo o evitando así vías adicionales de fuga, y/o el
posicionamiento de la capa interior llega a ser menos crítico, al
menos en lo que respecta al enroscamiento de las bridas.
En una realización preferida, la pared interior
de la segunda brida está provista con al menos un tetón o un anillo
y la capa interior está unida a este tetón o anillo. Así, no existe
ninguna necesidad de una brida diseñada individualmente adaptada
para acomodar la capa interior y en vez de ello se puede usar una
brida del tipo estándar (ANSI, DIN, MSS, etc.). Las bridas
diseñadas individualmente se tienen que fabricar a medida en un
taller de forjado, lo que requiere herramientas dedicadas a
ello.
La invención se refiere también a un recipiente
para el almacenamiento de material en partículas, en el que la capa
exterior comprende, en su parte inferior, una tercera brida y en el
que la parte inferior de la capa interior es cilíndrica, y
preferiblemente circulo-cilíndrica, y está
posicionada en línea con la abertura central de la tercera brida
y/o se extiende a través de esta abertura. Así, la estructura del
dispositivo de descarga se puede mantener más hacia adelante. Es
decir, la parte inferior cilíndrica se puede cerrar herméticamente
por medio de una junta relativamente sencilla, por ejemplo uno o más
anillos tóricos no metálicos, que rodean la parte inferior. Además,
se puede usar una brida estándar como la tercera brida y se facilita
la expansión térmica de la capa interior.
Especialmente para los recipientes que operan a
temperaturas más elevadas, por ejemplo, en exceso de 200ºC, se
prefiere que un conjunto de prensaestopas esté posicionado entre la
parte inferior cilíndrica de la capa interior y la capa exterior.
Este tipo de dispositivo de cierre hermético se tratará con más
detalle más adelante.
La invención se refiere además a un dispositivo
de descarga para su uso en un recipiente para el almacenamiento de
material en partículas, tal como carbón pulverizado o cenizas
volantes, que comprende una capa exterior convergente, y
preferiblemente cónica o sustancialmente cónica y una capa interior
convergente y permeable posicionada en la capa exterior,
caracterizada porque la capa interior ha sido unida a la pared
interior de la capa exterior. Como se estableció anteriormente, se
prefiere que el dispositivo comprenda una brida que forma el
reborde superior de la capa exterior y que la capa interior esté
unida a la pared interior de esta brida.
Es de advertir que el Documento US 4.941.779
describe un "recipiente que tiene paredes que convergen hacia
abajo en el extremo inferior del mismo formando de este modo una
parte fabricada de material poroso que tiene al menos un vértice
para la aireación del sólido dentro del recipiente de tal manera que
se mantenga un caudal másico uniforme de los sólidos y de la mezcla
de gas se descargue a un gasificador". Como se puede apreciar en
las Figuras esquemáticas 1 y 2, una camisa (13) rodea al material
poroso. El Documento US 4.941.779 no menciona ni sugiere el uso de
bridas ni menciona ni sugiere el modo en el que el material poroso
se ha fijado dentro de la camisa o de la tolva.
Aunque la invención se describe en lo sucesivo
principalmente con referencia al carbón pulverizado, los recipientes
y los dispositivos de descarga de acuerdo con la invención son
también adecuados para otros sólidos granulares, pulverizados y/o
en polvo, tales como resinas, catalizadores, cenizas volantes,
antracita, lignito pardo, hollín, coque de petróleo, y los
semejantes.
La invención se describirá ahora con más detalle
y por vía de ejemplo con referencia a los dibujos, los cuales
representan las realizaciones preferidas del recipiente y del
dispositivo de descarga de acuerdo con la presente invención. En
los dibujos,
La Figura 1 muestra un recipiente de acuerdo con
la presente invención;
La Figura 2 muestra una primera realización
preferida de un dispositivo de descarga adecuado para su uso en el
recipiente de la Figura 1; y
La Figura 3 muestra una segunda realización
preferida de un dispositivo de descarga adecuado para su uso en el
recipiente de la Figura 1.
Es de advertir que los dibujos no están
necesariamente a escala y que se pueden haber omitido aquellos
detalles que no son necesarios para el entendimiento de la presente
invención. Como una cuestión de procedimiento, la invención no se
limita a las realizaciones en particular ilustradas en la presente
invención. Además, los dibujos no representan el equipo auxiliar,
tales como bombas, compresores, dispositivos de limpieza, etc.
Las Figuras 1 y 2 muestran un recipiente 1 para
el almacenamiento temporal de carbón pulverizado, el cual
recipiente 1 comprende una parte principal, en este caso una
denominada tolva de alimentación 2, y, en su lado inferior, un
dispositivo de descarga 3. La tolva de alimentación 2 comprende,
desde la parte superior a la inferior, una entrada 4 provista con
una brida 5 para conectar la tolva de alimentación 2 a una tubería
de alimentación (no mostrada), una sección superior 6 en forma de
bóveda, una sección media 7 círculo-cilíndrica y
una sección inferior 8 troncocónica, la cual está provista con una
primera brida 9. En esta realización preferida en particular, todos
estos componentes 4-9 son rotacionalmente simétricos
alrededor de un eje central A. Sin embargo, son también posibles
otras estructuras, por ejemplo, que comprendan dos dispositivos de
descarga.
El dispositivo de descarga 3 comprende una capa
exterior 10 provista con una segunda brida 11, la cual está
conectada a la primera brida 9 por medio de pernos. La capa exterior
10 comprende además, en su lado inferior, una tercera brida 12 para
conectar el dispositivo de descarga 3 a una tubería de alimentación
(no mostrada) de por ejemplo un gasificador. Un anillo de metal 13
se ha soldado a la pared interior de la segunda brida 11, el cual
anillo 13 está provisto con por ejemplo, agujeros roscados o
extremos roscados distribuidos de manera regular sobre el anillo 13
de tal manera que proporcionen un medio de montaje para una capa
interior 14.
La capa interior 14 comprende un reborde
superior embridado 15, que está provisto con pernos o tuercas
aseguradas a, respectivamente, los agujeros roscados o extremos
roscados en el anillo 13. Una junta 13' está posicionada entre el
anillo 13 y el reborde superior 15 de tal manera como para convertir
en estanca la conexión. El reborde superior 15 de la capa interior
14 se extiende sustancialmente a nivel con la cara de la segunda
brida 11 de tal manera que se facilite la separación (horizontal)
del dispositivo de descarga 3, por ejemplo para su mantenimiento.
La capa interior 14 comprende además una sección cónica 16 y una
sección inferior circulo-cilíndrica 17. La pared
de la sección cónica 16, está fabricada, en su mayor parte, de un
material poroso, tal como acero inoxidable sinterizado, dependiendo
de las condiciones de operación y del tipo de carbón usado, y
reforzada por medio de un anillo de metal 18. En su extremo
inferior, la sección cónica 16 comprende un anillo de metal sólido
19 con el cual esta sección 16 está soldada a la sección
circulo-cilíndrica 17 de la capa interior 14. La
capa exterior 10 comprende además una entrada 10' para alimentar el
gas a presión dentro de la cavidad 20 definida por la capa exterior
10 y la capa interior 14. Esta entrada 10' se extiende
sustancialmente perpendicular al eje central del recipiente, es
decir horizontalmente de tal manera que se facilite la conexión del
dispositivo de descarga 3 con una tubería de alimentación. El tipo
de gas, así como también su temperatura, presión y caudal depende
de las condiciones de operación. En general la aireación sirve para
superar las fuerzas de fricción entre la capa interior 14 y los
sólidos contenidos dentro de la misma y de la fricción entre
partículas. Para una información más detallada sobre esta cuestión
se puede hacer referencia al Documento US 4.941.779 y al Documento
US 5.129.766 mencionados anteriormente.
El diámetro interior de la sección
circulo-cilíndrica 17 se corresponde con el de la
tercera brida 12. Un anillo de metal 21 rodea la sección
circulo-cilíndrica 17 citada y está soldado a la
pared interior cónica de la capa exterior 10. El anillo 21
proporciona una superficie de cierre hermético lisa para los anillos
tóricos instalados en ranuras en la pared exterior de la sección
circulo-cilíndrica 17. Además, esta pared exterior,
cerca de su reborde inferior, es también cónica lo que permite así
la expansión térmica (cíclica) de la capa interior 14 sin
obstrucción y sin la acumulación de residuos en las hendiduras entre
los componentes citados.
La pared interior de la tolva de alimentación 2
se hace coincidir con la de la capa interior 14 por medio de un
elemento anular 22 soldados a la pared interior de la primera brida
9. La conicidad de la pared interior de este elemento 22 coincide
con la de las otras paredes, lo que facilita así adicionalmente un
caudal másico uniforme y evita la formación de cavidades en masas
pulverulentas de carbón o de cenizas.
La Figura 1 muestra una realización preferida
adicional del dispositivo de descarga 3 de acuerdo con la presente
invención, que es especialmente adecuada para la operación a
temperaturas más elevadas por ejemplo en exceso de 200ºC. La
sección circulo-cilíndrica 17 de la capa interior 14
de esta realización preferida está provista con un denominado
conjunto prensaestopas 23, que es conocido en sí mismo. La junta 23
comprende un anillo anular de metal 24, que está soldado a la pared
interior de la tercera brida 12 y comprende una cavidad anular que
contiene un cierre hermético 25, por ejemplo un material de cierre
hermético de fibra trenzada, tal como una cuerda o una estructura
semejante a una cuerda de fibras de grafito o de material cerámico.
El cierre hermético 25 puede estar comprimido por medio de un
anillo adicional 24, el cual comprende un saliente anular que se
extiende hacia arriba recibido en la cavidad citada y que se puede
hacer estanca por medio de los extremos roscados 27.
A la vista de la descripción anterior, estará
claro que la primera y segunda bridas están dedicadas a la conexión
de las paredes del recipiente a presión, mejorando así la
estanqueidad, y que la capa interior se mantiene en su lugar
mediante un medio dedicado, facilitando así el posicionamiento de la
capa interior en la capa exterior. Además, todas las bridas 9, 11,
y 12 descritas anteriormente son bridas estándar (ANSI), y no se
requieren bridas diseñadas individualmente.
La invención no se restringe a las realizaciones
descritas anteriormente las cuales se pueden variar en un cierto
número de modos dentro del alcance de las reivindicaciones.
Claims (8)
1. Un recipiente (1) para el almacenamiento de
material en partículas, tal como carbón pulverizado o cenizas
volantes, que comprende una parte principal (2) y, en su parte
inferior, al menos un dispositivo de descarga (3), el cual
comprende una capa exterior convergente (10), y una capa interior
convergente y permeable (14) posicionada en la capa exterior (10),
estando conectado el dispositivo de descarga (3) a la parte
principal (2) por medio de una primera brida (9) en o cerca del
reborde inferior de la parte inferior de la parte principal (2) y
una segunda brida (11) en o cerca del reborde superior de la capa
exterior (10), por medio de lo cual la capa interior (14) está
asegurada en o cerca de su reborde superior a la pared interior de
la capa exterior (10) del dispositivo de descarga (3), la capa
interior (14) se ha unido a la pared interior de la segunda brida
(11), caracterizado por comprender un elemento (22) para
hacer coincidir la pared interior de la parte principal (2) del
recipiente (1) con la pared interior de la capa interior (14), y
dicho elemento se ha unido a la pared interior de la primera brida
(9).
2. El recipiente (1) de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la pared interior de la segunda brida
(11) está provisto con al menos un tetón o anillo (13) y la capa
interior (14) está unida a este tetón o anillo (13).
3. El recipiente (1) de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que el
reborde superior (15) de la capa interior (14) se extiende al menos
sustancialmente al nivel de la cara de la segunda brida (11).
4. El recipiente (1) de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que la
conexión entre la capa interior (14) y la capa exterior (10) está
cerrada herméticamente por medio de una junta (13').
5. El recipiente (1) de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la capa interior (14) está asegurada en
o cerca de su reborde superior a la pared interior de la capa
exterior (10) del dispositivo de descarga (3) para evitar la
sujeción de una brida que forma el reborde superior de la capa
interior (14) entre dicha primera brida (9) y la segunda brida
(11).
6. El recipiente (1) de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa
exterior (10) comprende, en su parte inferior, una tercera brida
(12) y en el que la parte inferior (17) de la capa interior (14) es
cilíndrica y esta posicionada en línea con la abertura central de la
tercera brida (12) y/o se extiende a través de esta abertura.
7. El recipiente (1) de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que todas de
las bridas citadas (9, 11, 12) son bridas estándar.
8. El recipiente (1) de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa
exterior (10) está provista con al menos una entrada (10') para la
inyección de gas dentro de la cavidad (20) definida por la capa
exterior (10) y la capa interior (14), la cual entrada (10') se
extiende sustancialmente perpendicular al eje central (A) del
recipiente (1).
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| EP02079300 | 2002-10-16 | ||
| EP02079300 | 2002-10-16 |
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