ES2345172T3 - Dispositivo para cargar un recinto con particulas solidas y procedimiento utilizando este dispositivo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para introducir partículas sólidas en un recinto, en particular en un reactor químico, que comprende una manguera flexible (1), preferentemente cilíndrica, por la que circulan dichas partículas de arriba abajo, y que comprende además, en el interior de la manguera, al menos una rampa (2) fijada a un eje central (3) y que tiene una anchura tal que la distancia entre el borde exterior (4) de la rampa (2) y la manguera (1) es inferior a la dimensión de las partículas sólidas que se van a introducir, caracterizado porque dicha al menos una rampa (2) es una rampa helicoidal fijada al eje central (3) y arrollada alrededor del mismo y porque la manguera (1) y la rampa (2) comprenden sendos mecanismos de suspensión (10, 18; 19) a la parte superior del recinto, siendo el mecanismo de suspensión (19) de la rampa (2) independiente de aquél (10, 18) de la manguera (1).
Description
Dispositivo para cargar un recinto con
partículas sólidas y procedimiento utilizando este dispositivo.
La presente invención se refiere a un
dispositivo y un procedimiento para la carga de un recinto, en
particular un recinto de grandes dimensiones cuya altura puede
alcanzar varias decenas de metros, con partículas sólidas cuya
integridad física se debe conservar.
El dispositivo y el procedimiento según la
invención encuentran especial aplicación en la carga de reactores
de lecho fijo, de tipo químico o electroquímico, de petróleo o
petroquímico, con partículas sólidas que pueden tomar la forma de
bolas, de granos, de cilindros, de pastillas, de barritas o
cualquier otra forma, pero que tienen dimensiones relativamente
pequeñas. Las partículas sólidas son especialmente partículas
sólidas bastante frágiles, soportando mal una caída libre desde una
altura de varios metros.
La invención se describirá a continuación en
relación con bolas inertes, generalmente de material cerámico,
introducidas en reactores químicos de lecho catalítico fijo. Sin
embargo, el solicitante no pretende limitarse a esta aplicación
particular, ya que el dispositivo y el procedimiento pueden servir
para la introducción en un recinto de cualquier otro tipo de
material en partículas.
Es sabido que numerosos reactores químicos de
grandes dimensiones, por ejemplo de una altura de 5 a 30 metros y
de un diámetro de aproximadamente 3 a 6 metros, incorporan en el
fondo de su capacidad, por debajo del lecho de catalizador, una
capa de bolas inertes, por ejemplo con fuerte concentración de
alúmina, de mayores dimensiones que las de los granos de
catalizador, al objeto de evitar que estos sean evacuados
accidentalmente por el colector de fondo del reactor.
Estas bolas tienen un diámetro generalmente
inferior a 5 cm y forman en la base del reactor - o en cualquier
otro sitio del mismo, por ejemplo sobre la plataforma de soporte de
lecho, para el caso de un reactor de doble lecho catalítico - un
lecho cuyo espesor puede alcanzar más de dos metros.
Al introducir estas bolas, es esencial que se
depositen intactas en el fondo del reactor o sobre la plataforma de
soporte de lecho, ya que, si se quiebran en fragmentos pequeños,
conllevan el riesgo de obturar el colector a la salida del reactor
o la plataforma de soporte, provocando así una diferencia de presión
entre la entrada y la salida del mismo, perjudicial en extremo para
el rendimiento del reactor y, por tanto, al final para la entidad
propietaria.
Se conocen varios procedimientos de carga de
reactores con este tipo de bolas relativamente frágiles.
La carga mediante bolsas o cubos llenos de
bolas, introducidos individualmente en el reactor y a continuación
vaciados por un operador en el fondo del mismo, constituye una
técnica muy segura, aunque demasiado lenta para ser practicable
normalmente.
Otra técnica consiste en cargar las bolas
sirviéndose de una manguera flexible, de un diámetro de 10 a 20 cm,
funcionando a plena carga, es decir, llena de bolas de un extremo al
otro. El operador distribuye las bolas en el fondo del reactor
ajustando manualmente el diámetro de abertura del extremo inferior
de la manguera, al tiempo que la desplaza por el reactor. Este
procedimiento, que no permite garantizar un porcentaje de éxito de
la carga cercano al 100% de bolas intactas, también presenta un
riesgo de serio accidente para el operador. Efectivamente, en caso
de manipulación inadecuada del sistema de apertura, o en el caso de
desgarro o de desenganche de la manguera flexible que soporta una
carga considerable, ésta puede caer o vaciarse total y bruscamente,
lo cual no sólo conlleva la rotura de las bolas, sino que presenta
un riesgo considerable para la seguridad del operador.
El documento US 6.467.513 B1 describe un
dispositivo para introducir granos de catalizador en los tubos
verticales de un reactor, siendo el dispositivo conforme al
preámbulo de la reivindicación 1.
El solicitante ha propuesto recientemente, en su
solicitud de patente FR 2 829 107, una manguera semirrígida sinuosa
o helicoidal por la cual las bolas descienden rodando por la cara
interior de la manguera, pudiendo regularse, a través de la
inclinación de la pendiente, la velocidad de bajada y, de esta
forma, la energía cinética al final de la carrera. El dispositivo
que en esta solicitud se describe es plenamente satisfactorio tanto
desde el punto de vista de la velocidad de carga como de la calidad
de llenado, pero tiene el inconveniente de presentar varios
problemas por el volumen que ocupa. En efecto, la forma sinuosa o
helicoidal del dispositivo y la relativa rigidez del material de la
manguera dificultan tanto su transporte como su instalación y
desmontaje a través del registro del reactor.
El solicitante se ha marcado el objetivo de
proponer un dispositivo de carga de un reactor con partículas
sólidas que presente las ventajas pero sin los inconvenientes del
dispositivo descrito en el documento FR 2 829 107, o en otras
palabras, un dispositivo que permite introducir en el fondo de un
recinto, con un caudal elevado, partículas relativamente frágiles
sin romperlas, y que presenta una escasa ocupación de espacio,
equivalente al de una manguera recta tal como se ha descrito
anteriormente.
Por consiguiente, la presente invención tiene
por objeto un dispositivo para introducir partículas sólidas en un
recinto, en particular en un reactor químico, según la
reivindicación 1.
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La invención tiene asimismo por objeto un
procedimiento de carga de un recinto, en particular de un reactor
de gran tamaño, con partículas sólidas, según la reivindicación
14.
Cada una de las rampas helicoidales del
dispositivo de la invención recibe las partículas sólidas
introducidas por el extremo superior de la manguera, deteniendo o
impidiendo la caída libre de las mismas por la manguera haciendo
que resbalen o rueden, bajo el efecto de la gravedad, a una
velocidad que depende esencialmente de la pendiente de dicha rampa.
Este dispositivo permite así limitar de forma controlada la energía
cinética impartida a las partículas durante su bajada por la
manguera, modificando algunos de sus parámetros, tales como la
pendiente de la o las rampas helicoidales y/o el número, la longitud
y/o el espaciamiento de las zonas de la manguera que contienen
semejante rampa helicoidal, como también el paso de la o las rampas
helicoidales, pudiendo ser modificados estos parámetros
individualmente o conjuntamente.
El espacio que ocupa el dispositivo según la
invención viene determinado por las dimensiones exteriores de la
manguera flexible que envuelve la rampa helicoidal y, por
consiguiente, es idéntico al de una manguera flexible convencional
e inferior al de una manguera sinuosa o helicoidal tal como está
descrita en el documento FR 2 829 107.
La seguridad de funcionamiento de un dispositivo
según la invención se ve considerablemente aumentada respecto a una
manguera flexible convencional, ya que generalmente éste no funciona
a plena carga, lo que reduce considerablemente el peso de bolas o
de partículas presentes en la manguera en un momento dado. Por otro
lado, el peso de las bolas o partículas que se van a cargar no lo
soporta únicamente la manguera flexible, como en el caso de la
manguera recta flexible convencional, sino principalmente la rampa
helicoidal que va fijada en la parte superior del reactor mediante
un mecanismo de suspensión independiente del de la manguera. Con
ello, los riesgos de desgarro o de desenganche de la manguera
flexible se ven considerablemente reducidos.
El eje central que sostiene la rampa helicoidal
puede ser de un material rígido, por ejemplo un material metálico o
una resina termoplástica o termoendurecida, o de un material
relativamente flexible, por ejemplo una resina plastificada o un
elastómero, como también un material compuesto tal como una goma o
una resina, reforzados con fibras o materiales textiles. Este eje
central puede tener, por ejemplo, la forma de un tubo o de una
varilla maciza.
Los extremos del eje central, o al menos de un
elemento de eje que soporta la rampa helicoidal, también pueden ir
montados sobre pivotes con el fin de permitir que dichos ejes giren
libremente bajo el peso de las bolas que se están cargando,
permitiendo así acelerar dicha carga. Se puede contemplar asimismo
una automatización de la rotación con el concurso de un motor, por
ejemplo neumático.
En una forma de realización preferida del
dispositivo de la invención, el eje central está formado por una
pluralidad de elementos de eje, flexibles o rígidos, que están
articulados unos con respecto a los otros. Esta articulación
reviste un particular interés cuando el eje central es un tubo o una
varilla relativamente rígida, ya que ésta incrementa entonces
ventajosamente la flexibilidad global del dispositivo y facilita su
manipulación. El diseño de un eje central en varios elementos
articulados unos respecto a los otros permite asimismo el ajuste de
la longitud del dispositivo en función de la altura del reactor, o
el acortamiento del dispositivo a medida que dicho reactor se llena
de partículas.
La longitud de cada uno de los elementos
articulados está comprendida preferentemente entre 5 centímetros y
5 metros, según el tipo de reactor que se vaya a cargar.
En una forma de realización preferida de la
invención, la articulación de estos elementos que sostienen la
rampa helicoidal se realiza preferentemente mediante elementos
intermedios, o elementos de articulación. Estos elementos
intermedios son preferentemente elementos flexibles que no
constituyen obstáculo para la caída libre de las partículas sólidas
en el interior de la manguera flexible, entre dos rampas
helicoidales. Las bolas o partículas que se van a cargar pasan así
sucesiva y alternativamente por zonas por las que resbalan o ruedan
sobre una rampa helicoidal o por zonas en las que se hallan en caída
libre.
La longitud de las zonas de caída libre
repercute en la velocidad de llenado. Cuanto mayores sean la
proporción y la longitud de las zonas de caída libre, más elevada
es la velocidad de carga. Sin embargo, la longitud de las zonas de
caída libre no debe sobrepasar un valor límite superior, superado el
cual las bolas o partículas corren el riesgo de quebrarse o de
deteriorarse. Esta longitud máxima de los elementos intermedios
depende naturalmente de la fragilidad de los objetos que se van a
cargar. El solicitante ha comprobado que una longitud de elementos
intermedios comprendida entre 5 centímetros y 5 metros,
preferentemente entre 0,5 y 3 metros, permitía generalmente un
llenado rápido, con un porcentaje de rotura de las bolas muy
pequeño.
La proporción global del conjunto de las zonas
de caída libre respecto a la longitud total del dispositivo de la
invención está comprendida preferentemente entre el 20% y el 80%,
especialmente entre el 40% y el 70%.
Puede citarse, a título de ejemplos, elementos
intermedios constituidos por eslingas, por cuerdas, por cables, por
cadenas o por tubos flexibles que llevan, en cada uno de sus
extremos, medios adecuados que permiten fijarlos a los elementos de
eje que sostienen una rampa helicoidal.
La rampa helicoidal puede ser de cualquier
material con suficiente rigidez para soportar el peso de las bolas
o partículas. Puede tratarse de una lámina de metal, de plástico o
de goma, como también de un sistema de tipo de los de cepillo.
En una forma de realización preferida, la rampa
helicoidal tiene una estructura en cepillo, siendo suficientes el
número y la rigidez de las cerdas que conforman el cepillo para
soportar el peso de las partículas que se van a introducir cuando
el caudal de carga es máximo. Las cerdas se pueden insertar en un
elemento apropiado, susceptible de ser pegado, soldado o fijado de
otro modo al eje central.
En una forma de realización especialmente
preferida, la rampa helicoidal es un cepillo formado mediante
engaste de cerdas de resina en un perfil en forma de U, cual perfil
se suelda a continuación sobre un eje central metálico,
preferentemente un tubo metálico.
Puede proyectarse asimismo una rampa helicoidal
de las de cepillo cuyas cerdas queden cogidas entre dos varillas
arrolladas entre sí, constituyendo la hélice formada por ambas
varillas arrolladas el eje central de una estructura de tipo
escobillón.
La rampa helicoidal del dispositivo según la
presente invención es preferentemente una hélice simple, pero
pueden proyectarse igualmente hélices dobles o múltiples. El paso de
rosca, que determina la pendiente de la rampa y, por lo tanto, la
velocidad de rodadura o de resbalamiento de las partículas, está
comprendido preferentemente entre 5 y 100 cm, con preferencia entre
15 y 80 cm.
Para que la rampa pueda amortiguar la caída de
las partículas y desacelerar la bajada de éstas por la manguera, es
esencial que las partículas no puedan caer por encima del borde
exterior de la rampa helicoidal. Para ello, el borde exterior de la
misma está preferentemente en contacto con la manguera flexible.
Cuando las partículas tienen un tamaño relativamente grande, por
ejemplo del orden de unos centímetros, se puede tolerar cierta
separación entre el borde exterior y la manguera pero, como ya se ha
señalado, esta distancia tiene que ser significativamente inferior
a la dimensión media de las partículas para impedir que éstas caigan
por encima del borde de la rampa.
La manguera flexible puede estar constituida por
cualquier material que tenga suficiente resistencia mecánica para
resistir un desgarro durante el proceso de carga. Puede tratarse,
por ejemplo, de un material textil, preferentemente de punto o
tejido, como también de una hoja de material plástico, eventualmente
reforzado con fibras o con un material textil. Por manguera
"flexible", se entiende en la presente invención no solamente
una manguera capaz de aplanarse completamente cuando está vacía,
sino también una manguera semirrígida, reforzada con elementos
anulares rígidos, colocados a intervalos regulares y que permiten
una combadura de la manguera aunque impiden el aplanamiento de la
misma.
El diámetro interior de la manguera flexible que
rodea las rampas helicoidales y los elementos intermedios
preferentemente no sobrepasan algunas decenas de centímetros y queda
comprendido especialmente entre 50 y 400 mm, con preferencia entre
100 y 200 mm.
De acuerdo con una forma de realización
preferida de la invención, el dispositivo de carga está constituido
por un cierto número de módulos, incorporando cada módulo (i) un
segmento de manguera flexible y (ii) un segmento que integra un eje
central que sostiene una rampa helicoidal, y eventualmente (iii) un
elemento intermedio tal como se ha descrito anteriormente. En un
módulo de este tipo, la longitud de un segmento de manguera flexible
(i) es de preferencia sensiblemente idéntica a la longitud del
segmento que incorpora un eje central (ii) o a la longitud global
del segmento que incorpora un eje central (ii) y del elemento
intermedio (iii).
Los distintos módulos se fijan unos a otros a la
vez mediante encadenamiento de los elementos internos (eje central
con rampa helicoidal y elemento intermedio) y mediante empalme de
los extremos de los segmentos de manguera flexible. En la técnica
son conocidos medios de fijación adecuados y el experto en la
materia no tendrá dificultad para elegir los que convengan. Los
elementos internos pueden ir unidos, por ejemplo, mediante sistemas
de enganche apropiados y, los segmentos de manguera flexible, por
ejemplo, por abrazaderas que enlacen bridas previstas en los
extremos de cada uno de los segmentos de manguera flexible.
En una forma de realización preferida del
dispositivo de la presente invención, la manguera flexible (o un
segmento de manguera flexible) incorpora, sobre una parte o por toda
su longitud, dos pliegues rectos, diametralmente opuestos entre sí,
cerrados por su base mediante una línea de costura, definiendo cada
pliegue una banda que se extiende radialmente hacia el exterior de
la manguera. Las bandas laterales así creadas a cada lado de la
manguera facilitan el agarre de la manguera y sirven además para la
inserción de medios de fijación suplementarios, tales como
argollas. Siendo así que semejantes medios de fijación
suplementarios no deberían quedar situados en la propia manguera,
ya que con ello se incrementaría el riesgo de desgarro de la
misma.
El dispositivo de carga según la presente
invención se utiliza en un procedimiento de carga de partículas
sólidas en recintos de grandes dimensiones.
Este procedimiento comprende
- (a)
- la fijación de dicho dispositivo, por su extremo superior a la altura de una abertura (registro) en la parte superior del recinto, fijándose la rampa helicoidal en la parte superior del recinto mediante un mecanismo de suspensión independiente del de la manguera,
- (b)
- la introducción de las partículas sólidas por el extremo superior de dicho dispositivo.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Preferentemente, el recinto es un reactor,
generalmente un reactor cilíndrico con una altura comprendida entre
15 y 30 metros y con un diámetro comprendido entre 3 y 4 metros.
Para la carga de un reactor de este tipo, es necesario que un
operador se encuentre en el fondo del reactor, en el extremo
inferior del dispositivo de carga, al objeto de distribuir las
partículas que salen por el extremo inferior de dicho dispositivo
por toda la superficie del fondo del recinto o del frente de
carga.
Sin embargo, el reactor también puede ser un
reactor multitubular constituido por una pluralidad de tubos
verticales, teniendo todos un diámetro similar. En una forma de
realización preferida del procedimiento de carga de un reactor de
este tipo, el dispositivo de llenado se utiliza sin la manguera
flexible que rodea los elementos internos (eje central con rampa
helicoidal y elemento intermedio), o en otras palabras, las rampas
helicoidales fijadas a un eje central y arrolladas alrededor del
mismo, así como los elementos intermedios, se introducen
directamente en los tubos del reactor, cuyas paredes cumplen
entonces la función de la manguera flexible, ausente en esta forma
de realización, consistente en impedir que las bolas o partículas
caigan por encima del borde exterior de la rampa helicoidal. La
anchura de la rampa helicoidal se elegirá preferentemente de manera
que la distancia entre el borde exterior de la rampa y la pared del
reactor sea inferior a la dimensión de las partículas sólidas que
se van a introducir.
Se describe a continuación la invención con
referencia a los dibujos que se adjuntan, no limitativos, en los
que:
la figura 1 es una vista en perspectiva de un
tramo de una rampa helicoidal de un dispositivo según la invención
rodeada por una manguera flexible representada en sección;
la figura 2 es una vista esquemática de una
forma de realización preferida del dispositivo según la invención
con dos rampas helicoidales;
la figura 3 es una vista en perspectiva de una
forma de realización preferida de una manguera flexible utilizada
en el dispositivo según la invención;
la figura 4 es una vista en sección de un módulo
de un dispositivo de carga según la invención; y
la figura 5 es una vista en sección que muestra
el enganche de un dispositivo según la invención en la parte
superior del recinto.
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La figura 1 muestra un tramo de un dispositivo
según la presente invención con una rampa helicoidal (2) fijada a
un eje central (3) y arrollada alrededor del mismo, que es, en el
presente caso, una varilla maciza. La rampa helicoidal se puede
pegar o soldar por su base a la varilla central. Esta estructura de
caracol queda envuelta por una manguera flexible (1). Esta manguera
tiene tal diámetro que la distancia entre el borde exterior (4) de
la rampa y la manguera sea inferior a la dimensión de las partículas
que se van a cargar. El borde exterior (4) de la rampa (2) puede
hallarse en contacto de fricción con la superficie interna de la
manguera flexible.
La figura 2 ilustra esquemáticamente el
encadenamiento de dos elementos de eje (6) que sostienen sendas
rampas helicoidales (2) y separados por un elemento intermedio (5).
El elemento intermedio (5) va unido a los elementos de eje (6) por
un medio de articulación (8), por ejemplo un sistema
anillo-gancho, que permite el fácil y rápido
montaje y/o desmontaje del dispositivo. En la zona de los elementos
intermedios (5), entre dos rampas helicoidales (2), las bolas se
hallan en caída libre, lo que permite aumentar el caudal de
carga.
La figura 3 muestra una forma de realización
preferida de la manguera flexible (1) utilizada en la presente
invención. En esta forma de realización, la manguera flexible
incorpora dos pliegues rectos (7a, 7b), diametralmente opuestos
entre sí y cerrados por su base mediante una línea de costura simple
o múltiple (8). Cada pliegue define una banda lateral (9a, 9b) que
se extiende hacia el exterior de la manguera. Sobre cada banda
lateral se pueden prever uno o varios ojetes (10). Estos ojetes
sirven para enganchar la manguera flexible en la parte superior del
reactor (véase la figura 5) o para asegurar la fijación de
diferentes módulos del dispositivo según la invención (véase la
figura 4). La anchura de las bandas laterales no es determinante,
pero generalmente está comprendida entre 3 y 10 cm. Las bandas
laterales se pueden forrar con una banda de refuerzo (no
representada), pegada o fijada mediante líneas de costura
suplementarias.
En la figura 4, la manguera flexible no está
fabricada en una sola pieza como en la figura 2, sino que está
constituida a partir de varios segmentos de manguera flexible (1a),
de los cuales en el presente caso sólo está representado uno. Este
segmento comprende dos bandas laterales (9a, 9b) formadas por
pliegues rectos como se ha explicado en la figura 3. A lo largo de
cada banda lateral va dispuesta una serie de ojetes (10). El
segmento de manguera (1a) incorpora, por cada uno de sus extremos,
una brida (11) fijada en el segmento de manguera (1a) mediante una
abrazadera de apriete (12). La brida inferior de un primer segmento
de manguera se puede fijar a la brida superior del segmento de
manguera siguiente por medio de una abrazadera de fijación rápida
(13). La primera y última argolla (10) de cada banda lateral (9a,
9b) sirve para el enganche de un cable de seguridad (14) destinado
a impedir el desenganche del módulo inferior en caso de fallo del
sistema de empalme de los segmentos de manguera formado por las
bridas (11), la abrazadera de apriete (12) y la abrazadera de
fijación rápida (13).
\newpage
Finalmente, la figura 5 ilustra una posibilidad
de enganche del dispositivo de la presente invención en la parte
superior del reactor. En esta figura, en la parte superior de un
reactor, se halla instalada en el registro del mismo y sólidamente
fijada, una tolva (14). A la altura del borde inferior de la tolva
(14), está enganchado un adaptador (15). En el adaptador está
prevista una barra de enganche transversal (16). La manguera
flexible (1) queda fijada por una abrazadera de apriete (17) sobre
el adaptador (15) y enganchada además a la parte superior del
reactor mediante un sistema de suspensión (18). El eje central (3)
que sostiene la rampa helicoidal (2) se engancha mediante un gancho
(19) a la barra transversal (16) del adaptador (15).
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizan sucesivamente dos ensayos de carga
con sendas mangueras diferentes, cuyas alturas desde el suelo son
idénticas e iguales a 16 metros.
Una de las mangueras es según la presente
invención y del tipo descrito con referencia a las figuras 1 a 4.
Está constituida a partir de una vaina cilíndrica de algodón tejido
que presenta un grosor de 2 mm y un diámetro interior de 140 mm.
Dicha manguera está formada por 8 módulos de 2 metros,
constituyéndose cada uno de estos módulos a partir de una vaina
flexible y, en el interior de la vaina flexible, de dos elementos
internos de la misma longitud, es decir, de un cable como elemento
intermedio y de un elemento de eje en forma de tubo hueco de 35 mm
de diámetro, realizado en acero corriente. La rampa helicoidal
soportada por el tubo hueco tiene una estructura de cepillo formada
mediante engaste de cerdas de resina en un perfil en forma de U
soldado al eje central metálico. Los elementos intermedios y los
elementos de eje equipados con rampas helicoidales van unidos de
forma convencional por sus extremos con el concurso de
mosquetones.
El paso de la hélice de la rampa helicoidal es
igual a 300 mm, lo que corresponde a una pendiente de 45º, es
decir, está comprendido preferentemente entre 10º y 80º, y aún más
preferentemente entre 20º y 60º.
La otra manguera es una vaina cilíndrica
flexible, con un diámetro interno de 125 mm, suspendida en vertical,
por la que se dejan caer las bolas en caída libre.
En estos ensayos se utilizan bolas inertes de
alúmina, fabricadas por la compañía alemana Vereinigte Füllkörper
Fabriken GmbH y comercializadas en Francia con la denominación
Duranit. Estas bolas tienen los siguientes diámetros:
- -
- 6,35 mm (1/4 de pulgada): ensayos designados a continuación por A;
- -
- 12,67 mm (1/2 pulgada): ensayos designados a continuación por B;
- -
- 19,05 mm (3/4 de pulgada): ensayos designados a continuación por C.
\vskip1.000000\baselineskip
A 1 metro del extremo inferior de cada manguera
se dispone una placa metálica que simula el fondo del reactor.
La masa de las bolas utilizadas en los ensayos
de impacto es la siguiente:
- -
- ensayos A, 25 kg;
- -
- ensayos B, 25 kg;
- -
- ensayos C, 10 kg.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Se observa que, mientras que en todos los
ensayos el porcentaje de bolas intactas es de prácticamente el 100%
con la manguera conforme a la invención, éste varía entre el 65% y
el 90% con la manguera flexible según el estado de la técnica.
Ello se explica esencialmente por la diferencia
entre las velocidades de evacuación de las bolas al exterior de
ambas mangueras, siendo esta velocidad de sólo aproximadamente 3,1
m/s con la manguera recta conforme a la invención, para las bolas
de un diámetro de 19,05 mm (3/4 de pulgada), mientras que es de 6,5
m/s con la manguera flexible según el estado de la técnica,
dispuesta verticalmente.
Estos resultados ilustran claramente la ventaja
que presentan el dispositivo y el procedimiento conformes a la
invención para la carga con bolas inertes de la parte de fondo de un
reactor químico, o de una plataforma de soporte de lecho.
No obstante, tal como se ha indicado
anteriormente, este dispositivo y este procedimiento no se limita a
esta aplicación, sino que también pueden ser utilizados para la
carga o la descarga de un recinto con partículas sólidas, tales
como partículas de catalizador, cuyas integridad física y cualidades
físicas es necesario preservar.
Claims (16)
1. Dispositivo para introducir partículas
sólidas en un recinto, en particular en un reactor químico, que
comprende una manguera flexible (1), preferentemente cilíndrica, por
la que circulan dichas partículas de arriba abajo, y que comprende
además, en el interior de la manguera, al menos una rampa (2) fijada
a un eje central (3) y que tiene una anchura tal que la distancia
entre el borde exterior (4) de la rampa (2) y la manguera (1) es
inferior a la dimensión de las partículas sólidas que se van a
introducir,
caracterizado porque dicha al menos una
rampa (2) es una rampa helicoidal fijada al eje central (3) y
arrollada alrededor del mismo y porque la manguera (1) y la rampa
(2) comprenden sendos mecanismos de suspensión (10, 18; 19) a la
parte superior del recinto, siendo el mecanismo de suspensión (19)
de la rampa (2) independiente de aquél (10, 18) de la manguera
(1).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que el eje central (3) es una
varilla o un tubo flexible o rígido.
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que el eje central (3) está
formado por una pluralidad de elementos de eje (6), flexibles o
rígidos, articulados unos con respecto a los otros.
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que la longitud de los
elementos de eje (6) está comprendida entre 5 centímetros y 5
metros, preferentemente entre 0,5 y 2 metros.
5. Dispositivo según la reivindicación 3 ó 4,
caracterizado por el hecho de que los elementos de eje (6)
están articulados los unos con los otros por medio de elementos
intermedios (5), preferiblemente elementos intermedios flexibles,
que no constituyen obstáculo para la caída libre de las partículas
sólidas, en el interior de la manguera flexible, entre dos rampas
helicoidales (2).
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que los elementos intermedios
(5) son eslingas, cuerdas, cables, cadenas o tubos flexibles.
7. Dispositivo según la reivindicación 5 ó 6,
caracterizado por el hecho de que la longitud de los
elementos intermedios (5) está comprendida entre 5 centímetros y 5
metros, preferentemente entre 0,5 y 2 metros.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado por el hecho de que la rampa
helicoidal (2) tiene una estructura en cepillo, siendo suficientes
el número y la rigidez de las cerdas que conforman el cepillo para
soportar el peso de las partículas que se van a introducir cuando el
caudal de carga es máximo.
9. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que el paso de hélice de la rampa helicoidal (2) está comprendido
entre 5 y 100 cm, preferentemente entre 15 y 80 cm.
10. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que la manguera flexible (1) es de un material textil tejido o de
punto, o de material plástico, eventualmente reforzado con fibras o
con un material textil.
11. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que la manguera flexible (1) comprende, sobre una parte o en toda
su longitud, dos pliegues rectos (7a, 7b), diametralmente opuestos
entre sí, cerrados por su base mediante una línea de costura (8) y
definiendo cada cual una banda (9a, 9b) que se extiende radialmente
hacia el exterior de la manguera.
12. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado por el hecho de que la banda (9a, 9b) lleva o
incorpora medios de fijación (10) de la manguera.
13. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que el diámetro interno de la manguera (1) está comprendido entre
50 mm y 400 mm, preferentemente entre 100 mm y 200 mm.
14. Procedimiento de carga de un recinto, en
particular de un reactor, con partículas sólidas, que comprende la
fijación de un dispositivo de carga, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, por su extremo superior a la altura
de una abertura (14) en la parte superior del recinto, fijándose la
rampa helicoidal (2) en la parte superior del recinto mediante el
mecanismo de suspensión (19) independiente del de la manguera (1),
y la introducción de las partículas sólidas por el extremo superior
de dicho dispositivo.
15. Procedimiento de carga de un recinto según
la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que
comprende además la distribución, por un operador, de las
partículas que salen por el extremo inferior de dicho dispositivo
de carga por toda la superficie del fondo del recinto o del frente
de carga.
16. Procedimiento de carga de un recinto según
la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que el
recinto que se va a llenar es un reactor multitubular constituido
por una pluralidad de tubos verticales.
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