ES2402611B1

ES2402611B1 - PROCEDURE, AND APPLIANCE FOR YOUR PRACTICE, FOR THE CONDENSATION OF FUEL VAPORS AND THEIR LIQUID RECOVERY USING VIBRATORY MEDIA

Info

Publication number: ES2402611B1
Application number: ES201101189A
Authority: ES
Inventors: Vicente HENRIQUEZ CONCEPCION; Marta TRUJILLO PEREZ
Original assignee: Universidad de las Palmas de Gran Canaria
Current assignee: Universidad de las Palmas de Gran Canaria
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2031-10-25
Also published as: ES2402611R1; ES2402611A2

Abstract

Procedimiento, y aparato para su puesta en práctica, para la condensación de vapores de combustible y su recuperaci6n líquida que emplea medios vibratorios.#La presente invención se refiere a un procedimiento para la condensación de vapores de combustible y su recuperación líquida, empleando medios vibratorios, que comprende las etapas de: (i) Enfriar el agua contenida en un tanque de burbujeo (1) hasta una temperatura entre -5ºC y -15ºC; (ii) introducir los vapores de combustible a condensar en el tanque de burbujeo (1), permitiendo la mezcla de los vapores de combustible con el agua contenido en el tanque de burbujeo (1); (iii) aplicar una movimiento vibratorio a la mezcla formada por los vapores de combustible y el agua contenida en el tanque de burbujeo (1) o lecho burbujeante, donde la aplicación del movimiento vibratorio unido a la temperatura del agua contenida en el tanque vibratorio (1) permite la obtención de un desnate y, (iv) centrifugado del desnate para separar el agua del combustible líquido; y un aparato para su puesta en práctica.#Con la puesta de la solución propuesta se solucionan los problemas de coalescencia y eficiencia energética de los procedimientos y aparatos ya existentes.Method, and apparatus for its implementation, for the condensation of fuel vapors and their liquid recovery using vibratory means. # The present invention relates to a process for the condensation of fuel vapors and their liquid recovery, using vibratory means , comprising the steps of: (i) Cooling the water contained in a bubbling tank (1) to a temperature between -5ºC and -15ºC; (ii) introducing the fuel vapors to condense in the bubbling tank (1), allowing the mixing of the fuel vapors with the water contained in the bubbling tank (1); (iii) apply a vibratory movement to the mixture formed by the fuel vapors and the water contained in the bubbling tank (1) or bubbling bed, where the application of the vibratory movement together with the temperature of the water contained in the vibrating tank ( 1) allows obtaining a skim and, (iv) spinning the skim to separate water from liquid fuel; and an apparatus for implementation. # With the implementation of the proposed solution, the problems of coalescence and energy efficiency of existing procedures and devices are solved.

Description

Procedimiento, y aparato para su puesta en práctica, para la condensación de vapores de combustible y su recuperación líquida que emplea medios vibratorios Procedure, and apparatus for its implementation, for the condensation of fuel vapors and their liquid recovery using vibratory means

Objeto de la invención Object of the invention

5 5: La presente invención se refiere a un procedimiento, y un aparato para su puesta en práctica, para la condensación de vapores de combustible y su recuperación líquida que emplea medios vibratorios. The present invention relates to a method, and an apparatus for its implementation, for the condensation of fuel vapors and their liquid recovery using vibratory means.

Antecedentes de la invención Background of the invention

1 O 15 1 or 15: La legislación vigente y las exigencias del mercado en materia de calidad y seguridad hacen que las cisternas utilizadas para el transporte de mercancías deban ser perfectamente lavadas interiormente y vaporizadas antes de transportar otra mercancía químicamente incompatible con la anterior. En este sentido, la técnica más comúnmente empleada es la denominada lechos fluidizados. Esta técnica no está exenta de inconvenientes, siendo uno de los más señalados la coalescencia, que consiste en el aumento del diámetro de las burbujas que se generan, fuertemente asociada a la geometría del distribuidor en cuanto al diámetro, número y disposición de los orificios que lo conforman. The current legislation and the requirements of the market in terms of quality and safety mean that the tanks used for the transport of goods must be perfectly washed internally and vaporized before transporting other merchandise chemically incompatible with the previous one. In this sense, the most commonly used technique is called fluidized beds. This technique is not without problems, one of the most important being coalescence, which consists in increasing the diameter of the bubbles that are generated, strongly associated with the geometry of the distributor in terms of the diameter, number and arrangement of the holes that it's conformed.

Para evitar o minimizar los efectos asociados a la coalescencia se suele limitar la altura del To avoid or minimize the effects associated with coalescence, the height of the

lecho, lo que implica disponer de más unidades pero más pequeñas, de menos altura, es decir, lechos múltiples en serie o en paralelo (lechos multietapa). bed, which means having more but smaller units of less height, that is, multiple beds in series or in parallel (multi-stage beds).

20 25 20 25: En los lechos fluidizados, el diseño del distribuidor es fundamental para garantizar que el flujo másico en cada orificio sea el mismo. Para que se cumpla esta condición, el flujo debe estar próximo a las condiciones de obturación, lo que supone mantener unas condiciones de contrapresión elevadas, y por tanto una demanda de energía que debe satisfacer tanto la presión ejercida por el peso del lecho, es decir, la columna de líquido, así como la pérdida de presión que impone el distribuidor. Si la solución adoptada es la de multietapas, cada lecho dispondrá de un distribuidor con la consiguiente penalización energética. In fluidized beds, the design of the distributor is essential to ensure that the mass flow in each hole is the same. For this condition to be fulfilled, the flow must be close to the sealing conditions, which means maintaining high back pressure conditions, and therefore a demand for energy that must satisfy both the pressure exerted by the bed weight, that is to say , the liquid column, as well as the pressure loss imposed by the distributor. If the solution adopted is multistage, each bed will have a distributor with the corresponding energy penalty.

30 30: La solución propuesta comprende la utilización de un lecho burbujente de gran tamaño y baja coalescencia con la aplicación de una acción vibrante controlada en frecuencia y amplitud sobre el distribuidor, lo que tiene por efecto la disminución del diámetro y altura efectiva del quot;jetquot; de gas-vapor formado en el seno del líquido refrigerado. Esta disminución de altura y diámetro efectivo implica la formación de burbujas de inferior diámetro, obteniéndose así una mayor superficie específica y por tanto una mayor eficacia en los The proposed solution includes the use of a bubbling bed of large size and low coalescence with the application of a vibrating action controlled in frequency and amplitude on the distributor, which has the effect of reducing the effective diameter and height of the jetquot; of gas-vapor formed within the refrigerated liquid. This decrease in height and effective diameter implies the formation of bubbles of smaller diameter, thus obtaining a greater specific surface area and therefore greater efficiency in the

5 5: procesos físico-químicos que habrán de darse entre ambos fluidos. La utilización de lechos vibrantes o agitados limita además la formación de hielo, mediante ruptura de las estructuras cristalinas de su forma sólida, constituyendo la base fenomenológica la acción mecánica debida al movimiento entre fluidos y superficies sólidas, elementos sobre los que se inicia la formación de las estructuras cristalinas. Esta técnica supone una menor temperatura de la solución con una mejora del consumo energético. physicochemical processes that will occur between both fluids. The use of vibrating or agitated beds also limits the formation of ice, by breaking the crystalline structures of their solid form, the phenomenological basis constituting the mechanical action due to the movement between fluids and solid surfaces, elements on which the formation of Crystal structures This technique means a lower temperature of the solution with an improvement in energy consumption.

1O 1O: El documento de patente WO 2005022667 A2 hace referencia a un método para la separación de partículas sólidas en un lecho fluidizado sólido-gas, en el cuál la separación se realiza mediante vibración. Sin embargo esta invención no emplea la vibración para lechos fluidizados líquido-gas. WO 2005022667 A2 refers to a method for the separation of solid particles in a solid-gas fluidized bed, in which the separation is carried out by vibration. However, this invention does not employ vibration for liquid-gas fluidized beds.

15 fifteen: Por otro lado, los documentos de patente WO 9907640 Al y EP 0126191 A2 hacen referencia a un dispositivo para la separación de lechos fluidizados, en el que uno de los fluidos es un gas, y que emplea medios vibratorios en la separación. Sin embargo estas invenciones no coinciden con el procedimiento y equipo para su puesta en práctica propuesto. On the other hand, patent documents WO 9907640 Al and EP 0126191 A2 refer to a device for the separation of fluidized beds, in which one of the fluids is a gas, and which uses vibratory means in the separation. However, these inventions do not coincide with the procedure and equipment for their proposed implementation.

Mediante la puesta en práctica de la solución propuesta se consigue, solucionando los problemas de coalescencia y eficiencia energética ya comentados, la condensación de vapores de combustible y su recuperación posterior. The implementation of the proposed solution is achieved, solving the problems of coalescence and energy efficiency already mentioned, the condensation of fuel vapors and their subsequent recovery.

Sumario de la invención Summary of the invention

20 twenty: La presente invención se refiere a un procedimiento para la condensación de vapores de combustible y su recuperación líquida, empleando medios vibratorios, que comprende las siguientes etapas: The present invention relates to a process for the condensation of fuel vapors and their liquid recovery, using vibratory means, comprising the following steps:

(i) Enfriar el agua contenida en un tanque de burbujeo (1) hasta una temperatura entre -5°C y -l5°C. (i) Cool the water contained in a bubbling tank (1) to a temperature between -5 ° C and -l5 ° C.

25 25: (ii) introducir los vapores de combustible a condensar en el tanque de burbujeo (1 ), permitiendo la mezcla de los vapores de combustible con el agua contenido en el tanque de burbujeo (1). (ii) introducing the fuel vapors to condense in the bubbling tank (1), allowing the mixing of the fuel vapors with the water contained in the bubbling tank (1).

30 30: (iii) aplicar una movimiento vibratorio a la mezcla formada por los vapores de combustible y el agua contenida en el tanque de burbujeo (1) o lecho burbujeante, donde la aplicación del movimiento vibratorio unido a la temperatura del agua contenida en el tanque vibratorio (1) permite la obtención de un desnate y, (iii) apply a vibratory movement to the mixture formed by the fuel vapors and the water contained in the bubbling tank (1) or bubbling bed, where the application of the vibratory movement together with the temperature of the water contained in the vibrating tank ( 1) allows to obtain a skimming and,

(iv) centrifugado del desnate para separar el agua del combustible líquido. (iv) centrifugation of the skimmer to separate the water from the liquid fuel.

Así mismo, es característica de la invención un aparato para la puesta en práctica del procedimiento que comprende: Likewise, an apparatus for the implementation of the method comprising:

5 5: al menos un tanque de burbujeo (1 ), que contendrá medios (7 y 8) para aplicar un movimiento vibratorio al lecho de burbujeo; medios para enfriar (2 y 3) el agua contenida en el tanque de burbujeo (1) y medios para impulsar (6) el lecho de burbujeo al interior del tanque de burbujeo (1). at least one bubble tank (1), which will contain means (7 and 8) to apply a vibratory motion to the bubble bed; means for cooling (2 and 3) the water contained in the bubbling tank (1) and means for driving (6) the bubbling bed into the bubbling tank (1).

1 O 15 1 or 15: También es característica de la invención el que en el interior del tanque de burbujeo hay alojados dos elementos (7 y 8), presentando el primer elemento (7) una pluralidad de orificios practicados sobre su superficie, de forma no uniforme, que permite romper las burbujas de vapor contenidas en el lecho burbujeante; y presentando el segundo elemento (8) una pluralidad de orificios practicados sobre su superficie, de forma uniforme, sobre este segundo elemento se aplica una fuerza vibratoria para que realice un movimiento vibratorio constante que permite obtener una rotura uniforme de las burbujas de vapor contenidas en el lecho burbujeante. Also characteristic of the invention is that inside the bubble tank two elements (7 and 8) are housed, the first element (7) presenting a plurality of holes made on its surface, in a non-uniform way, which allows breaking the vapor bubbles contained in the bubbling bed; and the second element (8) presenting a plurality of holes practiced on its surface, uniformly, on this second element a vibratory force is applied so that it performs a constant vibratory movement that allows to obtain a uniform breakage of the vapor bubbles contained in the bubbling bed.

Descripción de las figuras Description of the figures

La figura 1 muestra un esquema representativo del aparato para la puesta en práctica del procedimiento para la condensación de vapores de combustible y su recuperación líquida que emplea medios vibratorios. Figure 1 shows a representative scheme of the apparatus for the implementation of the procedure for the condensation of fuel vapors and their liquid recovery using vibratory means.

20 twenty: Descripción detallada de una realización preferida de la invención Detailed description of a preferred embodiment of the invention

Aunque la invención se describe en términos de una realización específica preferida, será fácilmente evidente para los expertos en esta técnica que se pueden hacer diversas modificaciones, redisposiciones y reemplazos. El alcance de la invención está definido por las reivindicaciones adjuntas a la misma. Although the invention is described in terms of a specific preferred embodiment, it will be readily apparent to those skilled in this art that various modifications, redispositions and replacements can be made. The scope of the invention is defined by the claims appended thereto.

25 25: Antes de poner en práctica el procedimiento el tanque de burbujeo (1) es llenado con agua, la cual es enfriada hasta un rango de temperatura que va desde los -5°C hasta los -15°C. El punto de congelación del agua es rebajado mediante la adición de una cantidad determinada de glicoles o sales. El enfriado del agua se lleva a cabo mediante un sistema de frío que comprende un evaporador (2) y un condensador (3) principalmente. Before carrying out the procedure, the bubbling tank (1) is filled with water, which is cooled to a temperature range from -5 ° C to -15 ° C. The freezing point of water is lowered by adding a certain amount of glycols or salts. Water cooling is carried out by means of a cooling system comprising an evaporator (2) and a condenser (3) mainly.

Para poner en práctica el procedimiento hay que llenar el depósito (cisterna, tanque, bidón, To implement the procedure, the tank must be filled (tank, tank, drum,

etc.), del cual se desea condensar los vapores de combustible, con agua para lograr que los etc.), of which it is desired to condense the fuel vapors, with water to ensure that

vapores empiecen a salir por la parte superior de dicho depósito. Vapors start coming out from the top of the tank.

Estos vapores son introducidos, debido a la presión que ejerce el agua sobre los vapores These vapors are introduced, due to the pressure exerted by the water on the vapors

5 5: dentro del depósito, en el equipo a través una manguera conectada al conducto principal de inside the tank, in the equipment through a hose connected to the main duct of

entrada (4). Estos vapores se mezclan con el agua del tanque de burbujeo en el conducto (5) entry (4). These vapors are mixed with the water from the bubbling tank in the duct (5)

que une el conducto principal de entrada (4) con el tanque de burbujeo (1), creando un which joins the main inlet duct (4) with the bubbling tank (1), creating a

lecho burbujeante. Mediante una bomba (6) se impulsa el lecho burbujeante al interior del bubbling bed. By means of a pump (6) the bubbling bed is pushed into the interior of the

tanque de burbujeo (1), hasta llegar a los platos vibratorios. El primer plato (7) presenta bubble tank (1), until you reach the vibrating plates. The first course (7) presents

1 O 1 o: una pluralidad de orificios practicados sobre su superficie, de forma no uniforme, que a plurality of holes made on its surface, not uniformly, which

permite romper las burbujas de vapor. El segundo plato (8) presenta una pluralidad de allows to break the steam bubbles. The second plate (8) has a plurality of

orificios practicados sobre su superficie, de forma uniforme, que realiza un movimiento holes practiced on its surface, evenly, that performs a movement

vibratorio constante que permite obtener una rotura uniforme de las burbujas de vapor. El constant vibration that allows to obtain a uniform breakage of the vapor bubbles. He

movimiento de vibración se logra mediante un motor. La acción de los platos (7 y 8), que Vibration movement is achieved by a motor. The action of the dishes (7 and 8), which

15 fifteen: logra la rotura de la coalescencia del lecho burbujeante, unida a la temperatura del agua achieves the breaking of the coalescence of the bubbling bed, together with the water temperature

contenida en el tanque de burbujeo (1) permiten obtener un desnate de manera óptima. contained in the bubbling tank (1) allow to obtain a skimming optimally.

El desnate obtenido sale del tanque de burbujeo a través de un conducto (9) que comunica The obtained skimming leaves the bubbling tank through a conduit (9) that communicates

el tanque de burbujeo (1) con el depósito de recogida del desnate (10). Posteriormente el the bubbling tank (1) with the skim collection tank (10). Subsequently the

desnate es trasladado a una centrifugadora donde se separa el agua del combustible. Skim is transferred to a centrifuge where water is separated from the fuel.

20 twenty: El aparato necesario para poner en práctica el procedimiento descrito, según se muestra en The apparatus necessary to implement the described procedure, as shown in

la figura 1, comprende los siguientes componentes: un tanque de burbujeo (1) que consta Figure 1, comprises the following components: a bubbling tank (1) consisting

de dos platos de vibración (7 y 8); un motor para hacer vibrar los platos de vibración (7 y of two vibration plates (7 and 8); an engine to vibrate the vibration plates (7 and

8); un equipo de frío formado por un compresor, un evaporador (2), un condensador (3), 8); a cold equipment consisting of a compressor, an evaporator (2), a condenser (3),

una pluralidad de sensores de temperatura (11) y una válvula de expansión (12); una bomba a plurality of temperature sensors (11) and an expansion valve (12); a bomb

25 25: de agua (6); y un caudalímetro. of water (6); and a flowmeter.

Claims

1.-Procedimiento para la condensación de vapores de combustible y su recuperación líquida, empleando medios vibratorios, que comprende las siguientes etapas: 1.-Procedure for the condensation of fuel vapors and their liquid recovery, using vibratory means, comprising the following stages:

5 5: (i) Enfriar el agua contenida en un tanque de burbujeo (1) hasta una temperatura entre -5°C y-15°C. (i) Cool the water contained in a bubbling tank (1) to a temperature between -5 ° C and -15 ° C.

(ii) introducir los vapores de combustible a condensar en el tanque de burbujeo (1), permitiendo la mezcla de los vapores de combustible con el agua contenido en el tanque de burbujeo (1) (ii) introduce the fuel vapors to condense in the bubbling tank (1), allowing the mixing of the fuel vapors with the water contained in the bubbling tank (1)

1 O 1 o: (iii) aplicar una movimiento vibratorio a la mezcla formada por los vapores de combustible y el agua contenida en el tanque de burbujeo (1) o lecho burbujeante, donde la aplicación del movimiento vibratorio unido a la temperatura del agua contenida en el tanque vibratorio (1) permite la obtención de un desnate y, (iii) apply a vibratory movement to the mixture formed by the fuel vapors and the water contained in the bubbling tank (1) or bubbling bed, where the application of the vibratory movement together with the temperature of the water contained in the vibrating tank ( 1) allows to obtain a skimming and,

(iv) centrifugado del desnate para separar el agua del combustible líquido (iv) centrifugation of the skimmer to separate the water from the liquid fuel

15 fifteen: 2.-Aparato para la puesta en práctica del procedimiento que comprende: 2.-Apparatus for the implementation of the procedure comprising:

al menos un tanque de burbujeo (1 ), que contendrá medios (7 y 8) para aplicar un movimiento vibratorio al lecho de burbujeo; medios para enfriar (2 y 3) el agua contenida en el tanque de burbujeo (1) y medios para impulsar (6) el lecho de burbujeo al interior del tanque de burbujeo (1). at least one bubble tank (1), which will contain means (7 and 8) to apply a vibratory motion to the bubble bed; means for cooling (2 and 3) the water contained in the bubbling tank (1) and means for driving (6) the bubbling bed into the bubbling tank (1).

20 25 20 25: 3.-Aparato según la reivindicación 2, caracterizado porque en el interior del tanque de burbujeo hay alojados dos elementos (7 y 8), presentando el primer elemento (7) una pluralidad de orificios practicados sobre su superficie, de forma no uniforme, que permite romper las burbujas de vapor contenidas en el lecho burbujeante; y presentando el segundo elemento (8) una pluralidad de orificios practicados sobre su superficie, de forma uniforme, sobre este segundo elemento se aplica una fuerza vibratoria para que realice un movimiento vibratorio constante que permite obtener una rotura uniforme de las burbujas de vapor contenidas en el lecho burbujeante. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that two elements (7 and 8) are housed inside the bubble tank, the first element (7) presenting a plurality of holes made on its surface, in a non-uniform way, which allows to break the vapor bubbles contained in the bubbling bed; and the second element (8) presenting a plurality of holes practiced on its surface, uniformly, on this second element a vibratory force is applied so that it performs a constant vibratory movement that allows to obtain a uniform breakage of the vapor bubbles contained in the bubbling bed.