ES2913131T3 - Método de seguimiento del flujo en un separador centrífugo - Google Patents

Método de seguimiento del flujo en un separador centrífugo Download PDF

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Stine Karlsen
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Abstract

Un separador centrífugo (1) para la separación industrial de una mezcla líquido-gas, que comprende un cuerpo del separador centrífugo que tiene una pared del cuerpo del separador centrífugo, comprendiendo el cuerpo del separador centrífugo una sección cilíndrica (2) y una sección cónica (3), una salida de gas (6) situada en el extremo superior del cuerpo del separador centrífugo y una salida de líquido (7) situada en el extremo inferior del cuerpo del separador centrífugo, un orificio de entrada de la mezcla líquido-gas (8), en particular situado en la sección cilíndrica (2) del cuerpo del separador centrífugo, en donde el cuerpo del separador centrífugo comprende además medios para detectar el espesor del líquido en la pared del cuerpo del separador centrífugo; caracterizado porque los medios de detección del espesor del líquido están situados en la sección cilíndrica (2).

Description

DESCRIPCIÓN
Método de seguimiento del flujo en un separador centrífugo
Campo de la invención
La invención se refiere a un separador centrífugo, en particular a un separador centrífugo para la separación de una mezcla de gas y líquido. El separador centrífugo de la invención comprende un sistema de control, adecuado para controlar el flujo a través del separador centrífugo y adecuado para detectar bloqueos en el flujo y cambios en el patrón de flujo dentro del separador centrífugo.
Antecedentes de la invención
Los separadores centrífugos, como los hidrociclones, se utilizan normalmente para separar gas de líquido en procesos por lotes y especialmente en procesos de flujo continuo. Se conoce un ejemplo a partir del documento RU2125491 C1.
La Figura 1A proporciona una representación esquemática de un separador centrífugo de la técnica anterior como se conoce en la tecnología de separación del estado de la técnica, indicando los elementos de un separador centrífugo típico. El separador centrífugo comprende una sección 2 cilíndrica y una sección 3 cónica, que encierran juntas una cavidad 4 del separador centrífugo, que es simétrica alrededor de un eje 13 central. La sección cilíndrica 2 está cerrada en la parte superior con una tapa 5, donde se encuentra una salida de gas 6, conectada a un tubo de salida de gas 11. En la parte inferior de la sección cónica 3 hay una salida de líquido 7, conectada a un tubo de salida de líquido 12. Un orificio de entrada de la mezcla líquido-gas 8 está en conexión fluida con la cavidad del separador centrífugo 4 a través de la sección cilíndrica 2. El orificio de entrada de la mezcla líquido-gas 8 está conectado al tubo de entrada 10. A menudo, un dispositivo de control de flujo se encuentra en la salida del líquido.
Los separadores centrífugos suelen formar parte de instalaciones industriales complejas con muchos otros componentes. Por lo tanto, a menudo es necesario monitorear el flujo a través del separador centrífugo, o monitorear la eficiencia de la separación gas-líquido, ya que esto puede tener consecuencias aguas arriba y aguas abajo del separador centrífugo. Además, los separadores de gas-líquido conocidos en el arte previo sufren normalmente de varias deficiencias cuando operan bajo una alta carga de líquido. El objetivo de un separador centrífugo es separar rápidamente el producto gaseoso de la fase líquida. Por lo tanto, hay una demanda hacia los separadores centrífugos en los que se puede llevar a cabo una medición de flujo altamente sensible. Los separadores centrífugos deben poder trabajar en el pico o por encima del pico de su capacidad de diseño, mientras mantienen una funcionalidad óptima bajo el control de un operador. El operador debe poder monitorear el funcionamiento del separador centrífugo de manera precisa y detectar problemas rápidamente mientras representa un riesgo mínimo para la salud de los transeúntes.
Sumario de la invención
Por consiguiente, uno de los objetivos de la presente invención es superar o mejorar una o más de las desventajas mencionadas anteriormente presentes en el mercado, o satisfacer cualquiera de las demandas que están presentes en el mercado.
Ahora se ha descubierto sorprendentemente que uno o más de estos objetivos se pueden conseguir proporcionando un separador centrífugo en el que los medios para detectar el espesor de la capa de líquido dentro del separador centrífugo se colocan a lo largo de la sección cilíndrica del separador centrífugo o se colocan encima del líquido. -orificio de entrada de la mezcla de gases del separador centrífugo.
La invención se refiere particularmente a un separador centrífugo para la separación industrial de una mezcla líquidogas, que comprende un cuerpo separador centrífugo que tiene una pared del cuerpo separador centrífugo, el cuerpo separador centrífugo comprende una sección cilíndrica y una sección cónica, una salida de gas colocada en el extremo superior del cuerpo del separador centrífugo y una salida de líquido colocada en el extremo inferior del cuerpo del separador centrífugo, un orificio de entrada de la mezcla líquido-gas (8), en particular colocado en la sección cilíndrica (2) del cuerpo del separador centrífugo; caracterizado porque el separador centrífugo comprende además medios para detectar el espesor del líquido en la pared del cuerpo del separador centrífugo, donde los medios para detectar el espesor del líquido están colocados en la sección cilíndrica (2). En algunas realizaciones, el medio de detección se coloca a la misma altura o por encima de la posición del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas.
En algunas realizaciones, los medios de detección se colocan en la mitad superior de la sección cilíndrica. En algunas realizaciones, los medios de detección se colocan entre una altura de al menos el 50 % y como máximo el 67 % de la altura de la sección cilíndrica.
En algunas realizaciones, el orificio de entrada de la mezcla de líquido y gas se proporciona en la mitad inferior de la sección cilíndrica.
En algunas realizaciones, la relación entre la altura de la posición de los medios de detección en la sección cilindrica y la altura del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas en la sección cilindrica es al menos 1,0/1,0, en particular al menos 1,2/1,0, más en particular al menos 1,3/1,0, incluso más en particular al menos 1,4/1,0 y lo más en particular al menos 1,6/1,0.
En algunas realizaciones, los medios de detección comprenden una fuente de ondas y un detector de ondas, en particular una fuente de ondas electromagnéticas y un detector de ondas electromagnéticas.
En algunas realizaciones, la fuente de ondas emite rayos gamma.
En algunas realizaciones, la fuente de ondas y el detector de ondas se colocan a la misma altura.
En un segundo aspecto, la invención se refiere al uso de un separador centrífugo según una realización del primer aspecto de la invención, como medio de separación de una mezcla de gas y líquido, en el que el líquido comprende al menos una sal de nitrato.
En un tercer aspecto, la invención se refiere al uso de un separador centrífugo según una realización del primer aspecto de la invención, como medio de separación de una mezcla de gas y líquido, en la que el líquido tiene una concentración de sal de al menos 0 a como máximo 1600 g/l.
En un cuarto aspecto, la invención se refiere al uso de un separador centrífugo según una realización del primer aspecto de la invención, como medio de separación de una mezcla de gas y líquido, en la que el líquido tiene una densidad de al menos 10 kg/m3 a como máximo 2000 kg/m3.
En un quinto aspecto, la invención se refiere a un método para detectar el espesor de una capa de líquido de un líquido que se mueve a lo largo de una trayectoria en espiral sustancialmente simétrica dentro de un separador centrífugo, el separador centrífugo que comprende un cuerpo de separador centrífugo que tiene una pared de cuerpo de separador centrífugo, el cuerpo de separador centrífugo que comprende una sección cilíndrica y una sección cónica, una salida de gas situada en el extremo superior del cuerpo del separador centrífugo, un orificio de entrada de la mezcla líquidogas, en particular situado en la sección cilíndrica del cuerpo del separador centrífugo; donde el separador centrífugo comprende además medios para detectar el espesor del líquido en la pared del cuerpo del separador centrífugo colocado en la sección cilíndrica, donde el método comprende las etapas de:
• proporcionar un flujo de líquido que se mueve a lo largo de una trayectoria en espiral sustancialmente simétrica dentro del separador centrífugo;
• controlar la señal de salida de los medios de detección;
• convertir la señal de salida hacia un espesor de líquido.
En algunas realizaciones del método, el separador centrífugo es un separador centrífugo según una realización del primer aspecto de la invención.
En un sexto aspecto, la invención se refiere a la utilización de medios de detección para medir el espesor de un líquido, colocados a lo largo de la sección cilíndrica de un separador centrífugo, como dispositivo de control del flujo en el separador centrífugo.
Las realizaciones preferidas de la invención se describen en la descripción detallada y en las reivindicaciones adjuntas. En los siguientes pasajes se definen con más detalle diferentes aspectos de la invención. Cada aspecto así definido puede combinarse con cualquier otro aspecto o aspectos, a menos que se indique claramente lo contrario. En particular, cualquier característica indicada como preferida o ventajosa puede combinarse con cualquier otra característica o características indicadas como preferidas o ventajosas. Las realizaciones (preferidas) de un aspecto de la invención son también realizaciones (preferidas) de todos los demás aspectos de la invención.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1A representa un separador centrífugo de la técnica anterior; la Figura 1B representa un separador centrífugo según una realización de la invención.
La Figura 2 proporciona una comparación entre la señal de salida del detector de rayos gamma de los separadores centrífugos donde los medios de detección se colocan a lo largo de la sección cónica (Figura 2a) y las señales de salida de los separadores centrífugos de acuerdo con las realizaciones de la invención (Figura 2b).
La Figura 3 proporciona señales de salida de separadores centrífugos de acuerdo con la invención.
Descripción detallada de la invención
Al describir la invención, los términos usados deben interpretarse de acuerdo con las siguientes definiciones, a menos que el contexto indique lo contrario.
La referencia a lo largo de esta descripción a "una realización" o "una realización" significa que una característica, estructura o característica particular descrita en relación con la realización se incluye en al menos una realización de la presente invención. Por tanto, las apariciones de las frases "en una realización o "en una realización" en varios lugares a lo largo de esta descripción no se refieren necesariamente a la misma realización, pero pueden hacerlo. Además, las características, estructuras o características particulares pueden combinarse de cualquier manera adecuada, como resultará evidente para un experto en la técnica a partir de esta descripción, en una o más realizaciones. Además, aunque algunas realizaciones descritas en este documento incluyen algunas pero no otras características incluidas en otras realizaciones, se pretende que las combinaciones de características de diferentes realizaciones estén dentro del alcance de la invención y formen diferentes realizaciones, como lo entenderán los expertos en la técnica.
Como se usa en la descripción y las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares "un", "una" y "el/la" incluyen referentes plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario. A modo de ejemplo, "un rayo gamma" significa un rayo gamma o más de un rayo gamma.
A menos que se especifique lo contrario, un diámetro es un diámetro interno.
A menos que se definan de otro modo, todos los términos técnicos y científicos utilizados en el presente documento tienen el mismo significado que los entendidos en la técnica. Todas las publicaciones a las que se hace referencia en este documento se incorporan a él.
A lo largo de esta aplicación, el término "aproximadamente" se utiliza para indicar que un valor incluye la desviación estándar de error para el dispositivo o método que se emplea para determinar el valor.
La recitación de rangos numéricos por puntos finales incluye todos los números enteros y, cuando sea apropiado, fracciones subsumidas dentro de ese rango (por ejemplo, 1 a 5 puede incluir 1, 2, 3, 4 cuando se hace referencia, por ejemplo, a varios elementos, y también puede incluir 1,5, 2, 2,75 y 3,80, cuando se refiera, por ejemplo, a medidas). La recitación de los puntos finales también incluye los valores de los puntos finales en sí mismos (por ejemplo, de 1,0 a 5,0 incluye 1,0 y 5,0). Se pretende que cualquier intervalo numérico aquí mencionado incluya todos los subintervalos subsumidos en el mismo.
Ahora se ha descubierto sorprendentemente que la información sobre el flujo puede obtenerse mediante separadores centrífugos en los que los medios para detectar el grosor de la capa de líquido dentro del separador centrífugo están colocados a lo largo de la sección cilíndrica del separador centrífugo o colocados por encima del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas del separador centrífugo.
En una primera realización, se describe en el presente documento un separador centrífugo para la separación industrial de una mezcla líquido-gas, que comprende un cuerpo separador centrífugo que tiene una pared de cuerpo separador centrífugo, el cuerpo separador centrífugo que comprende una sección cilíndrica y una sección cónica, una salida de gas situada en el extremo superior del cuerpo del separador centrífugo y una salida de líquido situada en el extremo inferior del cuerpo del separador centrífugo; caracterizado en que el cuerpo del separador centrífugo comprende además un orificio de entrada de la mezcla líquido-gas, en particular posicionado en la sección cilíndrica del cuerpo del separador centrífugo, y medios para detectar el espesor del líquido en la pared del cuerpo del separador centrífugo; en donde los medios para detectar están posicionados en la sección cilíndrica.
Se ha observado que los separadores centrífugos con medios de detección colocados según la invención son más sensibles a los cambios de flujo, lo que permite una mayor flexibilidad operativa que cuando los medios de detección están situados en la sección cónica inferior. Esto permite una mejor regulación del flujo a través del separador centrífugo, o una mejor regulación en los procesos anteriores y/o posteriores al separador centrífugo. En comparación con los separadores centrífugos en los que los medios de detección están situados en la parte inferior del separador centrífugo, en la sección cónica, se ha comprobado que, especialmente cuando se trabaja a altas capacidades, la señal de salida de los medios de detección puede perder la respuesta o incluso desaparecer por completo, mientras que con el separador centrífugo según la invención, se observa que se pueden enviar flujos mucho más grandes a través del separador centrífugo antes de que la señal de los medios de detección se deteriore o desaparezca. Se ha observado que el separador centrífugo según la invención puede proporcionar información sobre el flujo en un rango de caudal mucho mayor que el que se conseguiría con la técnica anterior. Por lo tanto, el separador centrífugo puede trabajar a una mayor capacidad y seguir proporcionando información del flujo. Esto puede evitar que el flujo a través del separador centrífugo sea el factor limitante de la velocidad en una instalación. En el arte previo, podría haber sido posible que el flujo a través de la planta química o la instalación fuera artificialmente limitado a un flujo donde todavía había una señal detectada por los medios de detección, con la invención, la señal se sigue detectando con un caudal mucho mayor, de modo que la planta o instalación química puede funcionar con caudales más altos, lo que hace que la planta o instalación química sea más rentable.
La capa de líquido podría moverse hacia arriba en el separador, arrastrándose hacia la salida del gas. Una vez que la capa de líquido ha alcanzado la salida de gas, el líquido puede escapar del separador centrífugo a través de la salida de gas, provocando una drástica caída de la suficiencia de separación. Debido a la posición de los medios de detección en la invención, se puede detectar tal fluencia de líquido y se pueden cambiar las condiciones para detener la fluencia del líquido en el separador centrífugo. El separador centrífugo funciona manteniendo un vórtice de líquido en la pared interior del separador. Cuando este vórtice se rompe o desaparece, la eficiencia de separación se reduce drásticamente. La posición de los medios de detección en la invención permite detectar dicha ruptura del vórtice, por ejemplo, cuando no se detecta líquido en la pared. Especialmente cuando los medios de detección están situados por encima de la entrada, la única manera de que haya líquido detectado en la pared es cuando hay un vórtice presente. Cuando los medios de detección se colocan en la sección cónica inferior, el líquido que corre directamente desde la entrada sobre la pared hasta la salida de líquido, sin pasar por un movimiento de vórtice, puede ser detectado por los medios de detección colocados allí. Para los medios de detección colocados en la sección cónica inferior, es difícil o incluso imposible distinguir entre un flujo de líquido sobre la pared o un flujo causado por un vórtice de líquido en la pared.
El término "sección cilíndrica", tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a la sección del cuerpo del separador centrífugo, donde el diámetro interno es el mismo a lo largo del eje central del separador centrífugo.
El término "separador centrífugo" se refiere a un separador, que utiliza fuerzas centrífugas para separar materiales, en particular gas y líquido con o sin sólidos, o gas y sólidos o líquidos y sólidos, entre sí. En algunas realizaciones, el separador centrífugo es un ciclón, más en particular un hidrociclón.
En algunas realizaciones, el separador centrífugo es un hidrociclón para la separación de gas y líquido entre sí.
El término "mezcla líquido-gas" se refiere a una combinación de gas y líquido, esta combinación puede ser de cualquier forma física, como gotas de líquido en el gas, burbujas de gas en el líquido o flujo de líquido y un flujo de gas a través del mismo recipiente o tubería. El líquido de la mezcla líquido-gas puede incluir sólidos, por ejemplo, sólidos suspendidos en el líquido.
El término "cuerpo del separador centrífugo" se refiere al recipiente que alberga la cavidad del separador centrífugo. El término "pared del cuerpo del separador centrífugo" se refiere a una parte del cuerpo del separador centrífugo y es la barrera física que encierra la cavidad del separador centrífugo.
El término "salida de gas" se refiere a un orificio en el cuerpo del separador centrífugo o en la pared del cuerpo del separador centrífugo adecuado para que el gas salga del separador centrífugo. En particular, la salida de gas está situada en el extremo superior del cuerpo del separador centrífugo.
El término "salida de líquido" se refiere a un orificio en el cuerpo del separador centrífugo o en la pared del cuerpo del separador centrífugo adecuado para que el líquido salga del separador centrífugo. En particular, la salida de líquido está situada en el extremo inferior del cuerpo del separador centrífugo.
El término "orificio de entrada de la mezcla líquido-gas" se refiere a la abertura por la que la mezcla líquido-gas entra en el separador centrífugo.
El término "medios para detectar el espesor del líquido en la pared del cuerpo del separador centrífugo", en adelante abreviado a menudo como "medios para detectar", se refiere a un dispositivo de medición capaz de determinar el espesor del líquido en la pared del cuerpo del separador centrífugo.
Cuando se refiere a la posición de una entrada o una salida, es el punto medio de la intersección entre la entrada o la salida y la sección cónica, la sección cilíndrica o la tapa con la entrada o la salida lo que determina la posición de la entrada o la salida. Por ejemplo, cuando la entrada está formada por un tubo de 10 cm de diámetro a mitad de la sección cilíndrica, la posición de la entrada está a una altura del 50 % de la altura de la sección cilíndrica, es decir, 5 cm.
Aunque los medios de detección pueden comprender varios otros elementos, a menos que se especifique lo contrario, la posición de la detección significa la posición del detector, en particular el punto medio de la ventana del detector donde las ondas descendentes entran en el detector para ser detectadas.
En particular, el separador centrífugo está destinado a trabajar en posición vertical, lo que significa que el eje central de la sección cilíndrica está colocado en posición vertical. En esta posición vertical, la sección cónica se coloca debajo de la sección cilíndrica. Cuando se hace referencia a "arriba" y "abajo" o "cima" o "base", esta orientación vertical es la referencia, incluso cuando el separador centrífugo no esta es la orientación vertical, "arriba" y "abajo" o "cima" o “base” todavía tiene el mismo significado relativo.
La posición sobre o en la sección cilíndrica puede estar representada por un porcentaje de la altura de la sección cilíndrica, donde una altura del 0 % de la sección cilíndrica corresponde a la línea de costura entre la sección cilíndrica y la sección cónica y una altura del 100 % de la sección cilindrica corresponde a la altura donde el diámetro comienza a disminuir.
El término "sección cónica" se refiere a la sección del separador centrífugo, en la que el diámetro interno disminuye a lo largo del eje central del separador centrífugo y esto, en particular, en una relación lineal entre el diámetro y la distancia a lo largo del eje central. La sección cónica también puede ser una sección cónica truncada o troncocónica.
En algunas realizaciones, la sección cónica disminuye gradualmente de diámetro, aumentando así las fuerzas centrífugas impartidas sobre la mezcla de gas y líquido para facilitar la separación.
En algunas realizaciones, el cuerpo del separador centrífugo comprende una cavidad del separador centrífugo alargada definida por la pared del cuerpo del separador centrífugo, teniendo la cavidad del separador centrífugo un extremo de flujo inferior, un extremo de desbordamiento y un eje situado sustancialmente en el centro que se extiende entre el extremo de flujo inferior y el extremo de desbordamiento; la cavidad del separador centrífugo tiene una sección transversal sustancialmente circular en al menos parte de la longitud axial; estando posicionada la salida de gas (6) próxima al extremo de desbordamiento y la salida de líquido (7) próxima al extremo de flujo inferior. En algunas realizaciones, la disminución gradual del diámetro de la sección cónica promueve además la conservación del momento del fluido y la separación hacia el extremo del flujo inferior.
En algunas realizaciones, se coloca y se construye una salida de gas para proporcionar la evacuación del gas.
En algunas realizaciones, al menos una salida de líquido está colocada próxima al extremo de flujo inferior y construida para proporcionar la evacuación de líquido. En algunas realizaciones, la cavidad del separador centrífugo termina en el extremo de flujo inferior.
En algunas realizaciones, la cavidad del separador centrífugo del separador centrífugo es simétrica, aparte de las entradas y salidas, alrededor de un eje central. El eje central es, en particular, también el eje central de la sección cilíndrica y la sección cónica. A menos que se indique lo contrario, la longitud y la altura se definen de acuerdo con este eje central.
La posición sobre o en la sección cónica puede ser representada por un porcentaje de la altura de la sección cónica, donde una altura del 0 % de la sección cónica corresponde a la posición de la salida de líquido y una altura del 100 % de la sección cónica corresponde a la línea de costura entre la sección cilíndrica y la sección cónica.
En algunas realizaciones, los medios de detección se colocan a la misma altura o por encima de la posición del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas.
En algunas realizaciones, los medios de detección se colocan a la misma altura o por encima de la posición del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas pero por debajo de la posición de la salida de gas.
En algunas realizaciones, al menos un orificio de entrada es posicionado y construido para comunicar una mezcla de gas y líquido en la cavidad del separador centrífugo en una dirección que es tangencial a la pared del cuerpo del separador centrífugo; de ese modo, la mezcla de gas y líquido introducida crea una trayectoria de flujo de remolino en la cavidad del separador centrífugo.
En algunas realizaciones, la salida de gas se proporciona a través de una tapa, en particular a través del centro de la tapa. La salida de gas puede sobresalir hacia adentro a través de la tapa. En algunas realizaciones, la posición de la salida de gas puede estar entre una altura de al menos el 80 % y como máximo el 120 % de la altura de la sección cilíndrica, en particular entre una altura de al menos 85 % y como máximo 115 % de la altura de la sección cilíndrica, más en particular entre una altura de al menos 90 % y como máximo 110 % de la altura de la sección cilíndrica, incluso más en particular entre una altura de al menos 95 % y como máximo 105 % de la altura de la sección cilíndrica y más en particular entre una altura de al menos 98 % y como máximo 102 % de la altura de la sección cilíndrica, tal como 100 %. Esto puede evitar la acumulación de gas en la región superior del separador centrífugo. Además, también puede prevenir el gas estancado dentro del separador centrífugo.
En algunas realizaciones, el medio de detección se coloca en la mitad superior de la sección cilíndrica o, en otras palabras, entre una altura de al menos 50 % y como máximo 100 % de la altura de la sección cilíndrica, en particular entre una altura de al menos el 52 % y el 85 % de la altura de la sección cilíndrica, más particularmente entre una altura de al menos el 55 % y el 75 % de la altura de la sección cilíndrica, incluso más particularmente entre una altura de al menos el 58 % y el 70 % de la altura de la sección cilíndrica y más en particular entre una altura de al menos el 60 % y el 65 % de la altura de la sección cilíndrica.
En algunas realizaciones, el medio de detección se coloca en el tercio medio de la sección cilíndrica, en particular entre una altura de al menos 33 % y como máximo 67 % de la altura de la sección cilíndrica, más particularmente entre una altura de al menos 40 % y como máximo 65 % de la altura de la sección cilíndrica, incluso más en particular entre una altura de al menos 50 % y como máximo 63 % de la altura de la sección cilíndrica y más en particular entre una altura de al menos el 55 % y como máximo el 62 % de la altura de la sección cilindrica.
En algunas realizaciones, el medio de detección se coloca en la intersección de la mitad superior de la sección cilíndrica con el tercio medio de la sección cilíndrica, o en otras palabras, entre una altura de al menos 50 % y como máximo 67 % de la altura de la sección cilíndrica.
A menudo, estas regiones son más accesibles, por lo que esto facilita la instalación y el mantenimiento. Especialmente cuando los medios de detección comprenden una fuente de radiación, dicha región es más alta desde el nivel del suelo, de modo que la radiación no está al nivel del núcleo del cuerpo de un espectador, lo que lo hace más seguro para un espectador.
En algunas realizaciones, la salida de líquido se proporciona en la punta de la sección cónica, en particular a lo largo del eje central del separador centrífugo. Esto evita la acumulación de líquido y/o la presencia de líquido estancado dentro del separador centrífugo.
En algunas realizaciones, la relación entre la altura de la sección cilíndrica y el diámetro de la sección cilíndrica es de al menos 1,0/1,0 y como máximo 5,0/1,0, en particular de al menos 1,1/1,0 y como máximo 4,0/1,0, más en particular al menos 1,2/1,0 hasta como máximo 3,0/1,0 incluso más en particular al menos 1,3/1,0 y como máximo 2,5/1,0 y más en particular al menos 1,4/1,0 y como máximo 2,2/1,0. Esto puede aumentar la eficiencia de separación del separador centrífugo.
En algunas realizaciones, la relación entre la altura de la sección cilíndrica y la altura de la sección cónica es de al menos 1,0/1,0 y como máximo 4,5/1,0, en particular al menos 1,5/1,0 y como máximo 4,0/1,0, más en particular al menos 2,0/1,0 y como máximo 3,8/1,0 aún más en particular al menos 2,2/1,0 y como máximo 3,5/1,0 y lo más en particular al menos 2,5 /1,0 y como máximo 3,2/1,0. Esto puede aumentar la eficiencia de separación del separador centrífugo.
En algunas realizaciones, el diámetro de la sección cilíndrica es de al menos 0,2 m, en particular de al menos 0,4 m, más en particular de al menos 0,6 m, aún más en particular de al menos 0,8 m y más en particular de al menos 1,0 m.
En algunas realizaciones, el diámetro de la sección cilíndrica es como máximo 4,0 m, en particular como máximo 3,0 m, más en particular como máximo 2,0 m, incluso más en particular como máximo 1,8 m y aún más en particular como máximo 1,6 m.
En algunas realizaciones, el diámetro de la sección cilíndrica es de al menos 0,2 m y como máximo 4,0 m, en particular de al menos 0,4 m y como máximo 3,0 m, más en particular al menos de 0,6 m y como máximo 2,0 m, incluso más en particular de al menos 0,8 m y como máximo 1,8 m y lo más en particular de al menos 1,0 m a como máximo 1,6 m.
En algunas realizaciones, el espesor de la pared de la sección cilíndrica es de al menos 1 mm y como máximo 50 mm, en particular de al menos 2 mm y como máximo 40 mm, más en particular de al menos 3 mm y como máximo 30 mm, incluso más en particular al menos 4 mm y como máximo 20 mm y lo más en particular al menos 5 mm y como máximo 10 mm, tal como al menos 6 mm y como máximo 10 mm.
En algunas realizaciones, el ángulo de apertura de la sección cónica es al menos 45°, en particular al menos 50°, más en particular al menos 55°, aún más en particular al menos 60° y lo más en particular al menos 63°. Esto puede aumentar la eficiencia de separación del separador centrífugo.
En algunas realizaciones, el ángulo de apertura de la sección cónica es como máximo 90°, en particular como máximo 85°, más en particular como máximo 80°, incluso más en particular como máximo 75° y lo más en particular como máximo 73°. Esto puede aumentar la eficiencia de separación del separador centrífugo.
En algunas realizaciones, el ángulo de apertura de la sección cónica es de al menos 45° y como máximo 90°, en particular de al menos 50° y como máximo 85°, más en particular de al menos 55° y como máximo 80°, incluso más en particular de al menos 60° y como máximo 75° y lo más en particular de al menos 63° y como máximo 73°. Esto puede aumentar la eficiencia de separación del separador centrífugo.
En algunas realizaciones, el ángulo de apertura de la sección cónica es dos veces el ángulo medio, siendo el ángulo medio el ángulo entre la sección cónica y el eje central.
En algunas realizaciones, el orificio de entrada de la mezcla líquido-gas se proporciona en la mitad inferior de la sección cilíndrica o entre una altura de al menos 0 % y como máximo 50 % de la altura de la sección cilíndrica, en particular entre una altura de al menos 10 % y como máximo 45 % de la altura de la sección cilíndrica, más en particular entre una altura de al menos 20 % y como máximo 43 % de la altura de la sección cilíndrica, incluso más en particular entre una altura de al menos 27 % y como máximo 40 % de la altura de la sección cilíndrica y más en particular entre una altura de al menos 30 % y como máximo 37 % de la altura de la sección cilíndrica. Tal posición del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas hace que el separador centrífugo sea particularmente adecuado para la separación de mezclas líquido-gas.
En algunas realizaciones, el orificio de entrada de la mezcla líquido-gas se coloca en el tercio inferior de la sección cilindrica o entre una altura del 0 % al 33 % de la altura de la sección cilíndrica. Esto puede aumentar la eficiencia de separación del separador centrífugo.
En algunas realizaciones, la relación entre la altura de la posición de los medios para la detección en la sección cilíndrica y la altura del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas en la sección cilíndrica es de al menos 1,0/1,0, en particular al menos 1,2/1,0, más en particular al menos 1,3/1,0, incluso más en particular al menos 1,4/1,0 y lo más en particular al menos 1,6/1,0.
En algunas realizaciones, la entrada de la mezcla de líquido-gas relativa es tangencial con respecto al eje vertical, pero puede estar en ángulo con respecto a un eje horizontal.
En algunas realizaciones, la relación entre la altura de la posición de los medios de detección en la sección cilíndrica y la altura del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas en la sección cilíndrica es de al menos 1,0/1,0 y como máximo 4,5/1,0, en particular al menos 1,2/1,0 y como máximo 3,5/1,0, más en particular al menos 1,3/1,0 y como máximo 2,5/1,0, aún más en particular al menos 1,4/1,0 y como máximo 3,5/1,0 y más en particular al menos 1,6/1,0 y como máximo 2,0/1,0. Tales relaciones tienen un impacto sobre el espesor del líquido en la pared del cuerpo del separador centrífugo en el punto o puntos de medición, de modo que la señal de salida del medio de detección es altamente responsable de las fluctuaciones de flujo.
En algunas realizaciones, los medios de detección se sitúan al menos a 0 mm, en particular al menos a 50 mm, más en particular al menos a 100 mm, aún más en particular al menos a 200 mm y más en particular al menos a 300 mm por encima del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas.
En algunas realizaciones, el orificio de entrada de la mezcla líquido-gas se proporciona tangencialmente a la sección cilíndrica. Esto hace que el líquido y/o el gas se arremolinen en una trayectoria en espiral dentro del separador centrífugo.
En algunas realizaciones, el orificio de entrada de la mezcla líquido-gas es una hendidura o una pluralidad de hendiduras. En particular, se trata de una o más hendiduras rectangulares en la sección cilíndrica. En algunas realizaciones, las hendiduras se colocan a la misma altura. En algunas realizaciones alternativas, las hendiduras están dispuestas a una altura descendente unas de otras, en particular en las que cada hendidura está colocada entre un mínimo de 0 y un máximo de 5 % más baja, en particular entre un mínimo de 1 % y un máximo de 4 % más baja, más en particular de al menos 2 % y como máximo 3 % que la hendidura vecina, en la que el % se expresa como % de la altura de la sección cilíndrica. Siempre que la entrada comprenda una o más hendiduras, la posición del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas se define por el punto medio de la hendidura más alta.
En algunas realizaciones, las hendiduras tienen una longitud de al menos 10 % y como máximo 50 %, en particular al menos 15 % y como máximo 45 %, más en particular al menos 20 y como máximo 40 %, incluso más en particular al menos 25 % y como máximo 37 % y lo más en particular al menos 30 % y como máximo 33 % de la altura total de la sección cilíndrica.
En algunas realizaciones, el orificio de entrada de la mezcla líquido-gas está conectado a una tubería de entrada, en particular, la tubería de entrada tiene un diámetro de al menos 0,05 y como máximo 0,50, en particular al menos 0,10 y como máximo 0,45, más en particular 0,15 a 0,40 veces el diámetro de la sección cilíndrica.
En algunas realizaciones, la salida de gas está conectada a una tubería de salida de gas, en particular la tubería de salida de gas tiene un diámetro de al menos 0,25 y como máximo 0,50, en particular al menos 0,30 y como máximo 0,45, aún más en particular 0,33 a 0,42 veces el diámetro de la sección cilíndrica.
En algunas realizaciones, la salida de líquido está conectada a una tubería de salida de líquido, en particular, la tubería de salida de líquido tiene un diámetro de al menos 0,07 y como máximo 0,30, en particular al menos 0,10 y como máximo 0,25, aún más en particular 0,13 a 0,20 veces el diámetro de la sección cilíndrica.
En algunas realizaciones, los medios de detección comprenden una fuente de ondas y un detector de ondas, en particular una fuente de ondas electromagnéticas y un detector de ondas electromagnéticas. Esto tiene la ventaja de que los medios de detección pueden colocarse fuera de la cavidad del separador centrífugo y, por tanto, no perturba el flujo dentro del separador centrífugo.
A menos que se especifique lo contrario, el término "ondas" se refiere a la porción de ondas que son emitidas por la fuente de ondas y detectadas por el detector de ondas. La fuente de ondas puede ser no direccional, sin embargo, cuando se refiere a las ondas o al haz de ondas, se refiere a las ondas que se dirigen hacia el detector, aunque las ondas pueden ser absorbidas por el separador centrífugo, el líquido o el gas dentro del separador centrífugo. Debería darse una comprensión similar a los términos "rayos gamma", "ondas acústicas", "ondas electromagnéticas" y "rayos X", que son todo tipo de ondas.
En algunas realizaciones, la fuente de ondas emite rayos gamma, radiación beta y/o radiación alfa, en particular la fuente de ondas emite rayos gamma.
En algunas realizaciones, la fuente de ondas y el detector de ondas se colocan a la misma altura.
En algunas realizaciones, las ondas atraviesan la pared del cuerpo del separador centrífugo en la sección cilíndrica, en particular las ondas cruzan la pared del cuerpo del separador centrífugo dos veces en la sección cilíndrica; más en particular, las ondas atraviesan la pared del cuerpo del separador centrífugo dos veces en la sección cilíndrica, ambas veces por encima del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas; y más en particular, las ondas atraviesan la pared del cuerpo del separador centrífugo dos veces en la sección cilíndrica, ambas veces por encima del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas y por debajo de la salida de gas.
En algunas realizaciones, las ondas cruzan la sección cilíndrica bajo un ángulo de al menos 45°, en particular un ángulo de al menos 55°, más en particular un ángulo de al menos 65°, incluso más en particular un ángulo de al menos 75°, y más en particular bajo un ángulo de al menos 85°.
En algunas realizaciones, las ondas cruzan la sección cilíndrica bajo un ángulo de al menos 45° y como máximo 90°, en particular un ángulo de al menos 55° y como máximo 90°, más en particular un ángulo de al menos 65° y como máximo 90°, incluso más en particular un ángulo de al menos 75° y como máximo 90°, y más en particular bajo un ángulo de al menos 85° y como máximo 90°. De este modo, una medición realizada por los medios de detección es una superposición de dos puntos de medición, lo que puede proporcionar más información que el uso de un solo punto de medición.
En algunas realizaciones, las ondas cruzan el eje central del separador centrífugo.
En algunas realizaciones, las ondas cruzan perpendicularmente el eje central del separador centrífugo. En algunas realizaciones, las ondas cruzan el eje central del separador centrífugo y atraviesan la sección cilíndrica a la misma altura o, en otras palabras, bajo un ángulo de 90°.
En algunas realizaciones, las ondas pueden seleccionarse de la lista que comprende los rayos gamma, las ondas acústicas, las ondas electromagnéticas o los rayos X.
Como se usa en este documento, el término "rayos gamma" es radiación electromagnética con una energía fotónica de al menos 100 keV, en particular al menos 120 keV, más en particular al menos 150 keV, incluso más en particular al menos 170 keV y la mayoría en particular al menos 200 keV, en particular que surgen de la desintegración radiactiva de núcleos atómicos.
Como se usa en este documento, el término "rayos X" es radiación electromagnética con una energía fotónica de al menos 100 eV y como máximo 100 keV.
En algunas realizaciones, la radiactividad de la fuente de rayos gamma es al menos 1 mCi, en particular al menos 2 mCi, más en particular al menos 5 mCi, incluso más en particular al menos 10 mCi, aún más en particular al menos 50 mCi y lo más en particular al menos 100 mCi.
En algunas realizaciones, la radiactividad de la fuente de rayos gamma es como máximo 1000 mCi, en particular como máximo 750 mCi, más en particular como máximo 500 mCi, incluso más en particular como máximo 250 mCi, aún más en particular como máximo 200 mCi y más en particular como máximo 150 mCi.
En algunas realizaciones, la radiactividad de la fuente de rayos gamma es de al menos 1 mCi a un máximo de 1000 mCi, en particular al menos de 2 mCi a un máximo de 750 mCi, más en particular al menos de 5 mCi a un máximo de 500 mCi, incluso más en particular al menos 10 mCi y como máximo 250 mCi, aún más en particular al menos 50 mCi y como máximo 200 mCi y lo más en particular al menos 100 mCi y como máximo 150 mCi.
La invención prevé además el uso de un separador centrífugo de acuerdo con una realización de la invención como medio de separación de una mezcla de gas y líquido, en el que el líquido comprende al menos una sal de nitrato.
La invención prevé además el uso de un separador centrífugo de acuerdo con una realización de la invención como medio de separación de una mezcla de gas y líquido, en el que el líquido tiene una concentración de sal de al menos 0 (solución no salina, es decir, agua) como máximo 1600 g/l, en particular de al menos 10 g/l y como máximo 1200 g/l, más en particular de al menos 100 g/l y como máximo 1000 g/l, incluso más en particular de al menos 200 g/l y como máximo 800 g/l y más aún en particular de al menos 400 g/l y como máximo 600 g/l.
La invención prevé además el uso de un separador centrífugo de acuerdo con una realización de la invención como medio de separación de una mezcla de gas y líquido, en el que el líquido tiene un contenido de sal de al menos 0 (solución no salina, es decir, agua) y como máximo 100 % en peso, en particular de al menos 10 % en peso y como máximo 99 % en peso, más en particular de al menos 20 % en peso y como máximo 90 % en peso, incluso más en particular de al menos 40 % en peso y como máximo 80 % en peso, y más en particular de al menos 60 % en peso y como máximo 70 % en peso. La invención prevé además el uso de un separador centrífugo de acuerdo con una realización de la invención como medio de separación de una mezcla de gas y líquido, en el que el líquido tiene una densidad de al menos 0,001 kg/m3 y como máximo 5000 kg/m3, en particular al menos 0,01 kg/m3 y como máximo 4000 kg/m3, más en particular al menos 0,1 kg/m3 y como máximo 3000 kg/m3, incluso más en particular al menos 1 kg/m3 y como máximo 2500 kg/m3, y más en particular de al menos 10 kg/m3 y como máximo 2000 kg/m3.
En algunas realizaciones, el líquido comprende al menos una sal de nitrato, en particular es la sal de nitrato seleccionada de la lista que comprende nitrato de calcio, nitrato de amonio, nitrato de potasio o una mezcla de dos o más de estos. En algunas realizaciones, el líquido comprende además una sal fosfato.
En algunas realizaciones, la velocidad de entrada del gas y el líquido es al menos 5 m/s, en particular al menos 10 m/s, más en particular al menos 15 m/s, incluso más en particular al menos 20 m/s y lo más en particular al menos 25 m/s, la velocidad de entrada, es la velocidad en el momento en que la mezcla líquido-gas entra en el separador.
En algunas realizaciones, la velocidad de entrada del gas y el líquido es de al menos 1 m/s y como máximo 100 m/s, en particular al menos 10 m/s y como máximo 90 m/s, más en particular al menos 15 m/s y como máximo 75 m/s, incluso más en particular al menos 20 m/s y como máximo 50 m/s y más aún en particular al menos 25 m/s y como máximo 35 m/s.
En algunas realizaciones, la presión en el separador centrífugo es de al menos 0,00 bara, en particular de al menos 0,01 bara, más en particular de al menos 0,10 bara, incluso más en particular de al menos 0,50 bary lo más particular de al menos 0,90 bara, tal como 1,00 bara.
La invención proporciona además un método para detectar el espesor de una capa líquida de un líquido que se mueve a lo largo de una trayectoria en espiral sustancialmente simétrica dentro de un separador centrífugo, comprendiendo el separador centrífugo un cuerpo del separador centrífugo que tiene una pared del cuerpo del separador centrífugo, el cuerpo del separador centrífugo comprende una sección cilíndrica y una sección cónica, una salida de gas posicionada en el extremo superior del cuerpo del separador centrífugo y una salida de líquido posicionada en el extremo inferior del cuerpo del separador centrífugo, un orificio de entrada de mezcla líquido-gas (8), en particular posicionada en la sección cilíndrica (2) del cuerpo del separador centrífugo y que comprende además medios para detectar el espesor del líquido en la pared del cuerpo del separador centrífugo posicionada en la sección cilíndrica (2), donde el método comprende los pasos de:
a) proporcionar un flujo de líquido que se mueve a lo largo de una trayectoria en espiral sustancialmente simétrica dentro del separador centrífugo;
b) controlar la señal de salida de los medios de detección;
c) convertir la señal de salida hacia un espesor de líquido.
En algunas formas de realización del método, el separador centrífugo es un separador centrífugo según una forma de realización de la invención.
La invención proporciona además un uso de medios de detección colocados a lo largo de una sección cilíndrica de un separador centrífugo, como un dispositivo de control de flujo en un separador centrífugo. En algunas realizaciones del uso, los medios de detección se ubican entre el orificio de entrada de la mezcla de líquido y gas y la salida de gas del separador centrífugo.
En algunas realizaciones, el espesor detectado de la capa de líquido puede utilizarse en un sistema de control para determinar si se ha producido un bloqueo del flujo en el separador centrífugo o más adelante. Una obstrucción provocará una alteración de la velocidad tangencial en el separador, lo que causará un deterioro de la eficacia de la separación, que puede provocar el arrastre de gotas de líquido en la corriente de gas. Esto puede provocar un aumento de las emisiones de la planta y la pérdida de producto.
En algunas realizaciones, el método también permitirá un control más sensible del separador centrífugo en comparación con los separadores centrífugos con medios de detección en el fondo y permitirá una detección más rápida de cualquier problema con la eficiencia de la separación. Esto se debe a que la película líquida medida por encima de la entrada gas-líquido es sensible a la carga de flujo másico de entrada así como a la composición gas/líquido. Estos son parámetros en constante cambio en una planta de proceso en funcionamiento continuo.
En algunas realizaciones, la combinación de la medición del espesor del líquido con los datos de apertura de la válvula podría dar señales de erosión de la apertura de una válvula, ya que el aumento del diámetro conducirá a una reducción en la velocidad de entrada. La reducción de la velocidad de entrada conducirá a una reducción de la velocidad de rotación tangencial y, por tanto, a una reducción del espesor del líquido en la pared. Si la posición de la válvula permanece constante y hay una caída en el espesor de la película líquida con el tiempo, será una indicación de que hay algún problema con el tamaño del orificio de la válvula. Esto puede ser un factor desencadenante del mantenimiento predictivo de una válvula de entrada en la tubería de entrada al separador centrífugo.
La invención se entenderá más fácilmente por referencia a los siguientes ejemplos, que se incluyen simplemente con el propósito de ilustrar ciertos aspectos y realizaciones de la presente invención y no pretenden limitar la invención.
Ejemplos
Ejemplo 1:
La figura 1B representa un separador centrífugo 1, el separador centrífugo comprende una sección cilíndrica 2 y una sección cónica 3, que juntas encierran una cavidad del separador centrífugo 4, que es simétrica alrededor de un eje central 13. La sección cilíndrica 2 está cerrada en la parte superior con una tapa 5, donde se encuentra una salida de gas 6, conectada a un tubo de salida de gas 11. En la parte inferior de la sección cónica 3 hay una salida de líquido 7, conectada a un tubo de salida de líquido 12. Un orificio de entrada de la mezcla líquido-gas 8 está en conexión fluida con la cavidad del separador centrífugo 4 a través de la sección cilíndrica 2. El orificio de entrada de la mezcla líquido-gas 8 está conectado al tubo de entrada 10. A lo largo de la sección cilíndrica2 se proporcionan medios de detección 9. Los medios de detección 9 comprenden una fuente de rayos gamma 14 y un detector de rayos gamma 15.
Ejemplo 2:
En la figura 2, se hace una comparación entre cuatro separadores centrífugos:
- separador centrífugo A-PA: un separador centrífugo en el que los medios de detección están situados a lo largo de la sección cónica;
- separador centrífugo A-INV: un separador centrífugo idéntico al separador centrífugo A-PA aparte de la posición de los medios de detección, y por tanto el separador centrífugo A-INV es un separador centrífugo según la invención;
- separador centrífugo B-PA: un separador centrífugo donde los medios de detección se colocan a lo largo de la sección cónica;
- separador centrífugo B-INV: un separador centrífugo idéntico al separador centrífugo B-PA, aparte de la posición de los medios de detección, y por tanto el separador centrífugo B-INV es un separador centrífugo según la invención.
Los separadores centrífugos A-PA y A-INV tienen las siguientes características y operan en las siguientes condiciones: El diámetro interno de la sección cilíndrica 2 es de 1,10 m, la altura de la sección cilíndrica 2 es de 2,0 m. el ángulo de apertura de la sección cónica 7 es de 63°. El diámetro interno de la tubería de orificio de entrada de la mezcla de líquido-gas 10 es de 0,492 m. La salida de gas 6 tiene un diámetro interno de 0,488 m, que está en conexión fluida con un tubo de salida de gas 11, con el mismo diámetro interno. El diámetro interno de la salida de líquido 7 es de 0,211 m, que está en conexión fluida con un tubo de salida de líquido 12 con el mismo diámetro interno. El orificio 8 de entrada de la mezcla líquido-gas comprende 1 hendidura con una longitud de 0,712 m y una anchura de 0,26 m, y está conectado de forma fluida con la superficie de la sección cilíndrica 2. El centro del tubo de entrada 10, que también es el centro de la hendidura de entrada, se coloca a una altura correspondiente al 37 % de la altura de la sección cilíndrica. El espesor de la sección cónica 3 y la sección cilíndrica 2 fue de 12 mm.
En promedio, el flujo de entrada de gas fue de 5,75 m3/s, el flujo de entrada de líquido fue de 24,5 kg/s a una velocidad de entrada de 31,1 m/s.
Específicamente para el separador centrífugo A-PA: se colocaron una fuente 14 de rayos gamma de 100 mCi y un detector 15 de rayos gamma a lo largo de la sección cónica 3, de modo que el haz de rayos gamma detectables atraviese el eje central 13 del separador centrífugo bajo un Ángulo de 90°, y que el haz de rayos gamma detectables atraviesa el separador centrífugo 162 mm por encima de la salida de líquido, o alrededor de un 27 % de la altura de la sección cónica 3.
Específicamente para el separador centrífugo A-INV: se colocaron una fuente 14 de rayos gamma de 100 mCi y un detector 15 de rayos gamma a lo largo de la sección cilíndrica 3, de modo que el haz de rayos gamma detectables atraviese el eje central 13 del separador centrífugo bajo un Ángulo de 90°, y que el haz de rayos gamma detectables atraviesa el separador centrífugo 300 mm por encima del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas 8, o alrededor del 60 % de la altura de la sección cilíndrica 3.
Los separadores centrífugos B-PA y B-INV tienen las siguientes características y funcionan en las siguientes condiciones:
El diámetro interno de la sección cilíndrica 2 es de 1,52 m, la altura de la sección cilíndrica es de 1,66 cm. el ángulo de apertura de la sección cónica 7 es de 73,2°. El diámetro interno del tubo de orificio de entrada de la mezcla de líquido y gas 10 es de 0,240 m. La salida de gas 6 tiene un diámetro interno de 0,488 m, que está en conexión fluida con un tubo de salida de gas 11, con el mismo diámetro interno. El diámetro interno de la salida de líquido es de 0,23 m, que está en conexión fluida con un tubo de salida de líquido con el mismo diámetro interno 12. El orificio de entrada de la mezcla líquido-gas comprende 1 hendidura con una longitud de 0,700 m y una anchura de 0,16 m. El centro del tubo de entrada 10, que también es el centro de la hendidura de entrada, se coloca a una altura correspondiente al 30 % de la altura de la sección cilíndrica. El espesor de la sección cónica 3 fue de 8 mm y la sección cilíndrica 2 fue de 12 mm. En promedio, el flujo de entrada de gas fue de 3,125 m3/s, el flujo de entrada de líquido fue de 23 kg/s a una velocidad de entrada de 28 m/s.
Específicamente para el separador centrífugo B-PA: se colocaron una fuente 14 de rayos gamma de 100 mCi y un detector 15 de rayos gamma a lo largo de la sección cónica 3, de modo que el haz de rayos gamma detectables atraviese el eje central 13 del separador centrífugo bajo un Ángulo de 90°, y que el haz de rayos gamma detectables atraviesa el separador centrífugo 165 mm por encima de la salida de líquido, o alrededor de un 22 % de la altura de la sección cónica 203.
Específicamente para el separador centrífugo B-INV: se colocaron una fuente 14 de rayos gamma de 100 mCi y un detector 15 de rayos gamma a lo largo de la sección cilíndrica 3, de manera que el haz de rayos gamma detectables atraviese el eje central 13 del separador centrífugo bajo un Ángulo de 90°, y que el haz de rayos gamma detectables atraviesa el separador centrífugo 300 mm por encima del orificio de entrada 8 de la mezcla líquido-gas, o alrededor del 60 % de la altura de la sección cilíndrica 3.
La Figura 2 compara la señal de salida (absorción de rayos gamma, expresada en %) de los detectores en el separador centrífugo A-PA (en la Figura 2a) y el separador centrífugo B-PA (en la Figura 2a), en función de tiempo y carga (en la Figura 2a); con la señal de salida (absorción de rayos gamma, expresada en %) del detector en el separador centrífugo A-INV (en la Figura 2b) y el detector en el separador centrífugo B-INV (en la Figura 2b), en función del tiempo y la carga (en la Fig2b).
En la Fig. 2a, se puede ver que la señal del detector desaparece por completo antes de que la carga en el separador centrífugo sea de aproximadamente 60 m3/h, que es el 100 % de la carga de diseño. En este punto, ya no se puede obtener información del ciclón. Se ha observado que la señal del detector desaparece alrededor de un espesor de líquido de 10 cm.
En la Fig. 2b, cuando la carga en el separador centrífugo es de alrededor de 60 m3/h, los detectores siguen respondiendo a cambios en la carga, por ejemplo, para cargas alrededor de 90 m3/h, que es el 150 % de la carga de diseño, ver ± 18,00, las señales del detector todavía están por debajo del 27 % de absorción correspondiente a un espesor de líquido de 13 mm.
Se observa que podría usarse una fuente de rayos gamma más débil en los ejemplos de la invención, que aún proporcionaría una respuesta adecuada.
Ejemplo 3
La Figura 3 muestra el efecto de la reducción del caudal de entrada cuando el caudal se reduce cerrando la abertura de una válvula durante un período de tiempo, aguas arriba del separador centrífugo. Las dimensiones del separador son 1,5 m de diámetro en la sección superior, altura del cono inferior 0,9 m. Altura total del separador 2,75 m, área de entrada 0,112 m2, diámetro de salida superior 0,5 m y diámetro de salida inferior 0,25 m. El detector se coloca encima de la entrada.
El espesor de la película líquida (línea inferior) en la pared sigue la tendencia de apertura y cierre de la apertura de la válvula (línea media). La línea superior representa el punto de ajuste en cada momento en el tiempo.
Al correlacionar el espesor de pared en función de la posición de la válvula, se puede determinar la erosión de la válvula cuando los valores comienzan a diferir de los datos correlacionados. Esta configuración se puede utilizar para el mantenimiento predictivo de las válvulas de entrada.
Símbolos de referencia
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continuación
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Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un separador centrífugo (1) para la separación industrial de una mezcla líquido-gas, que comprende un cuerpo del separador centrífugo que tiene una pared del cuerpo del separador centrífugo, comprendiendo el cuerpo del separador centrífugo una sección cilíndrica (2) y una sección cónica (3), una salida de gas (6) situada en el extremo superior del cuerpo del separador centrífugo y una salida de líquido (7) situada en el extremo inferior del cuerpo del separador centrífugo, un orificio de entrada de la mezcla líquido-gas (8), en particular situado en la sección cilíndrica (2) del cuerpo del separador centrífugo, en donde el cuerpo del separador centrífugo comprende además medios para detectar el espesor del líquido en la pared del cuerpo del separador centrífugo; caracterizado porque los medios de detección del espesor del líquido están situados en la sección cilíndrica (2).
2. El separador centrífugo según la reivindicación 1, en el que los medios de detección están situados a la misma altura o por encima de la posición del orificio de entrada de la mezcla líquido-gas.
3. El separador centrífugo según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que los medios de detección están situados en la mitad superior de la sección cilíndrica (2).
4. El separador centrífugo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los medios de detección están situados entre una altura de al menos el 50 % y como máximo el 67 % de la altura de la sección cilíndrica.
5. El separador centrífugo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el orificio de entrada de la mezcla líquido-gas (8) está previsto en la mitad inferior de la sección cilíndrica (2).
6. El separador centrífugo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la relación entre la altura de la posición de los medios de detección en la sección cilíndrica (2) y la altura del orificio de entrada de la mezcla líquidogas (8) en la sección cilíndrica (2) es al menos 1,0/1,0, en particular al menos 1,2/1,0, más en particular al menos 1,3/1,0, aún más en particular al menos 1,4/1,0 y lo más en particular al menos 1,6/1,0.
7. El separador centrífugo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que los medios de detección comprenden una fuente de ondas (14) y un detector de ondas (15), en particular una fuente de ondas electromagnéticas (14) y un detector de ondas electromagnéticas (15).
8. El separador centrífugo según la reivindicación 7, en el que la fuente de ondas emite rayos gamma.
9. El separador centrífugo según las reivindicaciones 7 u 8, en el que la fuente de ondas (14) y el detector de ondas (15) están situados a la misma altura.
10. Uso de un separador centrífugo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, como medio de separación de una mezcla de gas y líquido, en la que el líquido comprende al menos una sal de nitrato.
11. Uso de un separador centrífugo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, como medio de separación de una mezcla de gas y líquido, en la que el líquido tiene una concentración de sal de al menos 0 hasta como máximo 1600 g/l.
12. Uso de un separador centrífugo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, como medio de separación de una mezcla de gas y líquido, en la que el líquido tiene una densidad de al menos 10 kg/m3 hasta como máximo 2000 kg/m3.
13. Método para detectar el espesor de una capa líquida de un líquido que se desplaza a lo largo de una trayectoria en espiral sustancialmente simétrica dentro de un separador centrífugo, comprendiendo el separador centrífugo un cuerpo del separador centrífugo que tiene una pared del cuerpo del separador centrífugo, comprendiendo el cuerpo del separador centrífugo una sección cilíndrica (2) y una sección cónica (3), una salida de gas (6) situada en el extremo superior del cuerpo del separador centrífugo y una salida de líquido (7) situada en el extremo inferior del cuerpo del separador centrífugo, un orificio de entrada de la mezcla líquido-gas (8), en particular situado en la sección cilíndrica (2) del cuerpo del separador centrífugo, en donde el cuerpo del separador centrífugo comprende además medios para detectar el espesor del líquido en la pared del cuerpo del separador centrífugo, estando dichos medios de detección situados en la sección cilíndrica (2), en donde el método comprende las etapas de:
a) proporcionar un flujo de líquido que se mueve a lo largo de una trayectoria en
espiral sustancialmente simétrica dentro del separador centrífugo;
b) controlar la señal de salida de los medios de detección;
c) convertir la señal de salida a un espesor de líquido.
14. El método de la reivindicación 13, en el que el separador centrífugo es un separador centrífugo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
15. Uso de medios de detección para medir el espesor de un líquido como dispositivo de control del flujo en un separador centrífugo (1) que comprende una sección cilindrica (2), caracterizado porque los medios para medir el espesor de un líquido están situados a lo largo de la sección cilíndrica (2) del separador centrífugo (1).
Figure imgf000016_0001
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