ITMI20111248A1 - Metodo ed impianto per solubilizzare gas in liquidi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato un metodo ed un impianto per far assorbire gas in liquidi, secondo il preambolo delle rivendicazioni indipendenti corrispondenti. In particolare, a titolo esemplificativo, ma senza che ciò tolga di generalità al trovato, oggetto del trovato à ̈ un metodo ed un impianto per ottenere l'assorbimento di anidride carbonica (CO2) in acqua o bevande.

Come à ̈ noto la solubilità di un gas in un liquido, di seguito indicato come solvente, dipende, oltre che dalle caratteristiche termodinamiche di quest'ultimo e del gas stesso e dalla temperatura, anche dalla pressione parziale che il gas esercita nel mezzo in cui avviene il contatto, tale solubilità aumentando all'aumentare di detta pressione (correlazione conosciuta come legge di Henry).

E' altresì noto che, nel rispetto dei limiti dell'equilibrio termodinamico fra gas e solvente come sopra indicato, la velocità con cui un gas si scioglie in un solvente dipende da vari fattori, fra cui:

- il "gradiente di concentrazione" rispetto all'equilibrio termodinamico, intendendo con "gradiente" la differenza fra la quantità disciolta del gas nel solvente in un determinato momento e la quantità che compete alle condizioni di equilibrio termodinamico ai valori di temperatura e pressione esistente nel mezzo in cui si ha il contatto,

- la superficie di contatto, o di scambio, fra gas e solvente.

La velocità con cui un gas si scioglie in un solvente aumenta sia all'aumentare del gradiente, sia all'aumentare della superficie di scambio; in particolare, a velocità di dissoluzione maggiori corrispondono tempi di contatto necessari minori e, conseguentemente, volumi necessari minori a parità di solubilizzazione richiesta.

Scopo del presente trovato à ̈ quello di fornire un metodo ed un impianto atto a consentire l'assorbimento di gas in liquidi che siano perfezionati rispetto ai corrispondenti metodi ed impianti noti.

In particolare, scopo del trovato à ̈ quello di ridurre i tempi necessari per ottenere l'assorbimento richiesto con conseguente riduzione degli ingombri dell'impianto in cui tale assorbimento à ̈ ottenuto, del costo di quest'ultimo e la riduzione dei tempi delle operazioni di pulizia e sanificazione delle varie componenti di tali impianto durante il loro utilizzo.

Questi ed altri scopi che risulteranno evidenti all'esperto del ramo vengono raggiunti da un metodo e da un impianto secondo le corrispondenti rivendicazioni allegate.

Per una maggior comprensione del presente trovato si allegano a titolo puramente esemplificativo, ma non limitativo, i seguenti disegni, in cui:

la figura 1 mostra una prima forma di realizzazione di un impianto secondo il trovato; la figura 2 mostra una seconda forma di realizzazione di un impianto secondo il trovato; la figura 3 mostra una terza forma di realizzazione di un impianto secondo il trovato; la figura 4 mostra una quarta forma di realizzazione di un impianto secondo il trovato; la figura 5 mostra una quinta forma di realizzazione di un impianto secondo il trovato.

In ogni figura, a numeri uguali corrispondono componenti uguali.

Come sarà descritto, il presente trovato utilizza in modo inventivo concetti e leggi fisiche che governano i processi di solubilizzazione di gas in liquidi e le loro caratteristiche termodinamiche con accorgimenti operativi particolari che consentono la minimizzazione dei tempi di contatto gas-liquido necessari per far avvenire l'assorbimento richiesto con conseguente riduzione dei volumi delle apparecchiature utilizzate, dei loro costi di realizzazione e di quelli relativi alle operazioni di pulizia e sanificazione durante il loro esercizio.

In particolare, il presente trovato utilizza la considerazione precedente in merito all'effetto che la pressione ha sul gradiente di concentrazione e quindi sulla velocità di dissoluzione per realizzare in due stadi il processo complessivo di dissoluzione. In generale, il primo, o stadio di solubilizzazione vero e proprio, operante a una pressione parziale dovuta al gas indicata con Ps (pressione nel solubilizzatore), ha lo scopo di solubilizzare un quantitativo di gas almeno uguale o maggiore del richiesto, il secondo, lo stadio di equilibratura, operante a una pressione parziale dovuta al gas e indicata con Pe (pressione nell'equilibratore) uguale al valore della pressione alla quale il quantitativo di gas solubilizzato richiesto coincide con il valore che per detto gas compete all'equilibrio termodinamico del sistema gas solvente nelle condizioni di temperatura esistenti nell'equilibratore.

Risulta evidente che il valore di pressione Ps deve essere maggiore al valore di pressione Pe e quanto maggiore à ̈ la loro differenza, tanto maggiore sarà la velocità di solubilizzazione del gas, tanto minore il tempo e il volume necessario del mezzo in cui questa avviene.

Il presente trovato, al fine di aumentare la superficie di scambio fra gas e solvente e diminuire i tempi necessari di contatto affinchà ̈ una determinata solubilizzazione avvenga, utilizza il concetto del riciclo interno di gas, ovvero di un quantitativo di gas che viene fatto ricircolare con continuità negli stadi di solubilizzazione e di equilibratura e in contemporanea al gas aggiunto in quantità stechiometricamente necessarie per la dissoluzione, fatto salvo eventuali spurghi come verrà descritto successivamente. Il riciclo di gas così realizzato aumenta il volume del gas a parità di volume del solvente, risultando maggiore rispetto al caso senza il ricircolo interno, ovvero rispetto al quantitativo stechiometricamente necessario per il processo di solubilizzazione, e aumenta conseguentemente, a parità di altre condizioni, la superficie di scambio fra gas e liquido.

Con riferimento alla figura 1, in essa con 1 à ̈ indicato un condotto di adduzione di solvente (ad esempio acqua) all'impianto oggetto dell'invenzione. Su tale condotto à ̈ posto un organo di pompaggio 2, in sà ̈ noto, atto a fornire l'energia necessaria al trasferimento del solvente. Un condotto di mandata 3 fuoriesce dall'organo di pompaggio 2, su tale condotto essendo posto un misuratore e trasmettitore di portata 4. Sono pure presenti sul condotto 3 una valvola di regolazione 5 ed un misuratore e trasmettitore di temperatura 6.

Un miscelatore 7, o solubilizzatore o primo stadio (di tipologia in sà ̈ nota e quindi non descritta), nel quale avviene il contatto tra solvente e gas, riceve il condotto 3 ed un condotto di adduzione del gas 8 (sia di alimentazione che, come sarà descritto, di ricircolo). Su tale condotto 8 à ̈ posto un misuratore e trasmettitore di pressione 9 ed un Venturi 10 alimentato da un fluido motore, costituito dal gas da solubilizzare (ad esempio CO2), addotto tramite un condotto 11 provvisto di misuratore e trasmettitore di portata 12 e valvola di regolazione 13. Tale gas da solubilizzare proviene da un serbatoio non mostrato.

Il Venturi 10, tramite un condotto 14, provvisto di misuratore di portata 15 e valvola di regolazione 16, à ̈ collegato ad un equilibratore 20 (di tipologia in sé nota e quindi non descritta) e da esso aspira gas che, come verrà descritto, viene fatto ricircolare dal miscelatore o solubilizzatore 7. Al condotto 14 à ̈ connesso un condotto 17 su cui à ̈ posta una valvola 19 ed un misuratore e trasmettitore di portata 18.

Tale equilibratore 20 definisce un secondo stadio del processo complessivo come indicato in precedenza. Il gas prelevato dal Venturi 10 da tale equilibratore, viene inviato al solubizzatore 7 tramite il condotto 8 unitamente al gas proveniente dal condotto 11.

L'equilibratore 20 à ̈ provvisto di misuratore e trasmettitore di livello 21, misuratore di temperatura 22, di pressione 23, di concentrazione del gas 29 ed à ̈ connesso, tramite un condotto di adduzione 24 della miscela liquido e gas, al solubilizzatore 7; il condotto 24 à ̈ provvisto di misuratore e trasmettitore di pressione 25 e valvola di regolazione 26.

Una tubazione 27, provvista di valvola di regolazione 28, provvede a convogliare all'esterno dell’impianto il solvente con il gas disciolto prelevandolo dall'equilibratore 20, la portata in tale tubazione essendo regolata tramite una valvola 28 gestita dal misuratore trasmettitore di livello 21.

A titolo di esempio ma senza che ciò sia limitativo, un modo di utilizzo dell'impianto di figura 1 (ovvero l'attuazione del metodo secondo il trovato) inizia con l'immissione di gas, prelevato da serbatoio o altre fonti esterne non riportate nella figura, entro il condotto 11 mantenendo le valvole 5 e 28 chiuse. Tale immissione di gas perdura per un tempo ritenuto necessario ad allontanare l'aria presente nell'impianto e saturarlo di gas a una pressione definita lasciando fuoriuscire l'aria e detto gas, avente in questo caso funzioni di lavaggio, dal condotto 17.

Così predisposto, nell'impianto à ̈ successivamente inviato il solvente, con portata prefissata tramite il condotto 1, l'organo di movimentazione o pompaggio 2, il condotto 3 e la regolazione della valvola 5, asservita al misuratore di portata 6. Tale solvente perviene al solubilizzatore 7 dove si mescola con il gas già presente iniziando il processo di solubilizzazione. Contemporaneamente, la valvola 13, inizia a operare inviando una quantità di gas inizialmente predefinita, rilevabile tramite il misuratore di portata 12, necessaria, e sufficiente a garantire, nel solubilizzatore 7, la dissoluzione della quantità richiesta di tale gas. La quantità richiesta di gas per il funzionamento a regime à ̈ quella che consente di mantenere nell’equilibratore 20 la pressione desiderata, quantità che, a meno di eventuali spurghi, come verrà descritto in seguito, e funzionamenti transitori coincide con la quantità stechiometricamente corretta calcolata sulla base della quantità di solvente introdotto e del quantitativo di gas che si desidera solubilizzare.

Durante il funzionamento dell'impianto la valvola 26 opera asservita al misuratore e trasmettitore di pressione 25 per mantenere nel solubilizzatore 7 la pressione richiesta per il processo. Inoltre, la valvola 28 posta sul condotto 27 opera asservita al misuratore e trasmettitore di livello 21 lasciando fuoriuscire dall'equilibratore 20 il quantitativo necessario di solvente con gas disciolto per mantenervi il livello di solvente con gas disciolto richiesto per un corretto funzionamento.

In tali conduzioni, attraverso il Venturi 10 viene prelevata dall'equilibratore 20 del gas (non assorbito dal solvente) che viene aggiunto al gas proveniente dal condotto 11 così da creare il ricircolo precedentemente citato ed aumentare il volume di gas introdotto nel solubilizzatore 7 e quindi a contatto con il solvente in quest'ultimo introdotto. Ne consegue, come già indicato un aumento della superficie di scambio tra gas e solvente con conseguente più rapida solubilizzazione del gas stesso.

La valvola 16 ha un funzionamento con duplice scopo:

A) regolare, tramite sua parziale chiusura o apertura, il quantitativo di gas in ricircolo aspirato, tramite il Venturi 10, dall'equilibratore 20 e inviato nel solubilizzatore 7, all'interno di un intervallo ritenuto ottimale e rilevato dal misuratore 15;

B) nel rispetto dell'intervallo di ricircolo come sopra indicato, tale valvola à ̈ asservita al misuratore trasmettitore di pressione 23 per mantenere nell'equilibratore 20 la pressione richiesta al fine di consentire nel solvente ivi contenuto la presenza di un predefinito quantitativo di gas disciolto. La pressione richiesta à ̈ correlata al quantitativo di gas che si desidera sciogliere e alla temperatura in tale equilibratore rilevata dal misuratore e trasmettitore 22.

Più dettagliatamente, se per il mantenimento del valore di pressione richiesto nell'equilibratore 20 à ̈ necessario incrementare la pressione esistente in esso, la valvola 16 diminuirà la sua apertura, mentre se à ̈ necessario diminuire la pressione aumenterà la sua apertura.

Ai fini del controllo di pressione nell'equilibratore 20, oltre alla gestione della valvola 16 come prima descritto, Ã ̈ gestita anche la valvola 13, posta sul condotto di adduzione del gas 11, nel modo seguente:

- se à ̈ richiesto un aumento della pressione nell’equilibratore 20 e l'azione sulla valvola 16, vincolata dai limiti indicati nel punto A) precedente relativi all’intervallo del valore di riciclo, non à ̈ sufficiente, si agisce sulla valvola 13 aprendola maggiormente per introdurre nel sistema una quantità, maggiore di gas; in alternativa,

- se à ̈ richiesta una diminuzione della pressione nell’equilibratore 20 e l'azione della valvola 16, vincolata dai limiti indicati nel punto A) precedentemente citato, non à ̈ sufficiente, si agisce sulla valvola 13 chiudendola maggiormente per introdurre nel sistema una minore quantità di gas.

La valvola 19 posta sul condotto di scarico 17 ha la funzione di lasciar fuoriuscire o spurgare parte del gas dell’equilibratore 20 al fine di mantenervi all'interno valori accettabili del contenuto di eventuali gas inerti quale ad esempio, nel caso della dissoluzione di CO2 in acqua, l’ossigeno ivi disciolto e che si libera in fase aeriforme sia nel solubilizzatore 7 che nell’equilibratore 20, che se non espulso con lo spurgo si accumulerebbe inficiando il corretto funzionamento dell’impianto.

La gestione dello spurgo può essere realizzata temporizzando la valvola 19 o asservendola al controllo della composizione dell'aeriforme effettuato dal misuratore di concentrazione del gas 29 presente all’interno dell'equilibratore 20.

La stessa valvola 19 può essere inoltre utilizzata, aprendola a valori opportuni, in casi di malfunzionamento qualora, ad esempio, sia necessario abbassare la pressione nel circuito e non sia sufficiente operare diminuendo l'apertura delle valvole 13 e 16 come descritto in precedenza.

In sintesi il trovato può considerarsi costituito da due sezioni di lavoro corrispondenti a due diversi processi,

- il primo processo, che avviene nel solubilizzatore 7, consiste nella dissoluzione del gas, in quantitativi uguali o maggiori al richiesto nel solvente in uscita dall’impianto, operante ad una pressione parziale del gas superiore a quella che corrisponde all'equilibrio termodinamico che consente un contenuto in gas disciolto pari al richiesto,

- il secondo processo, di equilibratura del contenuto del gas nel solvente, ha lo scopo di rimuoverne la parte disciolta in eccesso rispetto al richiesto; tale secondo processo à ̈ ottenuto nell'equilibratore 20 che opera in condizioni di pressione tali da generare un equilibrio termodinamico a cui corrisponde un valore di dissoluzione del gas pari a quello richiesto sul solvente in uscita dall’impianto.

Concettualmente solubilizzatore ed equilibratore sono apparecchiature in sà ̈ note nelle quali avviene il contatto gas liquido con lo scopo di avere la dissoluzione del gas nel liquido e sono del tipo usualmente noto derivanti da modelli di reattori ideali quali il reattore perfettamente miscelato (noto anche con l'acronimo CSTR, o Continuos Stirred-Tank Reactor) o il reattore a flusso a pistone (noto anche con l'acronimo PFR, plug flow reactor).

Tuttavia, rispetto allo stato della tecnica, la differenza del funzionamento del solubilizzatore 7 e dell'equilibratore 20, utilizzati nell’impianto del presente trovato, à ̈ relativa ai seguenti aspetti:

- nel solubilizzatore 7 si ha la dissoluzione del gas fino a valori inferiori rispetto a quelli che competono all'equilibrio termodinamico alle condizioni in esso esistenti a causa del non sufficiente tempo di contatto, valori di dissoluzione che in ogni caso sono superiori, o almeno uguali, a quanto richiesto nella soluzione liquida in uscita dall’impianto (dall’equilibratore 20).

Dal solubilizzatore 7 à ̈ addotto, tramite il condotto 24, all’equilibratore 20 un flusso bifase costituito dalla soluzione precedentemente descritta e dal gas che in essa non à ̈ stato disciolto.

- Nell'equilibratore 20, che riceve dal solubilizzatore 7 il flusso bifase descritto sopra e la cui componente liquida, o solvente, risulta essere satura o sovrasatura rispetto alle condizioni termodinamiche esistenti nell'equilibratore 20 stesso, si ha, se il solvente à ̈ sovrasaturo, il passaggio dalla soluzione alla fase aeriforme del quantitativo di gas solubilizzato in eccesso rispetto all'equilibrio realizzando così la condizione di equilibrio nelle condizioni termodinamiche esistenti. Il gas così liberato, insieme al gas contenuto nel flusso bifase in ingresso all’equilibratore 20, costituisce il gas di ricircolo.

Ovviamente, qualora dal solubilizzatore 7 pervenga all’equilibratore 20 un solvente saturo per le condizioni termodinamiche esistenti in quest’ultimo, non si avrà liberazione di gas dal solvente ma solo la separazione tra solvente e gas addotto tramite il flusso bifase.

In figura 2 à ̈ rappresentata una variante del trovato idonea per essere utilizzato quando il gas da solubilizzare à ̈ alimentabile allo stato liquido come fluido motore nel Venturi 10 per poi espandersi, diminuendo la sua temperatura, all’interno del Venturi stesso, e passare allo stato aeriforme come conseguenza di proprie caratteristiche termodinamiche e/o per somministrazione di calore da fonti esterne.

Nel trovato rappresentato nella figura 2 il calore necessario e proveniente dall’esterno à ̈ fornito mediante l'adduzione del solvente il quale, a seguito della miscelazione con il fluido motore, si raffredda e fornisce così il calore necessario al fluido motore stesso per completare il suo passaggio alla fase aeriforme. Il risultato finale sarà un fluido motore bifase composto dal solvente disperso nella corrente aeriforme del gas da solubilizzare alla pressione corrispondente a quella della sezione del Venturi 10 e ad una temperatura risultante dal bilancio termico fra il solvente e il fluido motore.

La temperatura alla quale deve essere portata la miscela fluido motore più solvente così ottenuta deve essere tale che il solvente, nonostante il suo raffreddamento dovuto allo scambio termico, sia ancora presente in fase liquida e non in fase solida potendo quest’ultima provocare malfunzionamenti del Venturi 10.

Se il gas da solubilizzare à ̈ la CO2, il fatto che questa a pressioni inferiori a quella del suo punto triplo (5,28 ATA) possa essere presente solo allo stato aeriforme o solido, ma non in quello liquido, non toglie di generalità al trovato, significando solo che a seguito dell'espansione nel Venturi si può avere a che fare con solido e aeriforme, mentre con altri gas che non presentano questa caratteristica si avrà a che fare con liquido e aeriforme e al più dovranno essere presi opportuni accorgimenti relativi al Venturi che considerino l'esistenza di una fase solida in forma polverulenta invece di una liquida, fase solida che, a seguito dell’aggiunta di solvente come precedentemente descritto, passerà allo stato aeriforme.

In figura 2 il solvente, proveniente dal condotto 3, Ã ̈ inviato nella sezione di aspirazione del Venturi 10 tramite un condotto 35 provvisto di valvola di regolazione 36 e misuratore e trasmettitore di portata 37.

Sempre in figura 2 à ̈ riportato un altro accorgimento particolarmente utile quando il gas da solubilizzare à ̈ aggiunto allo stato liquido. L’accorgimento consiste nell’utilizzare il gas allo stato liquido come fluido motore non nella totalità del quantitativo richiesto ma in una sua parte, aggiungendo la restante allo stato aeriformi al fine di consentire un’agevole regolazione del quantitativo totale necessario essendo, come à ̈ noto, molto più agevole regolare, soprattutto quando à ̈ richiesta molta accuratezza, portate allo stato aeriforme che allo stato liquido.

Nella figura 2, l'invio della parte liquida à ̈ rappresentato dal condotto 50 provvisto di misuratore di portata 51 e valvola di intercettazione e regolazione 52; la parte addotta come gas può utilizzare invece o il condotto 11 provvisto di misuratore 12 e valvola regolatrice 13, come visto in precedenza in relazione alla figura 1 oppure un apposito condotto 63, provvisto di valvola regolatrice 64, per addurre il gas nello stato aeriforme direttamente nell’equilibratore 20, adduzione che sarà gestita come visto in precedenza a proposito dell’utilizzo della valvola 13.

Si noti che ai fini della gestione della pressione nell’equilibratore 20, il condotto 63 e la valvola 64 hanno utilizzo analogo al condotto 11 e valvola 13 precedentemente descritto.

Una ulteriore variante del trovato, non riportata in figura 2, consiste nel considerare la possibilità che il solvente per lo scambio termico da introdurre nella fase di aspirazione del Venturi 10 non sia inviato dall’organo o pompa 2, come rappresentato nella suddetta figura 2, bensì sia aspirato tramite detto Venturi da un idoneo punto dell’impianto, in particolare posizionando il Venturi ad una quota inferiore a quella dell’equilibratore 20 per facilitarne l'aspirazione.

Un’altra variante del trovato à ̈ relativa all’uso dello stesso solvente, in parte o nella sua totalità, come fluido motore, solvente che verrà addotto a pressione e portata convenienti come riportato nella figura 3 dove il condotto di adduzione 60 di detto solvente à ̈ provvisto di valvola regolatrice 62 e misuratore di portata 61.

Nella figura 3 non sono indicati gli eventuali organi di pompaggio.

Lo scopo di questa variante à ̈ quello di migliorare le prestazioni del trovato qualora le condizioni del gas da alimentare, sia esso allo stato liquido o aeriforme, non siano tali da avere un contenuto energetico tale da garantire un buon funzionamento del Venturi 10 e del sistema nel suo complesso, quale ad esempio il quantitativo di gas movimentabile in ricircolo, oppure per il miglioramento del processo di solubilizzazione consentendo un efficace miscelamento sia nel Venturi stessi che nel condotto 8 di connessione fra Venturi e solubilizzatore 7.

Qualora si abbia l’utilizzo della totalità del fluido solvente come motore à ̈ possibile realizzare lo stadio di solubilizzazione direttamente nei condotti di adduzione 8 e 25 evitando così l’impiego di un’apparecchiatura specifica dedicata allo stadio di solubilizzazione.

In figura 4 Ã ̈ riportata questa ulteriore variante del trovato dove le componenti 7, 8, 9 e 24 delle figure 1, 2 e 3 sono sostituite dalla connessione 70 che unisce il Venturi allo stadio di equilibratura e che funge da solubilizzatore.

In figura 5, à ̈ riportata una ulteriore variante del trovato atta a ottenere un solvente contenente il quantitativo di gas disciolto richiesto mediante unione e miscelazione di due flussi liquidi di tale solvente, uno tal quale senza contenere gas disciolto, l’altro con il gas disciolto in quantitativo tale che ripartito nella massa complessiva dei due flussi corrisponda, almeno, al contenuto desiderato.

Nella figura 5 il quantitativo di solvente tal quale à ̈ addotto mediante un condotto 40, provvisto di misuratore e trasmettitore di portata 42 e valvola regolatrice 41, distaccantesi dal condotto 3.

Al fine di favorire la miscelazione dei due flussi, quello tal quale e quello contenente soluto, à ̈ previsto un condotto 43 che invia i due flussi in un miscelatore 44 la cui pressione di esercizio à ̈ rilevata da un misuratore e trasmettitore di pressione 45 ed à ̈ gestita tramite azionamento della valvola regolatrice 47. La temperature della miscela à ̈ rilevata da un misuratore e trasmettitore di temperatura 46.

Per semplicità, ma senza che ciò tolga di generalità al trovato, detta variante à ̈ stata riportata in figura 5 come variante alla soluzione riportata nella figura 1, ma può essere applicata anche nei casi illustrati nelle figure 2 e 3.

L’utilità del trovato nella sua forma descritta nella figura 5 risiede nel fatto che si rende possibile l’ottenimento di solvente con diverso contenuto di gas disciolti miscelando due flussi in proporzioni diverse tra loro lasciando invariate le condizioni di temperatura e pressione a cui operano il solubilizzatore 7 e l’equilibratore 20 operanti secondo gli schemi precedentemente descritti.

Da notare che in tutte le forme di realizzazione già descritte, i diversi organi di rilevamento e trasmissione dei dati di pressione e temperatura e le valvole descritte possono essere provvisti autonomamente di unità di controllo (che ad esempio intervengono, dove descritto; sugli organi valvolari) e/o possono essere connessi ad una unità di controllo centrale dell’impianto che sovraintende al funzionamento di quest’ultimo ovvero all’attuazione del trovato.

Inoltre il trovato può essere esercito alle temperature ritenute opportune mediante condizionamento termico con metodi noti e per questo non riportai nella presente descrizione.

Ovviamente, altre forme di realizzazione di quest’ultimo sono possibili alla luce di quanto sopra descritto e comunque da ritenersi ricadere nell’ambito delle rivendicazioni che seguono.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo, attuato in un impianto, per solubilizzare gas in un liquido attraverso il quale detto gas à ̈ assorbito da quest’ultimo, caratterizzato dal fatto di comprendere due fasi di lavoro successive, - in una prima fase il gas essendo disciolto nel solvente a pressione superiore a quella che compete all'equilibrio termodinamico considerato alla temperatura del sistema composto da liquido e gas corrispondente al quantitativo di gas che si desidera sciogliere nel liquido o solvente, - una seconda fase operando sulla miscela del gas e liquido o solvente proveniente dalla prima fase ad una pressione pari a quella che compete all'equilibrio termodinamico corrispondente al quantitativo di gas che si desidera sciogliere nel detto liquido solvente e alla temperatura esistente in detta seconda fase.
2. 2. Metodo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che per favorire la solubilizzazione del gas nella prima fase si opera in questa con un eccesso di gas rispetto al solubilizzabile, in detta seconda fase essendo recuperato il gas inviato nella prima fase e non solubilizzato e il gas solubilizzato in eccesso rispetto all’equilibrio nella seconda fase, detto gas essendo riutilizzato per l’attuazione della prima fase su altro liquido.
3. 3. Metodo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta prima fase à ̈ realizzata in un miscelatore per gas e liquido o solubilizzatore (7) connesso ad un recipiente o equilibratore (20) tramite condotto diretto (24) dove si attua la seconda fase, da tale equilibratore essendo recuperato il gas solubilizzato in eccesso e il gas non solubilizzato e addotto insieme al solvente che viene estratto attraverso un condotto (14) collegato ad un condotto (8) di immissione o adduzione di gas nel solubilizzatore e ricevente gas da un serbatoio, quest’ultimo e detto gas recuperato o di riciclo essendo uniti prima dell’introduzione nel solubilizzatore (7).
4. 4. Metodo di cui alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il gas di riciclo viene prelevato dall’equilibratore (20) mediante Venturi (10) connesso al condotto (14) di estrazione di tale gas dall’equilibratore (20) ed ad un condotto (13) ricevente gas da un serbatoio, quale fluido motore di detto Venturi essendo usato questo gas riciclato, e da detto Venturi (10) uscendo il condotto di adduzione del gas (8) al solubilizzatore (7).
5. 5. Metodo di cui alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che comprende almeno una delle seguenti caratteristiche: - il fluido motore à ̈ il gas da solubilizzare allo stato liquido; - il fluido motore à ̈ anidride carbonica allo stato liquido; - il fluido motore à ̈ il gas da solubilizzare allo stato liquido a cui à ̈ aggiunto, entro il Venturi (10) o nello stesso condotto di adduzione del fluido motore, parte dello stesso liquido o solvente in quantità almeno tali da trasformare tale fluido motore in fase aeriforme ed a temperatura tale da non consentire la formazione del solvente aggiunto allo stato solido (congelato); - il fluido motore à ̈ il gas da solubilizzare allo stato aeriforme; - il fluido motore à ̈ anidride carbonica allo stato aeriforme; - il fluido motore à ̈ lo stesso solvente.
6. 6. Metodo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il quantitativo di gas disciolto desiderato à ̈ ottenuto unendo, con modalità continue, due parti di liquido o solvente, una prima parte contenendo almeno tutto il gas richiesto, la seconda parte non contenendo gas, dalla miscelazione di tali parti essendo ottenuta la soluzione a composizione di gas disciolto nel solvente a valori desiderati.
7. 7. Metodo di cui alla rivendicazione 1, in cui la pressione nell'equilibratore (20) à ̈ ottenuta secondo almeno una delle seguenti operazioni: - regolando l'ingresso del gas da solubilizzare tramite intervento su una valvola di regolazione (13) posta sul condotto (11) di adduzione del gas al Venturi (10); - regolando l’ingresso di parte del gas da solubilizzare tramite intervento su una valvola di regolazione (64) posta sul condotto (63) di adduzione di gas all’equilibratore (20); - agendo su una della valvola regolatrice (16) posta sul condotto (14) uscente dall’equilibratore (20) in cui à ̈ presente gas di recupero o riciclo; - lasciando fuoriuscire aeriforme presente nell’equilibratore tramite un condotto di sfiato (17) connesso al condotto (14) contenente i gas di recupero agendo su una valvola regolatrice (19) posta su tale condotto di sfiato.
8. 8. Metodo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, al fine di espellere all’esterno eventuali gas inerti che si accumulano nell’impianto, il condotto di sfiato (17) à ̈ provvisto di misuratore di portata (18) e valvola regolatrice (19), quest’ultima essendo attivata con modalità temporizzate o a seguito di misurazione di composizione aeriforme in (20) effettuato tramite una analizzatore (29), operando come tubazione di spurgo.
9. 9. Metodo di cui alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che si rileva la portata di riciclo tramite un misuratore o trasmettitore (15) posto sul condotto (14) contenente il gas di recupero, detto riciclo essendo regolato agendo sul una valvola di regolazione (16) posta su tale condotto (14).
10. 10. Metodo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la pressione voluta nel solubilizzatore (7) Ã ̈ regolata operando sulla valvola (26) posta sul condotto in uscita (24) da detto solubilizzatore (7).
11. 11. Impianto per l’attuazione del metodo secondo la rivendicazione 1, detto impianto comprendendo un miscelatore per gas e liquido o solubilizzatore (7) ricevente un liquido o solvente ed un gas da disciogliere in esso, detto miscelatore per gas e liquido o solubilizzatore (7) operando a pressione idonea per solubilizzare il gas e ricevendo il liquido o solvente in cui sciogliere quest’ultimo tramite condotto (3) provvisto di organi di misura della temperatura (4), della portata (6) e valvola di regolazione (5), il miscelatore (7) ricevendo il gas da un condotto (8) provvisto di misuratore di pressione (9), caratterizzato dal fatto che comprende un separato recipiente o equilibratore (20) a cui perviene la soluzione di liquido e gas proveniente dal miscelatore (7), tale soluzione contenendo gas in quantitativo almeno uguale o superiore a quello che si desidera disciolto nel liquido in uscita dall’impianto, in detto equilibratore (20) la soluzione essendo ad una pressione pari a quella che compete all’equilibrio termodinamico corrispondente al quantitativo di gas che si desidera disciolto nel liquido all’uscita dell’impianto ed alla sua temperatura, nell’equilibratore liberandosi il gas solubilizzato in eccesso rispetto a tale equilibrio e il gas non solubilizzato presente nella soluzione in ingresso, essendo previsto un condotto di riciclo (14) atto a prelevare tale gas in eccesso e collegantesi ad un condotto (8) di adduzione del gas al miscelatore (7), detto gas in eccesso essendo recuperato e riciclato nel gas presente nel condotto di adduzione (8) suddetto prima dell’inserimento del gas nel miscelatore.
12. 12. Impianto di cui alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che comprende un Venturi (10) a cui pervengono detto condotto di riciclo (14), un condotto (11) di alimentazione del gas proveniente da un serbatoio di quest’ultimo e da cui si diparte il condotto di adduzione (8), detto Venturi (10) utilizzando come fluido motore lo stesso gas da solubilizzare, in fase aeriforme o allo stato liquido, e avendo come fluido aspirato lo stesso gas di riciclo fornito dal condotto di riciclo (14).
13. 13. Impianto di cui alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una delle seguenti caratteristiche: - il recipiente o equilibratore (20) opera a pressione inferiore a quella presente nel miscelatore (7); - detto recipiente o equilibratore (20) riceve il liquido solvente con gas disciolto e il gas eventualmente non disciolto dal miscelatore o solubilizzatore (7) tramite condotto (24) provvisto di misuratore di pressione (25) e valvola regolatrice (26) e trasferisce all’esterno il liquido o solvente con disciolto il gas tramite un condotto (27) provvisto di valvola regolatrice (28), il condotto di alimentazione (11) e quello di riciclo (14) presentando corrispondenti misuratori di portata (12, 18) e valvola di regolazione (13, 16), la pressione nel miscelatore (7) essendo regolata tramite la valvola regolatrice (26).
14. 14. Impianto di cui alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che per stabilire le pressioni di lavoro del miscelatore o solubilizzatore (7) e del recipiente o equilibratore (20) si prevedono rispettivamente misuratori di temperatura (4, 22) associati a un condotto (3) di adduzione del solvente al miscelatore (7) ed all’equilibratore (20) ed un analizzatore di gas (29) e del quantitativo di gas o miscele di gas che si desidera solubilizzare associato a detto equilibratore (20).
15. 15. Impianto di cui alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una delle seguenti caratteristiche: - il livello di soluzione nell'equilibratore (20) à ̈ rilevato da apposito misuratore trasmettitore (21) e regolato tramite l'azionamento della valvola regolatrice (28); - il Venturi (10) à ̈ connesso ad un condotto (50) attraverso il quale perviene gas da solubilizzare in fase liquida, detto Venturi essendo connesso ad un ulteriore condotto (35) collegato al condotto (3) di invio del solvente al miscelatore o solubilizzatore (7), detto ulteriore condotto (35) fornendo al Venturi (10) il solvente con lo scopo di fornire il calore necessario per trasformare tutto il gas alimentato in fase liquida in aeriforme nelle condizioni di funzionamento del Venturi; - il Venturi (10) utilizza come fluido motore lo stesso solvente pressurizzato; - il miscelatore o solubilizzatore (7) à ̈ definito da un condotto (70) di adduzione solvente ed il gas dal Venturi (10) all’equilibratore (20); - sono previsti mezzi di condizionamento termico del miscelatore o solubilizzatore (7, 70) e/o dell’equilibratore.