WO2017035678A1 - Sistema de descontaminación a través de un biofiltro para retener y reciclar contaminantes de material particulado proveniente de humos de combustión; y su procedimiento - Google Patents

Sistema de descontaminación a través de un biofiltro para retener y reciclar contaminantes de material particulado proveniente de humos de combustión; y su procedimiento Download PDF

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Anibal MONTALVA RODRIGUEZ
Miguel Angel FERNANDEZ DONOSO
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Hidrosym S.A.
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Definitions

  • the present development refers to the use of a Vegetable Biofilter, to retain and treat the particulate material contained in the gases from biomass and coal coal combustion apparatus hereinafter referred to as "fumes". It consists mainly of a supporting structure, pipelines, smoke extraction and impulsion mechanisms, cooling system, plant material and organic elements used for the retention of particulate material.
  • the first bio-filter to mention is an ambient air decontamination system
  • This invention (GB 2 297 087 A) can be implemented in various ways, as long as the concept is the passage of contaminated air through a layer of substrate in which the micro-organisms are responsible for degrading the polluting components that are in the air.
  • This system consists of metallic structures superimposed on each other, obtaining a continuous substrate between these cells with networks of irrigation ducts and air ducts inside the planting substrate.
  • the air network allows the circulation of contaminated air inside or outside, driven by a fan to decontaminate this air once in contact with the substrate by a filtration effect to which the bacterial action is added according to the principle of the bio-filter.
  • This air distribution network arranged vertically inside each cell consists, at least, of an air distribution plenum connected to a driven air intake duct. This plenum must have at least one of its two faces a window or air diffusion grill.
  • each of these inventions has the purpose of decontaminating the air that is in the atmosphere, guiding it through a vegetable bio-filter through a ventilation system.
  • the purpose of the present innovative development is to filter the contaminated air generated by the burning of wood in stoves and chimneys, without restricting it only to these fumes, connecting the ventilation system directly to the ducts. Therefore, the ventilation system must be able to displace a larger volume of contaminated air, and with greater pressure and flow than the systems described above. Also, since it is hot smoke, the device must consist of a smoke cooling system, in order to reach the vegetable bio-filter at a suitable temperature in order to allow the growth of the plants and to facilitate an optimal action of the microorganisms.
  • the proposed system is based on a derivation of the Patent (WO2012085439) GREEN WALL HAVING INTERNAL AIR CIRCULATION (green wall with internal air circulation.
  • the green wall comprises a structure composed of juxtaposed and / or superimposed boxes; each box has a frame that supports a woven textile or rigid plates.
  • the boxes are filled with a planting substrate for plants that grow at least on their front faces.
  • An air distribution network connected to a pump supplies air through the thickness of the boxes, and therefore inside the planting substrate.
  • This network arranged vertically within each box comprises an air distribution chamber connected to a forced air supply conduit, the plenum chamber has an air diffusion window or grid
  • the invention applies to the production of a green wall for atmospheric air decontamination, the vegetated walls to which it has been incorporated Adopting the decontaminating system are referred to European Patent PT1771062 STRUCTURE FOR VEGETATED WALL (structure for green wall).
  • This invention concerns a self-supporting and lightweight wall with vegetation composed mainly of prismatic boxes designed to be mounted juxtaposed and / or stacked.
  • Each box includes lattice or mesh surfaces internally aligned and filled with a planting substrate.
  • a network of water pipes and air outlets can be incorporated in the thickness of the structure, such networks pass through the separation lines between the boxes.
  • the structure is designed for urban improvements, as well as for the production of acoustic screens, partitions, billboards and the like.
  • a structure of vegetable wall of this type has the advantage of its modular nature that facilitates its transport and installation, while allowing it to adapt to each application case and does not need to be fixed to a support wall.
  • the injection plenum is a closed space where air or other gases are stored at low speeds.
  • the design of this chamber results in the pressure of the gas introduced being distributed equally across the entire internal surface of the system.
  • the present system is defined by comprising seven interconnected parts for operation. Also within the system is defined the process by which it operates.
  • This system comprises an extraction device (A) which consists of elements of tubular section arranged in the upper section of the flue outlet duct in such a way that they join and bifurcate them. Then, following the direction of the system comes the conduction device (B) which contains ducts of tubular section, which conduct the hot air over the deck. These elements, separated from the roof, are anchored to the roof structure and sealed in each of the joints, to avoid leaks through the interstices and thus reduce the loss of flow in the path, this device also has registration elements.
  • the cooling device (C) where the fumes emitted by a wood-burning system run through the ducts of circular section, to enter the cooler, formed by tubular elements of rectangular section of smaller section than those of extraction, so that the sum of the surface of its sides will be greater than the sum of the surfaces of the conduit ducts, in this way it is possible to reduce the temperature of the fumes by increasing the dissipation surface .
  • the quantity of ducts, length and area of each section of the cooler is directly related to the distance to the point of capture of the smoke.
  • the suction device (D) After cooling the gases, comes the suction device (D) which collects the fumes at low temperature, by action of the cooler, they are sucked by an electromechanical system that increases the pressure and flow of the same.
  • the extractor of the suction device is adjustable and is in direct proportion to the distance to the point of capture of the fumes, height, diameter of the ducts and distance of the cooler (9).
  • the gases from the cooler are received and conducted in a delivery device (E) that corresponds to a box comprising ducts of smaller circular diameter to increase the speed of the gases towards the injection plenum and thus to the bio-filter vegetable.
  • the transfer process from the drive box is carried out by means of pipelines that have section 1/10 of the route duct (5, 8 and 10), which increases the injection speed to the plenum by 140%.
  • the plenum (F) corresponds to a closed space where the fumes are concentrated to be distributed evenly in the vegetable bio-filter.
  • the pressure of the fumes introduced is stored in the entire internal surface of the latter and is constantly incorporated into the vegetable bio-filter.
  • G vegetable bio-filter
  • the plenum (F) applied to the system has three possible configurations: When the biofilter is self-supporting, the configuration used is a lower plenum, (figure 11/13). When the biofilter is supported on a wall or other surface, there are two configurations, the lateral plenum and the lower plenum ( Figure 9/13).
  • the fumes to be filtered need to reach a biologically acceptable temperature.
  • the smoke leaves the duct at a temperature between 160 and 250 ° C and reaches the biofilter at a temperature between 10 and 40 ° C.
  • the present development aims to protect the process of purification of the fumes.
  • the process is divided into several stages: i) capture process; ii) driving; iii) cooling; iv) drive and injection; and v) vegetable filtration.
  • the smoke capture stage (i) is carried out through a joint (4), which by its design forks the fumes and does not interfere with the normal process of operation of the device that performs combustion.
  • the second stage, of conduction (ii) the smoke travels and is conducted at a constant speed, being maintained in regular section ducts (5, 8 and 10), in direction breaks (6) and through registration elements (7) .
  • the third stage, the cooling (iii) is given through the cooler (9), here the smoke is distributed in as many sections as required, to achieve lowering the temperature from 250 ° C to 10 ° C (So that the smoke be biologically fit).
  • the sum of the smaller sections, is greater than that of the pipeline (5, 8 and 10), therefore, the travel speed in each section is reduced and consequently, the smoke residence time in a greater dissipation area increases and therefore, the temperature of the smoke decreases, without varying the flow per hour of the route.
  • the quantity of ducts, length and area of each section of the cooler (9) is directly related to the distance to the point of capture (4) of the smoke. Because in this process the adjustable extractor (14) (15) is in direct proportion to the distance to the capture point (4), height, diameter of the ducts and distance of the cooler (9) the process is to balance, compensate and maintain the natural flow of the combustion system installed.
  • the extractor (14) drives the gases into an injection box (16), which has a volume equivalent to a quarter of the cooler (9), and fed at a constant speed, increases the density of confined air.
  • the transfer process from the drive box (16) is carried out by means of pipelines that have section 1/10 of the travel pipe (5; 8 and 10), which increases the injection speed to the plenum by 140% (19) .
  • the fifth stage (v) of vegetable filtration where preferably a vegetative wall like the one described in European patent PT1771062 can be used.
  • stage of vegetable filtration does not generate waste, absorbs and recycles pollutants. This occurs because part of gases such as carbon monoxide and carbon dioxide acidify irrigation water producing carbonic acid, which in turn improves the ability of plants to absorb nutrients. Waste with products derived from sulfur and nitrogen, are quickly absorbed by the roots of the biofilter improving the growth of plants, without an increase in water consumption. This is clearly visualized in Figure 13/13.
  • pipe distances range between 8 to 25 meters. Between points (14) and (19), in order to maintain efficiency, the distances of pipes go between 0.2 to 7 mt.
  • the entire system works by integrating the devices through a process concatenated with the previous and subsequent element, that is, the interactions of the different devices are necessary so that the result of the total process is carried out.
  • the variables of smoke temperature, flow rate and fuel used are relevant to the design and efficiency of the device.
  • the result is a high efficiency in the process of filtering the smoke with a higher percentage of retention of pollutants.
  • This figure represents a scheme of the system of the present invention composed of seven devices according to figure 1/13.
  • E induction device
  • F Injection plenum
  • G vegetable biological filtering device for gases Figure 2/13
  • This figure presents a diagram of gas flows and their operation in the complete system.
  • the bio-filter presented is also one of the forms of execution of the structure of the vegetated wall without restricting it only to it.
  • this figure also presents the fundamental parts of the different devices that make up the system and some necessary parts, outside the system, for the understanding of the system as a whole:
  • Heater refers to the original source of smoke emissions, combustion product of wood, pellets or similar.
  • Gas outlet duct refers to the outlet duct for the heater (1) that conducts the fumes to the outside of the enclosure and in its final section will be intervened by the extraction junction (4) in order to generate an alternative route of smoke conduction in the direction of the Vegetable Biofilter.
  • Protection of the outlet duct allows the correct exit of the fumes to the outside and protects the entire system (1 and 2) from the entry of water and other harmful elements.
  • the system itself comprises the following elements:
  • Extraction splice This is a T-shaped connector that creates a fork to allow an alternative smoke flow to the original. It consists of two intersected cylindrical ducts. The first pipeline maintains the continuity of the smoke outlet pipe (2), having to have the same diameter and fit correctly without leaks; The second pipe conducts the fumes to the vegetable bio-filter.
  • the extraction connection (4) can have a smoke sensor that activates the extractor (14) to automatically start the system.
  • Conduction element consists of a cylinder that conducts the fumes towards the TEE (gas bypass element) registration (6)
  • registration cover before the cooler Together the registration TEE and the registration cover allow to change the direction of the smoke conduction in (5) and (8) and also inspect and clean the section.
  • the conduction element before the cooler conducts the gases from the registration TEE (6) to the cooler (9).
  • the cooler refers to a sealed element with only one inlet opening and another gas outlet. It consists of a joint to the conduction element (8) and a derivation to a series of rectangular section ducts that separate and divide the flow of the fumes in order to reduce their temperature. In the final section of the element, with respect to the direction of smoke advancement, this set of ducts is rejoined in a single chamber of rectangular section to be coupled in a single point to the conduction element (10).
  • Post-cooler driving element conducts gases from the cooler (9) to the recording TEE (11).
  • Post-cooler TEE registration it consists of two intersected pipelines. Combined with the post cover to the cooler
  • the flange it is the element that joins the registration TEE (11) with the extractor (14), allowing the latter to be disassembled without destructive operations, thanks to a circumference of holes through which bolts are mounted of Union.
  • the extractor it is an electro-mechanical equipment that sucks the gases coming from the heater (1) to propel them towards the vegetable Biofilter (18). Its action is controlled by an electronic flow regulator device (15).
  • the extractor (14) connects directly to the drive box (16).
  • the discharge box it consists of a sealed box with only one inlet opening and another gas outlet, receives the fumes and leads them to the injection plenum (19) by means of conduction elements (17).
  • Conduction elements these are pipelines that maintain the pressure and adequate flow for the fumes to enter the injection plenum (19), are manually regulated by injection regulators (18).
  • Injection regulators these regulators control the flow entering the injection plenum.
  • the injection plenum refers to a chamber sealed with a gas inlet opening and open on the side that connects with the
  • Vegetable bio-filter (20).
  • the pressure of the gases introduced is distributed equally in the entire internal surface of the latter and is constantly integrated into the substrate.
  • Plant bio-filter it is a green wall, which acts as a biological filter as described in European patent PT 771062. This does not limit the existence of other spatial arrangements, for example self-sustained, without being supported by a wall where it can be applied as a bio-filter, the substantial thing is to maintain a certain verticality of the bio-filter so that the fumes pass through a greater area of it.
  • This figure shows the component elements of the extraction device where the movement of the flow and gases is clearly seen.
  • This figure shows the component elements of the conduction device where the movement of the flow and gases is clearly seen.
  • This figure shows the component elements of the cooling device where the movement of the flow and gases is clearly seen.
  • This figure shows the component elements of the induction device where the movement of the flow and gases is clearly seen.
  • the figure on the upper left shows the components of the injection plenum where the movement of the flow and gases is clearly visible.
  • the upper right figure shows the configuration of the biofilter supported by some existing structure, therefore the plenum also has a lower injection configuration, where the gases are distributed internally in the biofilter through the interior channels of the plenum.
  • the lower figure shows the second configuration of the plenum when the biofilter is supported in an existing structure, where the position of the plenum is lateral and distributes the gases through a fabric especially suitable for these purposes.
  • This figure presents the component elements of the plant biological filtering device, in a configuration supported by an existing wall or support, where the movement of the flow and gases is clearly seen.
  • This figure shows the component elements of the injection plenum on the left, when the configuration of the vegetable biological filter is self-supporting with a lower plenum, where the movement of the gas flow is clearly visible.
  • the figure on the right shows the configuration of the vegetable biological filter when it is self-supporting, showing the tubes that distribute the gas internally and that are part of the lower plenum.
  • This figure presents the component elements of the plant biological filtering device, in a self-sustained configuration in the same structure of the biological filter, where the movement of the gas flow is clearly seen.
  • This figure presents two photographs, the upper photograph presents the decontamination system operating for 3 months and the growth of the plants associated with the biofilter.
  • the lower photograph shows the biofilter alone, filtering ambient air, not connected to the decontamination system.
  • the device was connected by means of an extraction connection (4) to the gas outlet (2) from a 8.8 kW double combustion heater (1), the measurement in KW refers to the original source of smoke emissions, product of the combustion of biomass among others.
  • Firewood with humidity equal to or less than 17% was used to perform the tests, although the present invention is not limited with respect to the humidity of the fuel.
  • the total route of the fumes via pipelines is 14m.
  • the system used consists of:
  • the fumes were injected into the 0.8 m 3 plenum, whose function is to distribute the entrance of the smoke to the bio-filter homogeneously, in this case a green wall of 4m 2 and 20 cm of thickness. Acidification of the biofilter substrate helping release
  • results of these tests clearly indicate a yield greater than 90%, preferably 93.47%, where it is possible to reduce different emissions and especially the particulate material.
  • results of 5 of the experiments delivered a range of efficiency in the retention of particulate matter between 72 to 95%. Filtering smoke flow operating in the different tests ranging from 300m 3 / ha 500 m 3 / h, without restricting these values of flow this development.

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Abstract

Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión que comprende siete dispositivos interconectados entre si en forma secuencial de la siguiente manera: El dispositivo de extracción (A) se conecta inicialmente al sistema de combustión, para luego, por su otro extremo conectarse al dispositivo de conducción (B) el cual a su vez se conecta al dispositivo de enfriamiento (C), una vez enfriados los gases de combustión, estos mismos son canalizados al dispositivo de succión (D) en donde se impulsan los gases a presión al dispositivo de inducción (E) este dispositivo a su vez concentra los gases y los conduce al plenum de inyección (F), los gases concentrados y enfriados son repartidos a caudales constantes a todo el dispositivo de filtrado biológico vegetal (G) y su procedimiento de descontaminación, tal como se presenta en la figura 2/13

Description

SISTEMA DE DESCONTAMINACIÓN A TRAVÉS DE UN BIOFILTRO PARA RETENER Y RECICLAR CONTAMINANTES DE MATERIAL PARTICULADO PROVENIENTE DE HUMOS DE COMBUSTIÓN; Y SU PROCEDIMIENTO. Campo técnico de la aplicación
Sistema de descontaminación por extracción, enfriamiento y filtración de humos, adaptable a cualquier sistema de combustión de biomasa y carbón mineral, que reduce la cantidad de material particulado emitido a la atmósfera. Resumen de la invención
El presente desarrollo se refiere al uso de un Biofiltro vegetal, para retener y tratar el material particulado contenido en los gases provenientes de aparatos de combustión de biomasa y carbón mineral en adelante "humos". Está constituido principalmente por una estructura soportante, ductos, mecanismos de extracción e impulsión de humos, sistema de enfriamiento, material vegetal y elementos orgánicos utilizados para la retención de material particulado.
ESTADO DE LA TÉCNICA
En la actualidad, existen sistemas de bio-filtro vegetal para la descontaminación de aire.
El primer bio-filtro a mencionar es un sistema de descontaminación del aire ambiente; cuando el aire es conducido a través de un sustrato poblado por micro-organismos se fijan los contaminantes presentes en el aire contaminado y son degradados por los micro-organismos dentro de la capa de sustrato.
Se trata de un método de purificación de aire contaminado, con una capa de suelo que permite el paso del aire, y con la posibilidad de cultivar plantas en esta capa de sustrato.
Este invento (GB 2 297 087 A) se puede implementar de diversas maneras, siempre y cuando el concepto sea el paso del aire contaminado por una capa de sustrato en la cual los micro-organismos se encarguen de degradar los componentes contaminantes que se encuentren en el aire.
Existe otra patente de muro vegetal con circulación interna de aire (WO 2012/085439 A1). Este sistema se compone de estructuras metálicas superpuestas entre sí, obteniendo un sustrato continuo entre estas celdas con redes de conductos de riego y de conductos de aire adentro del sustrato de plantación. La red de aire permite la circulación del aire contaminado interior o exterior, impulsado por un ventilador para descontaminar este aire una vez en contacto con el sustrato por un efecto de filtración al cual se suma la acción bacteriana según el principio del bio-filtro. Esta red de distribución de aire dispuesto verticalmente adentro de cada celda consta, por lo menos, de un plenum de distribución de aire conectado a un conducto de llegada de aire impulsado. Este plenum debe tener por lo menos en una de sus dos caras una ventana o reja de difusión de aire.
En ambos casos, el propósito o problema técnico es filtrar aire ambiente cargado en contaminación atmosférica. Cada uno de estos inventos tiene como finalidad descontaminar el aire que se encuentra en la atmósfera, guiándolo a través de un bio-filtro vegetal por un sistema de ventilación.
El propósito del presente desarrollo innovador es filtrar el aire contaminado generado por la combustión de leña en estufas y chimeneas, sin restringirlo solamente a estos humos, conectando el sistema de ventilación directamente al ducto de las mismas. Por ende, el sistema de ventilación debe ser capaz de desplazar un volumen de aire contaminado mayor, y con mayor presión y caudal que los sistemas antes descritos. También, al tratarse de humo caliente, el dispositivo debe constar de un sistema de enfriamiento del humo, para poder llegar al bio-filtro vegetal a una temperatura adecuada para así permitir el crecimiento de las plantas y para facilitar una acción óptima de los microorganismos. El sistema propuesto se basa en una derivación de la Patente (WO2012085439) GREEN WALL HAVING INTERNAL AIR CIRCULATION (muro verde con circulación interna de aire. El muro verde comprende una estructura compuesta de cajas yuxtapuestas y/o superpuestas; cada caja tiene un bastidor que soporta un textil tramado o placas rígidas. Las cajas se llenan con un sustrato de plantación para las plantas que crecen por lo menos en sus caras frontales. Una red de distribución de aire conectado a una bomba suministra aire a través del espesor de las cajas, y por lo tanto en el interior del sustrato de plantación. Esta red dispuesta verticalmente dentro de cada caja comprende una cámara de distribución de aire conectado a un conducto de suministro de aire forzado, la cámara impelente o plenum tiene una ventana de difusión de aire o rejilla. La invención se aplica a la producción de un muro verde para descontaminación de aire atmosférico. Los muros vegetalizados a los que se ha incorporado el sistema descontaminante están referidos a la Patente europea PT1771062 STRUCTURE FOR VEGETATED WALL (estructura para muro vegetalizado). Esta invención trata de una pared autosoportante y liviana con vegetación compuesta principalmente de cajas prismáticas diseñados para montarse yuxtapuestas y/o apiladas. Cada caja incluye superficies de celosía o en malla alineadas internamente y se llenan con un sustrato de plantación. Una red de tuberías de agua y de salidas de aire puede ser incorporada en el espesor de la estructura, dichas redes pasan a través de las líneas de separación entre las cajas. La estructura está diseñada para mejoras urbanas, así como para la producción de pantallas acústicas, tabiques, vallas publicitarias y similares. Una estructura de muro vegetalizado de este tipo tiene como ventaja su carácter modular que facilita su transporte y su instalación, permitiendo al mismo tiempo adaptarla a cada caso de aplicación y que no necesita ser fijada a un muro de soporte. Además, ella puede ser equipada fácilmente con una red de riego interna, la cual puede atravesar los planos de unión entre los casilleros adyacentes sean caras enrejadas o perforadas de otra manera. Se plantea entonces la posible utilización del Muro Vegetalizado, (Patente europea PT1771062), como Biofiltro vegetal (WO2012085439), adaptado para poder filtrar los humos de combustión. Definiremos como humos de combustión a los humos generados por la combustión de biomasa, carbón mineral, derivados del petróleo, pellets entre otros. En especifico, son de particular interés las fuente de combustión que utilizan combustible de origen vegetal (leña 25% humedad, pellets y similares). El sistema funciona al recibir y filtrar humos por medio de ductos, enfriador, extractor e impulsor de humos a un plenum de inyección (*), y luego a través de sustrato del muro vegetalizado, para retener y filtrar el material particulado y los contaminantes.
(*)EI plenum de inyección es un espacio cerrado en donde se almacenan aire u otros gases a bajas velocidades. El diseño de esta cámara tiene como resultado que la presión del gas introducido se reparta de igual manera en toda la superficie interna del sistema.
El presente sistema se define por comprender siete partes interconectadas entre sí para su operación. También dentro del sistema se define el proceso por el cual opera el mismo.
Este sistema comprende un dispositivo de extracción (A) el cual consta de elementos de sección tubular dispuestos en el tramo superior del ducto de salida de los humos de manera tal que empalmen y bifurquen los mismos. Luego, siguiendo la dirección del sistema viene el dispositivo de conducción (B) el cual contiene ductos de sección tubular, que conducen el aire caliente por sobre la cubierta. Estos elementos, separados de la cubierta, se anclan a la estructura de cubierta y se sellan en cada una de las uniones, para evitar fugas por los intersticios y así disminuir la pérdida de caudal en el trayecto, también este dispositivo posee elementos de registro. Siguiendo la trayectoria de los gases viene el dispositivo de enfriamiento (C) donde los humos emitidos por sistema de combustión a leña, recorren los ductos de sección circular, para ingresar al enfriador, formado por elementos tubulares de sección rectangular de menor sección que los de extracción, de modo que la suma de la superficie de sus lados será mayor a la suma de las superficies de los ductos de conducción, de este modo se logra disminuir la temperatura de los humos al aumentar la superficie de disipación. Por otro lado, la cantidad de ductos, longitud y área de cada sección del enfriador está relacionada en directa proporción con la distancia al punto de captura del humo. Después de enfriar los gases, viene el dispositivo de succión (D) el cual recoge los humos a baja temperatura, por acción del enfriador, son succionados por un sistema electromecánico que aumenta la presión y caudal de los mismos. El extractor del dispositivo de succión es regulable y está en directa proporción con la distancia al punto de captura de los humos, altura, diámetro de los ductos y distancia del enfriador (9). Posteriormente los gases provenientes del enfriador son recibidos y conducidos en un dispositivo de impulsión (E) que corresponde a una caja que comprende ductos de sección circular de menor diámetro para aumentar la velocidad de los gases hacia el plenum de inyección y así al bio-filtro vegetal. El proceso de transferencia desde la caja de impulsión se realiza por medio de ductos que tienen sección 1/10 del ducto del recorrido (5, 8 y10), lo que aumenta en 140% la velocidad de inyección al plenum. El plenum (F) corresponde a un espacio cerrado donde se concentran los humos para ser distribuidos uniformemente en el Bio-filtro vegetal. La presión de los humos introducidos se almacena en toda la superficie interna de éste y se incorporan en forma constante al bio-filtro vegetal. Finalmente, está en este circuito el bio- filtro vegetal (G) patente WO2012085439 donde los humos al ser distribuidos uniformemente en el sustrato son filtrados y liberados de partículas en suspensión. Toda esta secuencia de dispositivos ve claramente en la figura 1/13.
El plenum (F) aplicado para el sistema tiene tres posibles configuraciones: Cuando el biofiltro es auto-sustentado, la configuración utilizada es un plenum inferior, (figura 11/13). Cuando el biofiltro se sustenta en una pared u otra superficie, existen dos configuraciones, el plenum lateral y el plenum inferior (figura 9/13).
Para que el bio-filtro pueda responder a la oferta de material altamente concentrado y contaminado se requiere de una relación mínima de superficie (bio-filtro) y caudal (humos) que no está descrita en la patente donde se desarrolla la estructura base para el tratamiento de aire atmosférico (con contaminación atmosférica altamente diluida en comparación a la generada en una chimenea). Esta relación de 390 m3/hora por cada m3 de biofiltro en el sistema fue obtenida en pruebas descritas más adelante en la memoria descriptiva.
Por otro lado, para que los humos puedan ser filtrados requieren llegar a una temperatura biológicamente aceptable. El humo sale del conducto a una temperatura entre 160 y 250°C y llega al biofiltro a una temperatura entre 10 y 40°C.
Por otro lado, el presente desarrollo pretende proteger el proceso mismo de purificación de los humos. Para esto el proceso se divide en varias etapas: i) proceso de captura; ii) conducción; iii) enfriamiento; iv) impulsión e inyección; y v) filtración vegetal.
La etapa de captura del humo (i) se realiza a través de un empalme (4), que por su diseño bifurca los humos y no interfiriendo en el proceso normal de funcionamiento del artefacto que realiza la combustión. La segunda etapa, de conducción (ii), el humo recorre y es conducido a una velocidad constante manteniéndose en ductos de sección regular (5, 8 y 10), en quiebres de dirección (6) y a través de elementos de registro (7). La tercera etapa, el enfriamiento (iii) se da a través del enfriador (9), acá al humo es repartirlo en tantas secciones como sea requerido, para lograr bajar la temperatura desde los 250°C hasta 10°C (Para que el humo sea biológicamente apto). La suma de las secciones menores, es mayor a la del ducto(5, 8 y10), por lo anterior, se disminuye la velocidad de recorrido en cada sección y por consecuencia, aumenta el tiempo de permanencia del humo en un área de disipación mayor y por ende, disminuye la temperatura del humo, sin variar el caudal por hora del recorrido. La cantidad de ductos, longitud y área de cada sección del enfriador (9) está relacionada en directa proporción con la distancia al punto de captura (4) del humo. Porque en este proceso el extractor (14) regulable (15) está en directa proporción con la distancia al punto de captura (4), altura, diámetro de los ductos y distancia del enfriador (9) el proceso que realiza es equilibrar, compensar y mantener el caudal natural del sistema de combustión instalado. Paralelamente, viene la cuarta etapa del proceso impulsión e inyección (iv) donde el extractor (14) impulsa los gases a caja de inyección (16), que tiene volumen equivalente a un cuarto del enfriador (9), y alimentado a velocidad constante, aumenta la densidad del aire confinado. El proceso de transferencia desde la caja de impulsión (16) se realiza por medio de ductos que tienen sección 1/10 del ducto de recorrido (5; 8 y10), lo que aumenta en 140% la velocidad de inyección al plenum (19). Por último viene la quinta etapa (v) de filtración vegetal donde de preferencia puede usarse un muro vegetativo como el descrito en la patente europea PT1771062. Cabe señalar que este desarrollo no está limitado por las únicas formas de ejecución de esta estructura de muro vegetalizado que han sido descritas anteriormente a manera de ejemplo; por el contrario, este incluye todas las variantes de realización y de aplicación que respetan el mismo principio. La etapa de filtración vegetal (v), no genera residuos, absorbe y recicla los contaminantes. Esto se da porque parte de los gases como el monóxido y dióxido de carbono acidifican el agua de riego produciendo ácido carbónico, el cual mejora a su vez, la capacidad de las plantas para absorber nutrientes. Desechos con productos derivados de azufre y nitrógeno, son rápidamente absorbidos por las raíces del biofiltro mejorando el crecimiento de las plantas, sin un aumento del consumo de agua. Esto se visualiza claramente en la figura 13/13. Algunas especificaciones para la óptima operación del sistema son:
Entre los puntos (4) y (14), con el fin de mantener la eficiencia, las distancias de tuberías van entre los 8 a los 25 mt.. Entre los puntos (14) y (19), con el fin de mantener la eficiencia, las distancias de tuberías van entre los 0,2 a los 7 mt.
Por otra parte, todo el sistema trabaja integrando a los dispositivos a través de un proceso concatenado con el elemento anterior y posterior, es decir, son necesarias las interacciones de los diferentes dispositivos para que el resultado del proceso total, se realice.
En general, las variables de temperatura del humo, caudal y combustible usado, son relevantes para el diseño y eficiencia del dispositivo. El resultado es una alta eficacia en el proceso de filtrado del humo con un mayor porcentaje de retención de los agentes contaminantes.
En particular, no se apartarán del ámbito del invento modificando detalles de sus elementos o recurriendo a otros medios de conexión y fijación de sus elementos, o empleando otros materiales, o aun añadiendo accesorios o disposiciones particulares. Los problemas técnicos que se pretenden resolver con este sistema son:
- lograr disminuir las partículas contaminantes provenientes de humos a través de un biofiltro vegetal.
- lograr disipar la temperatura de los humos para poder entrar en contacto con un biofiltro vegetal sin destruirlo.
- obtener una relación caudal de humos superficie de biofiltro vegetal que sea eficiente en la retención de partículas del humo.
- mejorar el crecimiento de las plantas del biofiltro por el ingreso concentrado de nutrientes en base a carbono (humos). - acidificar el sustrato del biofiltro para liberar de mejor manera los nutrientes de las plantas que lo componen.
- filtrar los humos generados con este sistema, con una mínima mantención operativa del mismo.
- obtener un proceso mediante el cual se logre retirar las partículas del humo, con una mínima mantención y de forma amigable con el medio ambiente.
Descripción de figuras Figura 1/13
Esta figura representa un esquema del sistema de la presente invención compuesta por siete dispositivos según figura 1/13. A: dispositivo de extracción
B: dispositivo de conducción C: dispositivo de enfriamiento
D: dispositivo de succión
E: dispositivo de inducción F: Plenum de inyección y G: dispositivo de filtrado biológico vegetal de los gases Figura 2/13
Esta figura presenta un diagrama de flujos de gases y su operación en el sistema completo. También el bio-filtro presentado es una de las formas de ejecución de la estructura de muro vegetalizado sin restringirla solo a ésta.
En general esta figura presenta también, las partes fundamentales de los diferentes dispositivos que componen el sistema y algunas partes necesarias, fuera del sistema, para el entendimiento del sistema en su globalidad:
- (1) Calefactor: se refiere a la fuente original de emisiones de humos, producto de la combustión de leña, pellets o similar. - (2) Ducto de salida de gases: se refiere al ducto de salida para el calefactor (1) que conduce los humos hacia el exterior del recinto y en su tramo final será intervenido por el empalme de extracción (4) de modo de generar una vía alternativa de conducción de humos en dirección al Biofiltro vegetal. - (3) Protección del ducto de salida: permite la salida correcta de los humos hacia el exterior y protege todo el sistema (1y2) de la entrada de agua y otros elementos perjudiciales. istema en sí comprende los siguientes elementos:
- (4), Empalme de extracción: Se trata de un conector en forma de T que crea una bifurcación para permitir un flujo de humos alternativo al original. Se compone de dos ductos cilindricos intersectados. El primer ducto mantiene la continuidad del ducto de salida de humos (2), debiendo tener el mismo diámetro y acoplarse correctamente sin fugas; el segundo ducto conduce los humos hacia el Bio-filtro vegetal. El empalme de extracción (4) puede contar con un sensor de humo que activa el extractor (14) para iniciar automáticamente el sistema.
- (5) Elemento de conducción: consiste en un cilindro que conduce los humos hacia la TEE (elemento de derivación de gases) de registro (6)
- (6) TEE registro antes del enfriador
- (7) tapa de registro antes del enfriador: En conjunto la TEE de registro y la tapa de registro permiten cambiar de dirección la conducción de humos en (5) y (8) y además inspeccionar y limpiar el tramo.
- (8) El elemento de conducción anterior al enfriador: conduce los gases desde la TEE de registro (6) hacia el enfriador (9).
- (9) El enfriador: se refiere a un elemento sellado con sólo una abertura de ingreso y otra de salida de gases. Consta de un empalme al elemento de conducción (8) y una derivación a una serie de ductos de sección rectangular que separan y dividen el flujo de los humos con el propósito de disminuir la temperatura de los mismos. En la sección final del elemento, respecto del sentido de avance de los humos, se vuelven a unir este conjunto de ductos en una única cámara de sección rectangular para acoplarse en un solo punto al elemento de conducción (10).
(10) Elemento de conducción posterior al enfriador: conduce los gases desde el enfriador (9) hacia la TEE de registro (11).
(11) La TEE de registro posterior al enfriador: se compone de dos ductos intersectados. Combinada con la tapa de registro posterior al enfriador
(12) , permiten cambiar de dirección la conducción de humos (10) hacia la brida (13) y además inspeccionar y limpiar el tramo.
(12) Tapa de registro posterior al enfriador.
(13) La brida: es el elemento que une la TEE de registro (11) con el extractor (14), permitiendo que este último pueda ser desmontado sin operaciones destructivas, gracias a una circunferencia de agujeros a través de los cuales se montan pernos de unión.
(14) El extractor: es un equipo electro-mecánico que succiona los gases provenientes del calefactor (1) para impulsarlos hacia el Biofiltro vegetal (18). Su acción es controlada mediante un dispositivo electrónico regulador de caudal (15). El extractor (14) se conecta directamente con la caja de impulsión (16).
(15) Dispositivo electrónico regulador de caudal.
(16) La caja de impulsión: consiste en una caja sellada con sólo una abertura de ingreso y otra de salida de gases, recibe los humos y los conduce al plenum de inyección (19) por medio de elementos de conducción (17). - (17) Elementos de conducción: son ductos que mantienen la presión y el caudal adecuado para el ingreso de los humos al plenum de inyección (19), son regulados manualmente por reguladores de inyección (18).
- (18) Reguladores de inyección: estos reguladores controlan el caudal que entra al plenum de inyección.
- (19) El plenum de inyección: se refiere a una cámara sellada con una abertura de ingreso de gases y abierto por el lado que conecta con el
Bio-filtro vegetal (20). La presión de los gases introducidos se reparte de igual manera en toda la superficie interna de éste y se integra en forma constante al sustrato. - (20) Bio-filtro vegetal: es un muro verde, que actúa como un filtro biológico como el descrito en la patente europea PT 771062. Esto no limita a que existan otras disposiciones espaciales, por ejemplo auto- sustentados, sin estar apoyados en una pared donde pueda aplicarse como bio-filtro, lo sustancial es mantener cierta verticalidad del bio-filtro para que los humos transiten por una mayor área del mismo.
Figura 3/13
Esta figura presenta los elementos componentes del dispositivo de extracción en donde se ve claramente el movimiento del flujo e gases.
Los números señalados en la figura se presentan a continuación:
(2) Ducto de salida de gases
(3) Protección del ducto de salida
(4) , Empalme de extracción
(5) Elemento de conducción Figura 4/13
Esta figura presenta los elementos componentes del dispositivo de conducción en donde se ve claramente el movimiento del flujo e gases.
Los números señalados en la figura se presentan a continuación:
(5) Elemento de conducción
(6) TEE registro antes del enfriador
(7) tapa de registro antes del enfriador
(8) El elemento de conducción anterior al enfriador
Figura 5/13
Esta figura presenta los elementos componentes del dispositivo de enfriamiento en donde se ve claramente el movimiento del flujo e gases.
Los números señalados en la figura se presentan a continuación:
(8) El elemento de conducción anterior al enfriador
(9) El enfriador
(10) Elemento de conducción posterior al enfriador Figura 6/13
Esta figura presenta los elementos componentes del dispositivo de succión en donde se ve claramente el movimiento del flujo e gases. Los números señalados en la figura se presentan a continuación:
(10) Elemento de conducción posterior al enfriador (11) La TEE de registro posterior al enfriador
(12) Tapa de registro posterior al enfriador.
(13) La brida Figura 7/13
Esta figura presenta otros elementos componentes del dispositivo de succión en donde se ve claramente el movimiento del flujo e gases. Los números señalados en la figura se presentan a continuación:
(13) La brida
(14) El extractor
(15) Dispositivo electrónico regulador de caudal.
Figura 8/13
Esta figura presenta los elementos componentes del dispositivo de inducción en donde se ve claramente el movimiento del flujo e gases.
Los números señalados en la figura se presentan a continuación:
(16) La caja de impulsión
(17) Elementos de conducción
(18) Reguladores de inyección
Figura 9/13
La figura de la izquierda superior presenta los elementos componentes del plenum de inyección en donde se ve claramente el movimiento del flujo e gases. La figura superior derecha presenta la configuración del biofiltro sustentado en alguna estructura ya existente, por lo tanto el plenum también presenta una configuración de inyección inferior, donde los gases se reparten interiormente en el biofiltro a través de los canales interiores del plenum.
La figura inferior muestra la segunda configuración del plenum cuando el biofiltro es sustentado en una estructura ya existente, donde la posición del plenum es lateral y reparte los gases a través de una tela especialmente adecuada para estos propósitos.
Los números señalados en la figura se presentan a continuación:
(19) El plenum de inyección
(21) Canales interiores del plenum
(22) Tela de reparto de gases
Figura 10/13
Esta figura presenta los elementos componentes del dispositivo de filtrado biológico vegetal, en una configuración sustentada en una pared o soporte existente, en donde se ve claramente el movimiento del flujo e gases.
El número señalado en la figura se presenta a continuación: (20) Bio-filtro vegetal
Figura 11/13
Esta figura presenta a la izquierda los elementos componentes del plenum de inyección, cuando la configuración del filtro biológico vegetal es auto- sustentado con un plenum inferior, en donde se ve claramente el movimiento del flujo de gases. Por otro lado, la figura de la derecha presenta la configuración del filtro biológico vegetal cuando es auto-sustentado mostrando los tubos que reparten el gas interiormente y que son parte del plenum inferior.
El número señalado en la figura se presenta a continuación:
(19) El plenum de inyección
(21) Canales interiores del plenum
Figura 12/13
Esta figura presenta los elementos componentes del dispositivo de filtrado biológico vegetal, en una configuración auto-sustentada en la misma estructura del filtro biológico, en donde se ve claramente el movimiento del flujo de gases.
El número señalado en la figura se presenta a continuación:
(20) Bio-filtro vegetal
Figura 13/13
Esta figura presenta dos fotografías, la fotografía superior presenta el sistema de descontaminación operando durante 3 meses y el crecimiento de las plantas asociadas al biofiltro.
La fotografía inferior presenta el biofiltro solo, filtrando aire ambiental, no conectado al sistema de descontaminación. Ejemplos de aplicación
Para comprobar la eficiencia del dispositivo, se instalaron 5 pilotos con características similares, y medidas varias. Se tomó como referencia uno de estos pilotos, según las siguientes características:
El dispositivo se conectó mediante un empalme de extracción (4) a la salida de gases (2) desde un Calefactor (1) de doble combustión de 8,8 kW, la medida en KW se refiere a la fuente original de emisiones de humos, producto de la combustión de biomasa entre otros.
Se usó para realizar las pruebas, leña con humedad igual o inferior al 17%, aunque la presente invención no está limitada con respecto a la humedad del combustible.
El recorrido total de los humos vía ductos es de 14m. El sistema empleado consta de:
- Un empalme de Extracción (4) que bifurca el humo, instalado a los 6,00m entre el final del ducto de salida de gases (2) y el elemento de protección de ducto salida (3).
- Se conduce sobre los 6 metros de ducto (5) desde la tee de empalme o bifurcación a la "T" de registro del tramo (6) y desde este elemento por conducción (8) 5 metros al ingreso del enfriador (9), de 3m2 de superficie de disipación y 3 vías.
- La succión de los humos del enfriador (9), se realizó por un ventilador centrífugo de media presión y simple aspiración con envolvente y turbina de caudal máximo 1691 m3/h (14) y se comprimió en la caja de impulsión (15) de volumen 0,04m3. El caudal del régimen registrado durante las pruebas era de 311 m3/h.
- Desde la caja de impulsión (15), se inyectaron los humos al plenum de 0,8 m3, cuya función es repartir homogéneamente el ingreso del humo al bio-filtro, en este caso un muro verde de 4m2 y 20 cm de espesor. Acidificación del sustrato del biofiltro ayudando a la liberación
nutrientes hacia las plantas del mismo. - Mejoras en el crecimiento de las plantas del bio-filtro manteniendo la
misma cantidad de agua de riego.
Los datos del sistema son resumidos en la siguiente tabla I:
Tabla I:
Sistema MFB 01 Tipo
E20.
Ubicación: Calle Nahuelbuta N° 2047 - Temuco.
Dimensión: Bio Filtro 2,00 x 2,00 x 0,20 m
Volumen: Bio Filtro 0,8 m3
Longitud extracción 14,00 m
Galvanizado 0 15,24
Diámetro ductos
cm
Galvanizado 3,2 m2 área de
Radiador
disipación
s/ marca Tipo doble cámara . Combustión
Calefactor Mod.
lenta
Ventilador centrífugo de media presión y simple aspiración
Extractor Mod.
con envolvente y turbina
Caudal máximo 1691 m3/h
Caudal régimen 311m3/h
Vel. Muestreo 1 ,2 m/s
Inyección a Plenum Independiente, uno por c/m2
Volumen Total Plenum 0,8 m3
Tamiz Malla Acero Inoxidable 300 mieras
Bio Filtro Fibra vegetal inerte Combustible
% Humedad
Los resultados experimentales observados durante esta prueba, según el método CH5 (Método usado bajo la normativa Chilena para realizar mediciones en fuentes fijas de gases) de determinación de las emisiones de partículas desde fuentes estacionarias, fueron los siguientes:
RESULTADOS DE LA M EDICIÓN
BIOFILTRO N° 1
ANTES DEL BIOFILTRO
Figure imgf000022_0001
RESULTADOS DE LA M EDICIÓN
BIOFILTRO N° 1
DESPUES DEL BIOFILTRO
Figure imgf000022_0002
Rendimiento Biofiltro N°1 = 93,47%
Fecha: 13/07/15
Dirección: Nahuelbuta 2047
(*) Resultados finales
Los resultados de estas pruebas indican claramente un rendimiento mayor a un 90%, de preferencia un 93,47%, donde se logra disminuir diferentes emisiones y en especial el material particulado. En general los resultados de 5 de los experimentos entregaron un rango de eficiencia en la retención de material particulado de entre 72 a 95%. El caudal de humo filtrado operativo en las diferentes pruebas va desde los 300m3/h a los 500 m3/h, sin restringir estos valores de caudales el presente desarrollo.
Un resultado interesante es la relación que cada 390 m3/h de caudal en régimen de humo se requiere de 1 m3 de bio-filtro y que fue demostrada para el rango entre los 216 a 512 m3/h de caudal en régimen de humo con un rango de volumen de biofiltro correspondiente entre 0,55 a 1 ,32 m3, para lograr un filtrado con una eficiencia por sobre el 90%. Estos valores no son restrictivos a otros caudales en los cuales pueda ser aplicado el sistema.
Un segundo experimento demostró la eficiencia en el crecimiento del biofiltro en función de la inyección de los humos desde dispositivos de combustión (figura 13/13). El humo de salida de la chimenea tenía un caudal de, . Por otro lado, el experimento se llevo a cabo durante tres meses de invierno.
En este experimento se utilizó un biofiltro montado en una pared con un volumen del mismo de m3, con un plenum de inyección lateral. Por otro lado, la cantidad de agua utilizada fue de .
Uno de los fenómenos detectados en esta prueba fue la rápida acidificación del suelo por la generación de ácido carbónico al contactarse el monóxido de carbono de los productos derivados de la combustión con el agua de riego. Este fenómeno deja más expuestas a las raíces para absorber los nutrientes necesarios para su crecimiento.

Claims

REIVINDICACIONES
1 .- Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión CARACTERIZADO porque comprende siete dispositivos interconectados entre sí en forma secuencial de la siguiente manera: El dispositivo de extracción (A) se conecta inicialmente al sistema de combustión, para luego, por su otro extremo conectarse al dispositivo de conducción (B) el cual a su vez se conecta al dispositivo de enfriamiento (C), una vez enfriados los gases de combustión, estos mismos son canalizados al dispositivo de succión (D) en donde se impulsan los gases a presión al dispositivo de inducción (E) este dispositivo a su vez concentra los gases y los conduce al plenum de inyección (F), los gases concentrados y enfriados son repartidos a caudales constantes a todo el dispositivo de filtrado biológico vegetal (G).
2 - Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 1 CARACTERIZADO porque los humos son generados con cualquier material biomasa, sin importar su nivel de humedad.
3.- Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 1 CARACTERIZADO porque los humos son generados con carbón mineral.
4. - Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 1 CARACTERIZADO porque no es necesario intervenir el funcionamiento del sistema de combustión instalado, porque se toman los gases en el punto de salida a la atmosfera.
5. - Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 1 CARACTERIZADO porque se ajusta para una regulación automática según el caudal de humo, evitando así el aumento de consumo de combustible por mayor succión.
6. - Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 1 CARACTERIZADO porque la relación entre el caudal de humo generado en régimen versus la cantidad de bio-filtro necesario para lograr la filtración entre un 72 a 95% de partículas contaminantes comprende un rango de 216 a 512 m3/h de humo generado en régimen para un rango de 0,55 a 1 ,32 m3 de volumen de bio-filtro, de preferencia cada 390 m3/h de caudal en régimen de humo se requiere de 1 m3 de bio-filtro para lograr un filtrado con una eficiencia por sobre el 90%.
7. - Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 1 CARACTERIZADO porque el dispositivo de extracción (A) comprende:
(2) Ducto de salida de gases;
(3) Protección del ducto de salida;
(4) Empalme de extracción; y
(5) Elemento de conducción, donde el elemento (2) y (3) son parte del sistema de combustión y los elementos (4) y (5) son la conexión de los gases al sistema de descontaminación, donde el elemento (4) bifurca los humos logrando así la no interferencia en el proceso normal de funcionamiento del artefacto que realiza la combustión.
8.- Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 1 CARACTERIZADO porque el dispositivo de conducción (B) es conectado a través del elemento de conducción (5) y comprende:
(6) TEE registro antes del enfriador;
(7) tapa de registro antes del enfriador; y
(8) El elemento de conducción anterior al enfriador, donde los elementos que se separan de la cubierta (techo), se anclan a la estructura de cubierta y se sellan en cada una de las uniones, para evitar fugas por los intersticios y así disminuir pérdidas de caudal en el trayecto.
9.- Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 8 CARACTERIZADO porque el elemento TEE de registro antes del enfriador (6) puede abrirse o cerrarse para la limpieza y monitorización del ducto.
10.- Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 1 CARACTERIZADO porque el dispositivo de enfriamiento (C) se conecta a través del elemento de conducción anterior al enfriador (8) y comprende: (9) El enfriador; y el
(10) Elemento de conducción posterior al enfriador, donde el elemento (9) está formado por elementos tubulares de sección rectangular de menor sección que los de extracción, de modo que la suma de la superficie de sus lados será mayor a la suma de las superficies de los ductos de conducción, de este modo se logra disminuir la temperatura de los humos al aumentar la superficie de disipación.
11.- Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 1 CARACTERIZADO porque, el dispositivo de succión (D), se conecta a través del elemento de conducción posterior al enfriador (10) y comprende:
(11) La TEE de registro posterior al enfriador;
(12) Tapa de registro posterior al enfriador;
(13) La brida;
(14) El extractor; y (15) Dispositivo electrónico regulador de caudal, en donde, se recogen los humos a baja temperatura y son succionados por un dispositivo electro-mecánico (15) que aumenta la presión y caudal de los mismos, por otro lado, el extractor (14) es regulable y está en directa proporción con la distancia al punto de captura de los humos, altura, diámetro de los ductos y distancia del enfriador (9).
12. - Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 1 CARACTERIZADO porque, el dispositivo de inducción (E), se conecta a través del extractor (14) y comprende:
(16) la caja de impulsión;
(17) elementos de conducción; y
(18) reguladores de inyección, donde la caja (16) comprende a su vez, ductos de sección circular de menor diámetro que la caja para así, aumentar la velocidad de los gases hacia el plenum de inyección (F) y así al bio-filtro vegetal (G), donde el proceso de transferencia desde la caja de impulsión se realiza por medio de ductos que tienen sección 1/10 del ducto del recorrido cubierto en los elementos (5, 8 y10), lo que aumenta en 140% la velocidad de inyección al plenum (F).
13. - Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 1 CARACTERIZADO porque, el plenum de inyección (F), se conecta a través de los elementos de conducción (17) y comprende:
(19) el plenum de inyección, que corresponde a un espacio cerrado donde se concentran los humos para ser distribuidos uniformemente en el Bio-filtro vegetal, donde la presión de los humos introducidos se almacena en toda la superficie interna de éste y se incorporan en forma constante al bio-filtro vegetal, también el plenum de inyección canaliza el humo en canales independientes a distintos niveles del biofiltro para así homogenizar la entrada del humo al biofiltro y asegurar que el humo viaje de manera pareja a través del biofiltro.
14. - Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 13 CARACTERIZADO porque, el plenum de inyección (F), comprende al menos tres configuraciones, la primera con un plenum inferior dispuesto debajo del biofiltro que se sustenta en un soporte ya existente, tal como una pared, la segunda con el mismo tipo de biofiltro sustentado en una superficie, tal como una pared, pero con un plenum dispuesto en posición lateral al biofiltro, donde se coloca una tela que distribuye los gases homogéneamente (22), y la tercera donde el biofiltro se auto-sustenta solo usando como base el plenum de inyección, tal como un tótem, donde en los casos primero y tercero el plenum de inyección comprende canales perforados proyectados al interior del biofiltro (21).
15. - Sistema de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 1 CARACTERIZADO porque, el dispositivo biológico de filtrado vegetal (G), se conecta a través del plenum de inyección (F) y comprende:
(20) Bio-filtro vegetal, donde el bio-filtro comprende al menos dos configuraciones, la primera en donde el biofiltro se sustenta en un soporte ya existente, tal como un muro y la segunda donde el biofiltro se autosustenta, tal como un tótem, sin excluir otras formas de sustentación del bio-filtro.
16. - Procedimiento de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión CARACTERIZADO porque comprende las etapas de: i) capturar el humo, donde a través de un empalme (4), que por su diseño, bifurca los humos y no interfiriere en el proceso normal de funcionamiento del artefacto que realiza la combustión;
ii) conducción del humo, donde el humo recorre y es conducido a una velocidad constante manteniéndose en ductos de sección regular (5, 8 y 10), en quiebres de dirección (6) y a través de elementos de registro (7);
iii) enfriamiento del humo , donde el humo es repartirlo en tantas secciones como sea requerido en el enfriador (9), donde se baja la temperatura en un rango desde los 250 °C hasta 10°C, donde el caudal del humo disminuye la velocidad porque la suma de las secciones menores del enfriador, es mayor a la del ducto de entrada (5, 8 y10), por lo anterior, se disminuye la velocidad del recorrido en cada sección y por consecuencia, se aumenta el tiempo de permanencia del humo en un área de disipación mayor y por ende, se disminuye la temperatura del humo, sin variar el caudal por hora del recorrido, por otro lado, el extractor (14) regulable (15) equilibra, compensa y mantiene el caudal natural del sistema de combustión instalado;
iv) impulsión e inyección, donde el extractor (14) impulsa los gases a caja de inyección (16) y lo alimenta a velocidad constante, aumentado así la densidad del aire confinado, donde la transferencia desde la caja de impulsión (16) se realiza por medio de ductos que tienen sección 1/10 del ducto de recorrido (5, 8 y10), lo que aumenta en 140% la velocidad de inyección al plenum (19) y éste último inyecta los gases en la última etapa del proceso; y
v) filtración vegetal, donde se filtra el material particulado del humo, de preferencia puede usarse un muro vegetal vertical sustentado o auto- sustentado, donde lo relevante es que el gas o humo recorra la mayor superficie de contacto con el filtro vegetal.
16.- Procedimiento de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 15 CARACTERIZADO porque las etapas de conducción (ii) e impulsión e inyección (iv), son monitorizadas y limpiadas a través de sus respectivas TEEs y tapas de registro.
17. - Procedimiento de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 15 CARACTERIZADO porque la etapa de filtración vegetal (v), tiene una capacidad de filtración de partículas en el rango menor a 2,5 partes por millón hasta las 10 partes por millón como filtrado final.
18. - Procedimiento de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 15 CARACTERIZADO porque la etapa impulsión e inyección (iv), regula el caudal de humo a través del extractor (14) el cual recibe órdenes del flujo desde el dispositivo electrónico regulador de caudal (15).
19. - . Procedimiento de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 15 CARACTERIZADO porque la etapa de enfriamiento del humo (iii), logra disminuir las temperaturas del mismo para poder ser utilizados por el bio-filtro, desde temperaturas cercanas a los 250°C a temperaturas cercanas a los 10°C.
20. - Procedimiento de descontaminación de humos conectado a cualquier sistema de combustión, según la reivindicación 15 CARACTERIZADO porque la etapa de filtración vegetal (v), no genera residuos absorbiendo y reciclando los contaminantes.
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