ES2615804T3

ES2615804T3 - Procedimiento y dispositivo de tratamiento de gas por inyección de compuesto pulverulento y fase acuosa

Info

Publication number: ES2615804T3
Application number: ES14736324.6T
Authority: ES
Inventors: Xavier PETTIAU; Olivier NYSSEN; Alain Brasseur; Alain Laudet
Original assignee: Lhoist Recherche et Developpement SA
Current assignee: Lhoist Recherche et Developpement SA
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2017-08-25
Anticipated expiration: 2034-06-20
Also published as: JP6059828B2; AU2014301338B2; CA2913240A1; JP2016530981A; US20160129394A1; BE1021596B9; EP3013459B1; BE1021596B1; WO2014206880A1; AU2014301338A1; DK3013459T3; ZA201509110B; PT3013459T; CA2913240C; CL2015003573A1; BR112015030657B1; SG11201510356TA; BR112015030657A2; FR3007297A1; MY164819A

Abstract

Procedimiento de tratamiento de gas que presenta un sentido de flujo predeterminado en una conducción de gas que comprende las etapas de: a) inyectar compuesto pulverulento en la conducción de gas en un punto de inyección de compuesto pulverulento, por medio de una tubuladura de inyección de compuesto pulverulento, presentando dicha tubuladura de inyección una cara externa y una cara interna estructurada de forma que esté en contacto con dicho compuesto pulverulento, de forma que permita la formación de una nube o flujo de partículas de compuesto pulverulento en dicha conducción de gas. b) inyectar una fase líquida acuosa monofásica en forma de gotitas, en dicha conducción de gas, c) captar contaminantes de los gases por dicho compuesto pulverulento, y d) recuperar separadamente de dicho compuesto pulverulento enriquecido en contaminantes y los gases empobrecidos en contaminantes, caracterizado por que dicha etapa de inyección de fase líquida acuosa monofásica en forma de gotitas se efectúa en el interior de dicha conducción de gas en la nube o flujo inyectado de partículas de compuesto pulverulento, de forma que se humedezcan estas partículas de compuesto pulverulento en el interior de la conducción de gas, durante su inyección, según una relación ponderal entre la fase líquida acuosa monofásica inyectada en forma de gotitas y el compuesto pulverulento inyectado superior o igual a 0,05 e inferior o igual a 1,2, realizándose dicha inyección de fase líquida acuosa monofásica por medio de al menos una tubuladura de inyección de fase líquida acuosa monofásica situada en un espacio periférico localizado alrededor de dicha cara externa y que presenta una envoltura externa, y por que el procedimiento comprende además un aislamiento de dicha cara externa por al menos una capa de aislante colocada en dicho espacio periférico.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento y dispositivo de tratamiento de gas por inyeccion de oompuesto pulverulento y fase acuosa

La presente invencion se refiere a un procedimiento de tratamiento de gas que presenta un sentido de flujo predeterminado en una conduccion de gas que comprende las siguientes etapas:

a) inyectar compuesto pulverulento en la conduccion de gas de combustion en un punto de inyeccion de compuesto pulverulento, mediante una tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento, presentando dicha tubuladura de inyeccion una cara externa y una cara interna estructurada para estar en contacto con dicho compuesto pulverulento, de forma que permita la formacion de una nube o flujo de particulas de compuesto pulverulento en dicha conduccion de gas.

b) inyectar fase liquida acuosa monofasica en forma de gotitas, en dicha conduccion de gas,

c) captar contaminantes de los gases por dicho compuesto pulverulento, y

d) recuperar separadamente dicho compuesto pulverulento enriquecido en contaminantes y los gases empobrecidos en contaminantes.

Normalmente, el tratamiento de los gases, en particular de los gases de combustion, requiere la reduccion de gases acidos, principalmente HCl, SO2 y/o HF, pudiendo realizarse dicha reduccion en seco, mediante inyeccion de una sustancia, a menudo mineral, seca y pulverulenta en un flujo de gas de combustion o a traves de un filtro que comprende un lecho de particulas solidas fijas o en movimiento. En este caso, el compuesto pulverulento comprende en general un compuesto calcomagnesico, en particular cal, preferentemente apagada o hidratada o un compuesto sodico como un carbonato o un bicarbonato de sodio. Tambien se pueden utilizar otros compuestos minerales principalmente los utilizados para reducir las dioxinas, furanos y/o metales pesados entre ellos el mercurio, como por ejemplo, aquellos a base de filosilicatos, tales como la sepiolita o la haloisita o analogos.

La presente invencion tiene como objetivo mas particularmente los procedimientos de reduccion de los gases acidos en los gases, en particular en los gases de combustion, por inyeccion de un producto pulverulento que tiene capacidades de captura de contaminantes acidos en el flujo de gas con el objetivo de mejorar los rendimientos de la reduccion de los componentes gaseosos acidos de los gases tratados.

Se conoce mas particularmente un tratamiento de estos gases de combustion con cal hidratada pulverulenta, mejorado con el uso de cal hidratada humidificada en lugar de cal hidratada pulverulenta seca. En efecto, la absorcion de los contaminantes de la fase gaseosa por las particulas de la fase solida se mejora con la presencia de agua. A veces, se califica dicho procedimiento como tratamiento de gases de combustion por via semi-seca. Por otra parte, se conoce un procedimiento de utilizacion de cal hidratada y de agua en el que se ha inyectado una lechada de cal en el flujo de gas de combustion. Desafortunadamente la inyeccion de una lechada de cal supone la aplicacion de medios especificos (turbinas de dispersion, bomba de circulacion) que consumen grandes cantidades de energia y estan sometidos a desgaste y erosion y puede llevar a problemas de colmatacion. Cada uno de los documentos CN 2011 68568 y JP 10-216.572 propone una alternativa utilizada para solucionar los problemas de colmatacion llevando a cabo la suspension de lechada de cal in situ durante la inyeccion. Para ello, se utiliza una lanza formada por dos tubos concentricos, es decir, por un tubo interno y un tubo externo. El agua se inyecta mediante el tubo interno mientras que la cal hidratada se inyecta por medio del tubo externo. Segun el documento CN 2011 68568, la posicion del tubo interno se puede ajustar respecto a la posicion del tubo externo y por lo tanto es posible tener un tubo interno para el agua que tiene un orificio de salida sobresaliente o embutido o incluso al mismo nivel respecto a un orificio de salida de cal hidratada del tubo externo.

Segun estos documentos, la concepcion de las lanzas de pulverizacion exige que el tubo de proyeccion de agua sea interno al tubo de proyeccion de cal hidratada pulverulenta. Esto tiene como resultado por lo tanto que la cal pulverulenta encuentra un obstaculo en el seno del tubo externo de pulverizacion que esta en el tubo interno de proyeccion de agua. De esta forma, la cal hidratada entra en contacto con la superficie generalmente metalica y fria del tubo interno, sobre la que la cal tiende a colmatarse.

Ademas, segun estos documentos, el grado de humedad de la cal hidratada induce una relacion masica agua/cal de 5 a 6 para formar una suspension in situ. Esta suspension proporciona un efecto adicional nefasto para el tratamiento de los gases de combustion porque ademas el gas se enfria de forma significativa con la inyeccion de cal hidratada. Esto supone disponer de humos suficientemente calientes para que la descontaminacion sea eficaz; ahora bien esto no se investiga actualmente ya que los industriales tienen una tendencia cada vez mas marcada a recuperar lo mejor posible el calor de los gases de combustion por razones economicas y medioambientales.

Por otra parte, cuando la cal hidratada entra en contacto con una superficie fria, como es el caso de la superficie del tubo interno de proyeccion de agua de estos documentos, se produce la condensacion en el tubo de proyeccion de la cal hidratada, lo que tambien da como resultado el favorecer una colmatacion del tubo de proyeccion y asi perturbar la inyeccion de la cal en el flujo de gas de combustion.

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Finalmente, una relacion masica agua/cal tan elevada como la oitada anteriormente supone una disponibilidad y un consumo grande de agua.

Tambien se conoce un dispositivo de inyeccion de cal en los gases de combustion, en el que la tubuladura de inyeccion de cal hidratada o pulverulenta esta rodeada por una tubuladura externa concentrica a traves de la que se inyecta un gas (v. US2012/0251423).

La presente invencion tiene como objetivo paliar los inconvenientes del estado de la tecnica procurando un procedimiento que permita el tratamiento de gases en particular de gases de combustion, mediante un compuesto pulverulento, preferentemente mineral, en particular cal hidratada, durante el que el riesgo de colmatacion se reduce significativamente y el consumo de agua se minimiza y ello sin enfriar de forma sensible los gases, permitiendo asi que no se perjudique la recuperacion de las calorias procedentes de estos gases que se van a tratar.

Para resolver este problema, esta previsto segun la invencion un procedimiento tal como se ha indicado al principio caracterizado por que dicha etapa de inyeccion de fase liquida acuosa monofasica, en forma de gotitas, se efectua en el interior de dicha conduccion de gas en dicha nube o flujo de particulas de compuesto pulverulento, de forma que se humidifiquen estas particulas de compuesto pulverulento en el interior de la conduccion de gas, durante su inyeccion, segun una relacion ponderal entre la fase liquida acuosa monofasica inyectada en forma de gotitas y el compuesto pulverulento inyectado superior o igual a 0,05 e inferior o igual a 1,2, realizandose dicha etapa de inyeccion de fase liquida acuosa monofasica mediante al menos una tubuladura de inyeccion de fase liquida acuosa monofasica situada en un espacio periferico localizado alrededor de dicha cara externa y que presenta una envoltura externa y por que el procedimiento comprende ademas un aislamiento de dicha cara externa por al menos una capa de aislante dispuesta en dicho espacio periferico.

Segun la presente invencion, la humidificacion del compuesto pulverulento se efectua en el punto de inyeccion del compuesto pulverulento, y esto en la conduccion/flujo de gas que se va a tratar. De esta forma, las particulas del compuesto mineral y las gotitas de fase acuosa coexisten muy localmente, y el compuesto pulverulento se humidifica in situ y de forma controlada.

En la nube de gotitas de fase acuosa y de particulas de compuesto pulverulento inyectadas segun la relacion ponderal entre la fase acuosa en forma de gotitas y el compuesto pulverulento, se crea asi una capa de gotitas de fase acuosa en la superficie de las particulas de compuesto pulverulento y se facilita la transferencia de los contaminantes, principalmente acidos, que se van a reducir hacia la fase solida del compuesto pulverulento.

La capa de gotitas de fase acuosa se obtiene mediante co-inyeccion controlada de particulas de compuesto pulverulento y de la fase acuosa segun dicha relacion ponderal y la humidificacion in situ del compuesto pulverulento evita el problema recurrente de colmatacion de las lanzas de inyeccion de compuesto pulverulento, en particular de la cal hidratada humidificada.

Mas precisamente, la fase acuosa se inyecta en una proximidad inmediata respecto al punto de inyeccion de compuesto pulverulento.

Por "proximidad inmediata", se entiende, en el sentido de la presente invencion, que la distancia entre el punto de inyeccion de la fase acuosa y el punto de inyeccion del compuesto pulverulento es inferior o igual al diametro del punto de inyeccion /de la tubuladura de inyeccion del compuesto pulverulento, en particular inferior o igual al radio.

Ventajosamente, el compuesto pulverulento es un compuesto mineral. Puede comprender un compuesto calcomagnesico, en particular cal, preferentemente apagada o hidratada. En un modo de realizacion particular, el compuesto mineral se elige entre los utilizados para la reduccion de dioxinas, furanos y/o metales pesados entre ellos el mercurio, como por ejemplo, aquellos a base de sepiolita o de haloisita o analogos. El compuesto pulverulento utilizado tambien puede ser organico, principalmente carbonado, en particular del tipo carbon activo o coque de lignito. El compuesto pulverulento tambien puede ser una mezcla de estos compuestos.

Preferentemente, la fase acuosa es agua liquida o una disolucion acuosa de compuesto alcalino elegido en el grupo formado por hidroxidos, carbonatos, bicarbonatos, hidrogenocarbonatos, nitratos, fosfatos, persulfatos y monocarboxilatos de metal alcalino, principalmente sodio, potasio y/o litio, y sus mezclas, o una disolucion acuosa de compuesto a base de amoniaco o de urea, tal como las sales de amonio, o una disolucion acuosa de compuesto a base de halogenuros alcalinos o alcalinoterreos o de amonio, en particular de cloruro y/o de bromuro, principalmente de sodio, de potasio, de calcio o de magnesio. Por otra parte, la fase acuosa tambien puede contener acidos, principalmente organicos, difuncionales (acidos dibasicos) o no.

En todos los casos, la fase acuosa es monofasica. Dicho de otra forma, la fase acuosa esta formada por un liquido, en particular agua liquida.

De forma ventajosa, la temperatura de la fase acuosa antes de la inyeccion en dicha conduccion de gas de combustion es inferior a 100sC, preferentemente inferior a 40sC, particularmente inferior a 302C, mas particularmente inferior a 202C.

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Segun una forma particular de realizacion, la etapa de inyeccion de fase acuosa se efectua en una proximidad inmediata posterior a dicho punto de inyeccion de compuesto pulverulento respecto a dicho sentido de flujo predeterminado de los gases en dicha conduccion de gas.

Mediante los terminos "proximidad inmediata posterior" al punto de inyeccion de compuesto pulverulento, se entiende en el sentido de la presente invencion que, con respecto al sentido de flujo de los gases, las gotitas de fase acuosa se pulverizan justo despues del compuesto pulverulento. Por lo tanto, el compuesto pulverulento inyectado se encuentra primero con los gases e inmediatamente despues con las gotitas de fase acuosa formadas, lo que permite por lo tanto humidificar el compuesto pulverulento y no los gases que se van a tratar.

En otra forma particular de realizacion, la etapa de inyeccion de fase acuosa se efectua en una proximidad inmediata anterior a dicho punto de inyeccion de compuesto mineral respecto a dicho sentido de flujo predeterminado de los gases de combustion en dicha conduccion de gas de combustion.

Ventajosamente, dicha etapa de inyeccion de compuesto pulverulento se efectua en la conduccion de gas segun un sentido de inyeccion que forma un angulo de 90 a 150 grados, preferentemente inferior o igual a 145 grados, de forma preferente inferior o igual a 140 grados y en particular inferior o igual a 135 grados, respecto al sentido de flujo predeterminado de los gases.

En una forma de realizacion particular, dichas gotitas de fase acuosa presentan un tamano medio de gotitas comprendido entre 500 y 5.000 pm, preferentemente de 500 a 5.000 pm, en funcion de las condiciones de inyeccion.

Preferentemente dicho compuesto pulverulento, en particular la cal hidratada pulverulenta, presente un tamano medio de particulas d50 inferior a 80 pm, ventajosamente inferior a 50 pm, preferentemente inferior a 35 pm, preferentemente inferior a 25 pm y de forma particular inferior o igual a 10 pm, en particular inferior o igual a 8 pm.

Se entiende que el compuesto pulverulento puede ser un compuesto mineral pulverulento co-inyectado con otro compuesto pulverulento, principalmente carbonado, en particular del tipo carbon activo o coque de lignito.

Mas particularmente, esta previsto segun el procedimiento de la presente invencion que dicho compuesto pulverulento, en particular la cal hidratada, presente antes de la inyeccion en dicha conduccion de gas una humedad (contenido masico de agua) comprendida entre 0,2 y 10%, en particular entre 0,5 y 4%, preferentemente inferior a 2%, en particular inferior a 1,5%.

En efecto, cuando el contenido de agua libre del compuesto pulverulento es superior al 10%, aparecen problemas de realizacion. En particular, cuando el compuesto pulverulento es cal apagada (hidratada), si este contenido de agua libre es superior al 2%, respectivamente 4%, resulta dificil, respectivamente muy problematico de manipular (problemas de flujo, de incrustaciones, ...).

En un modo de realizacion particular segun la presente invencion, la relacion ponderal entre dicha fase acuosa inyectada en forma de gotitas y dicho compuesto pulverulento inyectado es superior o igual a 0,1, de forma preferente superior o igual a 0,2, e inferior o igual a 1, y mas particularmente inferior o igual a 0,8. Esta relacion ponderal es relativamente baja en comparacion a la comunicada en los anteriores documentos CN 2011 68568 y JP 10-216.572 y no produce enfriamiento sensible de los gases que se van a tratar ya que, segun la presente invencion, la proporcion reducida de agua anadida permite la humidificacion del compuesto pulverulento, en particular de la cal hidratada, sin humidificar y por lo tanto enfriar significativamente los gases.

En efecto, en los anteriores documentos CN 2011 68568 y JP 10-216.572, la relacion ponderal elevada entre el agua y la cal hidratada comprendida entre 5 y 6 viene determinada por el hecho de que una suspension de cal hidratada (lechada de cal) se pulveriza en el gas que se va a tratar. En este caso, la temperatura de los gases se reduce mucho por la inyeccion de una gran cantidad de agua que consume calorias en la evaporacion.

De forma particularmente ventajosa, en el procedimiento segun la presente invencion, dichos gases presentan, antes de la inyeccion de dicho compuesto pulverulento, una temperatura comprendida entre 10 y 1.1002C, en particular entre 10 y 1002C, principalmente entre 15 y 802C, en particular entre 20 y 702C o entre 1002C y 3002C, preferentemente entre 1302C y 2502C y de forma preferente entre 1502C y 2302C, en particular entre 1602C y 2202C. En otra variante del procedimiento segun la invencion, dichos gases presentan, antes de la inyeccion de dicho compuesto pulverulento, una temperatura comprendida entre 3002C y 5002C preferentemente entre 3202C y 4502C, de forma preferente entre 3302C y 4002C o entre 850 y 11002C, preferentemente entre 900 y 1.1002C y de forma preferente entre 9502C y 1.0502C.

Tal como se puede constatar, la temperatura de los gases no esta significativamente influenciada por la baja cantidad de agua y el tamano de las gotitas que, segun la invencion, contribuyen esencialmente a humidificar el compuesto pulverulento. Ademas, como la inyeccion de fase acuosa tiene lugar en la nube de compuesto pulverulento inyectado, principalmente en una proximidad inmediata al punto de inyeccion del compuesto pulverulento, el contacto entre las gotitas de fase acuosa y las particulas de compuesto pulverulento se ve

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favorecida y es muy rapida, Io que permite una optimizacion de la reduccion de Ios oontaminantes acidos, faoilitada por la capa de agua formada alrededor de las particulas de compuesto pulverulento.

En una variante del procedimiento segun la presente invencion, dichos gases presentan, despues de la inyeccion de dicho compuesto pulverulento y de dicha fase acuosa en forma de gotitas, una temperatura comprendida entre n y n- 10sC, preferentemente entre n y n-82C, preferentemente entre n y n-52C, en particular entre n y n-32C, siendo n la temperatura de los gases antes de la inyeccion del compuesto pulverulento y de la fase acuosa.

En particular, en una forma de realizacion ventajosa, dicha inyeccion de la fase acuosa se realiza a traves de una tubuladura de pulverizacion, preferentemente en forma de un chorro plano en abanico, a una presion comprendida entre 2 y 150 bares. En una variante, esta presion estara mas bien comprendida entre 2 y 20 bares, preferentemente entre 3 y 15 bares y de forma preferente de aproximadamente 8 bares. En otra variante, la presion estara comprendida entre 20 y 150 bares, en particular entre 30 y 100 bares. Estas altas presiones permiten evitar el ensuciamiento de la tubuladura de pulverizacion.

De esta manera, en esta forma de realizacion particular de la invencion, se obtienen gotitas muy finas y, habida cuenta que segun la invencion no se busca la creacion de una nube de vapor, se puede utilizar una presion elevada ya que permite una buena dispersion en forma de gotitas muy finas y contribuye a la eficacia del contacto entre las gotas de fase acuosa y las particulas de compuesto pulverulento mejorando su humidificacion, pero sin enfriar los gases calientes.

Otras formas de realizacion del procedimiento segun la invencion se indican en las reivindicaciones anexas.

La invencion tambien tiene como objetivo un dispositivo de inyeccion de compuesto pulverulento, preferentemente mineral, en particular cal hidratada pulverulenta, que se va a introducir en una conduccion de gas de combustion, que comprende una fuente de compuesto pulverulento, una tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento alimentada por la fuente de compuesto pulverulento y estructurada para desembocar en dicha conduccion de gas, presentando dicha tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento una cara externa y una cara interna estructurada para estar en contacto con dicho compuesto pulverulento, comprendiendo ademas dicho dispositivo de inyeccion de compuesto pulverulento una fuente de fase liquida acuosa monofasica y al menos una tubuladura de inyeccion de fase liquida acuosa monofasica en forma de gotitas alimentada por esta fuente de fase liquida acuosa monofasica.

Dicho dispositivo se conoce en el estado de la tecnica, como por ejemplo los documentos CN 2011 68568 y JP 10216.572. En estos documentos que procuran un dispositivo adaptado para tratar los gases de combustion con una lechada de cal (suspension), la tubuladura de inyeccion de agua es concentrica a una tubuladura de mayor diametro de inyeccion de cal hidratada con el fin de hacer una suspension de cal hidratada in situ.

Tal como se ha mencionado en el documento CN 2011 68568, en ciertos dispositivos de tratamiento de gases de combustion mediante lechada de cal esta previsto que la posicion del tubo interno se pueda ajustar respecto a la posicion del tubo externo. En dicho caso, el tubo interno para el agua presenta un orificio de salida sobresaliente o embutido o tambien al mismo nivel respecto de un orificio de salida de cal hidratada del tubo externo.

Desafortunadamente, sea cual sea la configuracion elegida, la presencia del tubo interno concentrico al tubo externo de pulverizacion de cal hidratada obliga a las particulas de cal hidratada a chocar contra el tubo interno de proyeccion de agua. La cal hidratada entra por lo tanto en contacto con la superficie metalica y fria del tubo interno, sobre la que la cal tiende a colmatarse. Por lo tanto, la solucion aportada a los problemas de colmatacion anteriores es solo relativa.

Ademas, segun estos documentos, la configuracion concentrica y el deseo de formar una suspension de cal hidratada in situ tiene como efecto que se requiera una relacion agua/cal de 5 a 6. Desafortunadamente, en dicho caso, el dispositivo segun los documentos CN 2011 68568 y JP 10-216.572 tiene como efecto el enfriamiento de los gases de combustion, planteando de esta forma una nueva problematica para los actores industriales con una tendencia cada vez mayor a recuperar las calorias procedentes de los gases de combustion para proponer procedimientos mas economicos y respetuosos con el medio ambiente.

Finalmente, cuando la cal hidratada entra en contacto con una superficie fria, tal como es el caso de la superficie del tubo interno de proyeccion de agua de estos documentos, se produce una condensacion en el tubo de proyeccion de cal hidratada, lo que tambien tiene como resultado la colmatacion del tubo de proyeccion y asi perturba la inyeccion de la cal en el flujo de gas de combustion.

La presente invencion tiene como objetivo paliar los inconvenientes del estado de la tecnica procurando un dispositivo que permita la inyeccion de un compuesto pulverulento, preferentemente mineral, en particular cal hidratada, y la humidificacion de sus particulas en el tratamiento de los gases cuyo riesgo de colmatacion se reduce significativamente, y esto sin enfriar los gases, permitiendo asi no perjudicar la recuperacion de las calorias procedentes de estos gases que se van a tratar.

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Para resolver este problema, esta previsto segun la invencion, un dlsposltlvo tal como el Indlcado anterlormente caracterlzado por que dicha al menos una tubuladura de inyeccion de fase liquida acuosa monofasica esta situada en un espacio periferico localizado alrededor de dicha cara externa de la tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento y que presenta una envoltura externa, y por que al menos una capa de aislante esta dispuesta en dicho espacio periferico entre dicha cara externa de dicha tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento y la envoltura externa.

De esta forma, el compuesto pulverulento inyectado en la tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento no encuentra ningun obstaculo y menos superficie fria o metalica contra la que tendria tendencia a depositarse y a colmatarse. Ademas, dicha al menos una tubuladura de fase acuosa situada en un espacio periferico localizado alrededor de la cara externa de la tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento tambien esta estructurada para permitir una inyeccion de gotitas de fase acuosa, en particular de agua liquida, en una proximidad inmediata respecto al punto de inyeccion de compuesto pulverulento. Por proximidad inmediata, se entiende, en el sentido de la presente invencion, que la distancia que separa los diametros exteriores de las tubuladuras de inyeccion de fase acuosa y de compuesto pulverulento respectivamente es inferior o igual al diametro de la tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento, preferentemente inferior al radio.

Asimismo, la configuracion particular de dicha al menos una tubuladura de inyeccion de fase acuosa y de dicha tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento permite tratar los gases en via casi seca, humidificando solamente el compuesto pulverulento, en particular la cal, y en este ultimo caso, sin formar suspension de lechada de cal. Esta operacion se efectua sin humidificar significativamente los gases, y por lo tanto sin enfriar los gases cuya recuperacion calorifica es cada vez mas deseada. Esta configuracion particular no requiere, contrariamente al estado de la tecnica divulgada en los documentos CN 2011 68568 y JP 10-216.572, una relacion ponderal agua/cal elevada y permite reducir el valor entre 5 y 6 a un valor inferior o igual a 1,2 preferentemente inferior o igual a 1, mas particularmente inferior o igual a 0,8. Por consiguiente, una nube de particulas de compuesto pulverulento, en particular de cal hidratada, se crea en el flujo de gas de combustion y se inyectan en el flujo de gas gotitas de fase acuosa, principalmente agua, en cantidad relativamente baja. Estas gotitas de fase acuosa se encuentran con la nube densa de particulas de compuesto pulverulento y mejoran la reduccion de contaminantes, principalmente compuestos acidos de los gases sin enfriar los gases.

En una forma de realizacion preferente, el dispositivo comprende una pluralidad de tubuladuras de inyeccion de fase acuosa en forma de gotitas, unidas cada una a un distribuidor conectado a dicha fuente de fase acuosa, estando situada cada tubuladura de dicha pluralidad de tubuladuras de inyeccion en dicho espacio periferico, estando ademas cada tubuladura provista de una valvula.

Ventajosamente, en el dispositivo segun la presente invencion, cada tubuladura de inyeccion de fase acuosa esta estructurada en un tubo concentrico, fuera del que la tubuladura de inyeccion de fase acuosa es retractil.

Mas particularmente, segun la presente invencion, cada tubuladura de inyeccion de fase acuosa comprende un orificio de salida en forma de una ranura o pulverizador plano.

En una variante de la presente invencion, el distribuidor esta conectado a un medio de presurizacion estructurado para proporcionar a la fase acuosa una presion comprendida entre 2 y 150 bares, principalmente entre 2 y 20 bares, preferentemente entre 3 y 15 bares y de forma mas preferente de aproximadamente 8 bares y en otra variante entre 20 y 150 bares, en particular entre 30 y 100 bares. Por supuesto se puede tratar de una alimentacion en fase acuosa, en particular de agua liquida, directamente disponible en las presiones citadas anteriormente.

Tal como se ha indicado anteriormente, esta previsto segun la invencion que el dispositivo comprenda una envoltura externa alrededor de dicho espacio periferico.

El dispositivo segun la presente invencion comprende, en dicho espacio periferico, al menos una capa de aislante entre dicha cara externa de dicha tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento y dicha envoltura externa.

Tambien en otro modo de realizacion de la presente invencion, el dispositivo comprende ademas un dispositivo de cierre de dicho espacio periferico provisto de una serie de orificios entre ellos un orificio de compuesto pulverulento y al menos un orificio de fase acuosa, estando estructurado dicho orificio de compuesto pulverulento para contener una salida de dicha tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento, estando estructurado cada orificio de fase acuosa para contener una salida de cada tubuladura de inyeccion de fase acuosa.

Preferentemente, en el dispositivo segun la presente invencion, dicha envoltura externa presenta un diametro comprendido entre 100 y 250 mm, preferentemente inferior a 200 mm y de forma mas preferente entre 110 y 170 mm, en particular entre 125 y 150 mm.

Ventajosamente, dicha tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento presenta un diametro comprendido entre 75 y 150 mm, preferentemente entre 80 y 125 mm y en particular de aproximadamente 100 mm.

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Mas partioularmente, segun la presente invencion, cada tubuladura de inyeccion de fase acuosa presenta un diametro comprendido entre 5 y 30 mm, preferentemente entre 6 y 20 mm y de forma mas preferente entre 8 y 16 mm.

Otras formas de realizacion del dispositivo segun la invencion estan indicadas en las reivindicaciones anexas.

Otras caracteristicas, detalles y ventajas de la invencion saldran de la descripcion dada mas adelante, de modo no limitativo y haciendo referenda a los dibujos anexos.

La figura 1A es una vista esquematica lateral de una primera forma de realizacion del dispositivo de tratamiento de gas segun la presente invencion. La figura 1B es una vista transversal segun la linea l-l de la figura 1A.

La figura 2A es una vista esquematica lateral de una segunda forma de realizacion del dispositivo de tratamiento de gas segun la presente invencion. La figura 2B es una vista transversal segun la linea ll-ll de la figura 2A.

La figura 3 es una vista esquematica lateral de la forma de realizacion segun la figura 1 del dispositivo de tratamiento de gas segun la presente invencion, utilizado por ejemplo en una conduccion de gas de combustion, siendo aqui el sentido de inyeccion del compuesto pulverulento perpendicular al sentido de flujo de los gases de combustion.

La figura 4 es una vista esquematica lateral de la segunda forma de realizacion segun la figura 2 del dispositivo de tratamiento de humos segun la presente invencion, utilizado en una conduccion de gas de combustion, siendo aqui el sentido de inyeccion del compuesto pulverulento tambien perpendicular al sentido de flujo de los gases de combustion.

La figura 5 es una vista esquematica lateral de la forma de realizacion segun la figura 2 del dispositivo de tratamiento de humos segun la presente invencion, utilizado en una conduccion de gas de combustion. Aqui el sentido de inyeccion del compuesto pulverulento se situa de forma oblicua respecto al sentido de flujo de los gases de combustion.

Las figuras 3 a 5 ilustran modos, entre otros, de acoplamiento de dispositivos segun la invencion a una conduccion de gas de combustion.

En las figuras, los elementos identicos o analogos tienen las mismas referencias. La naturaleza del compuesto pulverulento inyectado en los casos ilustrados es mineral y los gases tratados son gases de combustion.

Tal como se puede constatar en las figuras 1A y 1B, el dispositivo segun la presente invencion es un dispositivo de inyeccion de compuesto mineral pulverulento 1 que se va a introducir en una conduccion de gas de combustion, que comprende una tubuladura de inyeccion de compuesto mineral pulverulento 2 conectado a una fuente de compuesto mineral pulverulento (no ilustrada). La tubuladura de inyeccion de compuesto mineral esta estructurada para desembocar en dicha conduccion de gas de combustion 3 (vease la figura 3) y para permitir la salida de compuesto mineral a traves de un orificio de salida de compuesto mineral 14. La tubuladura de inyeccion de compuesto mineral 2 presenta una cara externa 4 y una cara interna 5. En funcionamiento, la cara interna 5 esta en contacto con dicho compuesto mineral pulverulento durante su alimentacion en la tubuladura de inyeccion 2.

El dispositivo de inyeccion de compuesto mineral pulverulento 1 comprende en esta forma de realizacion ilustrada una pluralidad de tubuladuras de inyeccion de fase acuosa 6 en forma de gotitas, conectadas cada una a un distribuidor 7 conectado a una alimentacion en fase acuosa 8. Tal como se puede constatar en la figura 1A o 1B, cada tubuladura 6 de la pluralidad de tubuladuras de inyeccion esta situada alrededor de la tubuladura de inyeccion de compuesto mineral 2 en un espacio exterior a esta, llamado aqui espacio periferico 9. Cada tubuladura de inyeccion de fase acuosa 6 comprende ademas una valvula 10 situada entre el distribuidor 7 y la salida de fase acuosa 11 de cada tubuladura de inyeccion de fase acuosa 6. La salida de fase acuosa 11 en forma de gotitas de cada tubuladura de inyeccion de fase acuosa se hace ventajosamente en la practica mediante un orificio de salida de fase acuosa en forma de una ranura o pulverizador plano, mediante un surtidor (no representado).

Por medio de las valvulas 10, es posible no alimentar algunas de las tubuladuras 6 y por ejemplo alimentar unicamente las situadas inmediatamente posterior al punto de inyeccion del compuesto mineral respecto al sentido de flujo G de los gases de combustion en la conduccion de gas de combustion 3.

El distribuidor 7 se conecta a una alimentacion en fase acuosa bajo presion 8. En una variante del dispositivo, un medio de presurizacion 12 permite dar la presion deseada al agua entrante por medio de la alimentacion de agua 8. La presion de alimentacion en fase acuosa 8 esta comprendida normalmente entre 2 y 150 bares. En una variante, esta presion estara mas bien comprendida entre 2 y 20 bares, preferentemente entre 3 y 15 bares y de forma mas preferente de aproximadamente 8 bares. En otra variante, la presion estara comprendida entre 20 y 150 bares, en particular entre 30 y 100 bares. Estas altas presiones permiten evitar un ensuciamiento de la tubuladura de pulverizacion.

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El dispositivo de inyeccion de oompuesto mineral comprende ademas una brida 13 provista de orificios pasantes 18 para poder atornillar o fijar por cualquier otro medio el dispositivo de tratamiento de gas de combustion a una conduccion de gas de combustion.

En efecto, tal como se puede ver en la figura 3, la conduccion de gases de combustion 3 que se van a tratar comprende un orificio para la introduccion del dispositivo 1. Este se introduce en este orificio y se fija sobre la conduccion de forma corriente, por la brida 13 y medios de fijacion 15. La sujecion de la brida 13 permite mantener un apoyo en la cara externa 16 de la conduccion de gas de combustion 3, pero igualmente asegura la estanqueidad de la conexion del dispositivo segun la presente invencion.

En la forma de realizacion ilustrada en las figuras 1A y 1B, esta presente una segunda brida 17 en el dispositivo de tratamiento de gas de combustion. Esta brida 17 esta provista de una serie de orificios pasantes 19 estructurados para contener medios de fijacion. La brida 17 esta estructurada para estar conectada a una fuente corriente de compuesto mineral (no ilustrada).

Ventajosamente, una envoltura externa 20 esta presente alrededor de dicho espacio periferico 9. La envoltura externa 20 presenta preferentemente un diametro comprendido entre 100 y 250 mm, preferentemente inferior a 200 mm y de forma mas preferente entre 110 y 170 mm, en particular entre 125 y 150 mm.

En el espacio periferico 9, se puede prever una capa de aislante entre la cara externa 4 de dicha tubuladura de inyeccion de compuesto mineral pulverulento y la envoltura externa 20. El aislante puede ser simplemente aire o cualquier materia aislante conocida por el experto en la tecnica. Permite evitar el enfriamiento de la cara externa 4 que esta aislada de las tubuladuras 6 lo que reduce los riesgos de aglomeracion contra la cara interna 5 del compuesto mineral que circula en la tubuladura de inyeccion de compuesto mineral.

El dispositivo segun la presente invencion comprende ademas de forma preferente un tapon o dispositivo de cierre 21 de dicho espacio periferico. Este tapon esta provisto de una serie de orificios entre ellos un orificio de salida para el compuesto mineral 14 y tantos orificios de salida para la fase acuosa 11 como tubuladuras de fase acuosa 6 presentes.

Para la inyeccion de compuesto mineral, se utiliza normalmente un tubo cilindrico 2 de diametro de aproximadamente 125 mm de acero inoxidable, que se monta sobre una brida 13. El acero inoxidable es una fuente de aglomeracion y de colmatacion del compuesto mineral, y en consecuencia, el tubo 2 de acero inoxidable (tubuladura de inyeccion de compuesto mineral 2) debe ser tan corto como sea posible y tan directo como sea posible (sin obstaculo) para reducir las zonas muertas. Por lo tanto, el tubo aproximadamente cilindrico 2 (un codo puede principalmente utilizarse tal como se ilustra en la figura 2A) debe tener en cuenta estas consideraciones. En resumen, el dispositivo segun la presente invencion comprende dicho tubo cilindrico de inyeccion de compuesto mineral 2 que se ha modificado de tal forma que al menos una tubuladura de inyeccion de fase acuosa 6 se pueda insertar a lo largo del tubo aproximadamente cilindrico de inyeccion de compuesto mineral 2 sin crear obstaculo en el flujo de particulas del compuesto mineral en la tubuladura/tubo aproximadamente cilindrico 2. En la forma de realizacion ilustrada en las figuras 1A, 1B y 3, ocho tubuladuras de inyeccion de fase acuosa 6, en forma de gotitas, se han colocado alrededor de la tubuladura de inyeccion de compuesto mineral 2, y los diametros de estas tubuladuras 6 se han elegido de forma que se las tubuladuras 6 se puedan integrar en la brida 13.

Normalmente, la tubuladura de inyeccion de compuesto mineral pulverulento 2 presenta un diametro comprendido entre 75 y 150 mm, preferentemente entre 80 y 125 mm y en particular de aproximadamente 100 mm. Generalmente, cada tubuladura de inyeccion de agua 6 presenta un diametro comprendido entre 5 y 30 mm, preferentemente entre 6 y 20 mm y de forma mas preferente entre 8 y 16 mm.

Cuando sea preciso tratar gases de combustion en una conduccion con cal hidratada para reducir entre otros los contaminantes acidos, se coloca el dispositivo segun la presente invencion tal como se ilustra por ejemplo en la figura 3. Se inyecta entonces cal hidratada en la tubuladura de inyeccion de cal hidratada 2 y abandona la tubuladura a traves del orificio de salida 14. En este momento, se forma en la conduccion de gas de combustion que se van a tratar 3, una nube de cal hidratada, cuyas particulas presentan normalmente un tamano medio de particulas d50 inferior a 80 pm, ventajosamente inferior a 50 pm, preferentemente inferior a 35 pm, preferentemente inferior a 25 pm y de manera particular inferior o igual a 10 pm, en particular inferior o igual a 8 pm. Ventajosamente, antes de la inyeccion en los gases de combustion, la cal hidratada presenta una humedad comprendida entre 0,2 y 10% en peso, en particular entre 0,5 y 4% en peso, preferentemente inferior a 2%, en particular inferior a 1,5%.

La fase acuosa a presion entra en el distribuidor 7 a traves de dicha alimentacion 8 y penetra entonces en las tubuladuras de inyeccion de agua 6 para las que las valvulas 10 o algunas de entre ellas estan en posicion abierta.

Siguiendo una forma perfeccionada del procedimiento segun la presente invencion, la etapa de inyeccion de la fase acuosa en forma de gotitas se efectua en dicha nube o flujo de compuesto mineral en dicha conduccion de gas de combustion 3, en una proximidad inmediatamente posterior a dicho punto de inyeccion del compuesto mineral respecto al sentido de flujo de los gases de combustion (indicado por una doble flecha G en la figura 3), y ello en dicha conduccion de gas de combustion 3. De esta forma, el compuesto mineral pulverulento inyectado se humidifica

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y nada o muy poco Ios gases de combustion que se van a tratar. La inyeccion de gotitas de disolucion acuosa en una proximidad inmediatamente posterior a las particulas de compuesto mineral inyectadas, respecto al sentido de flujo de Ios gases de combustion que se van a tratar, se efectua en esta forma de realizacion cerrando las valvulas 10 presentes en las tubuladuras de inyeccion de fase acuosa 6 situadas anteriormente y abriendo las de las tubuladuras situadas posteriormente.

En el dispositivo, ilustrado en la figura 3, solamente las tubuladuras de inyeccion de gotitas de fase acuosa a presion situadas en la parte S del dispositivo de tratamiento de gas de combustion segun la presente invencion (posteriores respecto al flujo de gas) pueden tener sus valvulas en posicion abierta mientras que las otras tubuladuras de inyeccion de gotitas a presion presentan valvulas en posicion cerrada. De esta manera, las gotitas de fase acuosa a presion inyectadas se introducen en una cercania inmediata posterior al punto de inyeccion de particulas de compuesto mineral, y las particulas de compuesto mineral se humidifican ventajosamente.

Los contaminantes de Ios gases de combustion son captados entonces por dicho compuesto mineral y esto de forma mejorada debido a la presencia de las particulas de fase acuosa que rodean las particulas de compuesto mineral. A continuacion, se recuperan, de forma separada, el compuesto mineral enriquecido en compuestos contaminantes y Ios gases de combustion empobrecidos en contaminantes, principalmente por filtracion.

Por Io tanto, el dispositivo mixto de inyeccion de compuesto mineral/fase acuosa segun la presente invencion es un concepto sencillo, facil y poco costoso que permite mejorar la captura de Ios gases acidos a partir de gases de combustion.

La temperatura de Ios gases de combustion esta normalmente comprendida entre 100 y 1.100sC. En algunas instalaciones, esta temperatura varia de 110eC a 350sC, preferentemente entre 1302C y 250sC y mas preferentemente entre 1502C y 2302C, en particular entre 1802C y 2202C. En otros casos, principalmente las actividades generadoras de S02 como contaminante principal, la temperatura de Ios gases de combustion esta comprendida normalmente entre 2502C y 5002C o entre 850 y 1.1002C anteriormente (mas cerca de la zona de combustion), preferentemente entre 3002C y 4502C o entre 900 y 1.1002C anteriormente y de forma preferente entre 3302C y 4002C o entre 9502C y 1.0502C anteriormente. El efecto de la humidificacion del compuesto mineral es de duracion relativamente corta ya que las gotitas de fase acuosa se evaporan muy rapidamente en Ios gases calientes. En consecuencia, el contacto entre las particulas de compuesto mineral inyectadas en Ios gases de combustion y las gotitas de agua se debe obtener tan rapidamente como sea posible.

El tamano de las gotitas de fase acuosa esta comprendido de media entre 500 y 5.000 pm, preferentemente entre 500 y 1.000 pm o entre 1.000 y 5.000 pm en funcion de las condiciones de inyeccion, y se obtiene en particular utilizando tubuladuras con orificios de salida pianos (en forma de ranuras) a traves de las que se forman las gotitas de fase acuosa. El tamano de las gotitas obtenidas favorece tambien el contacto entre las gotitas de fase acuosa inyectadas en la nube de particulas de compuesto mineral y las particulas de compuesto mineral desde su inyeccion en la conduccion de gas de combustion.

Tal como se ha mencionado anteriormente, generalmente es dificil de inyectar una composicion mineral en Ios gases de combustion, en particular una cal hidratada humeda (conteniendo mas de 2% incluso 4% de agua) o previamente humidificada a causa de la aglomeracion de las particulas que se produce y que tiene como efecto colmatar las tubuladuras de inyeccion. Ademas, una cal hidratada humeda o previamente humidificada esta mas facilmente sujeta a la carbonatacion (bastante rapida), Io que induce una reduccion de las prestaciones de captacion. Finalmente, las particulas aglomeradas de compuesto mineral, en particular de cal hidratada, humeda presentan capacidades de captura reducidas debido a la reduccion de la accesibilidad a sus poros. Normalmente, se buscan particulas finas para mejorar las prestaciones de captura. La utilizacion del dispositivo segun la presente invencion permite que las particulas finas de compuesto mineral inyectadas en la conduccion de gas de combustion que se va a tratar se humidifiquen como tales, in situ, y reaccionen con Ios gases principalmente acidos en la nube de gotitas de fase acuosa creada directamente y se sequen tambien in situ ya que la evaporacion es muy rapida en Ios gases calientes de combustion. En consecuencia, la evaporacion del agua se produce antes de que las particulas hayan tenido tiempo de aglomerarse.

Esto tambien es debido a que, segun la presente invencion, la cantidad de agua inyectada es unicamente la cantidad de agua necesaria para humidificar las particulas de compuesto mineral y para crear una nube formada por particulas de compuesto mineral y de gotitas de fase acuosa. La relacion ponderal entre dicha fase acuosa inyectada en forma de gotitas y dicho compuesto mineral pulverulento inyectado es inferior o igual a 1,2, preferentemente inferior o igual a 1 y en particular inferior o igual a 0,8. La relacion ponderal mencionada tambien es superior o igual a 0,1 y particularmente superior o igual a 0,2. En consecuencia, la fase acuosa inyectada en forma de gotitas finas no tiene mas que un pequeno impacto en la temperatura de Ios gases de combustion que se van a tratar y no perturba las potenciales etapas posteriores de recuperacion calorifica. Segun la presente invencion, Ios gases de combustion presentan despues de inyeccion del compuesto mineral y de la fase acuosa en forma de gotitas una temperatura comprendida entre n y n-102C, preferentemente entre n y n- 82C, preferentemente entre n y n-52C, en particular n-32C, siendo n la temperatura de Ios gases de combustion antes de inyeccion del compuesto mineral y de dicha fase acuosa.

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Segun la presente invencion, incluso si normalmente Ios dos sistemas de inyeccion de fase acuosa y de oompuesto mineral estan fijados sobre el mismo dispositivo de tratamiento de gases de combustion, es evidente que funcionan de forma independiente el uno del otro. Por lo tanto, es posible trabajar unicamente inyectando gotitas de fase acuosa o unicamente compuesto mineral, si las circunstancias del caso lo requieren.

La figura 2 ilustra una variante del dispositivo de tratamiento de los gases de combustion segun la presente invencion.

Tal como se puede ver, el dispositivo 1 segun la presente invencion comprende aqui una tubuladura de inyeccion de compuesto mineral pulverulento 2 conectado a una fuente de compuesto mineral pulverulento (no ilustrada). La tubuladura de inyeccion de compuesto mineral esta estructurada para desembocar en dicha conduccion de gas de combustion 3 (veanse figuras 4 y 5) y para permitir la salida de compuesto mineral mediante un orificio de salida de compuesto mineral 14. La tubuladura de inyeccion de compuesto mineral 2 presenta una cara externa 4 y una cara interna 5. En funcionamiento, la cara interna 5 esta en contacto con dicho compuesto mineral pulverulento que se inyecta en la tubuladura de inyeccion 2.

El dispositivo de inyeccion de compuesto mineral pulverulento 1 comprende tambien una tubuladura de inyeccion de fase acuosa 6 en forma de gotitas, que se conecta con una alimentacion en fase acuosa 8, y que esta localizada en un tubo concentrico situado en el espacio periferico 9. La tubuladura de inyeccion de fase acuosa, aunque no este ilustrada aqui, puede comprender ademas una valvula de cierre 10. El orificio de salida de fase acuosa 11 en forma de gotitas de la tubuladura de inyeccion de fase acuosa se realiza en la practica en forma de una ranura o de un pulverizador plano.

La presion de la alimentacion en fase acuosa 8 esta normalmente comprendida entre 2 y 150 bares. En una variante, esta presion estara mas bien comprendida entre 2 y 20 bares, preferentemente entre 3 y 15 bares y de forma mas preferente de aproximadamente 8 bares. En otra variante, la presion estara comprendida entre 10 y 150 bares, en particular entre 20 y 100 bares. Estas altas presiones permiten evitar un ensuciamiento de la tubuladura de pulverizacion.

El dispositivo de inyeccion de compuesto mineral comprende ademas una brida 13 provista de orificios pasantes 18 para atornillar o fijar por cualquier otro medio el dispositivo de tratamiento de gas de combustion a una conduccion de gas de combustion por medio de una brida 23.

En efecto, tal como se puede ver en la figura 5, la conduccion de gas de combustion 3 que se va a tratar puede comprender un conducto de introduccion 22 para el dispositivo 1 segun la presente invencion. El conducto de introduccion 22 esta provista de una brida 23 en su extremo. El dispositivo segun la presente invencion 1 se introduce en este conducto y se fija encima por medio de las bridas 13 y 23.

Tal como se puede ver en estas figuras 4 y 5, la etapa de inyeccion de compuesto mineral pulverulento se efectua en la conduccion de gas de combustion 3 segun un angulo de 90 a 150 grados, preferentemente inferior o igual a 145 grados, de forma preferente inferior o igual a 140 grados y en particular inferior o igual a 135 grados, respecto al sentido de flujo G de los gases de combustion

Esta orientacion de la tubuladura del compuesto mineral respecto al sentido de flujo de los gases de combustion no esta ligada de ninguna forma a la forma de realizacion del dispositivo segun la invencion. Esto significa que la forma de realizacion que comprende una pluralidad de tubuladuras de inyeccion de fase acuosa ilustrada en las figuras 1 y 3 tambien puede estar orientada de forma inclinada respecto a la pared de la conduccion de gas de combustion.

Ademas, el dispositivo segun la presente invencion, en la version ilustrada en las figuras 1A, 1B, 2A y 2B, se puede insertar mas o menos en la conduccion de gas de combustion, en funcion de los objetivos y puede penetrar normalmente una longitud comprendida entre 0 y 40 cm en la conduccion del gas.

Las consideraciones tecnicas como la longitud de la tubuladura, los parametros de funcionamiento del dispositivo segun la presente invencion, en esta forma de realizacion, varian en la mismas medidas que las descritas para las figuras 1A, 1B y 3.

En la forma de realizacion ilustrada en las figuras 2A y 2B, una segunda brida 17 esta presente en el dispositivo de tratamiento de gas de combustion. Esta brida 17 esta provista de una serie de orificios pasantes 19 estructurados para acoger un medio de fijacion. La brida 17 esta estructurada para estar conectada a una fuente de compuesto mineral (no ilustrada).

En el espacio periferico 9, se preve una capa de aislante entre dicha cara externa 4 de dicha tubuladura de inyeccion de compuesto mineral pulverulento y la envoltura externa 20. El aislante puede ser simplemente aire o cualquier

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aislante conocido por el experto de la tecnica y permlte evltar el enfrlamlento de la cara externa 4, alslado de esta forma de la tubuladura de disolucion acuosa 6 lo que reduce los riesgos de aglomeracion de las particulas del compuesto mineral, en particular de la cal hidratada, que circula en la tubuladura de inyeccion 2.

El dispositivo segun la presente invencion comprende ademas de forma preferente un tapon o dispositivo de cierre 21 de dicho espacio periferico provisto de una serie de orificios, entre ellos un orificio de salida de compuesto mineral 14 y un orificio de salida del tubo concentrico a la tubuladura de inyeccion de fase acuosa 11.

Tal como tambien se puede ver en esta forma de realizacion ilustrada en las figuras 2A, 2B, 4 y 5, la tubuladura de inyeccion de fase acuosa 6 se estructura en un tubo concentrico, del que la tubuladura de inyeccion de fase acuosa 25 es retractil, lo que permite limpiar o cambiar la tubuladura de inyeccion de la fase acuosa sin detener la inyeccion de compuesto mineral. Para facilitar la extraccion de la tubuladura de inyeccion de fase acuosa, la presente invencion preve una ligera curvatura en la tubuladura de inyeccion de compuesto mineral, que sigue siendo lo mas pequena posible para evitar los obstaculos en el tubo esencialmente cilindrico de transporte de compuesto mineral 2 y de esta forma reducir la aglomeracion de compuesto mineral en las paredes.

Para la forma de realizacion ilustrada en las figuras 2A, 2B, 4 y 5, la tubuladura principal de inyeccion de compuesto mineral presenta normalmente un diametro de 100 mm y el tubo concentrico a la tubuladura de inyeccion de fase acuosa presenta un diametro de 25 mm. Los dos tubos estan confinados en una envoltura 20 que presenta un diametro de aproximadamente 125 mm.

Ejemplos

Ejemplo 1

Se han realizado ensayos de reduccion de SO2 utilizando la instalacion piloto descrita en el documento WO 2007/000433 (figura 2 y p10, 1.20 a p12, 1.14). En un reactor tubular, se han hecho pasar particulas de hidroxido de calcio (cal hidratada), en co-corriente de un gas que contiene 1.500 mg/Nm3 de SO2, 9% Vol. de CO2, y 10% Vol de H2O, y que presentan un caudal total de 1,132 Nm3/h y una temperatura de 2202C.

Se han utilizado dos tipos de cal hidratada. La primera muestra (M1) era una cal hidratada obtenida segun la experiencia de la solicitud de patente WO 97/14650. La segunda muestra (M2) era una cal hidratada obtenida segun la experiencia de la solicitud de patente WO2007/000 433

La tabla presenta las tasas de reduccion de SO2 obtenidas variando la humedad de los reactivos ensayados de 0,7% en peso respecto al peso de cal hidratada a 4,1% en peso, para un factor estequiometrico de 2,5 y un caudal de absorbente de Q.

El caudal de absorbente Q corresponde al caudal de cal hidratada necesario para la neutralizacion del caudal de SO2, si el rendimiento de la reaccion fuese del 100% (equilibrio estequiometrico), multiplicado por un factor "estequiometrico", teniendo en cuenta que una parte del absorbente inyectado no participa realmente en la reaccion . En el caso presente, Q vale 5,05 g/h.

Tabla

Muestra: Humedad a 1502C en % masico Reduccion del SO2 para un factor estequiometrico de 2,5 (%)

M1: 0,7% 18

2,0%: 27

2,6%: 28

3,0%: 29

3,7%: 29

4,0%: 29

M2: 0,9% 27

1,9%: 36

2,6%: 38

2,7%: 39

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Muestra: Humedad a 150SC en % masico Reduccion del S02 para un factor estequiometrico de 2,5 (%)

: 3,8% 36

4,1%: 35

Ejemplo 2.- Ensayo industrial

Los parametros del gas de combustion son Ios siguientes; caudal total; 20.000 Nm3/h temperatura; 180sC contenido de agua; 4-5% voI contenido de 02; 15-18% voI

Se ha inyectado una cal hidratada preparada segun la experiencia de la solicitud de patente W0 2007/000 433 anterior a un filtro de mangas para la reduccion del SO2. Para un contenido de SO2 de 1.800 mg/Nm3 anterior al filtro de mangas y de 700 mg/Nm3 a la salida, se ha observado una reduccion de 15 a 20% del consumo de cal cuando la cal se humidificaba en comparacion con la situacion cuando la cal no estaba humidificada (17 dm3/h de agua o relacion masica agua/cal de 0,25). En efecto, se observa una tasa de transformacion de la cal de 35% cuando la cal no esta humidificada y del 40% cuando esta humidificada. Se ha utilizado el dispositivo de la figura 1 segun la presente invencion; presentaba una inclinacion de aproximadamente 120s respecto al sentido de flujo de Ios gases.

Ejemplo 3.- Ensayo industrial

Los parametros del gas de combustion son Ios siguientes; caudal total; 250.000 Nm3/h temperatura; 150SC contenido de agua; 10% voI contenido de 02; 16% voI

Se ha inyectado cal hidratada preparada segun la experiencia de la solicitud de patente WO 2007/000433 anteriormente a un filtro de mangas para estudiar Ios efectos de su tasa de humidificacion sobre las tasas de reduccion de S02.

Asi, para un contenido de S02 de 224 mg/Nm3 anteriormente al filtro de mangas y para un mismo consumo de cal (caudal de 50 kg/h), se obtiene un contenido de S02 a la salida del filtro de respectivamente 134 mg/Nm3 (Io que equivale a una tasa de transformacion de la cal de 53%) cuando la cal no esta humidificada y de 112 mg/Nm3 (tasa de transformacion de la cal de 67%) cuando la cal esta humidificada a razon de 30 dm3/h de agua (relacion masica agua/cal de 0,6). Se observa por Io tanto que la cal humidificada permite una ganancia de reduccion de S02 del 25% en comparacion con la misma cal no humidificada.

Ejemplo 4.- Ensayo industrial

Se ha inyectado una cal hidratada de tipo estandar en la misma instalacion y con Ios mismos parametros del gas de combustion del ejemplo 3 para estudiar Ios efectos de su tasa de humidificacion sobre las tasas de reduccion de S02.

Asi, para un contenido de S02 de 420 mg/Nm3 anteriormente al filtro de mangas y para un mismo consumo de cal (caudal de 120 kg/h), se obtiene un contenido de S02 a la salida del filtro de respectivamente 336 mg/Nm3 (Io que equivale a una tasa de transformacion de la cal de 20%) cuando la cal no estaba humidificada, de 266 mg/Nm3 (tasa de transformacion de |a ca| de 37%) cuando |a ca| esta humidificada a razon de 3° dm3/h de agua (re|acion masica agua/cal de 0,25) y 241 mg/Nm (tasa de transformacion de la cal de 43%) cuando la cal esta humidificada a razon de 120 dm3/h de agua (relacion masica agua/cal de 1). Se observa por Io tanto que la cal humidificada con 30 y 120 dm3/h de agua permite una ganancia de reduccion de S02 de respectivamente 85% y 110% comparado con la misma cal no humidificada.

Esta claro que la presente invencion no esta limitada en ningun caso a las formas de realizacion desorltas anterlormente y que se pueden aportar modificaciones en el marco de las reivindicaciones anexas. Por ejemplo, es posible combinar la presencia del distribuidor 7 con una sola tubuladura de inyeccion de agua 6 o cualquier otro numero deseado en el dispositivo de tratamiento de gas de combustion segun la presente invencion. Tambien es 5 posible que los ensamblajes de las figuras 3 y 4 comprendan, como en la figura 5, un conducto de introduccion 22 provista de una brida 23 en su extremo.

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de tratamiento de gas que presenta un sentido de flujo predeterminado en una conduccion de gas que comprende las etapas de:

a) inyectar compuesto pulverulento en la conduccion de gas en un punto de inyeccion de compuesto pulverulento, por medio de una tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento, presentando dicha tubuladura de inyeccion una cara externa y una cara interna estructurada de forma que este en contacto con dicho compuesto pulverulento, de forma que permita la formacion de una nube o flujo de particulas de compuesto pulverulento en dicha conduccion de gas.

b) inyectar una fase liquida acuosa monofasica en forma de gotitas, en dicha conduccion de gas,

c) captar contaminantes de los gases por dicho compuesto pulverulento, y

d) recuperar separadamente de dicho compuesto pulverulento enriquecido en contaminantes y los gases empobrecidos en contaminantes,

caracterizado por que dicha etapa de inyeccion de fase liquida acuosa monofasica en forma de gotitas se efectua en el interior de dicha conduccion de gas en la nube o flujo inyectado de particulas de compuesto pulverulento, de forma que se humedezcan estas particulas de compuesto pulverulento en el interior de la conduccion de gas, durante su inyeccion, segun una relacion ponderal entre la fase liquida acuosa monofasica inyectada en forma de gotitas y el compuesto pulverulento inyectado superior o igual a 0,05 e inferior o igual a 1,2, realizandose dicha inyeccion de fase liquida acuosa monofasica por medio de al menos una tubuladura de inyeccion de fase liquida acuosa monofasica situada en un espacio periferico localizado alrededor de dicha cara externa y que presenta una envoltura externa, y por que el procedimiento comprende ademas un aislamiento de dicha cara externa por al menos una capa de aislante colocada en dicho espacio periferico.
2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que dicha etapa de inyeccion de compuesto pulverulento se efectua en la conduccion de gas segun un sentido de inyeccion que forma un angulo de 90 a 150 grados, preferentemente inferior o igual a 145 grados, de forma preferente inferior o igual a 140 grados y en particular inferior o igual a 135 grados, respecto al sentido de flujo de los gases.
3. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 y 2, en el que dicho compuesto pulverulento presenta un tamano de particulas medio d50 inferior a 80 pm, ventajosamente inferior a 50 pm, en particular inferior a 35 pm, preferentemente inferior a 25 pm y principalmente inferior o igual a 10 pm, en particular inferior o igual a 8 pm.
4. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dicho compuesto pulverulento presenta, antes de inyeccion en dicha conduccion de gas, una humedad (contenido masico de agua) comprendida entre 0,2 y 10%, en particular entre 0,5 y 4%, preferentemente inferior a 2%, en particular inferior a 1,5%.
5. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la relacion ponderal entre la fase acuosa inyectada en forma de gotitas y el compuesto pulverulento inyectado es superior o igual a 0,1, de forma preferente superior o igual a 0,2 e inferior o igual a 1 y mas particularmente inferior o igual a 0,8.
6. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos gases presentan, antes de inyeccion de dicho compuesto pulverulento, una temperatura comprendida entre 10sC y 100sC, preferentemente entre 152C y 802C y de forma preferente entre 20sC y 70sC.
7. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dichos gases presentan, antes de inyeccion de dicho compuesto pulverulento, una temperatura comprendida entre 1002C y 3002C, preferentemente entre 1352C y 2502C y de forma preferente entre 1502C y 2302C, en particular entre 1602C y 2202C.
8. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dichos gases presentan, antes de inyeccion de dicho compuesto pulverulento, una temperatura comprendida entre 3002C y 5002C, preferentemente entre 3202C y 4502C y de forma preferente entre 3302C y 4002C.
9. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dichos gases presentan, antes de inyeccion de dicho compuesto pulverulento, una temperatura comprendida entre 8502C y 1.1002C, preferentemente entre 9002C y 1.1002C y de forma preferente entre 9502C y 1.0502C.
10. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos gases presentan, despues de inyeccion de dicho compuesto pulverulento y de la fase acuosa en forma de gotitas, una temperatura comprendida entre n y n-102C, preferentemente comprendida entre n y n- 82C, preferentemente entre n y n-52C, en particular entre n y n-32C, siendo n la temperatura de los gases antes de inyeccion del compuesto pulverulento y de la fase acuosa.

5

10

15

20

25

30

35

40

45
11. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dlcha inyeccion de la fase acuosa se realiza a una presion comprendida entre 2 y 150 bares, en particular entre 3 y 15 bares y de forma preferente de aproximadamente 8 bares, o entre 20 y 150 bares, ventajosamente entre 30 y 100 bares.
12. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que el compuesto pulverulento es un compuesto mineral elegido entre la cal hidratada, el carbonato o bicarbonato de sodio, la haloisita y la sepiolita, un compuesto organico carbonado elegido entre carbon activo y coque de lignito, o una mezcla de estos compuestos.
13. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que la fase acuosa esta formada por agua o una disolucion acuosa de compuesto alcalino o a base de amoniaco o de halogenuros o incluso de acidos.
14. Dispositivo de inyeccion de compuesto pulverulento que se va a introducir en una conduccion de gas de combustion (3), que comprenden una fuente de compuesto pulverulento, una tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento (2) alimentada por la fuente de compuesto pulverulento y estructurada para desembocar en dicha conduccion de gas, presentando dicha tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento una cara externa (4) y una cara interna (5) estructurada para estar en contacto con dicho compuesto pulverulento, comprendiendo ademas dicho dispositivo de inyeccion de compuesto pulverulento una fuente de fase liquida acuosa monofasica y al menos una tubuladura de inyeccion de fase liquida acuosa monofasica (6) en forma de gotitas alimentada por esta fuente de fase liquida acuosa monofasica, caracterizado por que dicha al menos una tubuladura de inyeccion de fase liquida acuosa monofasica (6) esta situada en un espacio periferico (9) localizado alrededor de dicha cara externa (4) de la tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento (2) y que presenta una envoltura externa (20), y por que al menos una capa de aislante esta colocada en dicho espacio periferico entre dicha cara externa (4) de dicha tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento y la envoltura externa (20).
15. Dispositivo segun la reivindicacion 14, que comprende una pluralidad de tubuladuras de inyeccion de fase acuosa (6) en forma de gotitas, unidas cada una a un distribuidor (7) conectado a dicha fuente de fase acuosa, estando situada cada tubuladura de dicha pluralidad de tubuladuras de inyeccion de fase acuosa (6) en dicho espacio periferico y estando ademas provista de una valvula de cierre (10).
16. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 14 y 15, en el que cada tubuladura de inyeccion de fase acuosa (6) esta estructurada en un tubo concentrico fuera del que la tubuladura de fase acuosa es retractil (25).
17. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en el que cada tubuladura de inyeccion de fase acuosa (6) comprende un orificio de salida (11) en forma de una ranura.
18. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en el que el distribuidor (7) esta conectado a un medio de presurizacion estructurado para proporcionar a la fase acuosa una presion comprendida entre 2 y 150 bares, en particular entre 3 y 15 bares y de forma mas preferente de aproximadamente 8 bares o entre 20 y 150 bares, ventajosamente entre 30 y 100 bares.
19. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, que comprende ademas un dispositivo de cierre de dicho espacio periferico provisto de una serie de orificios entre ellos un orificio de compuesto mineral y al menos un orificio de fase acuosa, estando estructurado dicho orificio de compuesto mineral para contener una salida de dicha tubuladura de inyeccion de cal hidratada, estando estructurado cada orificio de fase acuosa para contener una salida de cada tubuladura de inyeccion de fase acuosa.
20. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, en el que dicha envoltura externa (20) presenta un diametro comprendido entre 100 y 250 mm, preferentemente inferior a 200 mm y de forma mas preferente entre 110 y 170 mm, en particular entre 125 y 150 mm.
21. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 20, en el que dicha tubuladura de inyeccion de compuesto pulverulento (2) presenta un diametro comprendido entre 75 y 150 mm, preferentemente entre 80 y 125 mm y en particular de aproximadamente 100 mm.
22. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 21, en el que cada tubuladura de inyeccion de fase acuosa (6) presenta un diametro comprendido entre 5 y 30 mm, preferentemente entre 6 y 20 mm y de forma mas preferente entre 8 y 16 mm.