MX2011004540A - Dispositivo y proceso para distribuir un fluido. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para distribuir un fluido de manera controlada, en particular para distribuir un gas cargado de partículas, en donde el dispositivo comprende un caño (1) provisto de al menos un orificio de entrada (2) y con una serie de orificios de salida (3) dispersados a lo largo del caño (1) y cortados en la pared lateral de este caño, caracterizado porque al menos una sección (4) de la pared, ubicada corriente abajo respecto de al menos un orificio de salida y limitada por una sección (5) del borde de este orificio, tiene una forma tal que esta sección del borde de este orificio se posiciona dentro del caño para que, cuando el dispositivo está en servicio, la dirección de flujo del fluido que sale de este orificio y viaja a lo largo de dicha sección de pared sea controlada por la forma de la última sección.

Description

DISPOSITIVO Y PROCESO PARA DISTRIBUIR UN FLUIDO La invención se refiere a la distribución de fluidos en un espacio por medio de un caño provisto de orificios . Se refiere, más particularmente, a la distribución neumática de polvos, tales como carbonato y bicarbonato de sodio, cal, caliza o'trona.

Existen varios contextos en los cuales los polvos se deben distribuir de manera controlada en un determinado espacio. En el caso particular de la purificación de los gases de combustión, con frecuencia se debe introducir un reactivo en forma pulverulenta, de manera homogénea, dentro del gas de combustión a ser purificado. En general, el gas de combustión circula en un conducto o canal. La introducción de un polvo se puede llevar a cabo, en los casos más simples, mediante un inyector ubicado sobre la pared del conducto. El inyector introduce el polvo en forma generalmente perpendicular a la dirección de flujo del gas de combustión, con cierta velocidad. Si la velocidad del polvo es suficientemente alta con relación a la velocidad del gas de combustión, el polvo podrá ser distribuido de manera suficientemente homogénea en el gas de combustión. Cuando el conducto tiene dimensiones grandes -típicamente, con un diámetro de varios metros- se torna difícil, no obstante, obtener una distribución satisfactoria.

Una solución posible a este problema es usar una multiplicidad de inyectores, que penetren a diferentes profundidades dentro del conducto. No obstante, esto incrementa los costos del dispositivo.

Se ha contemplado el uso de un caño cilindrico provisto de orificios dispersados a lo largo del caño, en donde el caño se ubica en el medio del gas de combustión, a menudo en forma perpendicular a su dirección de flujo. El polvo es introducido por transporte neumático a un extremo del caño. Se distribuye a través de los orificios de salida, lo que posibilita distribuirlo de manera más homogénea dentro del gas de combustión. Se ha observado que es difícil obtener caudales similares a' través de los varios orificios: los orificios ubicados más cerca del extremo de alimentación del caño tienen tendencia a recibir un mayor caudal. Este defecto se resuelve parcialmente sellando el segundo extremo del caño, pero entonces se advierte una obstrucción gradual del caño por el polvo estancado. Esta situación desfavorable se acentúa particularmenté cuando el polvo tiende a aglomerarse, como en el caso de la presencia de humedad, por ejemplo (se dice que un polvo es aglomerante cuando se clasifica como "polvo clase C" mediante la clasificación de Geldart) . Por consiguiente, las partículas que constituyen el polvo también se califican como "aglomerantes". Asimismo, el uso de un caño cilindrico provisto de orificios convencionales tiene la desventaja de que las partículas más grandes -en particular, las que tienen un diámetro mayor a aproximadamente diez miciones- viajan desde el interior del caño hasta los orificios con mayor dificultad, lo que genera una segregación del tamaño de partícula, en donde las partículas grandes tienden a permanecer en el caño.

El documento de patente US 4826088 revela un sistema para la distribución neumática, en el suelo, de materiales en forma de polvo, que se usa en agricultura. El sistema comprende caños cilindricos, cuya sección transversal se divide en dos partes mediante placas soldadas posicionadas dentro del caño y que ?se extienden hacia fuera de este caño. Los dos flujos correspondientes son dirigidos entonces en forma separada mediante deflectores. El sistema no permite la distribución en más de dos flujos a partir de un único caño, lo que explica la necesidad de varios caños cilindricos (3 en la variante representada) . Este sistema -que es difícil de introducir en un espacio cerrado tal como un conducto- no permite una operación estable en un período prolongado, en particular cuando el polvo usado tiende a aglomerarse, a medida que gradualmente se bloquea. Además, es complejo y costoso de producir,.-: en particular cuando es necesario distribuir el polvo en más de dos flujos. Estos últimos, por ende, ya no son controlados y equilibrados en forma correcta.

El objetivo de la invención es proveer un dispositivo y proceso que posibiliten la distribución de un fluido, y en particular un fluido cargado de partículas aglomerantes -es decir, partículas que . tienden a aglomerarse- en un determinado espacio-, en forma sencilla.

En consecuencia,-- la invención se refiere a un dispositivo para distribuir un fluido de manera controlada -en particular, para distribuir un gas cargado de partículas-en donde dicho dispositivo comprende un caño provisto de al menos un orificio de entrada y con una serie de orificios de salida dispersados a lo largo del caño y cortados en la pared lateral de este caño. El dispositivo se caracteriza por el hecho de que al menos una sección de la pared, ubicada corriente abajo respecto de al menos un orificio de salida y limitada por una sección del borde de este orificio, tiene una forma tal que está sección del borde de este orificio se posiciona dentro del caño para que, cuando el dispositivo está en servicio, la dirección de flujo del fluido que sale de este orificio y viaja a lo largo de dicha sección de pared sea controlada por la forma de la última sección.

Preferentemente, en el dispositivo de acuerdo con la invención, el caño tiene un extremo descendente (corriente abajo) abierto, que actúa como orificio de salida complementario, cuyo diámetro es menor que el diámetro del caño .

En el dispositivo de acuerdo con la invención, el término "caño" hace referencia a un cuerpo hueco alargado limitado por una pared, cuya longitud es igual a al menos 3 veces -preferentemente, al menos 10 veces- la menor de las otras dos dimensiones características . El caño puede tener cualquier forma adecuada para el espacio en el cual el fluido debe ser distribuido, tal como forma de paralelepípedo, forma cilindrica, cónica, tórica, etc. En general, tiene una forma establecida, tal como una forma cilindrica, una forma cónica o una forma de paralelepípedo. Las formas cilindricas son las preferidas. La expresión "forma cilindrica" se refiere a una forma generada por el desplazamiento paralelo de una línea recta a lo largo de una curva cerrada. Los cilindros de revolución, generados' cuando la curva es un círculo, son particularmente preferidos.

De acuerdo con un rasgo principal de la invención, al menos una sección del borde de al menos un orificio de salida se posiciona dentro del caño. Este posicionamiento se genera por la forma de la sección de la pared descendente del orificio, conjuntaba este borde. "Descendente" o "corriente abajo" es una definición relativa al flujo del fluido dentro del caño. El posicionamiento del borde de al menos un orificio de salida dentro del caño significa que, cuando el fluido circula en el caño, encuentra esta sección del borde que corta el flujo general en dos porciones. Una porción continúa fluyendo a lo largo del caño, mientras que la segunda porción del flujo es guiada al exterior del caño por la sección de pared conjunta al borde en cuestión. En el dispositivo de acuerdo con la invención, es esencial que el posicionamiento dentro del caño del borde del orificio sea una consecuencia de la forma de la correspondiente sección de la pared. Esta sección de pared se forma como una sola pieza con el resto de la pared del caño. Por ende, no está compuesta por una parte separada. Las formas correspondientes a los varios orificios pueden ser idénticas. No obstante, para una distribución del fluido perfectamente controlada, o por otras razones, puede resultar necesario que las formas sean ligeramente diferentes. En particular, es posible variar la profundidad a la cual el borde se posiciona dentro del caño y, por ende, el máximo grosor de la sección de flujo cortado por el borde y guiado al exterior. Esta profundidad, que depende del númerb de orificios de salida, en general es superior al 1%, preferentemente el 3%, más preferentemente 5% del diámetro del caño. Se recomienda que no exceda el 60%, preferentemente .el 40%, más preferentemente el 30% del diámetro . Cuando el caño no tiene una sección transversal circular, el término "diámetro" hace referencia al diámetro equivalente de un círculo que tiene la misma área de superficie que la sección transversal del caño.

Los inventores han observado que el rasgo esencial de la invención -de acuerdo con el cual el posicionamiento del borde del orificio es consecuencia de la forma de la correspondiente sección de la pared- permite el guiado óptimo del fluido, lo que posibilita controlar su distribución. Este rasgo del dispositivo también permite la fabricación del caño como pieza única, ' sin tener que ajustar partes o acoplamientos adicionales al mismo. De esta manera, se obtiene un acabado de superficie perfectamente liso y una curvatura regular del caño alrededor de los orificios . Se recomienda que la rugosidad Ra (tal como se describe en la norma ISO 4287) de la pared sea menor a 1 p. En particular, cuando el fluido es un gas, en aire general, cargado de partículas aglomerantes, este rasgo esencial de la invención permite evitar la aglomeración de las partículas en el dispositivo y, por ende, evitar la obstrucción durante el uso del mismo . :' El dispositivo de acuerdo con la invención posibilita usar caños que tienen un extremo descendente abierto, que actúa como orificio de salida complementario. Cuando el caño tiene, por ejemplo, forma cilindrica, el extremo descendente del caño puede permanecer abierto . El diámetro de este orificio de salida complementario corresponderá entonces al diámetro del caño. No obstante, se recomienda que el diámetro de este orificio de salida sea controlado y no corresponda idénticamente con el' diámetro del caño. Esto posibilita controlar la presión dentro del caño y, en consecuencia, mejorar la homogeneidad de la distribución obtenida a través de los orificios de salida. Es especialmente posible proveer este extremo descendente de una boquilla -por ejemplo, una boquilla frustocónica- destinada a obtener el diámetro correcto del orificio de salida complementario. Por ende, debería destacarse que la construcción recomendada del caño como pieza única no excluye el hecho de que el dispositivo comprenda boquillas de entrada y/o salida sujetas a los extremos del caño. · Como una variante, sin embargo, es preferible reducir, mediante deformación, el diámetro del extremo del caño, ya que esto permite evitar los defectos de superficie provocados por la sujeción de la boquilla al caño. La reducción del diámetro es ventajosa en el hecho de que el orificio de salida complementario tiene un diámetro de menos de 0.9, preferentemente de menos de 0.75, más preferentemente de menos de 0.6 veces el diámetro del caño. Si la sección transversal del caño no es circular, los diámetros son diámetros equivalentes .

El borde de los orificios que se posiciona en el caño naturalmente tiene el mismo grosor que el caño. En general, se prefiere refinarlo, por ejemplo, mediante esmerilado. Se recomienda un grosor de menos de 1 mm.

El material a partir del cual se produce el dispositivo no es determinante .

No obstante, se recomienda producir el caño a partir de un material fácilmente deformable tal como metales y plásticos, a fin de obtener el control óptimo del posicionamiento de los bordes de los orificios. Se prefieren los materiales deformables en frió. Varios aceros, en particular acero inoxidable, funcionan a la perfección.

Se recomienda que la totalidad del caño esté compuesta de una sola pieza, es decir, una pieza única. Esto se refiere a que no está producido mediante el ensamblado -por e emplo, soldadura o empalme- de varias piezas. El material a partir del cual el caño está compuesto es una pieza única. A nivel microscópico, es posible moverse por todo el caño sin encontrar una discontinuidad en la composición del material. En esta forma de realización, los riesgos de estancamiento del fluido son particularmente minimizados, lo que es especialmente ventajoso cuando está cargado de partículas aglomerantes . : El fluido puede circular en el dispositivo de varias maneras, según la posición del orificio o los orificios de entrada del caño. El caño puede, por ejemplo, comprender un orificio de entrada ubicado en su centro, lo que tendrá el efecto de que el fluido circule en direcciones opuestas hacia sus dos extremos .

En una variante recomendada del dispositivo de acuerdo con la invención, el caño tiene forma cilindrica, en donde un extremo del caño comprende un orificio de entrada y el otro extremo del caño comprende un orificio de salida. En esta variante, los dos orificios en cuestión tendrán la forma de la sección transversal del cilindro. Los extremos del cilindro, no obstante, podrán -cuando sea necesario- tener boquillas, por ejemplo boquillas cónicas, agregadas a los mismos, a fin de modificar la forma o la sección transversal de los orificios . Como el extremo descendente del caño está abierto, no se producirá aglomeración cuando el fluido esté cargado de partículas aglomerantes .

El dispositivo de acuerdo con la invención permite distribuir muchos tipos de fluidos de manera controlada -por ejemplo, de manera homogénea- en un espacio. Esta distribución se lleva a cabo con una caída de presión particularmente baja en el dispositivo. Las caídas de presión inferiores a 50 mbar, · preferentemente inferiores a 10 mbar, son recomendadas en el caso del transporte neumático de polvos, en particular cuando las velocidades de aire (medidas en el dispositivo) son superiores a 10 m/s, preferentemente entre 20 y 40 m/s. Esta caída de presión baja permite que el dispositivo sea operado con facilidad en el modo succión, tal como puede ser el caso cuando la presión en el espacio en el cual el fluido es distribuido se encuentra por debajo de la presión atmosférica. .

El dispositivo "de acuerdo con la invención puede comprender un gran número de orificios de salida. Específicamente, los inventores observaron que el posicionamiento, dentro del caño, de una sección del borde de los orificios de salida crearon, mediante un efecto de dinámica del fluido, una mezcla en el caño de las corrientes en sentido descendente de estos orificios. El dispositivo ventajosamente comprende al menos tres orificios de salida, preferentemente al menos 5, más preferentemente al menos 10. No obstante, se prefiere que este número no exceda los 100, preferentemente 50. Con preferencia, los diferentes orificios de salida están separados por una distancia de al menos un diámetro (equivalente) del caño. Cuando el dispositivo comprende un caño cilindrico, los orificios de salida pueden dispersarse en forma ' lateral , con relación a una generatriz del cilindro. Por lo general, preferentemente están alineados con relación a dicha generatriz.

En el dispositivo de acuerdo con la invención, el fluido que sale de los orificios de salida viaja a lo largo de la correspondiente sección de la pared. Cuando el fluido está cargado de partículas, esta situación permite evitar la incrustación de las partículas sobre la pared del caño contigua al orificio de salida. Este efecto de autolimpieza permite que el dispositivo opere durante un largo período sin requerir una interrupción para la limpieza del mismo.

Los inventores también observaron que es importante que los orificios de salida tengan una proporción de aspectos comprendida dentro de valores bien definidos. La expresión "proporción de aspectos" hace referencia a la proporción entre el ancho y la altura del orificio. Una proporción de aspectos baja posibilita, para una determinada área de superficie de un orificio, penetrar más profundamente dentro del flujo en el caño, donde el flujo del fluido a ser distribuido es más constante y más alto. Esto posibilita mejorar la homogeneidad de la distribución. Las proporciones de aspectos inferiores a 5, ventajosamente inferiores 4, preferentemente inferiores a 3 , son recomendadas . Las proporciones de aspectos superiores a 1, ventajosamente entre 1.4 y 8 , preferentemente entre 1.5 y 3 , son particularmente recomendadas .

El espacio en el cual fluido es distribuido por lo general está lleno de gas, a menudo de aire, si bien podría estar lleno de líquido. Los fluidos distribuidos pueden ser gases o líquidos. Asimismo, pueden estar llenos de partículas sólidas o liquidas. La invención es especialmente adecuada para los gases cargados de partículas sólidas o líquidas, en particular para los gases cargados de partículas sólidas. El gas es preferentementet aire .

En consecuencia, la invención también se relaciona con un proceso para distribuir un fluido en un espacio de manera controlada, de acuerdo con lo cual un dispositivo de acuerdo con la invención se coloca en dicho espacio y un fluido, preferentemente un gas cargado de partículas, se introduce en al menos un orificio de entrada del dispositivo, en donde la forma de la sección de pared limitada por al menos un orificio de salida del dispositivo se adapta al posicionamiento del dispositivo en el espacio de manera tal que la dirección del. fluido que viaja a lo largo de las secciones de pared permita obtener la distribución deseada.

En este proceso, la dirección del fluido que deja el dispositivo es controlada por la forma de las secciones de pared atravesadas por el fluido. Las formas que son ligeramente curvas en sentido cóncavo (cuando se observan desde el exterior del caño) promueven flujos en una dirección que forma un ángulo amplio con relación a la dirección del flujo del fluido identro del caño; es decir, desviaciones amplias del flujo. Además, la forma de las secciones de pared corriente abajo respecto de los varios orificios de salida también posibilita obtener, de manera simple, la distribución del caudal de salida del fluido a través de estos mismos orificios. Por ejemplo, una forma más curva que posiciona el borde del orificio más profundamente dentro del caño incrementará el caudal a través de este orificio. Esta distribución del caudal puede ser, según sea necesario, lo más homogénea posible o bien, de lo contrario, puede favorecer el caudal a través de ciertos orificios de salida.

En una primera forma de realización ventajosa del proceso de distribución de acuerdo con la invención, el fluido es un gas que se desea distribuir en el espacio. Este gas es, ventajosamente, NH3. Esta forma de realización es ventajosa para la purificación de gases de combustión que contienen óxidos de nitrógeno.

En una segunda forma de realización ventajosa del proceso de distribución de acuerdo con la invención, el fluido es un gas, preferentemente aire, cargado de partículas sólidas . ' En una primera variante de esta segunda forma de realización, las partículas sólidas tienen un diámetro promedio D50 superior a 100 µp?, preferentemente superior a 250 µp?, en particular preferentemente superior a 500 µt?. Los diámetros se miden preferentemente por difracción láser, por ejemplo, con un dispositivo SYMPATEC®. La expresión "diámetro promedio" de las partículas que tienen cualquier forma hace referencia al diámetro' promedio de las esferas que tienen la misma área de superficie exterior que las partículas. El diámetro D50 es un diámetro en el cual el 50% de las partículas tiene un tamaño inferior a dicho diámetro. En esta variante, las partículas de diámetro grande son bien distribuidas, mientras que en los dispositivos conocidos, estas partículas tienden a no desviarse de los orificios de salida y a permanecer en el dispositivo.

En una segunda variante de la segunda forma de realización, las partículas sólidas tienen un diámetro promedio D50 de menos de 100 µtt?, ventajosamente menos de 50 ' '" ' i µt?, preferentemente menos de 10 µp?, más particularmente menos de 1 µt?. De hecho, las partículas finas tienen mayor tendencia a formar aglomerados. Dichos polvos, por ende, son difíciles de distribuir de manera controlada mediante los procesos conocidos antes de la invención, y al mismo tiempo evitar la aparición gradual de aglomerados en el dispositivo. El proceso de acuerdo con la invención es particularmente adecuada para este fin. En esta variante, es preferible moler el polvo durante el mínimo lapso de tiempo posible antes de su distribución. Para este propósito se usan molinos in situ, directamente conectados al dispositivo de distribución. La corriente de gas -en este caso, aire- es generada directamente en la ¦ salida del molino. Estas partículas sólidas comprenden, de manera especialmente ventajosa, bicarbonato de sodio, carbonato de sodio, cal, caliza o trona. El término "trona" se refiere ya sea al mineral natural de sesquicarbonato de sodio extraído de los depósitos de Wyoming, USA, que comprenden impurezas, o bien al sesquicarbonato de sodio propiamente dicho.

En una tercera variante, que puede estar combinada con las otras dos, las partículas sólidas tienen una distribución de diámetros que tienen una mayor anchura (a veces también denominado "palmo") . 'La anchura se define como: (D90 D10)/D50. Las anchuras superiores a 2, ventajosamente superiores a 5, más particularmente superiores a 10 son recomendadas. En esta variante, el fluido comprende partículas tanto muy finas como muy gruesas, dos alternativas en las cuales el dispositivo es particularmente ventajoso.

En una tercera forma de realización recomendada del proceso de distribución de acuerdo con la invención, el fluido es un líquido o un gas cargado de partículas líquidas. El líquido es ventajosamente agua amoniacal. En este caso, esta forma de realización también es adecuada para el tratamiento de gases de combustión que contienen óxidos de nitrógeno .

En estas tres formas de realización y las variantes de las mismas, es ventajoso que las partículas comprendan una composición destinada al tratamiento de gases de combustión. La composición puede ser reactiva o simplemente absorber ciertos componentes dañinos del gas de combustión.

La invención también se relaciona con la fabricación del dispositivo de distribución. El caño del dispositivo puede ser producido, por ejemplo, de muchas maneras, por ejemplo al ensamblar (empalmar, soldar) partes que conforman la forma deseada de la pared del caño, contigua al borde posicionado dentro de dicho caño.' No obstante, de . acuerdo con un proceso de fabricación muy ventajoso, se perfora al menos una hendidura en un caño provisto de al menos un orificio de entrada y se ejerce presión sobre la sección de la pared del caño adyacente al borde descendente dé la hendidura a fin de deformar la sección de la pared para colocar el borde descendente dentro del caño. En una variante de este proceso, la hendidura es perforada sustancialmente en sentido perpendicular a la longitud del caño. La expresión 11 sustancialmente en sentido perpendicular" se refiere a que el normal al plano seccionado de la hendidura tiene un ángulo máximo de 15° con relación de la dirección del vector de velocidad del fluido en el centro del caño y en el plano seccionado. El borde descendente de la hendidura se define con relación a la dirección de flujo del fluido cuando el dispositivo está en servicio. En otra variante de este proceso, el normal al plano seccionado de la hendidura tiene un ángulo relativo a la dirección opuesta del vector de velocidad "del fluido en el centro del caño y en el plano seccionado comprendido entre 15 y 60°, preferentemente entre 30 y 50°. En esta segunda variante, es posible tener una sección del borde del orificio relacionado ubicada en sentido más ascendente, lo que en ciertas circunstancias permite un mejor control de la forma de la correspondiente sección de la pared. En otra variante más, el ángulo está comprendido entre 15 y 60°, preferentemente entre 30 y 50°, pero relativo a la dirección del vector de velocidad (no opuesto) . La adición de las longitudes de los dos bordes de la hendidura debería ser, en forma ventajosa, aproximadamente igual al perímetro del orificio que desea formarse, de esa manera, en el caño-. ' Esto es particularmente recomendado cuando el caño está hecho de un material metálico y cuando el proceso de fabricación se lleva a cabo sin calentamiento. En una forma de realización preferida del proceso de fabricación, se usa un caño hecho de un material metálico y que tiene un cilindro en forma de cilindro de revolución. Cuando se ejerce suficiente presión sobre la sección de pared a ser deformada, esta sección se somete entonces a pandeo y se posiciona en un paso a fin de colocar el borde descendente del orificio dentro del caño.

En el proceso de fabricación de acuerdo con la invención, se recomienda ejercer la presión por medio de un objeto de forma convexa, de manera tal que la deformación de la pared adopte al menos parcialmente la forma externa del objeto. La forma del objeto, pero sobre todo sus dimensiones, deberían ser determinadas como una función de la deformación deseada. Se recomienda usar formas cónicas o esféricas. Las formas esféricas tienen preferentemente diámetros comprendidos entre -él' · diámetro (equivalente) del caño y un décimo de este diámetro. Es ventajoso colocar dentro del caño una matriz cóncava, que tenga una forma que corresponde en forma cóncava con la forma del objeto convexo, capaz de soportar la deformación de la pared del caño durante el proceso .

Los dispositivos y procesos de acuerdo con la invención son particularmente adecuados para distribuir polvos de reactivos en los gases de combustión a ser tratados .

Por consiguiente, la invención también se refiere a un proceso de tratamiento. de gases de combustión, de acuerdo con el cual un dispositivo de acuerdo con la invención se coloca dentro de un conducto á través del cual el gas de combustión a ser tratado viaja, en donde una corriente de gas cargada de partículas que comprende una composición destinada para el tratamiento de gases de combustión es introducida en el orificio de entrada del caño para distribuir la corriente de manera homogénea en el conducto, las partículas reaccionan con el gas de combustión a fin de tratarlo y el gas de combustión purificado se somete luego a una filtración para separarlo de las partículas. En la presente, la reacción de las partículas se entiende bajo el sentido químico o físico (absorción) . En este proceso de tratamiento de gases de combustión, se hace uso preferentemente de una composición que comprende carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, cal, caliza o trona. Se prefieren trona o bicarbonato de sodio. También es ventajoso que el gas de combustión contenga compuestos ácidos a ser removidos, tales como ácido clorhídrico o · fluorhídrico u óxidos de azufre.

En el caso de los conductos que tienen dimensiones grandes, y cuando se 'compara con las técnicas del arte previo que usan múltiples ' inyectores, la invención permite simplificar el dispositivo y reducir su costo. Por ejemplo, en el caso de una matriz de inyección de 6 x 5 (6 posiciones de inyección a lo largo del conducto en 5 profundidades de 2 inyección) , previamente eran necesarios 30 tubos de inyección. Este esquema de inyección ahora se puede alcanzar, por ejemplo, con 6 dispositivos, cada uno con 5 orificios. Si, en el dispositivo y los procesos de acuerdo con la invención, se realizan múltiples (por ejemplo, 3) orificios en diferentes direcciones alrededor de la sección del caño, el número de dispositivos puede ser disminuido en forma adicional, por ejemplo, a 2. Además de la reducción en los costos de construcción, la reducción en el número de dispositivos permite simplificar el control de los caudales en los diferentes caños, pero también simplificar el mantenimiento y la detección de ensuciamiento.

Las particularidades y los detalles de la invención surgirán a partir de la siguiente descripción de las figuras adjuntas. Los componentes que presentan las mismas referencias enumeradas son análogos .

La Figura 1 ilustra una forma de realización particular de un dispositivo de acuerdo con la invención. Comprende un caño cilindrico 1 provisto de un orificio de entrada 2 y tres orificios de salida indicados por 3, 3', 3''. Estos orificios de salida están delimitados por una sección 5 de su borde, que se ubica dentro del caño siguiendo la forma de las correspondientes secciones 4, 4' y 4'' de la pared. El dispositivo comprende una boquilla 6 provista de un orificio de salida 7.

La Figura 2 ilustra una sección transversal del dispositivo de la Figura 1.. En la presente está representada la sección deformada 4 de la pared y la sección 5 del borde del orificio. La Figura 2 ilustra el ancho Ll y la altura L2 del orificio de salida. La proporción de aspectos es L1/L2.

Las Figuras 3 y 4 ilustran dos tipos de orificio de salida en el extremo descendente del caño. Estos orificios son producidos como una sola pieza con el caño, sin requerir de una boquilla separada.

La Figura 5 ilustra un dispositivo que ha sido fabricado mediante un proceso de acuerdo con la invención, usando un objeto convexo con una forma esférica, y en donde las secciones (4) tienen, en consecuencia, una correspondiente forma esférica.

La Figura 6 ilustra un dispositivo que tiene dos conjuntos diferentes de 3 orificios.

Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar la invención. '' Ejemplo 1 El dispositivo representado en la Figura 1 fue producido de la siguiente manera. Se tomó un cilindro de acero 1 con una longitud de 2600 mm, un diámetro exterior de 80 mm y un grosor de 2 mm. Se cortaron tres hendiduras que tenían una profundidad de 12 mm en un plano perpendicular al eje del cilindro, a respectivamente 450, 1300 y 2200 mm de uno de sus bordes, que comprendía el orificio de entrada. El otro extremo del cilindro estaba provisto de una boquilla frustocónica que tenía un orificio de salida 7 con un diámetro de 40 mm. Las secciones de pared adyacentes a las hendiduras y corriente abajo respecto de las mismas (sobre el lado del orificio de salida 7) se deformaron entonces al ejercer presión sobre dichas , secciones por medio de un cono de acero que tenía un diámetro de 70 mm y una altura de 80 mm. Esto generó las secciones de pared deformadas 4, 4' y 4' ' . Las dimensiones de Ll y L2 fueron de 60 y 30 mm respectivamente, lo que generó un factor de forma de 2.

Este dispositivo luego se evaluó de la siguiente manera. Se introdujo aire comprimido en el orificio de entrada 2 bajo condiciones tales que la velocidad del aire, medida por anemómetro compacto de paletas giratorias, en la entrada del caño 1, fuera sucesivamente igual a 20 y 30 m/s. Luego se midieron las velocidades del aire que salía de los orificios de salida 4, 4', 4'' y 7. Los resultados se enuncian en la Tabla 1. Dichos resultados ilustran la homogeneidad de la distribución del caudal de aire obtenida. 2 Tabla 1 Ej emplo 2 El dispositivo representado en la Figura 5 fue producido de manera similar. Se tomó un cilindro de acero 1 con una longitud de 2500 mm, un diámetro exterior de 168 mm y un grosor de 2.8 mm. Se cortaron tres hendiduras que tenían una profundidad de 24 mm en un plano perpendicular al eje del cilindro, a respectivamente 450, 1200 y 1950 mm de uno de sus bordes, que comprendía el orificio de entrada. El otro extremo del cilindro estaba provisto de una boquilla frustocónica que tenía una longitud de 200 mm y un orificio de salida 7 con un diámetro de 75 mm. Las secciones de pared adyacentes a las hendiduras y corriente abajo respecto de las mismas (sobre el lado del orificio de salida 7) se deformaron entonces al ejercer presión sobre dichas secciones por medio de un cuarto de esfera: de acero que tenía un diámetro de 130 mm. Esto generó las secciones de pared deformadas 4, 4' y 4' ' . Las dimensiones de Ll y L2 eran de 115 y 59 mm respectivamente, lo que generó un factor de forma de 1.9.

Ejemplo 3 En el ejemplo 3, el dispositivo representado en la Figura 6 fue producido adicionalmente de la siguiente manera. Se tomó un cilindro de acero que tenía una longitud de 2695 mm, un diámetro exterior de 88.9 mm y un grosor de 2.1 mm. Se cortó una primera serie de tres hendiduras que tenían una profundidad de 12 mm en un plano perpendicular al eje del cilindro, a respectivamente 774, 1622 y 2470 mm de uno de sus bordes, que comprendía el orificio de entrada. Se cortó una segunda serie de tres hendiduras que tenían una profundidad ligeramente menor, a respectivamente 350, 1198 y 2046 mm. El otro extremo del cilindro estaba provisto de una boquilla frustocónica 6 que tenía una longitud de 200 mm y un orificio de salida con un diámetro de 40 mm. Las secciones de pared adyacentes a las hendiduras y corriente abajo respecto de las mismas (sobre el lado :del orificio de salida) se deformaron entonces al ejercer presión sobre dichas secciones por medio de un cuarto de esfera de acero que tenía un diámetro de 70 mm. Esto generó las secciones de pared deformadas 4, 4', 4'', etc. Los valores de Ll y L2 fueron de 61 y 30 mm respectivamente para la primera serie de hendiduras, lo que generó un factor de ' forma de aproximadamente 2. Para la segunda serie de hendiduras, los valores de Ll y L2 fueron 53 2 y 21, lo que generó un factor de forma de 2.5.

Este dispositivo luego se evalyó de la misma manera que para el dispositivo del ejemplo 1, salvo que las velocidades en la entrada del caño fueron sucesivamente iguales a 20, 30 y 40 m/s. Luego se midieron las velocidades del aire que salía de los orificios de salida. Los resultados se muestran en la Tabla 2. está representado en la Figura 7.

Los Ejemplos 1 a 3 muestran el control preciso del caudal que sale de los diferentes orificios que es posible de alcanzar con el dispositivo de acuerdo con la invención.

Ejemplo 4 Se evaluó el dispositivo del ejemplo 1 en cuanto a la inyección de bicarbonato de sodio en el conducto de gas de combustión a partir de un horno de central térmica de carbón, a fin de mitigar su contenido de S02. Después de la reacción del bicarbonato sodio . con el contaminante de S02, se realizó la separación de partículas mediante un electrofiltro . Los gases de combustión tenían las siguientes propiedades: · Caudal medio 250000 Nm3/h seco (normalizado m3 : 0 °C, 1 atmósfera), con una humedad del 5% vol . y un contenido de oxígeno del 6%; Temperatura media del gas de combustión 180°C; Contenido de S02 : 800mg/ Nm3 ; · Contenido de polvos : 16 g/ Nm3.

Se observó una remoción del 68% del S02. Como comparación, cuando' se inyectó el bicarbonato de sodio, en la misma cantidad, en el mismo gas de combustión y bajo las mismas condiciones pero con un tubo convencional de la misma longitud y el mismo diámetro, que tenía solamente un orificio en su extremidad, el porcentaje de S02 removido fue solamente del 63%.

Ej emplo 5 Se evaluó el dispositivo del ejemplo 2 en cuanto a la inyección de bicarbonato de sodio en el conducto de gas de combustión a partir de otro horno de central térmica de carbón. Las propiedades del gas de combustión y los resultados de la mitigación de 02 se observan en la Tabla 4.

Evaluación Evaluación con con tubo Unidades dispositivo cortado nuevo Caudal del Nm3 gas de 88513 89965 humedo/ combustión 02 7, 77 10,39 % seco mg/Nm3 S02 1090 1075 seco 6% 02 Remoción de 65% 75% S02 Tasa de inyección 3 1.3 RSR de bicarbonato Tabla 4 La relación estequiométrica real o RSR (por sus siglas en inglés Real Stoichiometric Ratio) se define mediante la siguiente fórmula: RSR = (DSI másico total / S02 másico total removido ) / ISR En donde : El DSI másico total es la masa total del sorbente seco inyectado; El S02 másico total removido es la masa total de S02 removido mediante . inyección de sorbente seco o DSI (por sus siglas en inglés Dry Sorbent Injection) ; ISR es la relación estequiométrica ideal (por sus siglas en inglés Ideal. Stoichiometric Ratio) (Si el S02 se remueve con bicarbonato de sodio, ISR = 2.625 toneladas/S02 ton) .

Este ejemplo muestra que, al usar el dispositivo de acuerdo con la invención, es posible mejorar la remoción de S02 y al mismo tiempo reducir por un factor de 3 la cantidad de bicarbonato de sodio que es inyectada, gracias a la mejor homogeneidad de su ^distribución en el gas de combustión.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones. REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para distribuir un fluido de manera controlada, en particular para distribuir un gas cargado de partículas, dicho dispositivo caracterizado porque comprende: un caño (1) provisto de al menos un orificio de entrada (2) y con una serie de orificios de salida (3) dispersados a lo largo del caño (1) y ubicados en la pared lateral de este caño, en donde el caño tiene un extremo descendente abierto, que actúa como orificio de salida complementario (7) cuyo diámetro es inferior al diámetro del caño, y en donde al menos una sección (4) de la pared del caño, ubicada corriente abajo respecto de al menos un orificio de salida (3) y limitada por una sección (5) del borde de este orificio (3) tiene una forma tal que esta sección (5) del borde de este orificio (3) se posiciona dentro del caño (1) para que, cuando el dispositivo está en servicio, la dirección de flujo del fluido que sale de este orificio (3) y viaja a lo largo de dicha sección de pared (4), sea controlada por la forma de la última sección.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el caño (1) tiene forma cilindrica, en donde un extremo del caño comprende un orificio de entrada (2) y el extremo descendente del caño está provisto de una boquilla (6) que comprende el orificio de salida (7) .

3. Proceso para distribuir un fluido en un espacio de manera controlada, caracterizado porque se coloca un dispositivo de acuerdo con la invención en dicho espacio y se introduce un fluido, preferentemente un gas cargado de partículas, en al menos un orificio de entrada (2) del dispositivo, en donde la forma de al menos una de las secciones de pared (4) limitada por al menos un orificio de salida del dispositivo se adapta al posicionamiento del dispositivo en" el espacio de tal manera que la dirección del fluido que viaja a lo largo de las secciones de pared posibilita la obtención de la distribución deseada.

4. Proceso de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque el fluido es un gas cargado de partículas sólidas que tienen un diámetro promedio D50 superior a 100 µp?.·:

5. Proceso de acuerdo con la reivindicación 3 , caracterizado porque el fluido es un gas cargado de partículas sólidas que tienen un diámetro promedio D50 inferior a 50 um. ; '*'

6. Proceso de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque las partículas sólidas comprenden una composición destinada al tratamiento de gases de combustión.

7. Proceso para fabricar un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque se perfora al menos una hendidura en sentido sustancialmente perpendicular a la longitud de un caño provisto de al menos un orificio de entrada y se ejerce presión sobre la sección de la pared del cañó adyacente al borde descendente de la hendidura a fin de deformar la sección de la pared con el objeto de colocar el borde descendente dentro del caño.

8. Proceso de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque se ejerce presión por medio de un objeto de forma convexa, de manera tal que la deformación de la pared adopta al menos parcialmente la forma externa del objeto.

9. Proceso de tratamiento de gases de combustión, caracterizado porque se coloca un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2 dentro de un canal a través del cual el gas de combustión a ser tratado viaja, se introduce una corriente de gas cargada de partículas reactivas en el orificio de entrada del caño a fin de distribuirlo de- manera homogénea en el canal, se hacen reaccionar las · partículas con el gas de combustión para tratarlo y luego sé somete el gas de combustión tratado a una filtración con el objeto de separarlo de las partículas.

10. Proceso de tratamiento de gases de combustión de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque el reactivo comprende bicarbonato de sodio o trona.