MX2012009386A - Proceso para la preparacion de nebivolol. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un proceso novedoso para síntesis del producto Nebivolol representado en el Esquema (1), constituido por un número reducido de pasos de alto rendimiento y caracterizado por la resolución cinética de los dos pares de epóxidos diastereoisoméricos entre ellos (mezcla 1), lo que permite evitar separaciones cromatográficas complejas.

Description

MÉTODOS Y SISTEMA PARA RETIRAR COMPONENTES DEL GAS A PARTIR DE LOS GASES DE PROCESO Campo de la Invención La presente invención se relaciona con un método y un sistema para retirar contaminantes y gases de invernadero, y más particularmente, con un método y un sistema para retirar simultáneamente componentes del gas como S0X, N0X y CO2 a partir de gases de proceso al usar el impacto de electrones en un ambiente de plasma húmedo.

Antecedentes de la Invención Con la conciencia cada vez mayor del impacto negativo de contaminantes y gases de invernadero particularmente los componentes SOx, NOx y C02 del gas en el ambiente, muchas legislaciones de control de emisiones deben controlar la emisión de estos contaminantes y gases de invernadero. Se han elaborado diversas tentativas para cumplir con el requisito de estas legislaciones, entre las cuales un modo es adoptar tecnología para la disminución de gases de post-combustión . Sin embargo, esta tecnología no es satisfactoria debido a la naturaleza compleja a partir de los gases de proceso. Se ha sabido que la composición a partir de los gases de proceso se diferencia enormemente y depende del tipo del combustible usado. Sin embargo, el S0X, N0X y C02 son tres gases comunes principales producidos simultáneamente en el proceso de combustión. Por lo tanto, es poco práctico para tomar en cuenta la disminución de un gas individual mientras que no se hace caso de la influencia conflictiva de otros gases.

La mayor parte de las tecnologías disponibles en la técnica conciernen a la eliminación de un solo gas, que se describirá a continuación.

El SO2 es por lo general retirado por el proceso de refinado de cal húmedo o deshidratado. Esto es un proceso de reacción química en fase líquida o sólida para retirar S02 sólo, pero no para retirar N0X . De hecho, producción de cal CaO daría como resultado a la emisión de C02 , cuando la materia prima caC03 se calienta para obtener CaO. Cal se usa como un reactivo consumible en el proceso.

S02 también puede retirarse por agua de mar o fregado de agua dulce con o sin la adición de NaOH. En este proceso, el S02 se retira por la reacción química de la fase líquida con la generación concurrente de agua ácido ambientalmente -nocivo o C02 . La alcalinidad en agua o NaOH adicionado se usa como el reactivo consumible en el proceso. Nuevamente, este proceso no es capaz de retirar NOx o C02 .

El N0X es comúnmente retirado por un proceso de Selective Catalytic Reduction (SCR) . En el proceso SCR, urea o amoníaco se utiliza reducen el NOx en nitrógeno y oxígeno. El proceso SCR tiene capacidad de retirar el N0X sólo, pero no puede retirar SOx o C02. De hecho, S0X "envenenará" el catalizador en el proceso SCR. Otra desventaja del proceso SCR es que requieren para la elevada temperatura sobre 300°C catalizar la reducción de gas. Esto es poco práctico en los sistemas de combustión postales de , muchos vegetales de combustión, sobre todo cuando la instalación de la recuperación de calor de desecho es necesaria para recuperar calor residual del gas de escape. En el sistema SCR, una reacción química de la fase líquida que utiliza la elevada energía térmica de llevar a cabo la reducción de gas catalítica ocurre.

El NOx también puede retirarse por procesos de la oxidación químicos, donde NOx se obliga a reaccionar con el agente oxidante como ozono y ácidos para convertirse NO a N02 y finalmente a N2O5 antes de que se disuelva en agua para formar el nitrato o el nitrito. Este proceso puede causar una cuestión ambiental debido a la formación del elevado contenido de nitrato o nitrito en agua de descarga. Este proceso no es capaz de retirar C02 y S0X.

En términos generales, C02 en los gases de proceso es cientos de períodos de tiempo mayor que SOx o NOx en la composición volumétrica. No hay ninguna tecnología adecuada o viable disponible en la técnica para retirar CO2. Un enfoque para tratar con C02 es la llamada Captura de Carbono y Almacenamiento (CCS) método que utiliza productos químicos, por ejemplo monoetanolamina (MEA), para capture el C02 y libérelo nuevamente para el almacenamiento al calentarse. Este método es a la tienda subterránea el C02 en vez de dejarle entrando en la atmósfera.

En términos generales, las tecnologías disponibles en la técnica para la disminución de S0X, N0X y gases de CÓ2 en una gran escala se implican con el uso de productos químicos y se ponen en práctica vía reacciones de la fase líquida.

Se propone un proceso electroquímico para producir hidróxido de sodio para la eliminación de gases del contaminante {Sukheon An y Osami Nishida, JSME International Journal, series B, vol 46, No. 1, 2003) . Esencialmente, el proceso usa la agua de mar electrolizada para producir NaOH químico para llevar a cabo la neutralización de la fase líquida y así retirar gases SOx y C02. Agua ácido producido en el lado del ánodo es usado luego para oxidar el N0X en el nitrato vía reacciones químicas de la fase líquida. Como mencionado en este artículo, el proceso completo influye en el principio de reacciones químicas de la fase líquida. S02 se convierte en sulfato de sodio en la reacción de la fase líquida, N0X se convierte en el nitrato de sodio en la fase líquida, y C02 se convierte en bicarbonatos y carbonatos en la fase líquida. Este proceso tiene una cuestión de descarga del nitrato y requiere que un mol el peso equivalente de NaOH lleve a cabo la reacción de la fase líquida a fin de retirar cada gramo de C02. Esto implicará inevitablemente una cantidad inmensa de NaOH o una gran cantidad de electricidad para producir electrolíticamente NaOH. Un problema acompañante de usar este proceso consiste en que la cantidad de C02 generado durante el proceso de la electrólisis es probable más que la cantidad de C02 que es necesario para retirarse a partir de los gases de proceso. Además, el nitrato que resulta a partir de la eliminación del N0X y agua de lavado producido en este proceso causará un problema ambiental a menos que una planta de tratamiento de aguas residuales extensa por separado se instale para tratar las aguas residuales. Si el proceso se pone en práctica en un sistema del circuito cerrado, el sistema alcanzará un punto de saturación donde ninguna reacción de la fase líquida adicional ocurre cuando la cantidad limitada de reactivos en la agua de mar o de agua dulce se usa para la conversión de CO2, S0X y N0X. Esta limitación elabora poco práctico para usar tal proceso en solicitudes del circuito cerrado. Este proceso puede descubrir una solicitud en un sistema del bucle abierto sólo, ya que el suministro del reactivo de la agua de mar es continuo. Sin embargo, las cuestiones del nitrato producido, aguas residuales y el problema de la energía requerida retirar el C02 permanecen no resueltas.

Todos los mayores que métodos se basan en reacciones de la fase líquida. Actualmente, hay diversos métodos y sistemas que usan un método plasmático deshidratado para retirar el N0X de gas · El rasgo común de estos métodos y sistemas debe usar una cámara de reacción con la alta tensión para formar el plasma. La generación del plasma normalmente requiere un ambiente limpio que es prácticamente imposible de lograr en sistemas de gases de proceso de la combustión de combustible o carbón. En los métodos basados en el plasma deshidratados, los flujos de electrones se generan por la alta tensión y de alta potencia para bombardear la molécula de gas N0X de modo que N0X se rompa en N2 y 02, como es mencionado en la Patente de E.U. Núm. 7240484, 7377101, 7198764 y 7188469.

Los inconvenientes de usar los métodos y sistemas basados en el plasma deshidratados consisten en que un ambiente limpio se requiere y que se consumen la alta tensión y la elevada energía. Sobre todo, la energía consumida para la eliminación de C02 será muy elevada. Esto da como resultado solicitudes limitadas de los métodos y sistemas basados en el plasma deshidratados en una gran escala, sobre todo cuando la disminución de todos gases S0X, NOx y C02 es necesaria.

Como se puede observar, los contaminantes y gases de invernadero S02, N0X y C02 todos se producen y se mezclan conjuntamente en los gases de proceso, y todos son necesarios para retirarse antes de que se emitan los gases de proceso. Sin embargo, los mayores que procesos y los sistemas o se conceptualizan para retirar uno de los contaminantes y gases de invernadero, o no son una solución práctica. Si todos estos gases deben retirarse conjuntamente por los respectivos procesos, la ¦ instalación de tres diferentes plantas de tratamiento será necesaria para la eliminación de tres gases. Esto inevitablemente da como resultado elevados gastos de capital, almacén espacioso y alto costo de reactivos, en el adicional a las cuestiones de almacenamiento y la disposición de productos finales.

Se necesita un método y un sistema que tienen capacidad de simultáneamente retirar los contaminantes y gases de invernadero a partir de gases de proceso en el precio bajo, y no causan un daño a la atmósfera y medios ambientes marinos sin la necesidad de consideración de la disposición de productos finales y el almacenamiento de reactivos crudos.

Breve Descripción de la Invención La presente invención se ha desarrollado para resolver las necesidades observadas anteriormente y, por lo tanto tiene como objetivo principal condición de un método y sistema para retirar simultáneamente los componentes del gas a partir de gases de proceso, que son ambientalmente amigables.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un método y un sistema para retirar simultáneamente los componentes del gas a partir de gases de proceso que son considerablemente más económicos y eficientes pare la energía.

Un objetivo de la invención aún adicional es proporcionar un método y un sistema para retirar simultáneamente los componentes del gas a partir de gases de proceso, que utilizan materias primas fácilmente asequibles en una cantidad relativamente menos y los materiales puede reciclarse después del tratamiento a partir de los gases de proceso .

Estos y otros objetivos y ventajas de la invención se satisfacen al proporcionar un método a retirar componentes del gas SOx, NOx y C02 a partir de gases de proceso, que 'comprenden las etapas de: a) poner en contacto los gases de proceso con un primer medio líquido que proporciona un primer plasma que contiene iones o electrones reactivos en una cantidad tal que las moléculas de gas SOx están sujetas al impacto de los electrones o iones en el primer plasma para permitir la disolución de las moléculas de gas SOx para retirar S02 a partir de los gases de proceso; b) poner en contacto los gases de proceso obtenidos a partir de la etapa a) con un segundo medio líquido que proporciona un segundo plasma que contiene iones o electrones reactivos en una cantidad tal que las moléculas de gas C02 están sujetas al impacto de los electrones o iones en el segundo plasma para permitir la disolución de las moléculas de gas CO2 para retirar C02 a partir de los gases de proceso; y c) poner en contacto los gases de proceso obtenidos a partir de la etapa b) con un tercer medio liquido que proporciona un tercer plasma que contiene iones o electrones reactivos en una cantidad tal que las moléculas de gas N0X están sujetas al impacto de los electrones o iones en el segundo plasma para permitir la disolución de las moléculas de gas N0X para retirar N0X a partir de los gases de proceso.

Si es necesario, las etapas a) a c) del método pueden repetirse para una o más periodos de tiempo.

Según la invención, los primeros, segundos y terceros medios líquidos tienen un valor de pH sustancialmente igual a o cerca de su respectiva constante de ionización (pKa) .

En una modalidad de la invención, el primer medio . es agua dulce saturada con carbonatos, sulfatos, fosfatos o cualquier combinación de las mismas a un pH que abarca desde 9 a 11, el segundo medio es agua dulce o agua de mar saturada con carbonatos, sulfatos, fosfatos o cualquier combinación de las mismas a un pH que abarca desde 9 a 11, y el tercer medio es agua dulce o agua de mar saturada con carbonatos, sulfatos, fosfatos o cualquier combinación de las mismas a un pH que abarca desde 10 a 12.

La solución ácida sulfúrica se puede usar como el primer medio en algunos casos donde hay una sobretensión repentina en la carga de S02 de gas, y el pH de la solución ácida sulfúrica se controla para abarcar desde 2 a 4.

Preferentemente, el plasma puede generarse al usar un proceso de la electrólisis o al usar la onda electromagnética variable con el tiempo. Una medida de formar un plasma en el medio es un potencial de reducción-oxidación (ORP) del medio. Si el ORP se mueve a la dirección negativa por, por ejemplo, -lOOmV a-500mV, indica que el medio es reductivo y contiene electrones excedentes, sugiriendo que el plasma genera en el medio y adecuado para la reacción de reducción.

El proceso de la electrólisis se lleva a cabo en una célula electrolítica que contiene al menos un ánodo y al menos un cátodo al controlar selectivamente tasas de producción de iones negativos y positivos en el ánodo y el cátodo para retirar los iones positivos y electrones de la hoja en el medio. Las tasas de producción de iones negativos y positivos pueden selectivamente controlarse según materiales, condiciones de superficie, densidades actuales y potenciales del ánodo y el cátodo.

Para la facilitación de la generación del plasma, el ánodo y cátodo se separan mediante separación física, por ejemplo al usar el polipropileno (PP) o fieltro de polietileno (PE) u otros separadores mecánicos porosos, que pueden hacer más lentos físicamente el movimiento de electrones e iones. Otro método para facilitar la generación del plasma es generar un chorro de agua concentrado sobre la parte inferior a la superior para mover la masa media en la dirección ascendente a fin de liberar rápidamente hidrógeno producido en el cátodo y electrones de la hoja en el medio.

La onda electromagnética variable con el tiempo para generar el plasma tiene por lo general una frecuencia que abarca desde 0.5kHz a 500 kHz.

Para potenciar la eliminación de gas, es ventajoso que el plasma está sujeto a un tratamiento mediante onda electromagnética variable con el tiempo antes de que ocurra el impacto.

Otro aspecto de la invención es proporcionar un sistema para retirar componentes del gas SOx, NOx y CO2 a partir de gases de proceso, que comprenden: una torre que comprende: una primera etapa para retirar SOx, incluyendo una primera entrada para introducir un primer medio liquido que proporciona un primer plasma que contiene iones o electrones reactivos, y medios para rociar el primer medio liquido hacia abajo para formar una película del primer medio a través de una sección transversal de la primera etapa tal que los gases de proceso que pasan hacia arriba y a través de la primera etapa pone en contacto con la película del primer medio líquido, una segunda _ etapa para retirar C02, incluyendo una segunda entrada para introducir un segundo medio líquido que proporciona un segundo plasma que contiene iones o electrones reactivos, y medios para rociar el segundo medio líquido hacia abajo para formar una película del segundo medio a través de una sección transversal de la segunda etapa tal que los gases de proceso que salen de la primera etapa ponen en contacto con la película del segundo medio líquido, y una tercera etapa para retirar N0X, incluyendo una tercera entrada para introducir un tercer medio líquido que proporciona un tercer plasma que contiene iones o electrones reactivos, y medios para rociar el tercer medio líquido hacia abajo para formar una película del tercer medio a través de una sección transversal de la tercera etapa tal que los gases de proceso que salen de la segunda etapa ponen en contacto con la película del tercer medio líquido, un sistema de generación de electrones que comprende: una primera unidad de generación de electrones para generar el primer plasma en el primer medio líquido, una segunda unidad de generación de electrones para generar el segundo plasma en el segundo medio líquido, y una tercera unidad de generación de electrones para generar el tercer plasma en el tercer medio líquido.

Según la invención, cada uno de los medios de pulverización es un tipo de tamiz de toberas espirales que es beneficioso para la formación de la película delgada del medio en contacto con los gases de proceso.

En otra modalidad de la invención, un separador se proporciona entre las primeras y segundas etapas para prevenir la primera etapa de infiltración o interferencia del segundo medio líquido.

Las primeras, segundas y terceras unidades de generación de electrones pueden configurarse fuera de la torre o dentro las respectivas etapas de la. torre. Cuando las unidades de generación de electrones se configuran dentro la torre, el plasma está en contacto con gas inmediatamente después de que el plasma se forma y ningún depósito de generación externo se requiere, por lo tanto, la energía y el espacio requerido son muy pequeños y no hay ningún tratamiento adicional del medio fuera de la torre.

Preferentemente, un ventilador de extracción se monta y/o la estructura interior aerodinámica se idea dentro cada una de las primeras, segundas y terceras etapas de la torre para reducir la contrapresión de la etapa. También, en cada una de las etapas, los canales de drenado se proporcionan en paredes de la etapa para el vaciado el medio al llegar las paredes .

Según la invención, el sistema puede proporcionarse en la forma de un sistema del circuito cerrado o construido como un sistema del bucle abierto. El término "del circuito cerrado del sistema" aquí se refiere a un sistema donde el medio se recicla para recibir el nuevo tratamiento y se pone en circulación de nuevo continuamente. El término "sistema del bucle abierto" aquí se refiere a un sistema donde el medio se descarga después de poner en contacto con los gases de proceso.

En contraste con los procesos y sistemas disponibles en la técnica anterior, el método y el sistema de la invención tienen capacidad de retirar todos tres gases simultáneamente, que considerablemente reduce los gastos de capital y requiere muy de baja energía. Más aún, los productos finales obtenidos de la invención son ambientalmente amigables y no afectarían el sistema ecológico, y no hay ninguna necesidad de la disposición de productos finales.

La mayor parte de ventaja del método de la invención consiste en que un medio líquido se utiliza para la producción de los electrones necesarios o iones para permitir la disolución de los componentes del gas, mientras el propio medio actúa como un portador de electrones sólo y no participa en la reacción. Esto evita el gasto de energía de elevada energía y alta tensión como hecho en los métodos deshidratados y plasmáticos disponibles en la técnica anterior. El método de la invención puede ser el "método del plasma húmedo conocido como" para distinguirse del método plasmático deshidratado en la técnica.

La torre del sistema de la invención es estructuralmente diferente de los depuradores convencionales. Por lo general los depuradores convencionales se construyen para tener una columna tan elevada como posible proporcionar una larga vía de recorrido, con toberas de la niebla finas para proporcionar la superficie de contacto máxima entre el medio y los gases de proceso. Al contrario de los depuradores convencionales, la torre de la invención se configura para acortar la vía de recorrido y aprovecha una película delgada del medio a través de la sección transversal de la torre para reaccionar con los gases de proceso. Con esta película delgada del medio, el período de tiempo de contacto entre el medio y los gases de proceso notablemente se reduciría y la torre sería tan corta como menor que 1 metro en la altura.

Los objetivos, las características, las ventajas y los efectos técnicos de la invención se elaborarán adicionalmente en la descripción que sigue de los conceptos y las estructuras de la invención en cuanto a las figuras acompañantes. Las figuras ilustran la invención por vía de ejemplos entre otras cosas a la invención en cualquier forma.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es un diagrama esquemático mostrando un sistema para retirar los componentes del gas a partir de los gases de proceso realizados de acuerdo con ' una primera modalidad de la invención, donde las unidades de generación de electrones se configuran fuera de la torre.

La Figura 2 es un diagrama esquemático mostrando un sistema para retirar los componentes del gas a partir de los gases de proceso realizados de acuerdo con una segunda modalidad de la invención, donde las unidades de generación de electrones se configuran dentro la torre.

La Figura 3 es un diagrama esquemático mostrando una unidad de generación de electrones utilizando electrólisis.

La Figura 4 es un diagrama esquemático mostrando una unidad de generación de electrones que utiliza una onda electromagnética variable con el tiempo.

Descripción Detallada de la Invención La descripción que sigue presenta modalidades preferidas. Esta descripción no debe obtenerse en un sentido que limita, pero se elabora simplemente para la descripción de los principios generales de la invención, el alcance de que es entendido adicionalmente por las reivindicaciones anexadas .

Mientras esta invención se ilustra y descrito en modalidades preferidas, la invención puede producirse en muchas diferentes configuraciones, tamaños, formas y materiales .

Se entiende que aunque los términos primeros, segundos, terceros etc. se puedan usar aquí para describir diversos elementos, componentes, características y/o secciones, éstos no deberían ser limitados por estos términos. Estos términos sólo son usados para distinguir un elemento, componente, característica o sección del otro. Así, un primer elemento, el componente, la característica o la sección mencionada a continuación podrían ser conocidos como un segundo elemento, componente, característica o sección sin apartarse de las enseñanzas de la presente invención.

Se ha sabido ya que en los procesos convencionales, la reacción de la fase líquida se lleva a cabo para retirar los componentes del gas a partir de los gases de proceso, pero los reactivos para usarse así como los productos y cuestiones de la disposición de aguas residuales siguen la eliminación de los componentes del gas. Para evitar estas cuestiones, los procesos plasmáticos deshidratados se usan, que sin embargo requiere que elevada energía y alta tensión bombardeen las moléculas de gas. El método de la invención utiliza un medio líquido para producir electrones o iones necesarios para someter las moléculas de gas al impacto o bombardear de los electrones o iones en la fase gaseosa como en los procesos plasmáticos deshidratados, pero los electrones o los iones se producen en el medio líquido en energía relativamente baja y voltaje relativamente bajo.

Según la invención, los electrones o los iones pueden producirse en el medio liquido al usar la electrólisis del medio liquido. En el proceso de la electrólisis convencional, los iones positivos y negativos se equilibran en el electrólito y no hay ningún flujo de electrones excedente producido. A fin de producir los electrones excedentes o iones, el control selectivo de las tasas de producción de los iones positivos o los iones negativos en los cátodos o los ánodos es necesario por, por ejemplo, controlando los materiales, condiciones de superficie, densidad actual, potenciales de los electrodos, tales que los iones positivos como el H + los iones se retiran del cátodo, con la consecuencia de que el medio liquido se deja con el exceso de electrones. Una medida para determinar los electrones excedentes es el potencial de reducción-oxidación (ORP) del medio liquido, es decir el electrólito. Si el ORP se mueve a la dirección negativa, indica que el electrólito es reductivo y contiene electrones excedentes. Tal electrólito es ahora un portador de electrones y puede usarse en el método de la invención.

Otro enfoque para producir los electrones o iones en el medio liquido debe usar la onda electromagnética variable con el tiempo. Controlando la frecuencia de la onda electromagnética variable con el tiempo dentro de un intervalo seleccionado, el ORP del medio liquido puede desplazarse a la dirección negativa, que se. desea para usarse en el método de la invención. Una ventaja de usar la onda electromagnética variable con el tiempo consiste en que pueden eliminarse los productos indeseables inducidos al electrolizar el medio liquido, por ejemplo gas de cloro cuando la agua de mar se usa como el medio liquido.

Cuando el medio liquido con el exceso de contactos de electrones . con los gases de proceso que contienen las moléculas de gas S0X, N0X y C02, las moléculas de gas serian afectadas por los flujos de electrones muy reactivos, y por lo tanto, las uniones químicas de las moléculas det gas están sujetas a vibraciones y excitación de permitir la disolución de las moléculas de gas en átomos, elementos, subelementos, electrones, iones, radicales libres, energía y lo similar. Se descubre esto una mayor cantidad del oxígeno así como una cantidad traza de CO, C y N2 se detecta y medido. Este impacto es similar al caso del plasma deshidratado que requiere la energía mucho más elevada.

Ya que el medio líquido se utiliza proporcionan el plasma que contiene los electrones o iones en el método de la invención, es probable que la reacción de la fase líquida entre los componentes del gas en los gases de proceso y el medio líquido y la reacción de la fase gaseosa entre los componentes del gas en los gases de proceso y los electrones transportados por el medio líquido ocurran simultáneamente. Por lo tanto, las medidas tienen que obtenerse para prevenir la reacción de la fase -liquida a fin de asegurar la reacción de la fase gaseosa a seguir. Ha sido sorprendentemente descubrió que si el medio liquido es una solución amortiguadora, cualquier ácido producido por el S0X, N0X o C02 con el medio liquido será neutralizado por el amortiguador en la solución. Como tal la velocidad para gas para ingresar en la solución se reducirá abajo por la reacción de amortiguación, y se hace más fácil para gases ir para la reacción de la fase gaseosa donde las moléculas de gas están sujetas al impacto de los electrones, de modo que las moléculas de gas se separen a sus respectivas formas elementales o subelementales . Como los compuestos de amortiguación continuamente se consumen, es necesario reabastecer constantemente el suministro de electrones para compensar el gasto de energia de los electrones. Por esta razón, el método de la invención puede experimentar en un sistema del circuito, cerrado donde el medio liquido constantemente se recarga por electrólisis o por proceso de la onda electromagnética variable con el tiempo donde se mantienen el suministro de electrones. Cuando el sistema experimenta a una reacción de la fase gaseosa pura, las propiedades químicas que incluyen el pH, la conductividad, la alcalinidad del medio líquido permanece sin alterar.

Para la solución de amortiguación de prolongar las propiedades de amortiguación, es importante que la solución amortiguadora debiera hacerse funcionar en la condición que la constante de ionización pKa de la solución es igual a o cerca de su valor de pH, que significa que la solución funciona en su condición de amortiguación máxima.

Hay muchas soluciones iónicas parachoques acuosas usadas como el medio liquido. Estas soluciones amortiguadoras se pueden usar individualmente o cualquier combinación de las mismas. Por ejemplo, la agua de mar se puede usar como un medio, y contiene una mezcla de muchos diferentes amortiguadores que incluyen carbonato, sulfatos, fosfatos y lo similar. Las soluciones amortiguadoras individuales comunes incluyen entre otros acetato, 2-amino-2-metil-l , 3-propanediol, 2-amino-2-metil-l-propanol, ácido amino-1-propansulfónico, amoniaco, arsenato, barbital, bicina, Bis-tris propano, borato, cacodilato, carbonato, citrato, L-cisteina, dietanolamina, diglicolato, 3, 3-dimetilglutarato, etanolamina, N-etilmorfolina, glicerol 2-fosfato, glicina, glicinamida, glicilglicina, glicilglicilglicina, L-histidina, hidrazina, imidazo, maleato, 2-mercaptoetanol, metilamina, 2-metilimidazol, oxalato, fosfato, ftalato, piperazina, PIPES, POPSO, pirofosfato, succinato, sulfato, sulfito, ácido L-tartárico, tricina, trietanolamina, trietilamina .

Las soluciones de amortiguación también pueden agruparse como ácidos inorgánicos, ácidos carboxilicos , alcoholes, oximas ácidos hidroxámicos, peróxidos, clase protonada, sulfinico y ácidos sulfónicos, nitrógeno protonado, aminas, amidas, amidas y carbamatos, imidas, sulfonamida, guannidinium, hidrazonas, heterociclos protonados, ácido hidroxámico y amidinas, heterociclos, hidrocarburos, amidas, cetonas, nitrilos, hetero-compuestos-aromáticos, sulfitos, sulfóxidos, sulfonio, sulfimidas y sulfoximinas, sulfonas, éteres, selenides, amonio, fosfonio, fosfonatos y óxidos del fosfino, óxidos del fosfino, iminas .

Ya que los gases de proceso contienen una mezcla de los componentes del gas S0X, C02 y N0X, allí competirá reacciones entre estos tres gases. Al controlar selectivamente el valor de pH, las propiedades iónicas del medio liquido y la temperatura de contacto entre el medio liquido, y los gases de proceso, los componentes del gas se disminuirían respectivamente .

Según el método de la invención, los componentes del gas S0X, C02 y N0X pueden retirarse en una pasada a través de tres diferentes etapas de una torre. Refiriéndose ahora a las figuras, la Figura 1 ilustra un sistema construido consistente con una primera modalidad de la presente invención. En esta modalidad, el sistema es tiene una torre y un sistema de generación de electrones que comprende una primera unidad de generación de electrones 210, una segunda unidad de generación de electrones 220 y una tercera unidad de generación de electrones 230. Estas unidades de generación de electrones se configuran fuera de la torre y conectado con la torre a través de tuberías.

Como se muestra en la Figura 1, la torre se configura para incluir una primera etapa 110 ubicados en su parte inferior, una segunda etapa 120 anteriormente la primera etapa 110 y una tercera etapa 130 anteriormente la segunda etapa 120. gases de proceso 10 ingresan en la primera etapa 110 vía una primera entrada 112 ubicados en la parte inferior del reactor 10 y pasan hacia arriba y a través de la segunda etapa 120 y la tercera etapa 130 para salir vía una válvula de escape de gas 132 en la parte superior de la torre. Las unidades de generación de electrones 210, 220, y 230 proporcionan respectivos vapores de electrones a las tres diferentes etapas 110, 120 y 130.

En la primera etapa 110, el medio alcalino o ácido que transporta los electrones excedentes puede ser el uso para proporcionar los electrones e iones. Un ejemplo del medio alcalino es de agua dulce saturado con MgC03 en el pH de 9 a 11. Es crítico que el valor de pH de la solución de gC03 se mantiene en el intervalo de 9 a 11, que es igual al valor pKa de gC03 en agua. Esto se asegura de que la solución de MgC03 funciona en su condición de amortiguación máxima. En la condición de amortiguación máxima, la reacción de la fase líquida entre el SO2 en los gases de proceso y la solución de MgC03 se suprimiría porque el S02 primero tiene que reaccionar con agua para proporcionar S042 + y H +, el H+ es neutralizado luego por la solución amortiguadora para completar la reacción de la fase liquida. Si la solución de gC03 no tiene los electrones excedentes, tal reacción de la fase liquida ocurrirá, aunque el proceso de reacción de la fase liquida muy se haga más lento debido al efecto de amortiguación. Sin embargo, cuando la solución de MgC03 tiene un exceso de electrones, estos electrones competirían con la reacción de la fase líquida a reaccionar con S02. Como tal, S02 de gas obtendría ruta más fácil para ir para la reacción de la fase gaseosa. En la reacción de la fase gaseosa, las moléculas S02 están sujetas al impacto de los electrones muy reductivos de convertirse en la sustancia de gas y elemental oxigénica S.

El medio muy reductivo tiene-100 ~-500 mV ORP antes de que la reacción de la fase gaseosa ocurra para retirar el S0X de gas- Después de la eliminación del SOx de gaS el ORP del medio moverá nuevamente a la dirección positiva. Sin embargo, el pH permanece constante ya que ningún H + se produce por ninguna reacción de la fase líquida. Ningún proceso de neutralización se requiere en la invención y ningún sulfato adicional se produce en la solución de MgC03. Lo que es más importanté el de agua dulce con MgC03 se selecciona para su propiedad de la eliminación selectiva de S0X sobre otros gases. Ya que el ORP se mueve a la dirección positiva después de que la eliminación de SOx, la solución de MgC03 se regresa nuevamente la primera unidad de generación de electrones 210 para regenerarse para recobrar ORP negativo. En el proceso de regeneración, el valor de pH queda por ser más o menos constante con fluctuaciones mínimas. La conductividad y otros parámetros hídricos también quedan por ser más o menos constantes. Esto también es un indicador para mostrar que la eliminación de SOx experimenta a una reacción de la fase gaseosa llena.

La eliminación del SOx de gas es sensible a la composición del medio líquido. En algunos casos, los ciertos elementos iónicos concentrados deberían evitarse en la solución. Otra cosa la reacción de la fase líquida puede alcanzar la reacción de la fase gaseosa, y el medio líquido no puede regenerarse. Por lo tanto, un separador se proporciona entre la primera etapa 110 y la segunda etapa 120 para evitar la infiltración o interferencia de NaCl contenido en la agua de mar u otras soluciones iónicas concentradas de la segunda etapa 120.

Hay otras soluciones iónicas parachoques .acuosas que se pueden usar como el primer medio líquido. Por ejemplo, la agua de mar, que contiene una mezcla de muchos diferentes amortiguadores que incluyen carbonato, sulfatos, fosfatos, se puede usar como el primer medio líquido, mientras la solución funciona en el pH cerca de o igual al pKa de la solución.

Como se menciona anteriormente, cuando la condición de amortiguación se mantiene, se hace más fácil para el S0X experimentar a las reacciones de la fase gaseosa en vez de la reacción de la fase liquida.

Alternativamente, el medio ácido se puede usar en la primera etapa 110. Un ejemplo del medio ácido es la solución ácida sulfúrica en el pH de 2 a 4. Al usar el medio ácido es ventajoso sobre todo cuando hay una sobretensión repentina en la carga de gas S02 más allá de la cantidad anticipada normal. Si la solución amortiguadora con base alcalina se usa, la carga excesiva de S02 puede romper el amortiguador si el suministro de electrones es insuficiente; y si esto pasa, el S02 firmará la solución y hará que la solución amortiguadora se haga ácida, por lo tanto pierde su capacidad de amortiguación. Cuando la solución amortiguadora ácida sulfúrica se usa, la solución amortiguadora puede mantener su pocilio de capacidad de amortiguación bastante aun si la carga de S02 es excesiva. Por supuesto, consideración de la cuestión de corrosión del material para elaborar la torre o la primera unidad de generación de electrones 210 necesidades de obtenerse, en caso del uso del medio ácido.

Los electrones se generan en la primera unidad de generación de electrones 210, por electrolizar la solución de MgC03 o por aplicar la onda electromagnética variable con el tiempo a la solución de MgC03. La Figura 3 ilustra un diagrama esquemático de la electrólisis de utilización de la unidad de generación de electrones. Como se ilustra, la unidad de generación de electrones comprende una célula electrolítica 310, un ánodo 320 y un cátodo 330 que se colocan en relación separada. El ánodo 320 puede elaborarse de materiales inertes o semiconsumibles, como metales, óxidos metálicos, grafito, titanio de hierro, platinado de silicio y materiales de niobio. El cátodo puede elaborarse de materiales metálicos o grafito, por lo común níquel, acero, el acero platinado con níquel, cobre, el óxido metálico y lo similar. El ánodo y el cátodo se separan por la membrana, separación de la membrana o física iónica. Preferentemente, la separación física se implementa por el polipropileno (PP) o polietileno (PE) ropa de filtrado. El uso de la separación física puede hacer más lento físicamente el movimiento de los iones en la célula electrolítica, que es suficiente para producir el efecto deseable. Con este separador de filtros del PP o PE mecánico, las cuestiones inducidas por el uso de una membrana entre los electrodos se eliminan. En la célula electrolítica, el electrólito se hará muy ácido en el lado del ánodo y hacerse alcalino en el lado del cátodo en el proceso de la electrólisis. En tales ambientes muy ácidos y alcalinos, la membrana es vulnerable, y el manejo de estas soluciones ácidas y alcalinas es una cuestión. En la invención, el ánodo se envuelve con una bolsa del PP o PE 350 para separar el ánodo del cátodo. No hay ninguna producción de agua ácido y el electrólito completo es alcalino cuando se electroliza la solución de MgC03.

En esta modalidad, de agua dulce se usa como el medio liquido y sujeto a la electrólisis. Por lo tanto, ningún gas de cloro se generaría durante el proceso de la electrólisis. Según la invención, es crítico que el H * los iones deben retirarse de agua en el cátodo para producir y disipar gas de hidrógeno tan pronto como sea posible, a fin de formar electrones excedentes en agua. La eliminación del H + ionés puede afectarse controlando la profundidad de inmersión de los electrodos, la colocación, dirección, forma, tamaño, condiciones de superficie y materiales de los electrodos. La condición del flujo de agua también afecta la velocidad de la liberación de hidrógeno. Otro método de ayudar a la liberación, de · hidrógeno es generar un chorro de agua concentrado sobre la parte inferior a la superior para mover agua en la dirección ascendente. Un agitador de hélice o la condición de ascensor de aire concentrada pueden proporcionarse en la célula electrolítica 310 para levantar hidrógeno apagado la superficie del cátodo.

Gas de hidrógeno es sensible al cabezal hídrico y a la posición de la succión de la tubería de administración del electrólito en la célula electrolítica. La célula electrolítica por lo tanto se diseña para extraer el electrólito para rociar en tal posición que se promueve la liberación de gas de hidrógeno en la superficie del electrodo. Por lo ' común las succiones de la tubería del electrólito se configuran en una posición cerca del cátodo.

El material de la célula electrolítica también es crítico. El material se selecciona tal que se escurre ningún electrón. El material es preferentemente un material no metálico. Si se requiere que un material metálico cumpla con el requisito de resistencia de la estructura, la célula electrolítica debe rayarse o recubrirse de un no material conductor como epoxi, fibra de vidrio, PVC o caucho.

' Cuando el potencial de reducción-oxidación (ORP) se mueve en la dirección del voltio negativa por-100 a-500 mV, indica que los electrones excedentes o el desequilibrio de electrones se presentan en el electrólito, por tanto el electrólito transporta los electrones reductivos necesarios para llevar a cabo la reacción de la fase gaseosa.

Ya que gas de hidrógeno se produce, la reacción adversa debería considerarse. Por esta razón, un ascensor de aire comprimido venturi 340 se monta en la parte superior de la célula electrolítica para retirar rápidamente hidrógeno de la célula electrolítica 310. Al mismo tiempo, el aire fresco 360 se introduce en la célula electrolítica 310 para controlar la concentración de hidrógeno para no exceder el límite de seguridad de concentración de hidrógeno de la concentración volumétrica del 4%.

La Figura 4 ilustra un diagrama esquemático de la unidad de generación de electrones que utiliza la onda electromagnética variable con el tiempo. Como se ilustra, la unidad de generación de electrones comprende un depósito 410, y dos antenas del electrodo separadas 420, 430 sumergidos en la solución acuosa de MgC03. La unidad de generación de electrones comprende además una tarjeta de generación de la onda electromagnética 440 conectados en serie entre las dos antenas del electrodo 420, 430, y una fuente de la alimentación de CC copulada con la tarjeta de generación de la onda electromagnética 440. La tarjeta de generación de la onda electromagnética 440 tiene una variedad de intervalos de la frecuencia, que toda la caída en el alcance de frecuencias deseables. En esta modalidad, las frecuencias deseables están en el intervalo de 0.5kHz a 500 kHz con un intervalo variable con el tiempo en el orden de segundos micro a segundos, preferentemente en el intervalo de 0.5kHz a 1 kHz, particularmente en el orden de 5 kHz, 10 kHz, 20 kHz.

Las antenas del electrodo 420, 430 se disponen en la solución de MgC03 en relación separada, permitiendo que para someter la solución de MgC03 de la onda electromagnética exhaustivamente. Ventajosamente, las antenas del electrodo 420, 430 están separadas aparte tales que éstos funcionan con las frecuencias para lograr la mejor cobertura. La forma de la onda electromagnética puede estar en onda cuadrada, onda sinusoidal, observó la onda del diente, la onda triangular o lo similar. Las antenas del electrodo pueden elaborarse de un material seleccionado de metales como magnesio, bario, acero, cobre, óxidos metálicos como óxidos de iridio, óxidos del rutenio o una mezcla de lo mismo, grafito u otros metales conductores. La forma de los electrodos puede hacerse variar según los reguerimientos de instalación actuales y puede estar en barra, tira, bares, disco y otras formas geométricas. Con la diferente forma del electrodo, el voltaje reguerido activar los electrodos se hará variar donde se mantienen la corriente mínima requerida llevar a cabo la generación de electrones en el electrólito.

Cuando el ORP de la solución de MgC03 se desplaza a la dirección negativa por lOOmV a 500mV, indica gue la solución de MgC03 transporta electrones excedentes y es adecuada para la reacción de la fase gaseosa en la condición del plasma húmedo. Tal solución de MgC03 se bombea en la parte superior de la primera etapa 110 y rociado hacia abajo. La solución de MgC03 se rocía a través de un tipo de tamiz de toberas espirales (no se muestra en la Figura 1) . La configuración de tamaño apropiado de las toberas espirales y tamaño apropiado de la primera etapa daría como resultado a una presión de la tobera correcta, bajo la cual una película delgada de la solución de MgC03 se forma a través de la sección transversal de la primera etapa 110. Aunque la película sea muy delgada, es suficiente proporcionar el período de tiempo de contacto entre los gases de proceso y los electrones para reaccionar en la fase gaseosa, porque la reacción entre gas y los electrones ocurre muy rápido. La película delgada completamente bloquea la sección transversal de la primera etapa, tal que los gases de proceso que se elevan hacia arriba de la parte inferior de la primera etapa 110 se obligan a entrar en contacto con esta película delgada de la solución de MgC03, es decir con los electrones transportados en la solución de MgCC>3. De esta manera, el SOx de gas está sujeto al impacto de los electrones de disociarse.

Se entiende que los depuradores convencionales se diseñan para tener toberas de la niebla finas y ser largos verticalmente a fin de proporcionar la superficie de contacto máxima y período de tiempo de contacto máximo entre los gases de proceso y el medio. Al contrario de los depuradores convencionales, la torre de la invención evita el uso de toberas de la niebla finas ya que varias vías de fuga de gas se encuentran entre las nieblas, que afectarían la eficacia de la reacción de la fase gaseosa. Por lo tanto, el tipo de tamiz de toberas espirales, como tamiz del aerosol y tamiz de la niebla, correctamente se usa en la invención para formar la película que bloquea la sección transversal de la torre.

Se observa sorprendentemente que la solución de MgC03 que transporta los electrones excedentes, luego de someterse a un tratamiento de la baja frecuencia variable con el tiempo campo electromagnético, aumentaría enormemente la eliminación de S0X. Por lo tanto, los medios (no se muestra) para generar un campo electromagnético que tienen una baja frecuencia diversa se configura antes de que la solución de MgC03 se introduzca y rociado abajo en la primera etapa 110. Por ejemplo, los medios comprenden una bobina envuelta alrededor de una unidad de producto de tubería para aplicar una baja frecuencia variable con el tiempo campo electromagnético a la solución de MgC03 que fluye a través de la tubería. O las antenas del electrodo pueden colocarse en la tubería a través de que la solución de MgC03 fluye en la primera etapa. La solución de MgC03 activada se rocía luego para formar la película delgada para poner en contacto con los gases de proceso que se elevan hacia arriba de la primera etapa 110. En los medios para generar un campo electromagnético, fluir a través de actual la bobina o las antenas del electrodo y el intervalo de frecuencias puede controlarse o preprogramado para adecuar las propiedades de gas para específicamente retirarse .

A fin de potenciar aún más la eliminación del S0X, los canales de drenado (no se muestra) se proporcionan para inmediatamente el vaciado la solución de MgC03 una vez que la solución llega las paredes de la primera etapa. Esto impediría a la solución de fluir abajo a lo largo de las paredes para proporcionar el largo período de tiempo de contacto y la superficie de contacto espaciosa. Como se menciona anteriormente, el largo período de tiempo de contacto y la superficie de contacto espaciosa entre gas y la solución deberían evitarse como posibles para la reacción de la fase gaseosa en la invención.

La segunda etapa 120 se configura para retirar CO2 a partir de los gases de proceso. Prácticamente, todo ei SOx sustancialmente completamente se retiraría en la primera etapa 110. Por lo tanto, los gases de proceso que salen de la primera etapa generalmente comprenden los componentes del gas C02 y N0X. Igualmente, el principio que el pKa del medio líquido es igual a o cerca del valor de pH del medio líquido es aplicable a la segunda etapa 120. Hay diversas soluciones que tienen la capacidad de retirar el C02 mientras apropiadamente se seleccionan el pKa y el valor de pH. Por ejemplo, la agua de mar con o sin la adición de MgC03 puede proporcionar el resultado muy benigno de la eliminación de CO2 a través de la reacción de la fase gaseosa. Además, agua dulce con el MgCC>3 en la condición que el pKa es igual al valor de pH se puede usar como un medio para llevar a cabo la eliminación de C02. En esta modalidad, la agua de mar saturada con MgC03 en el pH que abarca desde 9 a 11 se usa como el segundo medio líquido para generar el segundo plasma que proporciona los electrones excedentes.

En la segunda etapa 120, el C02 de gas se encuentra reducido notablemente con la generación de partículas de carbono finas y oxígeno así como una cantidad traza de CO.

La segunda etapa 120 es estructuralmente lo mismo como la primera etapa 110 y no se elaborará aquí. Similar la primera unidad de generación de electrones 210, la segunda unidad de generación de electrones 220 suministro de los electrones necesarios para la segunda etapa puede ser el tipo de la electrólisis o el tipo de la onda electromagnética variable con el tiempo.

La porción espaciosa de C02 se ha retirado en la segunda etapa 120. Por tanto los gases de proceso que firman la tercera etapa contienen principalmente el NOx y una muy pequeña cantidad de C02.

La tercera etapa 130 se configura para retirar NOx. Ya que los componentes del gas SOx y C02 se han sustancialmente retirado a partir de los gases de proceso, la carga del electrón suministrada a la tercera etapa se reducen. En esta etapa, el medio líquido debe tener preferentemente un valor de pH muy elevado a fin de formar el ambiente adecuado para la reducción de la fase gaseosa de NOx. Preferentemente, de agua dulce o agua de mar saturada con MgC03 en el pH que abarca desde 10 a 12 se pueden usar para la conversión de NOx en gases N2 y 02.

La tercera etapa 130 y la tercera unidad de generación de electrones 230 para proporcionar el flujo de electrones a la tercera etapa son estructuralmente lo mismo como la primera etapa 110 y la primera unidad de generación de electrones 210, que no se elaborará aquí.

Convirtiéndose nuevamente a la Figura 1, se ilustra un sistema del circuito cerrado para retirar los componentes del gas a partir de los gases de proceso. Como se puede observar, en cada una de las etapas de la torre, agua después de poner en contacto con gas (referido "al agua de lavado" aquí) se recircula nuevamente a la unidad de generación de electrones como una fuente del medio liquido para regenerar el plasma que contiene los electrones necesarios, hasta el pH del agua de lavado está en tensión para ser igual a o cerca del pKa de la solución de MgC03. En el sistema del circuito cerrado, la cantidad de medio liquido requerido es menos relativamente.

El método de la invención también puede ponerse en práctica en un sistema del bucle abierto. En el sistema del bucle abierto, el medio liquido está en tensión una vez por la electrólisis u onda electromagnética diversa para lograr la condición de pKa=pH, y luego rociado en la torre para la eliminación de gas. agua de lavado se descarga luego directamente, ya que agua de descarga de la invención no afectaría el sistema ecológico y satisface los requerimientos de descarga. Por supuesto, cualquier combinación de bucle abierto y sistemas del circuito cerrado para las tres etapas es posible según los requerimientos de la solicitud actuales y la disponibilidad del medio líquido.

La Figura 2 ilustra un sistema para retirar los componentes del gas a partir de los gases de proceso construidos de acuerdo con una segunda modalidad de la invención. Este sistema es sustancialmente lo mismo como el que descrito en la primera modalidad, pero se diferencia en que las unidades de generación de electrones se configuran dentro las respectivas etapas de la torre. En esta modalidad, el sistema también es un tipo del sistema del circuito cerrado .

Como se muestra en la Figura 2, los depósitos del agua de lavado 510, 520, 530 para las tres respectivas etapas 110, 120, 130 de la torre se configuran fuera de la torre, y las unidades de generación de electrones bien se unen a las paredes de la torre en una manera conocida en la técnica. Obteniendo la primera etapa 110 como un ejemplo, la unidad de generación de electrones comprende al menos dos antenas del electrodo 420 y 430 opuestamente asegurado en las paredes de la primera etapa. La solución de MgC03 del depósito del agua de lavado 510 se alimenta en la parte superior de la primera etapa 110 y rociado abajo a través del tamiz de toberas espirales 600 y a través del espacio definido por las antenas del electrodo 420 y, 430 para formar la película a través de la sección transversal de la etapa. Si las antenas del electrodo correctamente se seleccionan y se configuran, el plasma que contiene electrones excedentes o iones se formarla para llevar a cabo la reacción de la fase gaseosa como se menciona anteriormente. Después de poner en contacto los gases de proceso, agua de lavado se descarga al depósito del agua de lavado 510 para regenerarse.

La configuración de las unidades de generación de electrones dentro la torre ahorraría mucha energía y espacio comparado con el sistema descrito en la primera modalidad anteriormente. Esto es porque el medio líquido está en tensión para formar el plasma dentro de la torre, y por lo tanto las instalaciones externas se eliminan. Otra ventaja de tal configuración consiste en que el plasma puede estar en contacto con los gases de proceso inmediatamente con la pérdida mínima de la energía. A causa de estas características, incluso una película delgada del medio líquido tiene la capacidad de producir el efecto deseado de retirar los componentes del gas a partir de los gases de proceso .

Descrito anteriormente, no es necesario para la torre de la invención el proporcionar una larga vía de recorrido, por lo tanto, la torre de la invención puede construirse para ser muy compacta, permitiendo para obligar todos los componentes del gas en un espacio muy reducido a proporcionar el mejor contacto de reacción de la fase gaseosa y reacciones. Además, un ventilador de extracción puede montarse o simplificar estructuras interiores puede proporcionarse dentro cada una de las etapas de la torre para reducir la contrapresión.

El método de la invención se ha analizado para tratar los gases de proceso en las condiciones menor a: Etapas de la torre: la primera etapa - circuito cerrado, de agua dulce con MgC03 en un pH de 9 toll la segunda etapa - abre el bucle, la agua de mar en un pH de 9 toll la tercera etapa - abre el bucle, de agua dulce con gC03 en el pH de 10 tol2 Unidades de generación de electrones: el tipo de la onda electromagnética variable con el tiempo producida por una tarjeta generadora de picos de tensión que tiene una frecuencia de 66, 67 Hz y antenas del electrodo de aluminio/magnesio .

Los resultados de las pruebas mostraron que la eliminación del S0X de gas, N0X y C02 es el 45% - el 70%, el 40% - el 50% y el 10% - el 25%, respectivamente.

Asi, la presente invención proporciona un método y un sistema que con eficacia retiran los componentes del gas S0X, NOx y C02 a partir de gases de proceso. La invención es considerablemente más económica y conveniente y no causa el daño a los ambientes. Comparando con los procesos y sistemas en la técnica anterior, la invención muestra una novedosa peculiaridad y que un medio liquido se utiliza para la producción de los electrones necesarios o iones para permitir la disolución de los componentes del gas en el ambiente del plasma húmedo, mientras el propio medio actúa como un portador de electrones sólo y no participa en la reacción. Esto evita el gasto de energía de elevada energía y alta tensión.

En contraste con los procesos y sistemas disponibles en la técnica anterior, el método y el sistema de la invención tienen capacidad de retirar todos tres gases simultáneamente al usar muy de baja energía en gastos de capital reducidos. Más aún, los productos finales obtenidos de la invención son ambientalmente amigables y no afectarían el sistema ecológico, y no hay ninguna necesidad de la disposición de productos finales.

Habiendo descrito suficientemente la naturaleza de la presente invención según algunas modalidades preferidas, la invención, sin embargo, no debería limitarse con las estructuras y funciones de las modalidades y figuras. Se declara que en tanto que su principio básico no se altera, cambiado o modificado puede someterse a variaciones del detalle. Las diversas variaciones y las modificaciones que son fácilmente asequibles por medio del conocimiento común del experto sin apartarse del alcance de la invención deberían caer al alcance de esta invención.

Claims (38)

REIVINDICACIONES

1. Un método para retirar componentes del gas S0X, N0X y C02 a partir de gases de proceso, que comprende las etapas de : a) poner en contacto los gases de proceso con un primer medio liquido que proporcione un primer plasma que contiene iones o electrones reactivos en una cantidad tal, que las moléculas de gas S0X estén sujetas al impacto de los electrones o iones en el primer plasma para permitir la disolución de las moléculas de gas S0X para asi retirar S0X a partir de los gases de proceso; b) poner en contacto los gases de proceso obtenidos a partir de la etapa a) con un segundo medio líquido que proporcione un segundo plasma que contiene electrones o iones reactivos en una cantidad tal, que las moléculas de gas C02 estén sujetas al impacto de los electrones o iones en el segundo plasma para permitir la disolución de las moléculas de gas C02 para así retirar C02 a partir de los gases de proceso; y c) poner en contacto los gases de proceso obtenidos a partir de la etapa b) con un tercer medio líquido que proporcione un tercer plasma que contiene iones o electrones reactivos en una cantidad tal, que las moléculas de gas N0X estén sujetas al impacto de los electrones o iones en el segundo plasma para permitir la disolución de las moléculas de gas N0X para asi retirar N0X a partir de los gases de proceso .

2. El método según la reivindicación 1, donde los primeros, segundos y terceros medios líquidos tienen un valor de pH sustancialmente igual a o cerca de su respectiva constante de ionización (pKa) .

3. El método según la reivindicación 1, donde el primer medio es agua dulce saturada con carbonatos, sulfatos, fosfatos o cualquier combinación de los mismos, con un pH que abarca de 9 a 11.

4. El método según la reivindicación 1, donde el primer medio es una solución de ácido sulfúrico a un pH que abarca desde 2 a 4.

5. El método según la reivindicación 1, donde el segundo medio es agua dulce o agua de mar saturada con carbonatos, sulfatos, fosfatos o cualquier combinación de los mismos a un pH que abarca desde 9 a 13.

§. El método según la reivindicación 1, donde el tercer medio es agua dulce o agua de mar saturada con carbonatos, sulfatos, fosfatos o cualquier combinación de los mismos a un pH que abarca desde 10 a 12.

7. El método según la reivindicación 1, donde los primeros, segundos y terceros plasmas se generan al electrolizar los primeros, segundos y terceros medios líquidos en una célula electrolítica que contiene al menos un ánodo y al menos un cátodo, respectivamente; la electrolización se pone en práctica al controlar selectivamente las tasas de producción de iones negativos y positivos en el ánodo y el cátodo para retirar los iones positivos y mantener los electrones o iones en los medios.

8. El método según la reivindicación 7, donde el ánodo se elabora de un material seleccionado del grupo que comprende metales, óxidos metálicos, grafito y titanio platinado .

9. El método según la reivindicación 7, donde el cátodo se elabora de un material seleccionado del ' grupo que comprende níquel, acero, acero platinado con níquel, cobre, grafito y óxido metálico.

10. El método según la reivindicación 7, donde el ánodo y cátodo se separan mediante separación física.

11. El método según la reivindicación 10, donde la separación física se lleva a cabo mediante telas de filtrado de polipropileno (PP) o polietileno (PE) o en un separador mecánico poroso.

12. El método según la reivindicación 7,. que comprende además la etapa de generar un chorro de agua concentrada desde la parte inferior a la superior para mover la masa de medios en dirección ascendente a fin de liberar rápidamente el hidrógeno producido en el cátodo.

13. El método según la reivindicación 7, donde las tasas de producción de iones negativos y positivos se controlan selectivamente según sus materiales, condiciones de superficie, densidades actuales y potenciales del ánodo y cátodo.

14. El método según la reivindicación 1, donde los primeros, segundos y terceros plasmas se generan al aplicar una onda electromagnética variable con el tiempo a los primeros, segundos y terceros medios, respectivamente.

15. El método según la reivindicación 14, donde la onda electromagnética variable con el tiempo tiene una frecuencia que abarca desde 0.5kHz a 500 kHz.

16. El método según la reivindicación 1, donde los primeros, segundos y terceros medios, respectivamente, se recolectan después de ponerse en contacto con los gases de proceso, y "luego se activan para producir los iones o electrones reactivos necesarios para la disolución de los componentes del gas, de modo que éstos se recirculen continuamente .

17. El método según la reivindicación 1, donde en las etapas a) a la c) , los medios tienen un respectivo potencial de reducción-oxidación de -100 a -500 mV.

18. El método según la reivindicación 1, donde en cada una de las etapas a) a c) , el plasma está sujeto a un tratamiento mediante onda electromagnética variable con el tiempo antes de que ocurra el impacto.

19. Un sistema para retirar componentes del gas S0X, NOx y CO2 a partir de gases de proceso, que comprende: una torre que comprende: una primera etapa para retirar S0X, incluyendo una primera entrada para introducir un primer medio líquido que proporcione un primer plasma que contiene iones o electrones reactivos, y medios para rociar el primer medio líquido hacia abajo para formar una película del primer medio a través de una sección transversal de la primera etapa, tal que los gases de proceso que pasen hacia arriba y a través de la primera etapa, se pongan en contacto con la película del primer medio líquido, una segunda etapa para retirar C02, incluyendo una segunda entrada para introducir un segundo medio líquido que proporcione un segundo plasma que contiene iones o electrones reactivos, y medios para rociar el segundo medio líquido hacia abajo para formar una película del segundo medio a través de una sección transversal de la segunda etapa, tal que los gases de proceso que salen de la primera etapa se pongan en contacto con la película del segundo medio líquido, y una tercera etapa para retirar NOx, incluyendo una tercera entrada para introducir un tercer medio líquido que proporcione un tercer plasma que contiene iones o electrones reactivos, y medios para rociar el tercer medio líquido hacia abajo para formar una película del tercer medio a través de una sección transversal de la tercera etapa, tal que los gases de proceso que salen de la segunda etapa se ponen en contacto con la película del tercer medio líquido, un sistema de generación de electrones que comprende: una primera unidad de generación de electrones para generar el primer plasma en el primer medio líquido, una segunda unidad de generación de electrones para generar el segundo plasma en el segundo medio líquido, y una tercera unidad de generación de electrones para generar el tercer plasma en el tercer medio líquido.

20. El sistema según la reivindicación 19, donde cada uno de los medios de pulverización es un tipo de tamiz de toberas espirales.

21. El sistema según la reivindicación 19, donde se proporciona un separador entre las primeras y segundas etapas para prevenir la primera etapa de infiltrarse o interferir con el segundo medio líquido.

22. El sistema según la reivindicación 19, donde las primeras, segundas y terceras unidades de generación de electrones se configuran fuera de la torre.

23. El sistema según la reivindicación 19, donde la primera unidad de generación de electrones se configura dentro la primera etapa de la torre, la segunda unidad de generación de electrones se configura dentro la segunda etapa de la torre, y la tercera unidad de generación de electrones se configura dentro la tercera etapa de la torre.

24. El sistema según la reivindicación 19, donde cada una de las unidades de generación de electrones comprende una célula electrolítica que contiene al menos un ánodo y al menos un cátodo, a través de los cuales, se aplica corriente directa para causar electrólisis del medio en la célula electrolítica.

25 El sistema según la reivindicación 24, donde el ánodo se elabora a partir de un material seleccionado del grupo que comprende metales, óxidos metálicos, grafito y titanio platinado.

26. El sistema según la reivindicación 24, donde el cátodo se elabora a partir de un material seleccionado del grupo que comprende níquel, acero, acero platinado con níquel, cobre, grafito y óxido metálico.

27. El sistema según la reivindicación 24, donde el ánodo y cátodo se separan físicamente al envolver el ánodo con una bolsa de PP o PE.

28. El sistema según la reivindicación 24, donde se proporcionan un agitador de hélice o un aditamento para levantar aire y elevar el gas de hidrógeno lejos de una superficie del cátodo.

29. El sistema según la reivindicación 24, donde un venturi de aire comprimido se monta en la parte superior de la célula electrolítica para disipar el gas de hidrógeno lejos de la célula electrolítica.

30. El sistema según la reivindicación 24, donde se configura una entrada para' alimentar el medio en la célula electrolítica en una posición cerca del cátodo.

31. El sistema según la reivindicación 24, donde la célula electrolítica se elabora a partir de un material no metálico o de un material metálico con un revestimiento o recubrimiento no conductores.

32. El sistema según la reivindicación 19, donde cada una de las unidades de generación de electrones comprende medios para generar la onda electromagnética variable con el tiempo, y el medio está sujeto a la onda electromagnética variable con el tiempo para la generación del plasma.

33. El sistema según la reivindicación 32, donde la onda electromagnética variable con el tiempo tiene una frecuencia que abarca desde 0.5kHz a 500 kHz.

34. El sistema según la reivindicación 32, donde los medios para generar la onda electromagnética variable con el tiempo comprenden un depósito que contiene al menos dos antenas de electrodo , sumergidas en el medio de una manera separada, una tarjeta de generación de ondas electromagnéticas se conecta entre las dos antenas del electrodo, y una fuente de alimentación de CC se acopla con la tarjeta de generación de onda.

35. El sistema según la reivindicación 34, donde las dos antenas del electrodo se elaboran a partir de metales como magnesio, bario, cobre, acero, óxidos metálicos como óxidos de iridio, óxidos de rutenio o una mezcla de los mismos, o grafito.

36. ' El sistema según la reivindicación 19, donde se configuran otros medios para generar la onda electromagnética variable con el tiempo para someter cada uno de los primeros, segundos y terceros medios a la onda electromagnética variable con el tiempo antes de que se introduzcan en la torre .

37. El sistema según la reivindicación 19, donde se monta un ventilador de extracción dentro cada una de las primeras, segundas y terceras etapas de la torre.

38. El sistema según la reivindicación 19, donde se proporcionan en cada una de las etapas, los canales de drenado en paredes de la etapa para drenar el medio al llegar a las paredes. RESUMEN La invención se relaciona con un método para retirar componentes S0X, N0X y C02 del gas a partir de gases de proceso, que comprenden las etapas de: a) poner en contacto los gases de proceso con un primer medio liquido que proporcione un primer plasma que contenga iones o electrones reactivos en una cantidad tal, . que las moléculas de gas SOx * estén sujetas al impacto de los electrones o iones en el primer plasma para permitir la disolución de las moléculas de gas SOx para asi retirar S0X a partir de los gases de proceso; b) poner en contacto los gases de proceso obtenidos a partir de la etapa a) con un segundo medio liquido que proporcione un segundo plasma que contenga iones o electrones reactivos en una cantidad tal, que las moléculas de gas C02 estén sujetas al impacto de los electrones o iones en el segundo plasma para permitir la disolución de las moléculas de gas C02 para asi retirar C02 a partir de los gases de proceso; y c) poner en contacto los gases de proceso obtenidos a partir de la etapa b) con un tercer medio liquido que proporcione un tercer plasma que contenga iones o electrones reactivos en una cantidad tal, que las moléculas de gas N0X estén sujetas al impacto de los electrones o iones en el segundo plasma para permitir la disolución de las moléculas de gas N0X para asi retirar N0X a partir de los gases de proceso. La invención también se relaciona con un sistema para retirar componentes 30x, N0X y C02 del gas a partir de gases de proceso. El método y sistema de la invención reducen considerablemente los gastos de capital y requieren de muy baja energía, con productos finales ambientalmente amigables. Además, la torre de la invención puede construirse de una manera muy compacta.