MX2013009057A - Sistemas y metodos para recuperar acido nitrico de soluciones de decapado. - Google Patents
Sistemas y metodos para recuperar acido nitrico de soluciones de decapado.Info
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Abstract
Una forma de realización de un método para recuperar ácido nítrico de una solución ácida de decapado que incluye introducir un material de tratamiento que comprende al menos un compuesto químico en una solución de decapado que comprende ácido nítrico libre. El material de tratamiento reacciona con al menos una porción del ácido nítrico libre en la solución de decapado y produce NOx. Una corriente de gas que comprende al menos una porción del NOx se pone en contacto con ozono y, así, forma productos de oxidación que incluyen sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno. Al menos una porción del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno es puesta en contacto con agua y, así, se forma ácido nítrico, y al menos una porción del ácido nítrico es recolectada.
Description
SISTEMAS Y MÉTODOS PARA RECUPERAR ÁCIDO NÍTRICO DE SOLUCIONES DE
DECAPADO
CAMPO TÉCNICO
La presente descripción está dirigida a sistemas y métodos para recuperar ácido nítrico libre de una solución acuosa de decapado que incluye ácido nítrico.
ANTECEDENTES
Muchos procedimientos de tratamiento de fabricación y combustión producen gases que incluyen óxidos de nitrógeno gaseosos (NO„) y otros productos gaseosos no deseados. Por ejemplo, los procedimientos para decapado ácido de aceros inoxidables y otras aleaciones, que típicamente involucran inmersión de las aleaciones por un tiempo en un baño de una solución fuertemente acida que incluye ácido nítrico, generan gases por arriba del baño que incluyen NO¾. Las leyes ambientales federales y locales pueden limitar el contenido de NOx que es descargado en la atmósfera. En las décadas pasadas, las compañías fabricantes han emprendido considerables esfuerzos para reducir la cantidad de NOx descargado en la atmósfera.
Un método conocido para remover NOx de una corriente de gas incluye poner la corriente de gas en contacto con ozono para así oxidar el NOx en la corriente de gas y formar productos de oxidación como sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno. Los productos de oxidación producidos por el tratamiento de ozono pueden ser recolectados usando lavadores acuosos, por ejemplo, almacenados in situ, y descartados como una corriente de desecho líquida. El descartado del material de desecho líquido puede requerir servicios de recolección y eliminación de desechos prestados por terceros.
Sería ventajoso proporcionar un método alternativo para remover NOx de los gases producidos en un procedimiento de decapado de aleación u otro tratamiento de fabricación o procedimiento de combustión que genere una cantidad reducida de desecho. Más generalmente, sería ventajoso proporcionar un método para remover NOx de una corriente de gas producida en cualquier procedimiento y que genere una cantidad reducida de desecho.
SÍNTESIS
Un aspecto de acuerdo con la presente descripción está dirigido a métodos para tratar una corriente de gas que comprende NOx. Los métodos incluyen poner en contacto una corriente de gas que comprende NOx con ozono para de este modo formar productos de oxidación que incluyen sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno. Los métodos además comprenden hacer reaccionar al menos una porción del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno con agua para de este modo formar ácido nítrico, y recuperar al menos una porción del ácido nítrico.
Un aspecto adicional de acuerdo con la presente descripción está dirigido a métodos para tratar una corriente de gas que comprende NOx, en donde la corriente de gas es producida en un procedimiento para decapado de una aleación que incluye poner en contacto la aleación con una solución ácida que comprende ácido nítrico. Por ejemplo, el procedimiento de decapado puede comprender al menos un método de sumersión de la aleación en una solución ácida o rociamiento de una solución ácida sobre la aleación. Los métodos comprenden poner en contacto la corriente de gas que comprende NOx con ozono para, de este modo, formar productos de oxidación que incluyen sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno. Los métodos además comprenden hacer reaccionar al menos una porción del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno con agua para, de este modo, formar ácido nítrico, y recuperar al menos una porción del ácido nítrico. En ciertas formas de realización, al menos una porción del ácido nítrico recuperado puede ser reciclada a la solución ácida usada en el tratamiento de decapado.
Un aspecto adicional de acuerdo con la presente descripción está dirigido a sistemas para tratar una corriente de gas que comprende NOx. Los sistemas comprenden una primera cámara y una segunda cámara. La primera cámara incluye una primera entrada que se comunica con una fuente de un gas que comprende NOx, y una segunda entrada que se comunica con una fuente de ozono. La primera cámara también incluye un volumen interior adaptado para contactar el gas que comprende gas NOx con ozono, produciendo de este modo productos intermedios que incluyen sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno. Al menos una porción del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno reacciona dentro de la primera cámara con agua para formar ácido nítrico. La segunda cámara recibe gases de la primera cámara. La segunda cámara incluye una tercera entrada que se comunica con una fuente de vapor de agua y un volumen interior adaptado para contactar gases de la primera cámara con vapor de agua, solubilizando de este modo el ácido nítrico en los gases en el vapor de agua. La segunda cámara además incluye una salida para recuperar al menos una porción del ácido nítrico solubilizado.
En una forma de realización particular de un sistema para tratar una corriente de gas que comprende NOx de acuerdo con la presente descripción, el sistema está asociado con un aparato de decapado ácido para decapar una aleación. Los gases que incluyen NOx producidos por el aparato de decapado ácido pueden ser tratados usando el sistema para recuperar ácido nítrico. Opcionalmente, al menos una porción del ácido nítrico recuperado es reciclada al aparato de decapado ácido.
Un aspecto adicional de acuerdo con la presente descripción está dirigido a un método para recuperar ácido nítrico de una solución ácida de decapado. El método incluye introducir un material de tratamiento que comprende al menos un compuesto químico en una solución de decapado que comprende ácido nítrico libre. El material de tratamiento reacciona con al menos una porción del ácido nítrico libre en la solución de decapado y produce NOx. Una corriente de gas que comprende al menos una porción del NO» es puesta en contacto con ozono, formando de este modo productos de oxidación que incluyen sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno. Al menos una porción del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno es puesta en contacto con agua, formando así ácido nítrico, y al menos una porción del ácido nítrico es recolectada.
Incluso otro aspecto de acuerdo con la presente descripción está dirigido a un sistema para tratar una corriente de gas que comprende NOX) en donde el sistema incluye un aparato de decapado, una primera cámara y una segunda cámara. El aparato de decapado es seleccionado de un baño de decapado, un tanque de decapado y un dispositivo de rociado de decapado. El aparato de decapado incluye una solución acida de decapado y comprende: una entrada adaptada para introducir un material de tratamiento en contacto con la solución ácida de decapado, en donde el material de tratamiento reacciona con ácido nítrico para formar NOx; y un espacio superior en el que el gas que comprende NOx se recolecta. La primera cámara incluye: un volumen interior; una primera entrada que se comunica con el espacio superior del aparato de decapado y adaptada para transportar al menos una porción del gas que comprende NOx del espacio superior al volumen interior; y una segunda entrada que se comunica con una fuente de ozono. El volumen interior de la segunda cámara está adaptado para contactar el gas que comprende NOx con el ozono, produciendo así productos de oxidación que incluyen sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno, en donde al menos una porción del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno reacciona con agua en la primera cámara para formar ácido nítrico. La segunda cámara se comunica directamente de forma fluida con la primera cámara y recibe efluente gaseoso de la primera cámara. La segunda cámara incluye: una tercera entrada que se comunica con una fuente de vapor de agua; un volumen interior adaptado para contactar gases de la primera cámara con el vapor de agua, solubilizando de este modo ácido nítrico en el efluente gaseoso de la primera cámara con el vapor de agua; y una salida para recolectar ácido nítrico solubilizado del volumen interior de la segunda cámara.
Se entiende que la invención divulgada y descrita aquí no está limitada a las formas de realización descritas en la Síntesis.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las características de varias formas de realización no limitantes divulgadas y descritas aquí pueden comprenderse mejor remitiéndose a las figuras anexas, en las que:
La figura 1 es un diagrama de flujo que muestra ciertos pasos de una forma de realización no limitante de un método para tratar una corriente de gas que comprende gas NOx de acuerdo con la presente descripción; y
La Figura 2 es una representación esquemática de una forma de realización no limitante de un sistema para tratar una corriente de gas que comprende gas NOx de acuerdo con la presente descripción.
El lector apreciará los detalles precedentes, así como otros, tras considerar la siguiente descripción detallada de ciertas formas de realización no limitantes de acuerdo con la presente descripción. El lector puede también comprender detalles adicionales tras implementar o usar las formas de realización descritas aquí.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE CIERTAS FORMAS DE REALIZACIÓN NO
LIMITANTES
Debe ser entendido que las descripciones de las formas de realización no limitantes descritas aquí pudieron haber sido simplificadas para ilustrar sólo aquellos rasgos y características que son relevantes para una comprensión clara de las formas de realización descritas, mientras se eliminan, para propósitos de claridad, otros rasgos y características. Las personas que tienen habilidad ordinaria en la técnica, tras considerar esta descripción de las formas de realización descritas, reconocerán que otros rasgos y características pueden ser deseables en una implementación particular o aplicación de las formas de realización descritas. Sin embargo, debido a que tales otros rasgos y características pueden ser fácilmente comprobadas e implementadas por personas que tienen habilidad ordinaria en la técnica tras considerar esta descripción de las formas de realización descritas, y son, por lo tanto, no necesarias para una comprensión completa de las formas de realización descritas, aquí no se proporciona una descripción de dichos rasgos, características y otros aspectos similares. Como tal, debe entenderse que la descripción expuesta aquí es meramente un ejemplo e ilustra las formas de realización descritas, y no está pensada para limitar el alcance de la invención definido por las reivindicaciones.
En la presente descripción, a excepción de las partes en que se indique lo contrario, todos los parámetros numéricos han de entenderse como precedidos y modificados en todas las instancias por el término "aproximadamente", en el que los parámetros numéricos poseen la característica de variabilidad inherente a las técnicas de medición subyacentes usadas para determinar el valor numérico del parámetro. Por lo menos, y no como un intento de limitar la aplicación de la teoría de los equivalentes al alcance de las reivindicaciones, cada parámetro numérico descrito en la presente descripción debe al menos ser interpretado a la luz del número de dígitos significativos registrados y aplicando técnicas de redondeo ordinarias.
También, cualquier intervalo numérico recitado aquí está pensado para incluir todos los sub-intervalos subsumidos dentro del intervalo recitado. Por ejemplo, un intervalo de "1 a 10" está pensado para incluir todos los sub-intervalos entre el valor mínimo recitado de 1 (inclusive) y el valor máximo recitado de 10 (inclusive), esto es, tener un valor mínimo igual o mayor que 1 y un valor máximo igual o menor que 10. Cualquier limitación numérica máxima recitada aquí está pensada para incluir todas las limitaciones numéricas inferiores subsumidas en la ella y cualquier limitación numérica mínima recitada aquí está pensada para incluir todas las limitaciones numéricas superiores subsumidas en ella. En consecuencia, el Solicitante se reserva el derecho de enmendar la presente descripción, incluidas las reivindicaciones, para recitar expresamente cualquier sub-intervalo subsumido dentro de los intervalos expresamente recitados aquí. Todos dichos intervalos están pensados para ser inherentemente descritos aquí de modo que las enmiendas destinadas a recitar expresamente cualquiera de dichos sub-intervalos cumplan los requisitos de 35 U.S.C. § 1 12, primer párrafo, y 35 U.S.C. § 132(a).
Los artículos gramaticales "uno(a)", "un(a)" y "el", "la", "los", "las" como se usan aquí, están pensados para incluir "al menos uno(a)" o "uno(a) o más", a menos que se indique lo contrario. Así, los artículos son usados aquí para referirse a uno o más de uno (es decir, a "al menos uno") de los objetos gramaticales del artículo. A modo de ejemplo, "un componente" significa uno o más componentes, y así, posiblemente, más de un componente es contemplado y puede ser empleado o usado en una implementación de las formas de realización descritas. Además, el uso de un sustantivo singular incluye el plural, y el uso de un sustantivo plural incluye el singular, a menos que el contexto del uso indique lo contrario.
Cualquier patente, publicación u otro material de descripción que se dice está incorporado como referencia aquí, se incorpora aquí en su totalidad a menos que se indique lo contrario, pero sólo en la medida en que el material incorporado no entre en conflicto con definiciones existentes, afirmaciones u otro material de descripción expresamente expuesto en esta descripción. Como tal, y en la medida de lo necesario, la descripción expresa como se expone aquí suplanta cualquier material contradictorio incorporado aquí como referencia. Cualquier material, o porción del material, del (de la) que se diga que se lo(a) incorpora como referencia aquí, pero que entre en conflicto con definiciones o declaraciones realizadas o con otro material de descripción expuesto aquí esta solamente incorporado en la medida en la que no se presente un conflicto entre ese material incorporado y el material de descripción existente. El Solicitante se reserva el derecho de enmendar la presente descripción para recitar expresamente cualquier asunto o porción de un asunto que se incorpore aquí como referencia.
La presente descripción incluye descripciones de diversas formas de realización. Se ha de entender que las diversas formas de realización descritas aquí son ejemplares, ilustrativas y no limitantes. Así, la presente descripción no está limitada por la descripción de las formas de realización. Más bien, la invención está definida por las reivindicaciones, que pueden ser enmendadas para recitar cualquier rasgo o característica expresa o inherentemente descritos en la presente descripción o de otro modo expresa o inherentemente respaldados por ella. Además, el Solicitante se reserva el derecho de enmendar las reivindicaciones para rechazar afirmativamente rasgos y características que pueden estar presentes en la técnica previa, pero no necesariamente
descritas aquí en forma expresa. Por lo tanto, cualquiera de tales enmiendas cumplirían los requerimientos de 35 U.S.C. § 1 12, primer párrafo, y 35 U.S.C. § 132(a). Las diversas formas de realización divulgadas y descritas aquí pueden comprender o constar, ya sea esencialmente o no, de los rasgos y características que se describen diversamente aquí.
Diversas formas de realización descritas aquí están dirigidas a métodos para tratar una corriente de gas que comprende NOx. Dichas formas de realización incluyen poner en contacto una corriente de gas que comprende gas NOx con ozono, formando de este modo productos de oxidación que incluyen sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno. Al menos una porción de los productos de reacción del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno se hacen reaccionar con agua para formar ácido nítrico, y al menos una porción del ácido nítrico es recuperada y opcionalmente puede aplicarse en algún propósito útil. Así, en contraposición a los métodos convencionales para tratar gases que contienen NOx-, todos o una porción de los productos de oxidación resultado de la reacción del gas que contiene NOx con ozono no son directamente removidos como una corriente de desecho usando un lavador acuoso. En lugar de eso, el agua se hace reaccionar con al menos una porción de los productos de oxidación del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno para formar ácido nítrico, y al menos una porción del ácido nítrico se recupera y puede reciclarse o utilizarse de otro modo. El ácido nítrico usado en el decapado de acero inoxidable y otras aleaciones, por ejemplo, es costoso y el reciclaje de. al menos, una porción del ácido puede reducir significativamente los costos asociados con el decapado, así como reducir la cantidad de líquidos de desecho producidos cuando se tratan los gases que contienen NOx generados por el procedimiento de decapado.
Las formas de realización de los métodos de acuerdo con la presente descripción pueden ser adicionalmente entendidas por referencia al diagrama de flujo de la figura 1. En un primer paso, el NOx gaseoso, que puede ser parte de una corriente de gas, y el ozono se hacen reaccionar para producir productos de oxidación. Los productos de oxidación pueden incluir sesquióxido de nitrógeno (N203) y pentóxido de nitrógeno (N205). En un segundo paso, que puede ocurrir simultáneamente con el primer paso o por separado, al menos una porción del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido dé nitrógeno reacciona con agua para formar ácido nítrico (HN03). En un tercer paso, al menos una porción del ácido nítrico se recupera.
Varias formas de realización descritas aquí están dirigidas a sistemas para tratar una corriente de gas que comprende NOx con ozono y producir y recuperar ácido nítrico. Una forma de realización de este tipo está esquemáticamente representada en la figura 2, en donde el sistema 13 incluye una primera cámara 1 , una segunda cámara 2 y, opcionalmente una tercera cámara 3. Las cámaras 1 , 2, 3 pueden ser regiones de un aparato que se comunican a lo largo de una vía de flujo. Alternativamente, una o más de las cámaras 1 , 2, 3 pueden ser estructuras separadas que se comunican a lo largo de una vía de flujo.
La primera cámara 1 del sistema 13 recibe una corriente de gas que contiene NOx y una corriente de gas que incluye o consiste en gas ozono y está adaptada para mezclar las corrientes. La primera cámara 1 puede incluir al menos una primera entrada 4 y una segunda entrada 5, e incluye un volumen interior. En ciertas formas de realización no limitantes, la primera cámara 1 puede tener un diámetro de, al menos, 60,96 cm (24 in). En ciertas formas de realización no limitantes, la primera cámara 1 puede ser de al menos 60,96 m (200 ft) de largo. Sin embargo, será entendido que la primera cámara 1 puede tener cualquier dimensión y diseño adecuados para mezclar juntas la corriente de gas que contiene NOx y la corriente que incluye ozono y para, así, facilitar la reacción entre el NOx y el ozono. En ciertas formas de realización no limitantes, la temperatura en la primera cámara 1 puede ser menor a 60 °C (140 °F). En ciertas formas de realización no limitantes, la presión en la primera cámara 1 puede ser de 26,67 cm (10,5 in) de vacío de columna de agua. En ciertas formas de realización no limitantes, la velocidad de flujo a través de la primera cámara 1 del gas que contiene NOx y el gas que incluye ozono puede ser de al menos 14,16 m3 (500 ft3)/min. Será entendido que las condiciones dentro de la primera cámara 1 pueden ser seleccionadas para facilitar la reacción entre la corriente de gas que contiene NOx y la corriente que incluye ozono y la reacción adicional de materiales formados en la primera cámara 1 para producir ácido nítrico. La velocidad de flujo dentro de la primera cámara 1 puede ser seleccionada para permitir el tiempo de residencia adecuado en la primera cámara 1. Si el tiempo de residencia dentro de la primera cámara 1 no es adecuado, la corriente de gas que contiene NOx y el ozono pueden tener dificultad para mezclarse y reaccionar. Én tal caso, los productos de oxidación pueden no formarse en la primera cámara 1 , sino más bien formarse en la segunda cámara 2 o en la tercera cámara 3. En ciertas formas de
realización no limitantes, el tiempo de residencia en la primera cámara 1 es de al menos 6 segundos.
La primera entrada 4 se comunica con una fuente de un gas que incluye NOx. La corriente de gas que contiene NOx preferentemente no pasa a través de un lavador antes de pasar a través de la primera entrada 4 en la primera cámara 1. En lugar de eso, la corriente de gas que contiene NOx preferentemente pasa directamente a través de la primera entrada 4 desde la fuente que genera la corriente de gas que contiene NOx y no es "pretratada". La corriente de gas que contiene NOx puede ser generada a partir de cualquier procedimiento que produzca gases NOx. Por ejemplo, en ciertas formas de realización no limitantes, la corriente de gas que contiene NOx es generada durante un procedimiento de tratamiento o fabricación de aleación o un procedimiento de combustión. En ciertas formas de realización no limitantes, el gas que contiene NOx tratado por un sistema de acuerdo con la presente descripción es producido en un procedimiento de decapado para tratar metales y aleaciones. En una forma de realización no limitante particular, la corriente de gas que contiene NOx es generada en el espacio superior por arriba de un tanque de decapado ácido o baño que puede incluir, por ejemplo, ácido nítrico, y en el que una aleación es sumergida (es decir, "decapada") por un tiempo para tratar las superficies de la aleación. En otras ciertas formas de realización no limitantes, la corriente de gas que contiene NOx es generada por un procedimiento de decapado por rociado en el que el rociado de una solución acida de decapado es dirigido a superficies de un metal o una aleación. En ciertas formas de realización no limitantes, la corriente de gas que contiene NOx generada por un procedimiento de decapado ácido puede tener una temperatura en el intervalo de temperatura ambiente de 60 °C (140 °F). Como se sabe en la técnica, la solución ácida usada en un tanque, baño o rociado de decapado ácido es una solución que incluye uno o más ácidos fuertes y que es usada para remover impurezas de la superficie como manchas, contaminantes inorgánicos, herrumbre y sarro de los metales y aleaciones metálicas. En ciertas formas de realización, el tanque, baño o rociado de decapado puede ser usado para remover impurezas de la superficie de materiales seleccionados de titanio, aleaciones de titanio y aceros inoxidables.
En ciertas formas de realización no limitantes, el baño de decapado puede incluir uno o más ácidos fuertes seleccionados del grupo que consiste en ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido fluorhídrico y combinaciones de éstos. En ciertas formas de realización específicas no limitantes, el
baño de decapado puede incluir uno o ambos de ácido nítrico y ácido fluorhídrico. Una persona que tiene habilidad ordinaria en la técnica puede fácilmente formular una solución de decapado adecuada para un metal o aleación particulares y, por lo tanto, no es necesario que la presente descripción incluya un análisis de cómo formular o aplicar una solución de decapado para un metal o aleación particulares. Será entendido que las formas de realización del método y del sistema de acuerdo con la presente descripción pueden ser usadas con cualquier formulación de decapado que genere un gas que contiene NOx. Más generalmente, será entendido que ciertas formas de realización del método y el sistema de acuerdo con la presente descripción pueden ser usadas para procesar gas que contiene NOx producido por cualquier procedimiento, aparato, sistema o fenómeno.
En ciertas formas de realización no limitantes de un método o sistema de acuerdo con la presente descripción usado en conexión con un procedimiento de decapado, la solución de decapado dentro de un tanque o baño de decapado o usado en un rociado de decapado puede tener una temperatura de al menos 60 °C (140 °F). Sin embargo, será entendido que la solución de decapado puede tener cualquier temperatura adecuada para decapar un metal o aleación de interés. Por ejemplo, en ciertas formas de realización no limitantes, la solución de decapado puede tener una temperatura de menos de 60 °C (140 °F). En otras formas determinadas de realización no limitantes, la solución de decapado puede tener una temperatura igual a o mayor de 60 °C (140 °F). En otras formas de realización no limitantes de un método o sistema de acuerdo con la presente descripción usado en conexión con un procedimiento de decapado, el baño o tanque de decapado puede contener al menos 21576,84 I (5700 gal) y tanto como 56781 ,15 I (15,000 gal) de solución de decapado. Sin embargo, será entendido que el baño o tanque de decapado puede contener cualquier volumen de solución de decapado para proporcionar el procesamiento de superficie deseado de un producto de molienda de metal o aleación de interés. Como se hizo notar previamente, en otras ciertas formas de realización no limitantes de un procedimiento de decapado que genera gas que contiene NOx, las impurezas de superficie como manchas, contaminantes inorgánicos, hérrumbre y sarro pueden ser removidas de metales y aleaciones usando decapado por rociado. Como se usa aquí, el decapado por rociado se refiere a un procedimiento de rociar una solución ácida de decapado sobre metal y/o aleación metálica para remover impurezas de la superficie. El decapado por rociado puede minimizar o reducir el volumen de ácido que es usado para tratar el metal y/o la aleación metálica, pero el procedimiento puede aún producir volúmenes significativos de gas que contiene NOx.
Refiriéndose de nuevo al sistema 13 esquemáticamente ilustrado en la figura 2, la primera entrada 4 puede tener contacto adicional con una fuente de humedad (agua). En ciertas formas de realización no limitantes del sistema 13, la humedad y la corriente de gas que contiene NOx entran a la primera cámara 1 en la misma ubicación, que puede ser, por ejemplo, la entrada 4. En otras formas de realización no limitantes, la humedad y la corriente de gas que contiene NOx pueden entrar en la primera cámara 1 en diferentes ubicaciones. Incluso en otras formas de realización no limitantes, toda o una porción de la humedad introducida en la primera cámara 1 puede ser parte de la corriente de gas que contiene NOx. Por ejemplo, en formas de realización del método y sistema descritos aquí asociados con un procedimiento o sistema de decapado, la corriente de gas que contiene NOx puede ser generada en un espacio superior de la solución acida de decapado y, por lo tanto, puede incluir un cierto contenido de humedad como resultado de evaporación del agua de la solución ácida de decapado.
La segunda entrada 5 a la cámara 1 del sistema 13 se comunica con una fuente de ozono. La fuente de ozono puede ser, por ejemplo, un generador de ozono u otro dispositivo conocido que produzca ozono (no se muestra), o un dispositivo de almacenamiento de ozono. En ciertas formas de realización no limitantes, el dispositivo generador de ozono puede estar ubicado "in situ", de modo que el ozono puede ser producido cuando sea necesario para tratar gas que contiene NOx generado por un procedimiento o aparato de decapado u otro procedimiento o aparato en el sitio. Debido a que el ozono tiene una vida media corta, el ozono preferentemente es generado próximo a la segunda entrada 5. Por ejemplo, en ciertas formas de realización no limitantes, un dispositivo generador de ozono u otra fuente de ozono pueden estar ubicados cerca de la segunda entrada 5. En otras formas de realización no limitantes, la fuente de ozono puede estar ubicada cerca de la primera entrada 4 y de la segunda entrada 5. La fuente de ozono puede proporcionar una corriente de gas que contiene ozono que incluye ozono en cualquier concentración adecuada para tratar la corriente de gas particular que contiene NOx que está siendo introducida en la primera cámara 1. En ciertas formas de realización no limitantes, la concentración de ozono en la corriente de gas introducida en la primera cámara 1 en la segunda entrada 5 puede estar en el intervalo de 1 % a 16% en volumen.
En ciertas formas de realización no limitantes del sistema 13, la segunda entrada 5, en la que un gas que incluye ozono es introducido en la primera cámara 1 , puede estar ubicada adyacente (es decir, cerca de) a la primera entrada 4, de modo que el NOx que entra en la primera cámara 1 en la primera entrada 4 se ponga en contacto con el ozono introducido en la segunda entrada 5 y reaccione adecuadamente para formar productos de oxidación que incluyen sesquioxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno. Aquellos que tienen habilidad ordinaria pueden fácilmente comprobar un mínimo, un máximo y/o un intervalo de distancias adecuados entre la primera entrada 4 y la segunda entrada 5 de modo que el NOx en la corriente de gas que contiene NOx y el ozono en la corriente de gas que contiene ozono reaccionan dentro de la primera cámara 1 a un grado que resulta en la reducción mínima particular deseada en la concentración de NOx en la corriente de gas que contiene NOx que entra en la primera cámara 1. La forma y tamaño del volumen interior de la primera cámara 1 pueden adaptarse para promover el contacto entre la corriente de gas que contiene NOx y el ozono y, de este modo, hacerlos reaccionar adecuadamente, a fin de obtener productos de oxidación que incluyen sesquioxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno. Estos productos de reacción pueden estar formados en la primera cámara 1 por reacción de óxidos de nitrógeno (NOx, incluidos NO y NO2) y ozono (03) de acuerdo con las siguientes ecuaciones:
A.) NO+03?NO,+02
N02+03?N0 +02
NQ3+N02^N205
B.) NO+N02<^N,03
El grado en el que el N0X en la corriente de gas que contiene NOx reacciona con el ozono en la primera cámara 1 para formar productos de oxidación que incluyen sesquioxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno depende de muchos factores, que incluyen, a título enunciativo, las velocidades de flujo de los gases, tiempo de residencia, la concentración sobre NOx y el ozono en las respectivas corrientes de gas, las temperaturas de los reactivos y la particular acción de mezclado que ocurre entre las corrientes de gas dentro de la primera cámara 1. Aquellos que tienen habilidades ordinarias pueden ajustar adecuadamente uno o más de estos parámetros o influir en ellos para ajustar la velocidad de reacción que ocurre en la primera cámara 1 y lograr el nivel deseado de conversión de NOx en la corriente de gas que contiene NOx.
En ciertas formas de realización no limitantes del sistema 13, la corriente de gas que contiene NOx no es tratada en un lavador antes de ser introducida en el volumen interior de la primera cámara 1 y de que se ponga en contacto con el ozono en ésta. También, en ciertas formas de realización no limitantes de un sistema de acuerdo con la presente descripción, la corriente de gas que contiene NOx puede ser mezclada con la corriente de gas que contiene ozono en la primera cámara usando un dispositivo adaptado para mezclar corrientes de gas. Por ejemplo, la corriente de gas que contiene NOx puede ser mezclada con la corriente de gas que contiene ozono usando un mezclador estático. Como se usa aquí, el término "mezclador estático" se refiere a un dispositivo que incluye una serie de elementos fijos con un diseño geométrico específico para promover patrones de división de flujo y mezclado radial. Un mezclador estático puede ser usado para promover el mezclado de al menos dos líquidos o de al menos dos gases, para dispersar un gas en un líquido, o para dispersar al menos dos líquidos inmiscibles. Aunque se cree que no se requiere un mezclador estático en el sistema 13, el proporcionar un mezclador estático puede mejorar la eficiencia del sistema y reducir la longitud de la primera cámara 1 necesaria para permitir que las corrientes de gas introducidas en la primera cámara 1 se mezclen y reaccionen adecuadamente. En ciertas formas de realización no limitantes del sistema 13, por ejemplo, un mezclador estático puede estar ubicado o asociado con la primera cámara 1 cerca de la primera entrada 4 y la segunda entrada 5. En ciertas formas de realización no limitantes del sistema 13, un mezclador estático puede estar ubicado inmediatamente después de la segunda entrada 5.
Al menos una porción de los productos de oxidación del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno formados en la primera cámara 1 reaccionan adicionalmente con agua en el volumen interior de la primera cámara 1 para formar ácido nítrico. Como se discutió anteriormente, el agua introducida en el volumen interior de la primera cámara 1 puede ser, por ejemplo, humedad que es ya un componente de la corriente de gas que contiene NOx introducida en la primera cámara 1 en la primera entrada 4 y/o agua introducida en la primera cámara 1 de una o más entradas en la
primera cámara 1 que se comunican con una o más fuentes de agua. Una posible fuente de agua 6 está indicada en la figura 2. Será entendido que el sistema 13 puede estar construido de cualquier modo adecuado de modo que una concentración suficiente de agua esté presente en la primera cámara 1 para reaccionar adecuadamente con los productos de oxidación en la primera cámara y formar ácido nítrico. En ciertas formas de realización no limitantes, la primera entrada 4 puede estar ubicada cerca de la fuente de agua 6. En otras ciertas formas de realización no limitantes, la primera entrada 4 y la segunda entrada 5 pueden estar ubicadas cerca de la fuente de agua 6. Será entendido que el diseño particular del sistema 13 y de la primera cámara 1 tendrá influencia en el posicionamiento óptimo de la una o más entradas de agua en la primera cámara 1 , si es proporcionada, para facilitar óptimamente la reacción de agua y productos de oxidación en la primera cámara 1.
Refiriéndose de nuevo a la figura 2, la segunda cámara 2 del sistema 13 puede estar ubicada corriente abajo (es decir, en la dirección del flujo de gas) de la primera cámara 1. La primera y segunda cámaras 1 , 2 preferentemente están conectadas directamente de forma fluida de modo que el efluente de la primera cámara 1 fluya a la segunda cámara 2. La segunda cámara está adaptada para recuperar ácido nítrico del efluente que emerge en la segunda cámara 2 de la primera cámara 1. En ciertas formas de realización del sistema 13, la segunda cámara 2 puede ser un desempañador que, como es conocido para aquellos que tienen habilidad ordinaria, es un dispositivo que incluye un área de superficie de sección transversal grande adaptada para condensación de líquido de una neblina introducida (por ejemplo, inyectada) en el desempañador. Un desempañador preferentemente remueve neblina en estado líquido de una corriente de gas reduciendo la rapidez del gas mientras pasa a través del desempañador y, de ese modo, atrapando la neblina para que pueda ser removida como un líquido por medio de gravedad.
Como se ilustra en la figura 2, en ciertas formas de realización no limitantes, la segunda cámara 2 del sistema 13 puede incluir una tercera entrada 7, un volumen interior y una salida 8 a través de la cual el ácido nítrico solubilizado es recolectado o recuperado del volumen interior. La tercera entrada 7 se comunica con una fuente de vapor de agua que, en ciertas formas de realización no limitantes, es rociada en el volumen interior de la segunda cámara 2. El volumen interior está adaptado para poner en contacto el efluente gaseoso de la primera cámara 1 con vapor de agua para así
solubilizarse en el ácido nítrico de vapor de agua en el efluente gaseoso de la primera cámara 1. El ácido nítrico solubilizado es entonces recolectado como una solución acuosa de ácido nítrico y es extraído del fondo de la segunda cámara 2 a través de la salida 8. La concentración del ácido nítrico puede ser ajustada por, por ejemplo, el control del volumen de agua que es introducido en el sistema 13 con el paso del tiempo. Por ejemplo, el introducir agua en el sistema 13 a una velocidad relativamente alta, como un componente de la corriente de gas que contiene NOx /o a través de una o más entradas de agua asociadas con la primera cámara 1 , puede diluir el ácido nítrico formado en y recuperado del sistema 13. Alternativamente, el introducir un volumen menor de agua en el sistema 13 con el paso del tiempo puede concentrar el ácido nítrico formado en y recuperado del sistema 13.
En ciertas formas de realización, el ácido nítrico recuperado es reciclado al procedimiento o aparato que inicialmente generó el gas que contiene NOx y que se trata mediante el sistema 13. Por ejemplo, en la forma de realización en la que el sistema 13 está asociado con un tanque, baño o rociado de decapado que produce una corriente de gas que contiene NOx tratada en el sistema 3, el ácido nítrico recuperado de la segunda cámara 2 puede ser encanalado o de otro modo transferido de nuevo al tanque, baño o rociado de decapado y usado para decapar productos de molienda metálicos o de aleación adicionales. Alternativamente, el ácido nítrico recuperado de la segunda cámara 2 puede ser almacenado, vendido o adecuadamente eliminado, por ejemplo.
Refiriéndose de nuevo a la figura 2, el sistema 13 opcionalmente incluye una tercera cámara 3 que está ubicada corriente abajo de la segunda cámara 2 y recibe el efluente gaseoso de la cámara 2. En ciertas formas de realización no limitantes, la tercera cámara 3 puede ser un lavador. Un lavador es un dispositivo o sistema que extrae contaminantes u otros materiales de una corriente de gas. Como se conoce en la técnica, un lavador puede ser un lavador mojado, que usa un líquido para remover materiales de una corriente de gas, o un lavador seco, que usa un material seco para remover materiales de una corriente de gas. Por ejemplo, el efluente gaseoso de la cámara 2 puede incluir óxidos de nitrógeno sin reaccionar, ácido nítrico que no ha sido capturado por la segunda cámara 2, ácido nítrico producido en regiones del sistema 13 más allá de la segunda cámara 2, mercurio, óxidos de azufre y/o partículas arrastradas que uno desea remover de la corriente de gas que sale de la segunda cámara 2, y dichos materiales pueden ser completa o parcialmente removidos usando un lavador en la tercera cámara 3.
Por ejemplo, los óxidos de nitrógeno que no son convertidos en productos de oxidación en la primera cámara 1 pueden pasar sin reaccionar a través de la segunda cámara 2 y entrar en la tercera cámara 3. Dichos óxidos de nitrógeno sin reaccionar pueden ser parcial o completamente removidos de la corriente de gas en la cámara 3. También, por ejemplo, el ácido nítrico que no es recuperado en la segunda cámara 2 puede entrar en la tercera cámara 3 a través del conducto 9 y ser parcial o totalmente recolectado en la tercera cámara 3.
En ciertas formas de realización no limitantes, la tercera cámara 3 puede incluir una cuarta entrada 10, una salida terminal 12 para liberar un gas al ambiente, y una segunda salida 11 para recolectar desecho del volumen interior de la tercera cámara 3. En formas de realización en las que la tercera cámara 3 es un dispositivo lavador mojado, la cuarta entrada 10 puede comunicarse con una fuente de una solución de lavador. La solución de lavador puede ser, por ejemplo, una solución no cáustica, como agua, o una solución cáustica, como una solución de agua/hidróxido de sodio. En ciertas formas de realización no limitantes, la solución de lavador particular puede ser recirculada a través del lavador para neutralizar el ácido nítrico no recuperado que pasa en la tercera cámara 3. La primera salida 12 libera cualquier óxido de nitrógeno (NOx) que no sea removido en la segunda cámara 2 o la tercera cámara 3. La segunda salida 1 1 puede ser usada para extraer desechos de la tercera cámara 3, y el desecho puede ser reutilizado y/o eliminado, según sea el caso.
Un sistema de tratamiento de una corriente de gas que contiene NOx construido como se describe generalmente en la presente descripción puede producir un volumen significativo de ácido nítrico en un periodo de 24 horas. Por ejemplo, se cree que un aparato construido como se muestra generalmente en la figura 2 podría potencialmente recuperar tanto como 612,35 kg (1350 lb)/día de ácido nítrico (basándose en el 100% de ácido) de una corriente de gas de desecho que incluye 1200 ppm de NOx y que fluye a una velocidad de 127,43 m3 e x min (metros cúbicos estándares por minuto) (4500 scfm (pies cúbicos estándares por minuto)). Las pruebas realizadas sobre un sistema prototipo construido según se analiza generalmente de acuerdo con la presente descripción, cuyo diseño general se muestra en la figura 2, produjo exitosamente un volumen significativo de 42% (volumen/volumen) de ácido nítrico de una corriente de gas que contiene NOx producida por un aparato de decapado de aleación.
Un aspecto adicional de la presente descripción está dirigido a un método para recuperar ácido nítrico de una solución ácida de decapado como, por ejemplo, una solución ácida de decapado usada o de desecho ("agotada"). Una forma de realización no limitante del método consiste en tratar una corriente de gas que comprende NOx en donde al menos una porción del NOx en la corriente de gas es generada tratando una solución ácida de decapado usada o agotada. Durante el acabado del acero inoxidable, por ejemplo, el recocido y otros procedimientos de acabado son llevados a cabo en presencia de aire, y se forma una película delgada de óxido sobre la superficie del acero inoxidable. Adicionalmente, una zona que está mermada de cromo normalmente se forma debajo de la película de óxido cuando el acero es tratado a altas temperaturas. El procedimiento de decapado es usado para limpiar y acondicionar las superficies del acero. La remoción del sarro de óxido desarrollado térmicamente típicamente es lograda usando granallado o decapado electrolítico en una sal neutra. La zona mermada en cromo es removida por decapado en una solución ácida, que típicamente incluye dos o más ácidos. Alguna cantidad del acero grueso también puede ser removida durante el decapado ácido para proporcionarle una superficie brillante al acero. La solución ácida mezclada en el baño de decapado, también referida como solución de decapado o "licor de decapado", es comúnmente una solución acuosa que incluye 90-160 g/l de ácido nítrico y 10-40 g/l de ácido fluorhídrico, pero puede incluir otros ácidos en lugar del ácido fluorhídrico o sumados a éste. El ácido nítrico es un agente oxidante fuerte y oxida los metales y óxidos metálicos, formando, por ejemplo, iones de Cr3+, Ni2+, y Fe3+ en la solución de decapado. El ácido fluorhídrico en la solución de decapado forma complejos estables con los iones metálicos. La velocidad de decapado a un tiempo dado depende de la temperatura del baño de decapado, la concentración de ácido libre (es decir, sin reaccionar) en la solución de decapado, y la concentración de cromo disuelto y hierro en la solución de decapado. Para mantener una velocidad de decapado satisfactoria, se debe mantener una mínima concentración de ácido nítrico y ácido fluorhídrico libres en la solución de decapado.
El ácido nítrico y el ácido fluorhídrico concentrados pueden ser agregados a un baño de decapado para mantener una concentración de ácido libre suficiente en la solución de decapado. Sin embargo, mientras el procedimiento de decapado procede, el contenido de metales de la solución de decapado se incrementa. A menos que se reduzca el contenido de metales, éste puede alcanzar un punto en el que las sales metálicas empiezan a cristalizarse fuera de la solución y forman un lodo fuertemente adherente, que requiere el drenado y la limpieza del tanque o baño de decapado. Por lo tanto, la composición de la solución de decapado debe ser ajustada con el paso del tiempo para mantener una concentración suficiente de ácido libre y evitar las condiciones que resulten en cristalización de sales metálicas. La solución de decapado agotada incluye concentraciones significativas de nitrato, fluoruro y metales pesados, pero también incluye concentraciones de ácido nítrico libre (sin reaccionar) y ácido fluorhídrico libre. El ácido nítrico libre perdido en la solución de decapado agotada sería valioso si pudiera ser recuperado y, por ejemplo, reutilizado en el procedimiento de decapado o en otras aplicaciones. Se han desarrollado técnicas para tratar la solución de decapado agotada para recuperar el ácido nítrico libre y el ácido fluorhídrico libre. En ciertos sistemas de regeneración de solución de decapado conocidos, por ejemplo, la solución de decapado agotada es pasada a través de un lecho de resina de intercambio iónico para separar el ácido libre de los valores metálicos. El ácido libre puede entonces ser reutilizado en el procedimiento de decapado o en otras aplicaciones. El ácido nítrico, sin embargo, es un agente oxidante fuerte y, por lo tanto, tiene una tendencia a oxidar resinas de intercambio iónico. En dichos sistemas, por lo tanto, la temperatura y concentración de ácido de la solución de decapado deben ser monitoreadas y controladas de cerca para proteger el lecho de resina de daño. Si la temperatura del ácido nítrico es muy alta, o si el ácido está muy concentrado, atacará agresivamente el lecho de resina. Así, los sistemas de regeneración de solución de decapado típicamente incluyen unidades de intercambiador de calor para enfriar la solución antes de que entre en contacto con el lecho de resina. También, los sólidos suspendidos deben ser removidos de la solución de decapado agotada para impedir que los sólidos obstruyan físicamente el lecho de resina. Como tales, los sistemas de regeneración de solución de decapado típicamente también incluyen filtros de medios y otros tipos de unidades de filtro para aislar material de partículas de la solución antes de que entre en contacto con el lechó de resina. Dada la complejidad de los sistemas de regeneración de solución de decapado basados en resina de intercambio iónico, los sistemas tienden a ser costosos y requieren de una inversión significativa en términos de supervisión y mantenimiento por personal de planta.
El presente inventor ha desarrollado un método único para recuperar el ácido nítrico libre de una solución de decapado como, por ejemplo, una solución de decapado agotada o usada. Más que tratar la solución de decapado usada o agotada en un sistema de regeneración de intercambio iónico, la solución de decapado usada o
agotada es químicamente tratada para generar NOx de todo o de una porción del ácido nítrico libre en la solución. Todo o una porción del NOx entra en el espacio superior por arriba del baño o tanque de decapado, u otro dispositivo de decapado y el gas que contiene NOx en el espacio superior puede ser entonces tratado usando el método de acuerdo con la presente descripción que se describió anteriormente, en el que una corriente de gas que comprende NOx es procesada para producir ácido nítrico solubilizado. Por lo tanto, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción, el gas NOx es intencionalmente generado introduciendo un material de tratamiento en la solución ácida de decapado usada o agotada que incluye ácido nítrico libre. La solución acida de decapado puede estar en un baño o tanque de decapado ácido, o puede haber sido usada en un dispositivo de rociado de decapado, por ejemplo. Todo o una porción del NOx generado introduciendo el material de tratamiento en la solución de decapado, entra en el espacio superior por encima del baño o tanque o asociado con el dispositivo de rociado, y la corriente de gas resultante que contiene NOx es tratada por el siguiente método: poner en contacto la corriente de gas que comprende NOx con ozono, formando así productos de oxidación que incluyen sesquioxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno; hacer reaccionar al menos una porción del sesquioxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno con agua, de manera que se forme ácido nítrico; y recolectar al menos una porción de ácido nítrico. En lugar de introducir los materiales de tratamiento en un baño, tanque o dispositivo de rociado, por ejemplo, la solución de decapado usada o agotada puede ser drenada o encanalada del baño, tanque o dispositivo de rociado de decapado a otro tanque o compartimiento en donde se pone en contacto con material de tratamiento para generar NOx a partir del ácido nítrico libre en la solución, y entonces una corriente de gas que incluye todo o una porción del NOx generado es tratada por el método de acuerdo con la presente descripción que se mencionó anteriormente para así generar ácido nítrico.
La solución de decapado puede ser químicamente tratada de cualquier modo adecuado para generar NOx a partir de todo o de una porción del licor que se está tratando. Por ejemplo, el material de tratamiento puede incluir uno o más compuestos químicos que reaccionan con el ácido nítrico libre para formar NOx, y se puede mezclar el material de tratamiento con la solución de decapado que se está tratando o se lo puede introducir en ella. Los compuestos químicos que reaccionan con el ácido nítrico libre para formar NOx incluyen, por ejemplo, sulfato ferroso y otros agentes reductores como, por ejemplo, metales y aleaciones como acero al carbono y hierro. En particular, el sulfato ferroso es un subproducto producido durante el decapado del ácido sulfúrico. Aquellos que tienen habilidad ordinaria pueden identificar otros compuestos químicos reductores que pueden ser usados para convertir ácido nítrico libre en NOx.
Si, por ejemplo, la solución de decapado usada o agotada está siendo tratada colocando materiales de tratamiento directamente en un baño o tanque de decapado que contiene la solución de decapado, el material de tratamiento puede ser introducido por un tubo u otra entrada en el baño o tanque en un solo lote o de un modo periódico o continuo para reaccionar con el ácido nítrico libre en la solución de decapado. El procedimiento de hacer reaccionar el material de tratamiento con el ácido nítrico libre en la solución de decapado puede ser facilitado por, por ejemplo, la mezcla o agitación del baño o tanque para mejorar la reacción. En una forma de realización alternativa, en donde todo o una porción del licor de decapado en un tanque o baño de decapado es drenado o encanalado desde el baño o tanque de decapado a un tanque o compartimiento secundario para ser tratado, el material de tratamiento puede ser introducido por un tubo o por otro medio en un lote, de modo continuo o periódico en el tanque o compartimiento secundario para reaccionar con el ácido nítrico libre en la solución de decapado. Incluso en otra forma de realización, la solución de decapado usada o agotada puede retirarse de un tanque, baño, dispositivo de rociado de decapado, u otro dispositivo de decapado y encanalada o transportada a otra ubicación para tratamiento con el material de tratamiento para generar NOx a partir del ácido nítrico libre en la solución de decapado, y entonces el gas que contiene NOx puede ser tratado de acuerdo con la presente descripción para recuperar ácido nítrico solubilizado.
En una forma de realización no limitante de acuerdo con la presente descripción, esquemáticamente mostrada en la figura 3, la solución de decapado usada o agotada se mezcla con un material de tratamiento que reaccionará con ácido! nítrico libre en la solución de decapado para producir NO„. En ciertas formas de realización no limitantes, la solución de decapado fluye continuamente desde un tanque, baño o dispositivo de rociado de decapado, por ejemplo, a través de un tubo u otro conducto, en un tanque o compartimiento secundario, en donde se le hace reaccionar, ya sea en una operación discontinua o continua, con el material de tratamiento. Una corriente de gas que incluye o consta de todo o una porción del NOx formado por la reacción de la solución de decapado y el material de tratamiento se hace reaccionar con ozono para producir productos de oxidación que incluyen sesquióxido de nitrógeno (N203) y pentóxido de
nitrógeno (N205). En un paso que puede ocurrir simultáneamente con el paso de hacer reaccionar el NOx con el ozono y/o distanciado en el tiempo de dicho paso, al menos una porción del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno reacciona con agua para formar ácido nítrico, y al menos una porción del ácido nítrico es recuperada.
Ciertas formas de realización no limitantes de acuerdo con la presente descripción están dirigidas a sistemas para tratar una corriente de gas que comprende NOx con ozono y producir y recuperar ácido nítrico, en donde al menos parte de la corriente de gas que contiene NOx es NOx generado tratando una solución ácida de decapado usada o agotada con uno o más compuestos químicos para generar NOx a partir de ácido nítrico libre en la solución de decapado. Una forma de realización tal está esquemáticamente representada en la figura 4, en donde el sistema 1 13 incluye un tanque de decapado 100, una primera cámara 200, una segunda cámara 300 y, opcionalmente una tercera cámara 400. El tanque de decapado 100 se comunica con la primera cámara 200 de modo que los gases del tanque de decapado 100 puedan ser introducidos en la primera cámara 200. Las cámaras 200, 300, 400 pueden ser regiones de un aparato que se comunica a lo largo de una vía de flujo. Alternativamente, una o más de las cámaras 200, 300, 400 pueden ser estructuras separadas que se comunican a lo largo de una vía de flujo.
El tanque de decapado 100 incluye una solución ácida de decapado 42 que comprende una cantidad de ácido nítrico libre. El tanque de decapado puede ser de un diseño convencional, que incluya un protector u otra estructura adecuada para capturar gases generados por el procedimiento de decapado. Un material de tratamiento que reacciona con ácido nítrico libre en la solución de decapado para producir NOx es introducido en la solución de decapado a través de una entrada 30 en una pared del tanque de decapado 100. El material de tratamiento puede ser introducido en forma discontinua, periódicamente o continuamente, según corresponda, para generar NOx a partir de ácido nítrico libre en la solución de decapado 42 en el tanque de decapado 100. Todo o una porción del NOx producido por la reacción química entra en los gases en el espacio superior 44 por arriba de la solución de decapado 42 en el tanque de decapado 100. Aunque el sistema 1 13 incluye un tanque de decapado 100, será entendido que el sistema 1 13 puede ser adaptado para incluir un aparato de decapado diferente, como un aparato de decapado que incluya un baño de decapado o un dispositivo de rociado de decapado. También, aunque el sistema 1 13 está adaptado de modo que el material de
tratamiento es introducido en el tanque de decapado 100, se entenderá que el sistema 113 puede ser modificado de modo que se ponga la solución de decapado en contacto con el material de tratamiento en un tanque o compartimiento secundario separado asociado con el tanque de decapado.
La primera cámara 200 del sistema 1 13 recibe una corriente de gas que contiene NOx y una corriente de gas que incluye o consta de gas ozono y está adaptada para mezclar las corrientes. En el sistema 1 13, el gas que contiene NOx es alimentado desde el espacio superior 44 del tanque de decapado 100. Sin embargo, será entendido que si, por ejemplo, la solución de decapado y el material de tratamiento son puestos en contacto en un tanque o compartimiento secundario, entonces el gas que contiene NOx puede ser parcial o totalmente alimentado desde el tanque o compartimiento secundario en el que la reacción ocurre. La primera cámara 200 puede incluir al menos una primera entrada 40 y una segunda entrada 50, e incluye un volumen interior. En ciertas formas de realización no limitantes, la primera cámara 200 puede tener un diámetro de al menos 60,96 cm (24 in). En ciertas formas de realización no limitantes, la primera cámara 200 puede ser de al menos 60,96 m (200 ft) de largo. Sin embargo, será entendido que la primera cámara 200 puede tener cualquier dimensión y diseño adecuados para mezclar juntas la corriente de gas que contiene NOx y la corriente que incluye ozono y, así, facilitar la reacción entre el NOx y el ozono. Por ejemplo, la primera cámara 200 puede tener un diseño y ser operada como se describe en conexión con el sistema 13 ilustrado en la figura 2. En consecuencia, en ciertas formas de realización no limitantes, la temperatura dentro de la primera cámara 200 puede ser menor a 60 °C (140 °F). En ciertas formas de realización no limitantes, la presión en la primera cámara 200 puede ser de 26,67 cm (10.5 in) de vacío en columna de agua. En ciertas formas de realización no limitantes, la velocidad de flujo a través de la primera cámara 200 del gas que contiene NOx y el gas que incluye ozono puede ser de al menos 14,16 m3 (500 ft3) por minuto. Será entendido que las condiciones dentro de la primera cámara 200 pueden ser seleccionadas para facilitar la reacción entre la corriente de gas que contiene NOx y la corriente que incluye ozono y la reacción adicional de materiales formados en la primera cámara 200 para producir ácido nítrico. La velocidad de flujo dentro de la primera cámara 200 puede ser seleccionada para permitir el tiempo de residencia adecuado en la primera cámara 200. Si el tiempo de residencia dentro de la primera cámara 200 no es adecuado, la corriente de gas que contiene NOx y el ozono pueden tener dificultad para mezclarse y reaccionar. En
tal caso, los productos de oxidación pueden no formarse en la primera cámara 200, sino más bien podrían formarse en la segunda cámara 300 o en la tercera cámara 400 del sistema 113. En ciertas formas de realización no limitantes, el tiempo de residencia en la primera cámara 200 es de al menos 6 segundos.
La corriente de gas que contiene NOx preferentemente no pasa desde un espacio superior 44 del tanque de decapado 100 a través de un lavador antes de pasar a través de la primera entrada 40 en la primera cámara 200. En lugar de eso, la corriente de gas que contiene NOx preferentemente pasa directo, a través de la primera entrada 40 desde el tanque de decapado 100 y no es "pretratada". Aunque el sistema 1 13 incluye el tanque de decapado ácido 100, será aparente que un tipo diferente de aparato de decapado puede generar la corriente de gas que contiene NOx. Por ejemplo, la corriente de gas que contiene NOx puede ser generada por un aparato de decapado por rociado en el que el rociado de una solución ácida de decapado es dirigido a superficies de un metal o una aleación. En ciertas formas de realización, el tanque, baño o rociado de decapado puede ser usado para remover impurezas de la superficie de materiales seleccionados de titanio, aleaciones de titanio y aceros inoxidables.
En ciertas formas de realización no limitantes del sistema 1 13, la solución de decapado (licor) dentro del tanque de decapado 100 tiene una temperatura de al menos 60 °C (140 °F). Sin embargo, será entendido que la solución de decapado puede tener cualquier temperatura adecuada para decapar un metal o aleación de interés. Por ejemplo, en ciertas formas de realización no limitantes, la solución de decapado puede tener una temperatura de menos de 60 °C (140 °F). En ciertas formas de realización no limitantes del sistema 113, el tanque de decapado 100 contiene al menos 21576,84 I (5700 gal) y tanto como 56781 ,15 I (15.000 gal) de solución de decapado. Sin embargo, será entendido que el tanque de decapado 100 puede contener cualquier volumen de solución de decapado adecuado para proporcionar el procesamiento de superficie deseado de un metal o aleación de interés.
Refiriéndose de nuevo al sistema 1 13 esquemáticamente ilustrado en la figura 4, la primera entrada 40 puede tener contacto adicional con una fuente de humedad (agua). En ciertas formas de realización no limitantes del sistema 1 13, la humedad y la corriente de gas que contiene NOx entra a la primera cámara 200 en la misma ubicación, que puede ser, por ejemplo, la entrada 40. En otras formas de realización no limitantes del sistema 113, la humedad y la corriente de gas que contiene NOx puede tentrar en la
primera cámara 200 en diferentes ubicaciones. Incluso en otras formas de realización no limitantes, toda o una porción de la humedad introducida en la primera cámara 200 puede ser parte de la corriente de gas que contiene NOx, generada como resultado de la evaporación del agua de la solución de decapado 42.
La segunda entrada 50 a la cámara 200 del sistema 1 13 se comunica con una fuente de ozono. La fuente de ozono puede ser, por ejemplo, un generador de ozono u otro dispositivo conocido que produzca ozono (no se muestra), o un dispositivo de almacenamiento de ozono. En ciertas formas de realización no limitantes, el dispositivo generador de ozono puede estar ubicado "in situ", de modo que el ozono puede ser producido cuando sea necesario para tratar gas que contiene NOx generado por un procedimiento de decapado. Debido a que el ozono tiene una vida media corta, el ozono preferentemente es generado próximo a la segunda entrada 50. Por ejemplo, en ciertas formas de realización no limitantes, un dispositivo generador de ozono u otra fuente de ozono puede estar ubicado cerca de la segunda entrada 50. En otras formas de realización no limitantes, la fuente de ozono puede estar ubicada cerca de la primera entrada 40 y de la segunda entrada 50. La fuente de ozono puede proporcionar una corriente de gas que contiene ozono que incluye ozono en cualquier concentración adecuada para tratar la corriente de gas que contiene NOx que está siendo introducida en la primera cámara 200 desde el tanque de decapado 100. En ciertas formas de realización no limitantes, la concentración de ozono en la corriente de gas introducida en la primera cámara 200 en la segunda entrada 50 puede estar en el intervalo de 1 % a 16% en volumen.
En ciertas formas de realización no limitantes del sistema 1 13, la segunda entrada 50, en la que un gas que incluye ozono es introducido en la primera cámara 200, puede estar ubicada adyacente (es decir, cerca de) a la primera entrada 40 de modo que el NOx que entra en la primera cámara 200 desde el tanque de decapado 100 en la primera entrada 40 entre en contacto con el ozono introducido en la segunda entrada 50 y reaccione adecuadamente para formar productos de oxidación que incluyan sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno. Aquellos que tienen habilidad ordinaria pueden fácilmente comprobar un mínimo, un máximo y/o un intervalo de distancias adecuados entre la primera entrada 40 y la segunda entrada 50 de modo que el NOx en la corriente de gas que contiene NOx y el ozono en la corriente de gas que contiene ozono reaccionen dentro de la primera cámara 200 a un grado adecuado. Como se analizó anteriormente en relación con la descripción del sistema 13, el grado en el que el NOx en la corriente de gas que contiene NOx reacciona con el ozono en la primera cámara 200 para formar productos de oxidación que incluyen sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno depende de muchos factores incluidos, a título enunciativo, las velocidades de flujo de los gases, el tiempo de residencia, la concentración sobre NOx y el ozono en las respectivas corrientes de gas, las temperaturas de los reactivos y la particular acción de mezclado que ocurre entre las corrientes de gas dentro de la primera cámara 200. Aquellos que tienen habilidad ordinaria pueden ajusfar adecuadamente o influir en uno o más de estos parámetros para ajusfar la velocidad de reacción que ocurre en la primera cámara 200 y lograr el nivel deseado de conversión de NOx en la corriente de gas que contiene NOx.
En ciertas formas de realización no limitantes del sistema 1 13, la corriente de gas que contiene NO* no es tratada en un lavador antes de ser introducida en el volumen interior de la primera cámara 200 y de entrar en contacto con el ozono de dicha cámara. También, en ciertas formas de realización del sistema 1 13, la corriente de gas que contiene NOx es mezclada con la corriente de gas que contiene ozono en la primera cámara 200 usando un dispositivo adaptado para mezclar corrientes de gas. Por ejemplo, la corriente de gas que contiene NOx puede ser mezclada con la corriente de gas que contiene ozono usando un mezclador estático. Aunque se cree que un mezclador estático no se requiere en el sistema 1 13, el proporcionar un mezclador estático puede mejorar la eficiencia del sistema y reducir la longitud de la primera cámara 200 necesaria para permitir que las corrientes de gas introducidas en la primera cámara 200 se mezclen y reaccionen adecuadamente. En ciertas formas de realización no limitantes del sistema 1 13, por ejemplo, un mezclador estático puede estar ubicado en la primera cámara 200 o asociado con ella cerca de la primera entrada 40 y la segunda entrada 50. En ciertas formas de realización no limitantes del sistema 1 13, puede haber un mezclador estático ubicado inmediatamente después de la segunda entrada 50.
Al menos una porción de los productos de oxidación del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno formados en la primera cámara 200 reaccionan adicionalmente con agua en el volumen interior de la primera cámara 200 para formar ácido nítrico. Como se analizó anteriormente, toda o una porción del agua introducida en el volumen interior de la primera cámara 200 en la primera entrada 40 puede ser, por ejemplo, humedad que es ya un componente de la corriente de gas que contiene NOx del tanque de decapado 100 y/o agua introducida en la primera cámara 200 de una o más
entradas en la primera cámara 200 que se comunican con una o más fuentes de agua. Una posible fuente de agua 60 está indicada en la figura 4. Será entendido que el sistema 1 13 puede estar construido de cualquier modo adecuado de modo que una concentración suficiente de agua esté presente en la primera cámara 200 para reaccionar adecuadamente con los productos de oxidación en la primera cámara 200 y formar ácido nítrico. En ciertas formas de realización no limitantes, la primera entrada 40 puede estar ubicada cerca de la fuente de agua 60. En otras ciertas formas de realización no limitantes, la primera entrada 40 y la segunda entrada 50 pueden estar ubicadas cerca de la fuente de agua 60. Se entenderá que el diseño particular del sistema 113 y de la primera cámara 200 tendrá influencia en el posicionamiento óptimo de la(s) entrada(s) de agua en la primera cámara 200, si es proporcionada, para facilitar óptimamente la reacción de agua y productos de oxidación en la primera cámara 200.
Refiriéndose de nuevo a la figura 4, la segunda cámara 300 del sistema 1 13 puede estar ubicada corriente abajo (es decir, en la dirección del flujo de gas) de la primera cámara 200. La primera y segunda cámaras 200, 300 preferentemente están conectadas directamente de forma fluida de modo que el efluente de la primera cámara 200 fluya a la segunda cámara 300. La segunda cámara 300 está adaptada para recuperar ácido nítrico del efluente que emerge en la segunda cámara 300 de la primera cámara 200. En ciertas formas de realización del sistema 113, la segunda cámara 300 puede ser un desempañador que
Como se ilustra en la figura 4, en ciertas formas de realización no limitantes, la segunda cámara 300 del sistema 1 3 puede incluir una tercera entrada 70, un volumen interior y una salida 80 a través de la cual el ácido nítrico soiubilizado es recolectado o recuperado del volumen interior de la segunda cámara 300. La tercera entrada 70 se comunica con una fuente de vapor de agua que, en ciertas formas de realización no limitantes, es rociada en el volumen interior de la segunda cámara 300. El volumen interior de la segunda cámara 300 está adaptado para entrar en contacto con el efluente gaseoso de la primera cámara 200 con vapor de agua para así solubilizarse en el ácido nítrico de vapor de agua en el efluente gaseoso de la primera cámara 200. El ácido nítrico soiubilizado entonces se recolecta como una solución acuosa de ácido nítrico y se extrae del fondo de la segunda cámara 300 a través de la salida 80. La concentración del ácido nítrico puede ser ajustada mediante, por ejemplo, el control del volumen de agua que se introduce en el sistema 1 13 con el paso del tiempo. Por ejemplo, el hecho de
introducir agua en el sistema 113 a una velocidad relativamente alta, como un componente de la corriente de gas que contiene NOxy/o a través de una o más entradas de agua asociadas con la primera cámara 200, puede diluir el ácido nítrico formado en el sistema 113 y recuperado de éste. Alternativamente, el hecho de introducir un volumen menor de agua en el sistema 1 13 con el paso del tiempo puede concentrar el ácido nítrico formado en y recuperado del sistema 1 13.
En ciertas formas de realización, el ácido nítrico recuperado es reciclado al tanque de decapado 100. En tal caso, por ejemplo, la totalidad o una porción del ácido nítrico recuperado de la segunda cámara 300 puede ser encanalada o de otro modo transferida de nuevo al tanque de decapado 100 y usada para decapar un metal o aleación adicional. Alternativamente, el ácido nítrico recuperado de la segunda cámara 300 puede ser almacenado, vendido o debidamente eliminado, por ejemplo. Refiriéndose de nuevo a la figura 4, el sistema 113 opcionalmente incluye una tercera cámara 400 que está ubicada corriente abajo de la segunda cámara 300 y recibe el efluente gaseoso de la cámara 300. En ciertas formas de realización no limitantes, la tercera cámara 400 puede ser un lavador. Como se conoce en la técnica, en ciertas formas de realización, el lavador, si está presente, puede ser un lavador mojado o un lavador seco. El efluente gaseoso de la segunda cámara 300 puede incluir óxidos de nitrógeno sin reaccionar, ácido nítrico que no ha sido capturado por la segunda cámara 300, ácido nítrico producido en regiones del sistema 113 más allá de la segunda cámara 300, mercurio, óxidos de azufre y/o partículas arrastradas que uno desea remover de la corriente de gas que sale de la segunda cámara 300. Dichos materiales pueden ser completa o parcialmente removidos usando un lavador en la tercera cámara 400. Por ejemplo, los óxidos de nitrógeno que no son convertidos en productos de oxidación en la primera cámara 200 pueden pasar sin reaccionar a través de la segunda cámara 300 y entrar en la tercera cámara 400. Dichos óxidos de nitrógeno sin reaccionar pueden ser parcial o completamente removidos de la corriente de gas en la tercera cámara 400. También, por ejemplo, el ácido nítrico que no es recuperado en la segunda cámara 300 puede entrar en la tercera cámara 400 a través del conducto 90 y ser parcial o totalmente recolectado en la tercera cámara 400.
En ciertas formas de realización no limitantes, la tercera cámara 400 puede incluir una cuarta entrada 1 10, una salida terminal 120 para liberar un gas al ambiente, y una segunda salida 1 1 1 para recolectar desecho del volumen interior de la tercera cámara 400. En formas de realización en las que la tercera cámara 400 es un dispositivo lavador mojado, la cuarta entrada 110 puede comunicarse con una fuente de una solución de lavador. La solución de lavador puede ser, por ejemplo, una solución no cáustica, como agua, o una solución cáustica, como una solución de agua/hidróxido de sodio. En ciertas formas de realización no limitantes, la solución de lavador particular puede ser recirculada a través del lavador para neutralizar el ácido nítrico no recuperado que pase en la tercera cámara 400. La primera salida 112 libera cualquier óxido de nitrógeno (NOx) que no haya sido removido en la segunda cámara 300 o la tercera cámara 400. La segunda salida 11 puede ser usada para extraer desechos de la tercera cámara 400, y el desecho puede ser reutilizado y/o eliminado, según sea el caso.
El sistema 113 ilustrado en la figura 4 es ventajoso en el sentido de que permite que el ácido nítrico libre en la solución de decapado 42 en el tanque de decapado 100 sea recuperado y, si se desea, reutilizado sin necesidad de controlar la temperatura de la solución de decapado 42 a una temperatura por debajo de una temperatura normal operativa de operación de decapado. Además, el sistema 113 recupera ácido nítrico libre de la solución de decapado 42 sin necesidad de filtrar sólidos metálicos y otras partículas de la solución de decapado. Como se analizó anteriormente en relación con él sistema 3, un sistema construido como se describe generalmente en la figura 4 puede producir un volumen significativo de ácido nítrico en un periodo de 24 horas. Un aparato construido como se muestra generalmente en la figura 4 podría potencialmente recuperar nada menos que 612,35 kg (1350 lb)/día de ácido nítrico (basándose en el 100% de ácido) de una corriente de gas de desecho que incluye 1200 ppm de NOx y que fluye a una velocidad de 127,43 m3 e x min (metros cúbicos estándares por minuto) (4,500 scfm (pies cúbicos estándares por minuto)). Se entenderá que el gas NOx procesado pór el sistema 113 puede incluir NOx generado por el procedimiento normal de decapado y/o NOx producido introduciendo materiales de tratamiento en la solución de decapado 42. Sin importar la fuente de gas NOx, el efecto es la recuperación y/o regeneración del ácido nítrico usado en el procedimiento de decapado.
Esta descripción ha sido escrita con referencia a varias formas de realización ejemplares, ilustrativas y no limitantes. Sin embargo, las personas con habilidad ordinaria en la técnica reconocerán que pueden realizarse diferentes sustituciones, modificaciones o combinaciones de cualquiera de las formas de realización divulgadas (o porciones de estas) sin desviarse del alcance de la invención. Así, es contemplado y entendido que la presente descripción abarca formas de realización
adicionales que no se exponen expresamente en este documento. Dichas formas de realización pueden obtenerse, por ejemplo, combinando, modificando o reorganizando cualquiera de los pasos, componentes, elementos, rasgos, aspectos, características, limitaciones y similares puntos de las formas de realización descritas aquí. A este respecto, el Solicitante se reserva el derecho de enmendar las reivindicaciones durante el ejercicio para agregar rasgos como se describen de forma variada aquí.
Claims (54)
1. Un método para tratar una corriente de gas con NOx que comprende: poner en contacto una corriente de gas que comprende NOx con ozono y, así, formar productos de oxidación que incluyen sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno; hacer reaccionar al menos una porción del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno con agua y, así, formar ácido nítrico; recolectar al menos una porción del ácido nítrico.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde la corriente de gas que comprende NOx es generada a partir de una solución ácida de decapado.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la solución de decapado comprende ácido nítrico.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la solución de decapado tiene una temperatura de al menos 60 °C (140 °F).
5. El método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la solución de decapado es usada para tratar materiales seleccionados de metales y aleaciones.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la solución de decapado es usada para tratar materiales seleccionados de acero inoxidable, titanio y aleaciones de titanio.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde poner en contacto la corriente de gas que comprende NOx con el ozono implica mezclar la corriente de gas que comprende NOx con el ozono.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde mezclar la corriente de gas que comprende NOx con el ozono implica mezclar usando un mezclador estático.
9. El método de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde recolectar al menos una porción del ácido nítrico implica recolectar ácido nítrico solubilizado usando un desempañador.
10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde se introduce vapor de agua en el desempañador.
1 1. El método de acuerdo con la reivindicación 1 , que implica además reciclar el ácido nítrico en un procedimiento o aparato que generó la corriente de gas que comprende NOx.
12. El método de acuerdo con la reivindicación 1 , que implica además reciclar el ácido nítrico en un tanque, baño o rociado de decapado ácido que generó la corriente de gas que comprende NOx.
13. El método de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde una velocidad de flujo de la corriente de gas que comprende NOx es de al menos 14,16 m3 (500 ft3)/min.
14. Un sistema para tratar una corriente de gas con NOx que comprende: una primera cámara que incluye una primera entrada que se comunica con una fuente de un gas que comprende NOx, una segunda entrada que se comunica con una fuente de ozono, y un volumen interior adaptado para entrar en contacto con el gas que comprende NOx con el ozono y, así, obtener productos de oxidación que incluyen sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno, en donde al menos una porción del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno reacciona con agua en la primera cámara para formar ácido nítrico: y una segunda cámara que se comunica directamente de forma fluida con la primera cámara y que recibe efluente gaseoso de la primera cámara, la segunda cámara incluye una tercera entrada que se comunica con una fuente de vapor de agua, un volumen interior adaptado para entrar en contacto con gases de la primera cámara con el vapor de agua y, así, solubilizar el ácido nítrico en el efluente gaseoso dé la primera cámara con el vapor de agua, y una salida para recolectar ácido nítrico solubilizado del volumen interior de la segunda cámara.
15. El sistema de acuerdo con la reivindicación 14, que incluye además al menos una porción de un tanque, baño o rociado de decapado en donde el tanque, baño o rociado de decapado genera la corriente de gas que comprende NOx que se introduce en la primera cámara a través de la primera entrada.
16. El sistema de acuerdo con la reivindicación 15, en donde el tanque o baño de decapado incluye una solución acida de decapado que comprende ácido nítrico.
17. El sistema de acuerdo con la reivindicación 15, en donde el tanque, baño o rociado de decapado es usado para tratar superficies de materiales seleccionados de metales y aleaciones.
18. El sistema de acuerdo con la reivindicación 15, en donde el tanque, baño o rociado de decapado es usado para tratar superficies de materiales seleccionados de acero inoxidable, titanio y aleaciones de titanio.
19. El sistema de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la primera cámara incluye un mezclador estático adaptado para mezclar la corriente de gas que comprende NOx y el ozono en el volumen interior de la primera cámara.
20. El sistema de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la primera cámara además incluye una tercera entrada que se comunica con una fuente de vapor de agua.
21. El sistema de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la fuente de ozono es un generador de ozono.
22. El sistema de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la segunda entrada está ubicada adyacente a la primera entrada.
23. El sistema de acuerdo con la reivindicación 14, en donde un diámetro de la primera cámara es de al menos 60,96 cm (24 in).
24. El sistema de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la segunda cámara es un desempañador.
25. El sistema de acuerdo con la reivindicación 14, que además incluye un lavador, en donde el lavador neutraliza el ácido nítrico usando una solución cáustica.
26. Un método para recuperar ácido nítrico de una solución ácida de decapado, que incluye: introducir un material de tratamiento que comprenda al menos un compuesto químico en una solución de decapado que contenga ácido nítrico libre, en donde el material de tratamiento reacciona con al menos una porción del ácido nítrico libre en la solución de decapado y produce NOx; poner en contacto una corriente de gas que comprende al menos una porción del NOx con ozono y, así, formar productos de oxidación que incluyen sesquioxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno; hacer reaccionar al menos una porción del sesquioxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno con agua y, así, formar ácido nítrico; recolectar al menos una porción del ácido nítrico.
27. El método de acuerdo con la reivindicación 26, en donde el material de tratamiento comprende al menos un compuesto químico seleccionado del grupo que consiste en sulfato ferroso, acero al carbono y hierro.
28. El método de acuerdo con la reivindicación 26, en donde la solución de decapado está dispuesta en un tanque o baño de decapado.
29. El método de acuerdo con la reivindicación 26, en donde la solución de decapado es una solución de decapado usada en decapado por rociado. :
30. El método de acuerdo con la reivindicación 26, en donde al menos una porción de NOx producido por la reacción entre el material de tratamiento y la solución de decapado entra en gases en el espacio superior por encima de la solución de decapado, y en donde la corriente de gas incluye NOx del espacio superior.
31. El método de acuerdo con la reivindicación 26, en donde la solución de decapado tiene una temperatura de al menos 60 °C (140 °F).
32. El método de acuerdo con la reivindicación 26, en donde la solución de decapado es usada para tratar materiales seleccionados de metales y aleaciones.
33. El método de acuerdo con la reivindicación 26, en donde la solución de decapado es usada para tratar materiales seleccionados de acero inoxidable, titanio y aleaciones de titanio.
34. El método de acuerdo con la reivindicación 26, en donde poner en contacto la corriente de gas que comprende NOx con el ozono incluye mezclar la corriente de gas que comprende NOx y el ozono.
35. El método de acuerdo con la reivindicación 34, en donde mezclar la corriente de gas que comprende NOx y el ozono comprende mezclar usando un mezclador estático.
36. El método de acuerdo con la reivindicación 26, en donde recolectar al menos una porción del ácido nítrico comprende recolectar ácido nítrico solubilizado usando un desempañador.
37. El método de acuerdo con la reivindicación 36, en donde vapor de agua es introducido en el desempañador.
38. El método de acuerdo con la reivindicación 26, que además comprende introducir al menos una porción del ácido nítrico recolectado de nuevo en la solución de decapado.
39. El método de acuerdo con la reivindicación 26, que comprende además reciclar el ácido nítrico en un tanque, baño o rociado de decapado ácido que generó la corriente de gas que comprende NOx.
40. El método de acuerdo con la reivindicación 26, en donde una velocidad de flujo de la corriente de gas que comprende NOx es de al menos 14,16 m3 (500 ft3)/min.
41. Un sistema para tratar una corriente de gas con NOx que comprende: a) un aparato de decapado seleccionado de un baño de decapado, un tanque de decapado y un dispositivo de decapado por rociado, el aparato de decapado incluye una solución ácida de decapado, el aparato de decapado incluye una entrada adaptada para introducir material de tratamiento en contacto con la solución ácida de decapado, en donde el material de tratamiento reacciona con ácido nítrico para formar NOXl y un espacio superior en el que el gas que comprende NOx se recolecta; b) una primera cámara que incluye un volumen interior, una primera entrada que se comunica con el espacio superior del aparato de decapado y adaptada para transportar al menos una porción del gas que comprende NOx del espacio superior al volumen interior, una segunda entrada que se comunica con una fuente de ozono, y en donde el volumen interior está adaptado para poner en contacto el gas que comprende NOx con el ozono y, así, obtener productos de oxidación que incluyen sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno, en donde al menos una porción del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno reacciona con agua en la primera cámara para formar ácido nítrico; y c) una segunda cámara que se comunica directamente de forma fluida con la primera cámara y que recibe un efluente gaseoso de la primera cámara, la segunda cámara incluye una tercera entrada que se comunica con una fuente de vapor de agua, un volumen interior adaptado para poner en contacto gases de la primera cámara con el vapor de agua, solubilizando así el ácido nítrico en el efluente gaseoso de la primera cámara con el vapor de agua, y una salida para recolectar ácido nítrico solubilizado del volumen interior de la segunda cámara.
42. El sistema de acuerdo con la reivindicación 41 , en donde el aparato de decapado incluye una solución ácida de decapado que comprende ácido nítrico.
43. El sistema de acuerdo con la reivindicación 42, en donde el aparato de decapado es usado para tratar superficies de materiales seleccionados de metales y aleaciones.
44. El sistema de acuerdo con la reivindicación 42, en donde el aparato de decapado es usado para tratar superficies de materiales seleccionados de acero inoxidable, titanio y aleaciones de titanio.
45. El sistema de acuerdo con la reivindicación 41 , en donde la primera cámara incluye un mezclador estático adaptado para mezclar la corriente de gas que comprende NOx y el ozono en el volumen interior de la primera cámara.
46. El sistema de acuerdo con la reivindicación 41 , en donde la primera cámara además comprende una tercera entrada que se comunica con una fuente de vapor de agua. ]
47. El sistema de acuerdo con la reivindicación 41 , en donde la fuente de ozono es un generador de ozono.
48. El sistema de acuerdo con la reivindicación 41 , en donde la segunda entrada está ubicada adyacente a la primera entrada.
49. El sistema de acuerdo con la reivindicación 41 , en donde un diámetro de la primera cámara es de al menos 60,96 cm (24 in).
50. El sistema de acuerdo con la reivindicación 41 , en donde la segunda cámara es un desempañador.
51. El sistema de acuerdo con la reivindicación 41 , que además incluye un lavador.
52. El sistema de acuerdo con la reivindicación 41 , en donde la entrada adaptada para introducir material de tratamiento en contacto con la solución ácida de decapado introduce los materiales de tratamiento en el tanque, baño o dispositivo de rociado.
53. El sistema de acuerdo con la reivindicación 41 , en donde el aparato de decapado además comprende un compartimiento de tratamiento en el que la solución ácida de decapado se pone en contacto con el material de tratamiento.
54. El sistema de acuerdo con la reivindicación 41 , en donde la salida de la segunda cámara se comunica de forma fluida con el aparato de decapado de modo que el ácido nítrico solubilizado del volumen interior de la segunda cámara es transportado al aparato de decapado. RESUMEN Una forma de realización de un método para recuperar ácido nítrico de una solución ácida de decapado que incluye introducir un material de tratamiento que comprende al menos un compuesto químico en una solución de decapado que comprende ácido nítrico libre. El material de tratamiento reacciona con al menos una porción del ácido nítrico libre en la solución de decapado y produce NOx. Una corriente de gas que comprende al menos una porción del NOx se pone en contacto con ozono y, así, forma productos de oxidación que incluyen sesquióxido de nitrógeno y pentóxido de nitrógeno. Al menos una porción del sesquióxido de nitrógeno y del pentóxido de nitrógeno es puesta en contacto con agua y, así, se forma ácido nítrico, y al menos una porción del ácido nítrico es recolectada.
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|---|---|---|---|---|
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| CA3007437C (en) | 2015-12-21 | 2021-09-28 | Delta Faucet Company | Fluid delivery system including a disinfectant device |
| KR20190089705A (ko) * | 2018-01-23 | 2019-07-31 | 피에스테크놀러지(주) | NOx 저감을 위한 금속 세정 방법 |
| KR102693508B1 (ko) * | 2023-11-20 | 2024-08-09 | 주식회사 에코셋 | 오존 aop를 이용한 질소산화물 처리장치 |
| US20250372745A1 (en) * | 2024-05-28 | 2025-12-04 | Ace Green Recycling Inc. | Recovery of nitric acid from nox gasses |
Family Cites Families (48)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3015588A (en) * | 1951-12-31 | 1962-01-02 | Amchem Prod | Spray pickling processes for the surface treatment of metal |
| US3048503A (en) * | 1958-06-19 | 1962-08-07 | Crucible Steel Co America | Pickling apparatus and method |
| US4035296A (en) | 1964-04-23 | 1977-07-12 | Tii Corporation | System for pollution suppression |
| GB1229107A (es) * | 1969-06-13 | 1971-04-21 | ||
| US3673245A (en) | 1969-09-03 | 1972-06-27 | El Paso Products Co | Treatment of off-gases from nitric acid oxidation of anolone |
| US3652227A (en) | 1969-12-15 | 1972-03-28 | Beckman Instruments Inc | Nitric oxide analysis |
| JPS4884096A (es) * | 1972-02-14 | 1973-11-08 | ||
| JPS4884796A (es) * | 1972-02-15 | 1973-11-10 | ||
| US3852412A (en) | 1973-10-23 | 1974-12-03 | Brunswick Corp | Nitric acid recovery system |
| JPS50155467A (es) * | 1974-06-07 | 1975-12-15 | ||
| JPS5142067A (en) * | 1974-10-09 | 1976-04-09 | Tokyo Electric Power Co | Shitsushiki haiendatsushohoho |
| US4138470A (en) * | 1975-02-07 | 1979-02-06 | Bolme Donald W | Method of preventing escape of nitrogen oxides from an aqueous nitrate solution |
| AT335251B (de) * | 1975-03-10 | 1977-03-10 | Ruthner Industrieanlagen Ag | Verfahren und vorrichtung zur wiedergewinnung von salpetersaure und flusssaure aus losungen |
| JPS5310365A (en) * | 1976-07-15 | 1978-01-30 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Wet process simultaneous desulfurization and denitration method for exhaust gas |
| US4139595A (en) * | 1978-02-06 | 1979-02-13 | Vaseen Vesper A | Producing nitric oxide and nitric acid |
| US4142874A (en) | 1978-03-27 | 1979-03-06 | Vaseen Vesper A | Separating gaseous nitrogen oxides from other gases by paramagnetic separation in a liquid media |
| US4247321A (en) | 1979-05-21 | 1981-01-27 | Persinger James G | Method and apparatus for obtaining fertilizing solution from fossil fueled stationary engines |
| JPS55157316A (en) * | 1979-05-28 | 1980-12-08 | Toshiba Corp | Denitration method |
| FR2458306B1 (fr) * | 1979-06-13 | 1986-02-21 | Azote Cie | Procede et installation de recuperation d'oxydes d'azote des gaz nitreux |
| US4352740A (en) | 1980-02-08 | 1982-10-05 | Linde Aktiengesellschaft | Water ozonation method |
| US4351810A (en) * | 1981-07-09 | 1982-09-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Method for removing sulfur dioxide from a gas stream |
| JPS60206481A (ja) | 1984-03-30 | 1985-10-18 | Kawasaki Steel Corp | ステンレス鋼酸洗廃液の回収処理方法 |
| JPS6168126A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-08 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 湿式排煙脱硫・脱硝方法 |
| US4601731A (en) * | 1985-07-02 | 1986-07-22 | Koch Engineering Company, Inc. | Chevron-type mist eliminator and method |
| JP2640498B2 (ja) * | 1987-06-16 | 1997-08-13 | マシーネンファブリック アンドリッツ アクチエンゲゼルシャフト | 酸を回収する方法 |
| JPS6475026A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-20 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Wet type simultaneous desulfurization-denitrification process |
| JP2775550B2 (ja) * | 1992-06-19 | 1998-07-16 | 日鉄鉱業株式会社 | 含アルミニウム廃硝酸の処理方法 |
| US5328673A (en) * | 1992-11-23 | 1994-07-12 | Olin Corporation | Process for removal of NOx and SOx oxides from waste gases with chloric acid |
| JPH0639774Y2 (ja) * | 1993-08-17 | 1994-10-19 | セイコー化工機株式会社 | 排ガス浄化装置 |
| FI96387C (fi) | 1994-09-19 | 2001-12-03 | Kvaerner Pulping Oy | Menetelmä typen oksidien poistamiseksi sellutehtaan savukaasuista |
| DK0828550T3 (da) | 1995-05-30 | 2000-08-21 | Thermal Energy Internat Inc | System til rørgasvasning og spildvarmegenvinding |
| US6322756B1 (en) | 1996-12-31 | 2001-11-27 | Advanced Technology And Materials, Inc. | Effluent gas stream treatment system having utility for oxidation treatment of semiconductor manufacturing effluent gases |
| US5985223A (en) | 1998-06-02 | 1999-11-16 | The Boc Group, Inc. | Removal of NOx and SOx emissions form pickling lines for metal treatment |
| US6193934B1 (en) | 1998-09-22 | 2001-02-27 | Beltran, Inc. | Corona-induced chemical scrubber for the control of NOx emissions |
| US6284212B1 (en) * | 1998-11-10 | 2001-09-04 | O'brien Robert N. | Method of nitric acid formation using a catalytic solution |
| US6162409A (en) * | 1999-03-15 | 2000-12-19 | Arthur P. Skelley | Process for removing Nox and Sox from exhaust gas |
| US7168269B2 (en) | 1999-08-16 | 2007-01-30 | The Boc Group, Inc. | Gas injection for glass melting furnace to reduce refractory degradation |
| US6136284A (en) * | 1999-12-09 | 2000-10-24 | The Boc Group, Inc. | Process for the removal of nitrogen oxides from gas streams |
| US6761863B2 (en) | 2002-01-29 | 2004-07-13 | The Boc Group, Inc. | Process for the removal of impurities from gas streams |
| US6649132B1 (en) | 2002-07-23 | 2003-11-18 | The Boc Group, Inc. | Process for the removal of impurities from gas streams |
| US8192556B2 (en) * | 2002-10-15 | 2012-06-05 | Henkel Kgaa | Pickling or brightening/passivating solution and process for steel and stainless steel |
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