MXPA98001449A - Metodo y aparato para tratar un lecho de materialde particula - Google Patents

Abstract

Un lecho (6, 78) de material de partícula, que estásoportado por un fondo de distribución de gas (9, 75), estáubicado utilizando un gas de tratamiento, el cual por medio de ductos (19, 35, 77) es conducido de manera seccionada hacia, y dirigido a través del fondo de distribución de gas y el lecho de material desde uno o varios compartimientos subyacentes (15, 76). El flujo del gas de tratamiento a través de cada ducto (19, 36, 77) es autocorregido por medio de un regulador de flujo (21) provisto en cada ducto. Se obtiene por lo tanto que la caída de presión total a través del fondo de distribución de gas puede reducirse, que el flujo de gas de tratamiento a través del lecho de material estádistribuido de una manera deseable y bien definida a través de todo el fondo de distribución de gas sin importar la composición del lecho del material, y la distribución del mismo y que se evitan las formaciones del túnel.

Description

MÉTODO Y APARATO PARA TRATAR UN LECHO DE MATERIAL DE ARTÍCULA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método para tratar un lecho de material de partícula que está soportado por un fondo de distribución de gas, utilizando un gas de tratamiento el cual por medio de ductos es conducido de manera seccionada hacia, y dirigido hasta arriba de el fondo de distribución de gas y el lecho de material desde uno o varios compartimientos adyacentes. La invención se refiere también a un aparato para llevar a cabo el método de acuerdo con la invención.. Dentro del sector industrial, existen numerosos ejemplos de aparatos que comprenden un fondo de distribución de gas. Como ejemplos no limitantes de los mismos pueden mencionarse los reactores de lecho fluidizados, reactores químicos, aparatos de secado, intercambiadores de calor de gas sólido y otros. Esencialmente, las funciones del fondo de distribución de gas son la de soportar el lecho de material y distribuir el gas de tratamiento y fluidización de manera uniforme a través del lecho completo. La construcción del fondo de distribución de gas también es de importancia tanto para la eficiencia física como química del lecho. Hasta ahora, es un hecho generalmente identificado y reconocido de manera renuente que una caída de presión relativamente alta a través del fondo de distribución de gas se requiere para asegurar la distribución uniforme del gas a través del fondo completo, ya que la distribución inadecuada del flujo de gas frecuentemente conducirá a un escaso contacto de gas-sólido y a la formación de túneles. Frecuentemente, un fondo de distribución de gas está caracterizado por la relación entre la caída de presión a través del fondo de distribución de gas y la caída de presión a través del lecho. En la literatura técnica, está recomendado típicamente que el fondo de distribución de gas esté configurado de manera que esta relación sea de 0.40 o más, es decir, que la caída de presión a través del fondo sea de por lo menos 40% de aquella a través del lecho. Sin embargo, esta caída de presión relativamente alta a través del fondo de distribución de gas conlleva un consumo de energía excesivamente alto de la instalación de ventilador que impulsa el gas de tratamiento a través del aparato. Un ejemplo de un aparato que comprende un fondo de distribución de gas es un enfriador de rejilla para enfriamiento, por ejemplo, un clinker de cemento. En tal enfriador, el propósito principal es lograr un grado favorable de intercambio térmico entre el clinker y el gas enfriador de manera que esencialmente toda la energía térmica contenida en el clinker caliente pueda ser devuelta al sistema de horno- en el gas de enfriamiento, mientras que, al mismp tiempo, el clinker es descargado desde el enfriador a una temperatura que es muy cercana a la temperatura ambiente. Es una condición previa lograr un grado favorable de intercambio térmico que el flujo de gas enfriador a través del clinker esté bien definido. En relación con el enfriamiento del clinker de cemento que es descargado desde un horno instalado ante el enfriador ha surgido sin embargo, que el clinker no está siempre uniformemente distribuido sobre la rejilla enfriadora. En su lugar, existe una tendencia hacia que el clinker esté distribuido de manera que las masas del clinker más grande están ubicadas predominantemente en un lado del enfriador, considerando que las masas del clinker más finas están ubicadas en el otro lado. Asimismo, el espesor del lecho del clinker puede exhibir variaciones tanto longitudinal como transversalmente a través del enfriador. Ya que es más fácil que el gas enfriador penetre en un lecho de masas de clinker más grandes y/o un lecho más delgado en comparación a penetrar un lecho de masas de clinker más finas y/o un lecho más grueso y, ya que, de manera muy natural, el gas enfriador seguirá siempre la ruta de menor resistencia, cualquier distribución no uniforme del clinker ocasiona con frecuencia que el material de clinker más fino no sea suficientemente enfriado, provocando por tanto zonas calientes, llamadas "ríos rojos" que se forman en el enfriador. Tal distribución desigual del clinker puede conducir también a que el gas enfriador en las áreas en donde se encuentra menor resistencia simplemente sople el material lejos y forme túneles, a través de los cuales el gas enfriador escapará sin ningún intercambio notable de calor con el material de clinker. Por lo tanto, la eficiencia óptima de un refrigerante que opera bajo tales condiciones no puede lograrse. A fin de reducir la importancia de la penetrabilidad desigual del lecho de clinker del gas enfriador y para asegurar un flujo de gas enfriador distribuido de manera más uniforme a través de la superficie completa de la rejilla, se ha propuesto que la rejilla adecuada está provista de tal forma que la rejilla misma fijará gran resistencia a la penetración deJL gas de enfriamiento. Sin embargo, esta solución ocasiona una mayor pérdida de presión a través de la rejilla, involucrando costos sustanciales para el montaje y operación de la instalación de ventilador. Al mismo tiempo, no elimina los problemas en términos de las formaciones de túnel. A partir de la EP-A-0 442 129 se sabe de un método y un enfriador de rejilla por medio de los cuales se reclama que puede reducirse al mínimo el problema antes mencionado mediante la alimentación de gas de enfriamiento adicional en impulsos hacia las áreas de lecho en las cuales la temperatura es más alta que en las áreas circundantes del lecho, por lo que las primeras áreas mencionadas de lecho están más frías y son sometidas también a la agitación. Una desventaja distinta de esta solución conocida es la manera relativamente costosa y complicada en la que la operación de control para el suministro de gas de enfriamiento adicional se lleva a cabo. El control implica que la temperatura de toda el área de superficie del lecho de material sea medida y registrada a fin de establecer un perfil de temperatura, el cual, por medio de una unidad de cálculo y control, forma la base general para controlar un número de válvulas que admiten e interrumpen, respectivamente, el suministro de gas enfriador adicional hacia las boquillas que están ajustadas bajo la rejilla en un patrón estructurado. Así mismo, la agitación del lecho de material puede tener un efecto negativo sobre la eficiencia del enfriador. Un segundo ejemplo de un aparato que comprende un fondo de distribución de gas es un horno de lecho fluidizado, el cual se utiliza por ejemplo, en plantas térmicas y de energía. En un lecho fluidizado, el propósito principal es asegurar la combustión eficiente del combustible de entrada bajo condiciones de operación estables y óptimas. En este contexto, es una condición previa que el gas fluidizado esté uniformemente distribuido a trasvés de todo el lecho. En el horno del lecho fluidizado existen problemas conocidos en términos de formaciones de túneles similares a aquellos descritos en lo anterior, en relación con el ejemplo del enfriador. En el horno de lecho fluidizado, el problema es considerado también que es atribuible al hecho de que el espesor del lecho que no es uniforme, provocando de esta manera que el gas fluidizado penetre, con un efecto de autoenergización, el lecho en el punto de menor espesor y, por lo tanto, el punto de menor resistencia. A fin de reducir al mínimo los problemas y lograr una distribución más uniforme del gas fluidizado, el fondo de distribución de gas ha sido proporcionado de una forma similar, como se hizo en el enfriador de clinker, de manera que presenta mayor resistencia a la penetración del gas fluidizado. Sin embargo, se ha determinado que, ni en los hornos de lecho flu dizado, esta solución ha conducido a la eliminación del problema en términos de formaciones de túneles. Es el objetivo de la presente invención, proporcionar un método así como un aparato de material de partícula por medio del cual las condiciones favorables y estables de operación sin ninguna formación de túneles pueden obtenerse en tanto que se reduce simultáneamente los costos de operación de la instalación de ventilador.

La DE-A-1221984 describe un método para tratar un lecho de material de partícula que está soportado por un fondo de distribución de gas,* que utiliza un gas de tratamiento el cual por medio de ductos es conducido de manera seccionada hacia, y dirigido hacia arriba a través del fondo de distribución de gas y el lecho de material desde uno o varios compartimientos subyacentes; el flujo del gas de tratamiento a través de cada ducto es regulado por medio de un regulador de flujo provisto en cada ducto, cada regulador de flujo es automáticamente movible en respuesta directa a la condición de flujo de gas en el ducto respectivo; y de acuerdo con la presente invención, tal método está caracterizado porque la regulación es efectuada continuamente dentro de una escala operativa. Esta invención incluye también un aparato para tratar un lecho de material de partícula, el aparato comprende un fondo de distribución de gas para soportar el lecho que se va a tratar y proporcionado con un número de ductos para el suministro seccionado del gas de tratamiento desde uno o varios compartimientos subyacentes; cada ducto tie*he un regulador de flujo respectivo que es automáticamente movible en respuesta directa a la condición de flujo de gas en el ducto respectivo; caracterizado porque el regulador de flujo está colocado para proporcionar una regulación continua del flujo de gas dentro de una escala operativa.

Por la presente se obtuvo que la pérdida de presión total a través del fondo de distribución de gas puede reducirse, que el flujo del gas de tratamiento a través del lecho de material es distribuido de una manera deseable y bien definida a través de todo el fondo de distribución de gas, sin importar la composición del lecho de material y la distribución en el mismo, y que las formaciones de túnel se evitan. Esto se debe a la regulación automática del flujo de gas que es efectuada continuamente en cada ducto en respuesta directa al flujo de gas durante la operación al aparato. En caso de un cambio en la composición del material y/o el espesor del lecho en un área del lecho del material, ocasionado, por ejemplo, una caída en el nivel de resistencia a la penetración del gas en esa área, la cual es típica en relación con un inicio de formación de túnel, el regulador de flujo en el ducto bajo el área particular proporcionaré regularmente que el área de paso en ese ducto está reducida de manera que el flujo de gas a través de esa área no se eleva, sino que en su lugar se reduce o por lo menos se mantiene constante. Eso permitirá que el lecho de material se restablezca en tanto que se asegura simultáneamente que sólo el volumen de gas requerido para el tratamiento es dirigido a través del lecho en el área particular. En el caso opuesto, donde la resistencia del lecho se incrementa, por ejemplo, como una consecuencia del lecho más grueso, el regulador de flujo proporcionará un área de sección transversal de paso incrementado en el ducto subyacente, y de esta manera que el flujo de gas a través de esta área no se reduzca, sino que en su lugar se incremente o por lo menos se mantenga constante. Así, expresado en otras palabras, puede decirse que cada regulador de flujo individual compensa los cambios en la resistencia del flujo del lecho de material subyacente, de manera que se mantiene la mejor aireación posible a la caída de presión más baja posible. Por lo tanto, aunque la invención puede utilizarse para obtener un flujo de gas deseado en cualquier situación, siempre que el flujo de gas deba ser, preferiblemente dispuesto que, dentro de la escala operativa, el flujo de gas no disminuye o se incrementa conforme la caída de presión a través de la parte sobreyacente del lecho es incrementada y, a la inversa, que disminuye conforme la caída de presión a través de la parte sobreyacente del lecho se. reduce. Alternativamente, la regulación puede ser tal que el flujo de gas se mantiene sustancialmente constante en cualquier caída de presión que ocurre a través de la parte sobreyacente del lecho. En relación con un enfriador de rejilla se logra de esta forma que el material sea enfriado uniformemente hasta la temperatura deseada, que la recuperación de calor es satisfactoria y que las formaciones de túnel se eviten. En relación con un lecho fluidizado se logra que el lecho fluidizado exhiba un comportamiento más~ estable sin ninguna tendencia hacia las formaciones de túnel. Algunas veces, puede, por diferentes razones, ser ventajoso en ciertos tipos de aparato tener un mayor flujo del gas de tratamiento en una o varias áreas específicas en comparación a otras áreas y, por lo tanto, es posible de acuerdo con la invención llevar a cabo ajustes continuos o intermitentes de la fijación de dato de cada regulador de flujo a fin de lograr las características de flujo deseadas. El ajuste de la fijación del dato de los reguladores de flujo puede llevarse a cabo manual o automáticamente utilizando equipo de medición y monitoreo que está conectado a una unidad de control. En un diseño simple, cada regulador de flujo puede ser de un tipo que comprende uno o varios medios de boquilla de tipo vénturi variables, constituyendo, por sí mismas, restrictores de limitación de flujo variables. En este contexto, la expresión "medios de boquilla similares a vénturi", se refiere a una boquilla en la cual la presión corriente arriba de la boquilla es, para la mayor parte; la corriente abajo recuperada de la boquilla. En un diseño extendido, cada medio de boquilla similar a vénturi puede estar conectado separadamente por medio de medios conectores a unos medios de restricción variables. En otro diseño igualmente simple, cada regulador de flujo puede ser del tipo que comprende uno o varios medios de boquilla similares a orificio, variables. En este contexto, la expresión "medios de boquilla similares a orificio" se refiere a una boquilla en la cual la pérdida de presión a través de la boquilla no es recuperada corriente abajo de la boquilla. Cada medio de boquilla similar a orificio puede ser diseñado de manera que comprenda por lo menos dos medios de restricción de flujo, los cuales, en conjunción, definen por lo menos una abertura de boquilla, y que por lo menos uno de los medios de restricción de flujo es desplazable con relación a los otros y conectado a los medios para generar este desplazamiento. Estos medios de desplazamiento pueden ser provistos en cualquier forma adecuada, aunque se prefiere que cada medio comprenda una placa móvil sobre un lado de la cual prevalece la presión P-^ corriente arriba de la abertura de boquilla y en el otro lado de la cual prevalece la presión P2 corriente abajo de la abertura de boquilla, y que la placa movible está directa o indirectamente conectada a medios controladores característicos.

Se prefiere además que los medios de restricción de flujo estén configurados de manera que el área de abertura de boquilla total para cualquier diferencial de presión que prevalece a través de la boquilla dentro de un rango de operación específico, resulte precisamente en el flujo de gas deseado a través del ducto. Debido a los diferentes ambientes de operación, sería ventajoso para cada regulador de flujo ser individualmente ajustable. Por lo tanto, cada regulador de flujo individual puede comprender medios para ajustar su fijación de dato. El aparato puede comprender también equipo de medición y monitoreo el cual, por medio de una unidad de control, está conectado a los medios de ajuste de cada regulador de flujo individual. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se describirá ahora en mayor detalle con referencia al dibujo diagramático anexo, en el cual: la Figura 1 muestra una primera modalidad de un regulador de flujo que puede utilizarse de acuerdo con la invención, la Figura 2 muestra una segunda modalidad de un regulador de flujo que puede utilizarse de acuerdo con la invención, la Figura 3 muestra una tercera modalidad de un regulador de flujo que puede utilizarse de acuerdo con la invención, la Figura 4 muestra una cuarta modalidad de un regulador de flujo que puede utilizarse de acuerdo con la invención, la Figura 5 muestra una quinta modalidad de un regulador de flujo que puede utilizarse de acuerdo con la invención, la Figura 6 muestra curvas operativas para el flujo de gas a través del ducto con un regulador de flujo específico, y respectivamente, sin ningún regulador: la Figura 7 muestra una vista lateral de un primer tipo de enfriador de rejilla que comprende reguladores de flujo de acuerdo con la invención, la Figura 8 muestra una parte de otro tipo de enfriador de rejilla que comprende también reguladores de flujo de acuerdo con la invención, y la Figura 9 muestra un horno de lecho fluidizado que comprende reguladores de flujo de acuerdo con la invención. En las Figuras 1 a 5 se muestran cinco ejemplos no limitantes de reguladores de flujo no costosos y mecánicos simples 21, que pueden utilizarse de acuerdo con la invención.

Los reguladores de flujo 21 mostrados en las Figuras 1 a 3 son del tipo que comprende uno o varios medios de boquilla similar a vénturi, considerando que los reguladores de flujo mostrados en las Figuras 4 y 5, son del tipo que comprenden uno o varios medios de boquillas similares a orificio. El regulador de flujo 21 mostrado en la Figura 1 comprende una o más partes de boquilla similares a vénturi 45, cada una estando ajustada en su propio extremo, por medio de brazos 46, para rotación alrededor de un eje 43 ajustado en la pared del regulador. Cada parte de boquilla 45 da una parte variable del área de pasaje, y por lo tanto, actúa por sí misma, como medios de restricción restrictores de flujo 44, los cuales, durante la operación, se mueven entre una primera y segunda posiciones extremas en respuesta a las condiciones de presión que prevalecen en el regulador. En su primera posición extrema mostrada por una línea sólida en las figuras, la parte de boquilla 45 restringe hasta un grado mínimo el flujo de gas enfriador a través del regulador 21, considerando que en su segunda posición extrema mostrada por una línea punteada, restringe el flujo hasta un grado máximo. Para evitar que la parte de boquilla 45 cierre el flujo de gas de enfriamiento completamente y permita que la segunda posición extrema de la parte de boquilla 45 sea ajustada, el regulador comprende medios de retén y ajustes 51, por ejemplo, en la forma de un tornillo. El regulador 21 comprende también un elemento de control característico de par de torsión externo, mostrado en la presente en la forma de un resorte 52. El regulador de flujo 21 mostrado en la Figura 2 comprende medios giratorios 41 que pueden moverse entre una primera y segunda posición extrema mediante rotación alrededor de un eje 43. En la figura, los medios de rotación 41 se muestran en su primera posición extrema. En un extremo de los medios giratorios 41, consisten de una parte de boquilla similar a vénturi 45 y eh su otro extremo constan de una parte de restricción 44 que en la modalidad mostrada comprende dos bocas de ventilación 47 que por medio de brazos conectores 46 están conectadas a la parte de boquilla 45. Los brazos de conexión 46 restringen sólo estrictamente el flujo a través del regulador 21. Dos bocas de ventilación 48, las cuales operan interactivamente con las bocas de ventilación 47 de los medios de restricción 44, están provistas sobre el regulador, opuesta a las bocas de ventilación 47. Para evitar que el gas enfriador escape detrás de las partes extremas 45 y 47 de los medios giratorios 48, después de que se han movido lejos de su primera posición extrema. Las paredes del regulador están equipadas con protuberancias complementarias 49 y 50 para acomodar las partes extremas 45 y 47 en la primera posición extrema de los medios giratorios 41. El regulador de flujo 21 mostrado en la Figura 2, puede también, de manera similar con aquella mostrada en la Figura 1, comprender medios de retén y ajuste 51 no mostrados, y una característica de torsión externa 52 mostrada aquí en la forma de un brazo de torsión 53 y un resorte 54 que está fijado a la flecha 43 y el armazón de máquina indicado en 55 respectivamente. El regulador de flujo 21 mostrado en la Figura 3, comprende también una parte de boquilla similar a vénturi variable 45 la cual, por medio de un brazo de conexión 46 que es giratorio alrededor de un eje 43 está conectada a medios de restricción 44. Este regulador de flujo 21 puede también, igual que los reguladores previamente mencionados, comprender medios de retén y ajuste 51, no mostrados, y una característica de torsión externa 52 mostrada en la presente en la forma de un brazo de torsión 56 que comprende un peso ajustable 57 y que está unido al eje 43. Los reguladores de flujo 21 mostrados en las Figuras 1, 2 y 3 operan como sigue. Si las condiciones de presión antes o después del regulador 21 se cambian de manera que el flujo de gas, indicado por la flecha, a través del regulador es virtualmente cambiado, la parte de boquilla 45, por ejemplo, en el caso de un incremento de flujo virtual que puede ocurrir si la resistencia al flujo del lecho del material es reducida, se someterá a una preeión estática menor y, por lo tanto, tendrá una tendencia a moverse hacia la izquierda en las figuras. En la modalidad mostrada en la Figura 1, • los medios de restricción 44 limitarán inmediatamente por tanto, el flujo de gas restringiendo el área de paso, considerando que los medios de restricción 44 en la modalidad mostrada en las Figuras 2 y 3 por medio del brazo de conexión o brazos 46, serán forzados por la presente en la dirección a la derecha en las figuras, limitando por lo tanto, el flujo de gas al restringir el área de paso. Los reguladores de flujo 21 mostrados en las Figuras 4 y 5, comprenden medios de boquilla similares a orificio 90, que constan de dos placas sobrepuestas 91 y 92. La placa 91 que está unida a la pared de ducto está equipada con una abertura, formando de esta manera, en conjunción con la placa 92, la cual es capaz de una acción oscilante, como se muestra por medio de la doble flecha, una abertura de boquilla variable 93. En la modalidad mostrada en la Figura 4, las placas 91 y 92 están conformadas de placas planas, considerando que la modalidad mostrada en la Figura 5 está conformada de placas curvas con una línea central de curvatura común 97. En ambas modalidades, el desplazamiento de la placa 92 es efectuado por medio de una placa móvil 94 unida a la misma y cuya placa 94 es movida automáticamente y ajustada como una función del diferencial de presión P^-P2 a través de la boquilla, como sobre un lado de la placa, prevalece la presión P- corriente arriba de la abertura de boquilla considerando que, en el otro lado de la placa prevalece la presión P5 corriente abajo de la abertura de boquilla 93. Ambas modalidades incluyen también una placa 96 para separar las dos áreas de presión. A fin de obtener la curva de operación deseada para la boquilla, la placa móvil 94 está conectada directa o indirectamente a un elemento de control característico externo 95. En la modalidad mostrada en la Figura 4, la placa 94 está configurada para desplazamiento transversal relativamente hacia una placa fija 96 y conectada a un resorte 95 el cual a su vez está unido a la pared del ducto. En la modalidad mostrada en la Figura 5, la placa 94 está ajustada pivotalmente en un extremo alrededor de la línea 97 y equipada, en su otro extremo con un peso 95. Ambas modalidades pueden, ser configuradas de manera que cumplan cualquier correlación deseable entre el flujo de gas a través de la boquilla y la caída de presión a través de la boquilla. En la práctica, esto puede hacerse calculando, en base a un número de diferenciales de presión diferentes 1-P2 y de aquí diferentes posiciones de equilibrio de la placa desplazable 92, el área de la abertura 93 requerida para obtener el flujo de gas deseado para cada diferencial de presión específico. En base a esos cálculos del área, será posible determinar la configuración, en otras palabras, las dimensiones longitudinales y transversales de la depresión en la placa 91. Tanto en las Figuras 4 y 5, la depresión, y por tanto, la abertura de boquilla 93, están configuradas de manera que el cambio absoluto del área de la abertura de boquilla se reduce con desplazamiento incrementado de la placa 92 en la dirección hacia la izquierda en las Figuras. Las curvas operativas en la Figura 6 indican la correlación entre la caída de presión y el flujo de gas a través de un ducto que comprehde un regulador de flujo específico, la curva 1, y, respectivamente, un ducto sin regulador, la curva 2. La curva 3 indica la abertura de flujo en el ducto con regulador. Parece a partir de la curva 2, que la caída de presión a través del ducto sin regulador se incrementa conforme se incrementa el flujo de gas. Ya que la instalación de ventilador mantiene una caída de presión constante para el ducto particular, puede concluirse que el flujo de gas a través del ducto, y por lo tanto a través del lecho de material, disminuye conforme la caída de presión a través del lecho se incrementa, lo cual ocurre cuando el espesor del lecho se incrementa, y, a la inversa, que se eleva conforme la caída de presión a través del lecho disminuye, lo cual ocurre cuando el espesor del lecho es reducido. Esto no es deseable, ya que puede dar origen a los problemas antes mencionados en término de un escaso contacto de gas-sólido y las formaciones de túnel. Ajustando un regulador de flujo, tal como uno de los reguladores antes descritos en el ducto, será posible obtener una curva operativa similar a una mostrada en la curva 1. Como aparece, la curva 1 tiene un intervalo A a B dentro del cual el flujo de gas a través del ducto disminuye conforme la caída de presión a través del ducto se incrementa. Con la caída de presión total a través del ducto y el lecho siendo constante, esto significa, en tanto que la operación se mantiene dentro del intervalo A a B, que el flujo de gas a través del ducto y por lo tanto a través del lecho de material se elevará conforme la caída de presión a través del lecho se incrementa, y a la inversa, disminuirá t-conforme la caída de presión a través del lecho se reduce.

Por lo tanto, el problema antes mencionado en términos del escaso contacto de -gas-sólido y las formaciones de túneles, será eliminado o por lo menos se reducirá sustancialmente. La inclinación del intervalo de curva A a B indica la intensidad con la que el regulador no reacciona a un cambio de presión específico. A partir del punto B sobre la curva 1 y en la dirección hacia la derecha, el regulador es cerrado a un máximo grado, y como es evidente a partir de la curva 3, y por lo tanto, el flujo de gas a través del ducto depende de los derrames, si los hubiere, y del área de paso mínima que ha sido seleccionada. En la Figura 7, se muestra un enfriador de rejilla 1 que comprende un extremo de entrada 5 y un extremo de salida 7. El enfriador de rejilla 1 está en contacto con un horno giratorio 3 a través del cual se recibe material caliente el cual es para ser enfriado. El material a partir del horno giratorio cae sobre una superficie de rejilla 9 provista en el enfriador 1 y es transportado como una capa de material 6 sobre esta superficie desde el extremo de entrada 5 del enfriador hacia el extremo de salida 7 por medio de una cadena de arrastre 15. La rejilla 9 mostrada en la Figura 7 es estacionaria, estando conformada de un mayor número de filas consecutivas de zapatos de rejilla 11 cuyas filas se extienden transversalmente a través de la dirección de transporte del material. Bajo la rejilla 9, el enfriador 1 comprende un compartimiento 15 el cual es suministrado con gas enfriador desde una instalación de ventilador 17. El compartimiento 15 puede, tanto en la dirección longitudinal del enfriador como transversal del mismo, estar dividido en un número de compartimientos más pequeños, no mostrados, y, de ser así, el gas enfriador es suministrado a cada compartimiento individual. En el compartimiento 15 y en relación con la rejilla 9, el enfriador 1 comprende un número de ductos 19 para la alimentación seccionada del gas enfriador hacia la rejilla 9. Los ductos 19 están colocados lateralmente tanto en la dirección longitudinal como transversal del enfriador. El número de ductos 19 y el área de la rejilla que cada ducto debe alimentar con gas enfriador se selecciona individualmente para cada instalación de enfriador. Para asegurar que el flujo de gas enfriador a través de la rejilla 9 y la capa de material depositada en la misma, la cual es para ser enfriada, esté distribuido de una manera deseable y bien definida a través de toda la superficie de la rejilla, sin importar la composición de la capa de material y su distribución sobre la rejilla, el enfriador 1 comprende en cada ducto, un regulador de flujo 21. Como se mencionó previamente, cada regulador de flujo 21 compensa los cambios en la resistencia al flujo de la capa de material sobreyacente de manera que la resistencia al flujo total del gas enfriador a través del ducto respectivo 19 y la capa de material sobreyacente se mantiene constante dentro de un intervalo muy estrecho. A través de un dimensionamiento apropiado de los reguladores de flujo 21, obteniendo de esta forma, una curva operativa que corresponde a la curva 1 antes descrita en relación con la Figura 6, puede obtenerse, en tanto que la operación se mantiene dentro del intervalo A a B, que el flujo de gas a través del ducto y por lo tanto a través del material 6 para ser enfriado, se incrementa conforme la caída de presión a través de la capa de material 6 se incrementa y, a la inversa, que disminuye conforme la caída de presión a través de la capa de material 6 se reduce. Por lo cual, se obtendrá un enfriamiento más eficiente del material, también en las áreas donde el gas enfriador encuentra la mayor resistencia y que la tendencia hacia la formación de los túneles se reduce. El enfriador 1 mostrado en la Figura 7 comprende además equipo de medición y monitoreo 23 el cual, por medio de una unidad de control 25 está conectada a cada regulador de flujo individual 21. En la Figura 8, se muestra una parte de un enfriador de rejilla del horno, que comprende un horno de filas sobrepuestas de canales de rejilla 31 donde cada segunda fila está colocada de manera que es capaz de una acción oscilante, como se indica mediante la doble flecha 33, para impulsar el material 6 a través del enfriador. Como se muestra en la figura, cada canal de rejilla comprende una parte de rejilla superior 34 que soporta la capa de material 6 y que tiene pasajes 36 para el gas enfriador, y una parte de ducto inferior 35 para suministro del gas enfriador desde un compartimiento subyacente 15 hacia la parte de rejilla 34. Para regular el flujo de gas a través de cada canal de rejilla individual, de manera similar a como se hizo en el enfriador mostrado en la Figura 7 y obtener de esta forma, un flujo de gas que es distribuido de una manera deseable y bien definida a través de toda la superficie de rejilla, el enfriador mostrado en la Figura 8 comprende en cada ducto un regulador de flujo 21. Varios canales de rejilla 31 en la misma fila pueden ser suministrados con gas enfriador por medio de la misma parte de ducto 35, reduciendo de esta forma el número total de reguladores de flujo. En la Figura 9, se muestra un ejemplo de un horno de lecho fluidizado 71 que comprende un reactor en la forma de un recipiente 73, un fondo de distribución de gas 75 que está ubicado en la parte más inferior del recipiente 73 y que incorpora boquillas fluidizada de paso no mostradas. El fondo de distribución de gas puede comprender un número arbitrario de boquillas fluidizada, aunque típicamente comprenden entre 1 y 150 por metro cuadrado, dependiendo del tipo de boquilla fluidizada que se está utilizado. El horno es suministrado con combustible, y cualesquier materiales auxiliares, tales como cal viva, por medio de una entrada 72 y con gas de combustión/fluidización por medio de una entrada 74 y un compartimiento 76. En el compartimiento 76 y conectado al fondo de distribución de gas 75, el horno 71 comprende un número de ductos 77 para la alimentación seccionada del gas de combustión/fluidización hacia las boquillas fluidizada del fondo de distribución de gas 75. . Durante la operación del horno, el combustible es quemado en un lecho fluidizado 78 sometido a la alimentación constante de gas de combustión desde el compartimiento 76 por medio de los ductos 77 y las boquillas fluidizadas. El gas de canal desde el proceso de combustión es conocido a través del recipiente 73 e intercambia calor con un intercambiador térmico 79 antes de su descarga a través de la salida de gas 80. Las partículas fijadas desde el gas de canal son recirculadas hacia el lecho por medio de una entrada 81. En un horno de lecho fluidizado que es operado bajo condiciones óptimas, el lecho 78 exhibirá características de comportamiento estables y estará uniformemente distribuido a través de todo el fondo de distribución de gas 75. Sin embargo, en la práctica, se ha determinado que la desestabilización del lecho 78 puede ocurrir si, el material de lecho es dispersado de manera no uniforme a través del fondo de distribución de gas 75, generando de esta forma, áreas en donde el espesor del lecho, y por lo tanto, la pérdida de presión es muy pequeña. A menos que el lecho de material 78 sea rápidamente realizado, el gas de combustión, con un efecto autoenergizante, penetrará el lecho en esas áreas y, con toda probabilidad, se formarán túneles en el lecho 78.

Para reducir al mínimo este problema de una manera similar como se hizo en relación con los enfriadores mostrados en las Figuras 7 y 8 y para obtener una relación más uniforme del material del lecho a través del fondo de distribución de gas completo 75, se propuso, de acuerdo con la invención, que el horno 71 esté equipado con el regulador de flujo 21 en cada ducto 77. De manera similar con el enfriador de rejilla, previamente descrito, se obtuvo de esta forma, en tanto que la operación se mantiene dentro del intervalo A a B, véase la Figura 6, que el flujo de gas a través de cada ducto 77 y por lo tanto a través del lecho de material adyacente 78, se incremente conforme la caída de presión a través de este lecho de material 78 se incrementa y, a la inversa, que disminuye conforme la caída de presión a través del lecho de material 78 se reduce, reduciendo de esta manera la tendencia a la formación de túneles.

Claims (16)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para tratar un lecho de material de partícula que está soportado por un fondo de distribución de gas, utilizando un gas de tratamiento, el cual por medio de ductos, es conducido de manera seccionada hasta, y dirigido a través del fondo de distribución de gas y el lecho del material desde uno o varios compartimientos subyacentes; el flujo de gas de tratamiento a través de cada ducto es regulado por medio de un regulador de flujo, provisto en cada ducto para compensar, por lo menos en parte, por una caída de presión que cambia a través del lecho; y cada regulador de flujo s automáticamente movible en respuesta directa a la velocidad de flujo de gas en el ducto respectivo; caracterizado porque la regulación es efectuada continuamente de manera variable dentro de una escala operativa alrededor de una velocidad de flujo de dato; el regulador que reduce el área de paso de gas en el ducto cuando el flujo de gas empieza a elevarse, y viceversa.
2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el flujo de gas a través de cada ducto es regulado de manera que dentro de una escala operativa, el flujo de gas no disminuye o se incrementa conforme la caída de presión a través de la parte sobreyacente del lecho se incrementa o se disminuye respectivamente.
3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el flujo de gas a través de cada ducto es regulado de manera que se incrementa o disminuye como la caída de presión a través de la parte sobreyacente del lecho se incrementa o se disminuye respectivamente.
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el flujo de gas a través de cada ducto es regulado de manera que se mantiene sustancialmente constante en cualquier caída de presión que ocurre a través de la parte sobreyacente del lecho.
5. 5. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una fijación de dato de cada regulador de flujo se ajusta para lograr las características de flujo deseadas.
6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la fijación de dato de los reguladores de flujo se ajusta automáticamente por medio de equipo de medición y monitoreo, que está conectado a una unidad de control.
7. 7. Un aparato, para tratar un lecho del material de partícula, el aparato comprende un fondo de distribución de gas, para soportar el lecho que se va a tratar y provisto con un número de ductos para el suministro seccionado del gas de tratamiento desde uno o varios compartimientos subyacentes,• cada ducto que tiene un regulador de flujo respectivo, que es automáticamente movible en respuesta directa a la velocidad de flujo de gas en el ducto respectivo; caracterizado porque el regulador de flujo proporciona una regulación variable continua del flujo de gas dentro de una escala operativa; el regulador está colocado para reducir el área de paso de gas en el ducto cuando el flujo empieza a elevarse y viceversa.
8. 8. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque cada regulador de gas 21 comprende uno o varios medios de boquilla similar a vénturi, cada uno de los cuales está conectado a través de medios de conexión a medios de restricción variables, de los cuales es variable el área de abertura de boquilla total.
9. 9. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque cada regulador de flujo comprende uno o varios medios de boquilla similares a orificios variables, de los cuales el área de orificio total es variable.
10. 10. El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque cada medio de boquilla comprende por lo menos dos placas de restricción de flujo sobrepuestas, las cuales, en conjunción definen por lo menos una abertura de boquilla, y que por lo menos una de las placas es movible sobre la otra y está conectada a medios para generar este desplazamiento en respuesta a la condición de flujo de gas.
11. 11. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque sobre un lado de cada placa móvil prevalece la presión P-^ corriente arriba de la boquilla de abertura y sobre el otro lado de ésta, prevalece la presión P2 corriente abajo de la abertura de boquilla, y la placa móvil está conectada directa o indirectamente a medios de control de característica.
12. 12. El aparato de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque los medios de restricción de flujo están configurados de manera que el área de abertura total de la boquilla para cualquier diferencia de presión que prevalece a través de la boquilla dentro de la escala de operación específica resulta precisamente en el flujo de gas deseado a través del ducto.
13. 13. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado porque el regulador de flujo comprende medios para ajustar su fijación de dato.
14. 14. El aparato de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque comprende equipo de medición y monitoreo el cual por medio de una unidad de control está conectado a los medios de ajuste de cada regulador de flujo.
15. 15. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicación 7 a 14, caracterizado porque es un enfriador de rejilla para enfriar el material de partícula caliente, tal como el clinker de cemento que está siendo descargado desde un horno de cemento.
16. 16. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 14, caracterizado porque es un horno de lecho fluidizado.