DESCRIPCIÓN CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La invención se engloba en el campo de las torres de refrigeración de fluido de fluido de proceso y, en concreto, a las mejoras introducidas en el elemento de filtrado del aire de salida.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En las torres de tiro mecánico, el fluido que llega a la torre se distribuye mediante boquillas aspersoras o compartimientos que dejan pasar el fluido hacia abajo verticalmente a través de orificios.

El aire usado para el enfriamiento de la torre puede obtenerse de las dos maneras siguientes: - Mediante tiro inducido: en este tipo de torres se dispone de un ventilador en la arte superior de la torre que succiona el aire.

- Mediante tiro forzado: el aire es forzado al interior de la torre mediante un ventilador y se descarga por la parte superior.

Este último tipo de torres presentan la problemática de la recirculación del aire caliente y húmedo. El efecto de la recirculación se muestra en el inesperado aumento de la temperatura de bulbo húmedo del aire que entra a la torre de enfriamiento (por encima de la temperatura de bulbo húmedo del aire ambiente) y un correspondiente incremento en la temperatura del líquido que sale de la torre.

Dependiendo del grado de recirculación la temperatura del agua fría puede incrementarse hasta en 5 grados o más. Esto también ocasiona que algunas veces, el sistema opere por encima de los parámetros de diseño. Todas las torres presentan riesgo de recirculación, la extensión de esta depende de las velocidades de entrada y salida del aire. Las altas velocidades de entrada incrementan el riesgo de recirculación, mientras que las velocidades de salida elevadas lo disminuyen. En el caso de que el fluido a enfriar no sea agua, sino un fluido que contenga sólidos en suspensión, como el tipo de torres de refrigeración empleadas en los procesos productivos de materiales no ferrosos, se elimina la parte de la torre correspondiente al relleno, pues este elemento de la torre lejos de favorecer el proceso de enfriamiento del fluido se comporta como un elemento de acumulación de partículas sólidas que empeora el rendimiento de la torre y aumenta su labor de mantenimiento de forma exponencial al tiempo de funcionamiento de la torre.

Una disminución en la cantidad de aire que circule por el interior de la torre influye directamente sobre la temperatura del líquido incrementándola considerablemente.

En el diseño de este tipo de torres, se tiene en cuenta el líquido a refrigerar, ya que, el calor específico para la solución de electrolitos no es el mismo que para el agua, puesto que la solución electrolítica contiene sólidos en suspensión.

También se tiene en cuenta que los sólidos en suspensión son propensos a cristalizar en cualquier superficie. Por lo tanto, las tareas de mantenimiento pasan a ser cruciales en estas torres.

El electrolito se pulveriza en la torre desde la parte superior para proporcionar una contra-corriente en donde el aire de enfriamiento fluye ascendentemente contra las gotitas de electrolito que caen hacia abajo. Por encima de la sección pulverizadora, se disponen eliminadores de niebla para reducir al mínimo la cantidad de emisiones ácidas expulsadas a la atmósfera.

Durante el funcionamiento de estas torres de enfriamiento, precipitan impurezas sobre todas las zonas interiores de la torre, principalmente sobre las paredes, el suelo y el eliminador de niebla de la torre de enfriamiento. Estas precipitaciones se traducen en una pérdida de sección en la torre y como consecuencia en una disminución del rendimiento de la misma. Debido a esto, es habitual incorporar una torre de enfriamiento extra al circuito de enfriamiento de manera que, una de las torres se pueda poner fuera de servicio en cualquier momento para llevar a cabo la limpieza y en su lugar funcione la torre extra. Pero el sobrecoste de instalar una torre más de enfriamiento y su ubicación en la planta, plantean serios problemas a su instalación, por lo que la solución más comúnmente asumida es la realización de paradas programadas para llevar a cabo la limpieza de las partes internas de las torres y limpiarlas de incrustaciones que reduzcan el espacio efectivo de la torre.

Los flujos de aire no uniformes, provocados por las acumulaciones dentro de la torre tienden a sobrecargar las secciones del eliminador de niebla y causar una pérdida excesiva de fluido lo que aumenta la salida de producto al tiempo que se emiten mayores substancias contaminantes a la atmósfera. Igualmente el diseño tradicional de la torre de enfriamiento descrito, presenta serias limitaciones cuando se utiliza en climas con largos periodos de temperatura y/o humedad elevadas.

En estos climas más templados, las torres tienden a sobredimensionarse para compensar el pobre comportamiento de enfriamiento derivado de un flujo de aire ineficaz y de una pobre distribución del líquido debido a la acumulación de impurezas en el interior de la torre. Si se añade a esta problemática, las paradas obligadas de mantenimiento para subsanar dichos inconvenientes, los costes de la torres de refrigeración para procesos ácidos en estas ubicaciones, son muy elevados.

Los eliminadores de niebla se utilizan generalmente para la separación de partículas líquidas, arrastradas por la corriente gaseosa en muchos procesos industriales, dejando los gases libres de partículas superiores a tres mieras (para la eliminación de partículas inferiores a las tres mieras, se debe recurrir a los eliminadores de niebla de fibras multifilamento o tipos especiales) .

El eliminador de niebla se constituye con una estructura de capas de tejido tricotado, generalmente superpuestas. Existen diversos tipos de eliminadores basados en una combinación entre el diámetro del hilo empleado, el tipo del punto de malla y la profundidad de ondulación de las capas de tejido. El principio de funcionamiento de un eliminador de niebla se basa en los siguientes puntos:

- Debido al enfriamiento del líquido se desprende gas o vapor, con arrastre de pequeñas partículas del propio fluido.

- Estas partículas o gotas chocan contra el eliminador, aumentan su tamaño por acumulación y retroceden en forma de gotas de líquido.

- El gas que atraviesa el eliminador de niebla lo hace libre de partículas líquidas. Debido a este choque de las partículas líquidas contra el eliminador, algunas de ellas cristalizan sobre la superficie del mismo formando acumulaciones sólidas que disminuyen la sección de salida del vapor a la atmósfera, creando problemas de recirculación del aire en el interior de la torre y disminuyendo su eficiencia. Por ello, el problema común a todos los eliminadores es su limpieza. Las soluciones actuales al problema son numerosas.

En algunos casos se opta por la sustitución del elemento eliminador de niebla tupido por uno limpio, con el fin de disminuir lo más posible el tiempo de parada de la torre. Pero este cambio implica la utilización de grúas para su desalojo, lo que supone un coste importante, además de la necesidad de un espacio libre en las inmediaciones de la torre con el fin de albergar los dos eliminadores (el limpio y el tupido), lo que no siempre es posible, debido al tamaño que presentan dichos elementos (hasta 8 / 10 m de diámetro).

Otra solución generalmente adoptada es abordar la limpieza de la sección eliminadora de niebla estando esta colocada en la torre. Los inconvenientes de este sistema son, además del tiempo de parada de la torre durante el proceso de limpieza y la accesibilidad al eliminador de niebla de forma que se logre una limpieza total del mismo. Ambos factores van íntimamente ligados, pues la difícil accesibilidad a la sección provoca unos tiempos de parada prolongados. Por último, otra solución comúnmente aceptada es la incorporación de una torre de enfriamiento extra al circuito de enfriamiento de manera que una de las torres se pueda poner fuera de servicio en cualquier momento para llevar a cabo la limpieza como se ha comentado anteriormente.

Esta problemática ya ha sido tratada en diferentes documentos publicados, como son el ES 2 168 899 B1 y el WO 2007/ 096457 A2 abordando el tema tanto desde el punto de vista constructivo como de desarrollo del proceso. Incluyendo en las torres sistemas de aire y agua para la limpieza de las distintas zonas de acumulación (en el caso del documento ES 2 168 899 B1 ) y modificando la trayectoria de circulación del aire interior de la torre mediante salidas superiores laterales y la estructura del eliminador de niebla (en el caso del documento WO2007/096457). Esta última hace referencia a su vez a la publicación CA 2271424 A1 .

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención es proporcionar una instalación mejorada de refrigeración de líquido con el fin de obtener un mayor rendimiento en la torres de refrigeración mediante la incorporación de sistemas de filtrado del aire al exterior más eficientes y con menor coste de mantenimiento que los diseños clásicos de este tipo de instalaciones.

La torre de refrigeración, objeto de la invención, comprende:

- Una entrada de aire dispuesta en un extremo inferior de la citada torre y configurada para permitir la entrada de aire del exterior hacia el interior de la torre,

- una salida de aire dispuesta en un extremo superior de la torre y

- un eliminador de niebla, situado en la salida de aire. Para llevar a cabo la labor de limpieza del eliminador de gotas y partículas (eliminador de niebla), de forma óptima y eficaz, reduciendo de esta manera las labores de mantenimientos y, por tanto, los costes, el eliminador de niebla comprende, al menos, una capa superior y una capa inferior dispuestas en paralelo. Por otro lado, la torre comprende unos medios de elevación que permiten desplazar, al menos, una de las capas, de manera que la capa, inferior y superior, pueden quedar separadas para permitir la limpieza de las capas. Por ejemplo, las capas pueden quedar separadas una distancia suficiente para permitir la entrada de un operario para su limpieza.

Con esta configuración se facilita el acceso al eliminador de niebla para su limpieza acortando tiempos de mantenimiento y disminuyendo los tiempos de parada de la torre a causa de las mismas. Además, la utilización de capas eliminadoras de niebla, aumenta la eficacia de filtrado del aire saturado a la atmósfera, reduciéndose al mínimo los contaminantes y evitando problema de reflujo en las torres.

Como se ha comentado anteriormente, las capas que forman el eliminador de niebla están dispuestas en paralelo. En una posición de funcionamiento de la torre, las capas están separadas entre sí una distancia mínima, de manera que se reduce la altura de la torre, con lo cual se abaratan costes de montaje y fabricación. A titulo orientativo, esta distancia mínima puede ser de 400mm. En una realización preferente, el eliminador de niebla está formado por una capa inferior, que es fija a la torre de refrigeración y una capa superior que es desplazable a través de unos medios de elevación, de forma que en la posición de limpieza, la capa superior queda separada de la capa inferior. Al quedar la capa superior separada respecto de la inferior, un operario, a través de, por ejemplo, una pasarela, puede acceder a las capas y proceder a la limpieza de las caras interiores de la capa superior e inferior. Se entiende por caras interiores, las caras que, en posición de funcionamientos, están próximas entre sí. La cara exterior de la capa superior, está al descubierto, por lo que el operario puede limpiarla sin necesidad de separar las capas. Por otro lado, la cara exterior de la capa inferior, se limpia al limpiar la cara interior de capa inferior. Al pulverizar el agua en al cara interior de la capa inferior y, al tener las capas forma reticular, se limpia la cara exterior de la capa inferior. Sin embargo, para una mejor limpieza de esta cara exterior, la capa inferior en lugar de estar fija a la torre puede ser desplazable respecto a la torre de, manera que el operario, a través de la pasarela pueda limpiar la citada cara exterior.

Los medios de elevación configurados para separar la capa superior respecto a la inferior, comprenden unos medios de apoyo que están unidos a la torre y configurados para servir de apoyo a unos medios de empuje, que están unidos a la capa superior y configurados para permitir la separación de la capa superior respecto de la inferior. Estos medios de empuje comprenden unos elementos de accionamiento, que pueden ser, cilindros neumáticos, eléctricos o hidráulicos, y que están unidos por un primer extremo en los medios de apoyo y, unidos por un segundo extremo, a un elemento soporte solidario a la capa superior a través de unos medios de unión. El elemento soporte puede ser una viga transversal unida por sus extremos al vástago de dos cilindros consecutivos, de manera que, la extensión de los vástagos provoca la elevación de la capa superior respecto de la inferior.

Las capas inferior y superior pueden estar constituidas por módulos independientes, abatibles y unidos entre sí, de manera que puedan ser sustituidos en caso de una rápida degradación de las mismos (como es la parte central, más que en la periferia de la torre), permitiendo la sustitución de aquellos que se encuentren en malas condiciones, con el consiguiente ahorro de tiempo y dinero.

En resumen, con la torre, objeto de la invención se consiguen las ventajas citadas a continuación:

- reducir al máximos las pérdidas de gas que se pueden producir por las juntas de unión, puesto que la capa inferior fija y solidaria con la estructura de la torre. - reducir la altura de la torre al no existir casi espacio entre las dos capas del eliminador de niebla, manteniendo la eficiencia de la torre, por lo que disminuyen los costes de fabricación y montaje de la misma.

- limpieza de las capas de forma fácil y cómoda al interior del eliminador de niebla.

La invención también se refiere a un método para la limpieza de una torre de refrigeración que comprende:

- Una entrada (1 ) de aire dispuesta en un extremo inferior de la citada torre y configurada para permitir la entrada de aire del exterior hacia el interior de la torre,

- Una salida de aire dispuesta en un extremo superior de la torre,

- Un eliminador de niebla (3), situado en la salida de aire, El método comprende las etapas de: a) separar una capa superior y una capa inferior de un eliminador de niebla a través de unos medios de elevación configurados para desplazar, al menos, una de las capas, b) limpia las capas una vez realizada la etapa a)

El método puede consistir en desplazar la capa superior respecto a la capa inferior, de manera que ambas capas queden separadas una cierta distancia adecuada para que un operario, a través de, por ejemplo, una pasarela, puede acceder a las capas y proceder a la limpieza de las caras interiores de las mismas. Se entiende por caras interiores, las caras que están próximas entre sí.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para completar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor compresión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de la realización de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1 .- Muestra una vista en alzado de la torre de refrigeración, objeto de la invención, en funcionamiento.

Figura 2.- Muestra una vista en alzado de la torre de refrigeración, objeto de la invención, en posición de limpieza.

Figura 3.- Muestra una vista en planta de la figura 1 .

Figura 4.- Muestra una vista detallada de los medios de elevación en reposo.

Figura 5.- Muestra una vista detallada de los medios de elevación activados.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

En la figura 1 , se observa una torre de refrigeración que comprende una entrada (1 ), circular, de acceso de aire que está dispuesta en un extremo inferior de la torre y que permite la entrada de aire del exterior hacia el interior de la torre, forzando su entrada mediante un sistema de ventilación (2). La torre también comprende una salida de aire que está en un extremo superior de la torre. Sobre la salida de aire se dispone un eliminador de niebla (3).

Tal y como se ve en la figura 1 , la torre está constituida por un recinto que tiene una sección transversal tipo ortogonal, compuesta por paneles (4), con un extremo superior abierto, delimitado por el eliminador de niebla (3) y un extremos inferior cerrado delimitado por un depósito (5) con forma prismática o cónica dependiendo de la naturaleza de las solución a refrigerar. Aunque no se aprecia en las figuras, la parte interna de los paneles (4) puede presentar un recubrimiento plástico antiadherente o una capa antiabrasión. La unión de dichos paneles (4) puede realizarse mediante sellado y/o soldadura, de manera que se garantice la estanqueidad de todo el recinto.

En la parte superior de la torre y por debajo del eliminador de niebla (3) se sitúa el sistema atomizador formado por una pluralidad de boquillas atomizadoras, no mostradas en las figuras, donde el fluido a enfriar se pulveriza descendentemente. Como se puede observar en la figura 2 y 5, el eliminador de niebla (3) comprende, al menos, una capa superior (33) y una capa inferior (34) dispuestas en paralelo. La torre comprende unos medios de elevación, que pueden desplazar, al menos, una de las capas (33) y (34), de manera que las citadas capas (33) y (34) puedan quedar separadas para permitir la limpieza de las mismas. En una realización preferente, la capa inferior (34) es fija a la torre de refrigeración, en concreto, está fijada a los paneles (4) que conforman la misma, mientras que la capa superior tiene acoplados los medios de elevación para separar la capa superior (33) de la capa inferior (34) y permitir el acceso al eliminador de niebla (3) para proceder a su limpieza.

En la figura 1 y 4, es decir, cuando la torre de refrigeración está funcionando, se puede observar que las capas, superior (33) e inferior (34), están casi en contacto, de manera que se reduce la altura de la torre, con lo cual se abaratan costes de montaje y fabricación.

En la posición de limpieza, se activan los medios de elevación, tal y como se ve en la figura 2 y 5, de manera que un operario, a través de una pasarela (6), puede acceder a las capas (33) y (34) y proceder a la limpieza de la caras interiores de las capas superior (33) e inferior (34). La cara exterior de la capa superior (33) puede limpiarse sin necesidad de separar las capas. Por otro lado, la cara exterior de la capa inferior (34), se limpia al limpiar la cara interior de la misma. Al pulverizar el agua en la cara interior de la capa inferior (34) y, al tener las capas forma reticular, tal y como puede observarse en la figura 3, se limpia la cara exterior de la capa inferior (34). Como se ve en detalle en las figuras 4 y 5, los medios de elevación comprenden unos medios de apoyo (38) unidos a la torre y configurados para servir de apoyo a unos medios de empuje unidos a la capa superior (33) y, configurados para permitir la separación de la capa superior (33) respecto a la capa inferior (34).

Los medios de empuje comprenden unos elementos de accionamiento (39), que pueden ser, cilindros neumáticos, eléctricos o hidráulicos y que están unidos, por un primer extremo, a los medios de apoyo (38) y unidos, por un segundo extremo, a un elemento soporte (392) solidario a la capa superior (33) a través de unos medios de unión (393). El elementos soporte (392) puede ser una viga transversal unida por sus extremos al vástago de dos cilindros consecutivos, de manera que, la extensión de los vástagos provoca la elevación de la capa superior (33) respecto de la inferior (34).

En la figura 2 y 3, se observa que las capas, superior (33) e inferior (34), están constituidas por una pluralidad de módulos abatibles (7) unidos entre sí, de manera que puedan ser sustituidos en caso de degradación de las mismos permitiendo la sustitución de aquellos que se encuentren en malas condiciones, con el consiguiente ahorro de tiempo y dinero.