ES2207681T3 - Elemento de observacion sellado para una unidad de recuperacion de azufre. - Google Patents
Elemento de observacion sellado para una unidad de recuperacion de azufre.Info
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Abstract
UN ELEMENTO DE OBSERVACION CERRADO PARA EL VISIONAMIENTO DE LA CIRCULACION DEL LIQUIDO FUNDIDO DURANTE LA OPERACION DE UNA UNIDAD DE RECUPERACION DE AZUFRE COMPRENDE AL MENOS UN VIDRIO PARA EL VISIONADO QUE SE CALIENTA Y QUE PUEDE SER LIMPIADO CON UN GAS DE PURGADO SUMINISTRADO A TRAVES DE UNO O MAS ANILLOS DE PURGADO PARA EVITAR LA CONDENSACION O DEPOSICION DE MATERIALES SOBRE EL LADO DEL VIDRIO DE VISIONAMIENTO EXPUESTO A LA CORRIENTE DEL PROCESO.
Description
Elemento de observación sellado para una unidad
de recuperación de azufre.
La presente invención se refiere a un elemento de
observación sellado que permite al operador de una unidad de
recuperación de azufre controlar el flujo de azufre líquido en
diversos lugares de la unidad.
En el funcionamiento de una unidad de
recuperación de azufre tipo Claus es deseable, si no esencial, para
el operador ser capaz de controlar visualmente el flujo de azufre
líquido, en diversos lugares en la unidad. Esto se realiza
convencionalmente mediante el uso de elementos de rebose abiertos
que permiten al operador observar el flujo de azufre líquido a
través de los vertederos o crisoles de sellado que funcionan a la
presión atmosférica y se basan en un cierre líquido para aislar el
proceso del elemento de observación abierto. Al elemento de rebose
abierto se suele acceder por medio de una cubierta achanelada que
permite al operador observar visualmente el flujo de azufre líquido
a través de un vertedero o crisol de sellado y determinar así si el
azufre líquido está fluyendo, por ejemplo, desde un condensador de
azufre.
Sin embargo, los elementos de rebose abiertos
pueden ser una fuente de emisiones fugitivas. Además, los elementos
de rebose abiertos pueden representar un riesgo de seguridad
significativo como una fuente potencial de gas de sulfuro de
hidrógeno y azufre fundido en el caso de una sobrepresurización del
sistema que sopla el azufre líquido fuera del cierre o dispositivo
de cierre. Asimismo, el diseño de los elementos de rebose abiertos
utilizados en las unidades de recuperación de azufre suelen excluir
el diseño de la unidad para presiones más altas, más bajas y en
particular, variables. Por lo tanto existe una necesidad de
proporcionar al operador una unidad de recuperación de azufre tipo
Claus con medios para controlar la producción de azufre líquido que
no tiene los inconvenientes inherentes en los elementos de rebose
abiertos convencionales.
La patente
US-A-4.893.912 se refiere a un
dispositivo en el que un gas de purga es dirigido a través de
canales en un elemento anular en la superficie interior de una
mirilla de vidrio. Además, se proporciona un dispositivo de
calentamiento en el alojamiento para evitar la condensación de la
ventana.
La presente invención se refiere a un elemento de
observación sellado para controlar visualmente el flujo de un
líquido fundido que presenta las características de la
reivindicación 1. Las realizaciones preferidas se definen en las
reivindicaciones subordinadas. Concretamente, el elemento se
utiliza para controlar el flujo de azufre líquido en una unidad de
recuperación de azufre sin la liberación de emisiones fugitivas o
los otros inconvenientes inherentes en el uso de elementos de
rebose abiertos convencionales. La invención permite también que la
unidad de recuperación de azufre funcione a presiones más altas y
más variables que las que serían posibles utilizando elementos de
rebose abiertos convencionales que funcionan a la presión
atmosférica. Además, la invención proporciona mayor protección del
personal y del equipo en el caso de una sobrepresurización de la
unidad. El elemento de observación sellado de la presente invención
incluye por lo menos una mirilla calentada para observar el flujo
de azufre líquido fundido a través de una línea de transferencia de
azufre. La mirilla está calentada y puede ser objeto de barrido con
un gas de purga para evitar la condensación o deposición de
materiales en el lado de la mirilla expuestos a los esfuerzos del
proceso. En una realización de la invención, un par de mirillas,
fijadas a uno u otro lado de un anillo de purga, definen un espacio
interior que es calentado con un gas caldeado, vapor o un elemento
calefactor eléctrico. Además, un vertedero y fuente de luz pueden
proporcionarse para dirigir e iluminar el flujo de la corriente
fundida. El elemento de observación sellado puede incluir un tubo
con camisa de vapor o cruce de tubos para montar la mirilla en
lugares apropiados en una unidad de recuperación de azufre y/o en
una línea de transferencia de azufre para permitir al operador ver
el flujo de azufre fundido sin la liberación potencial de vapores a
la atmósfera. Puesto que el elemento de observación sellado de la
presente invención no se basa en un cierre líquido que puede
soplarse en el caso de una sobrepresurización de la unidad, el
elemento de observación sellado puede permitir el funcionamiento de
la unidad a presiones más altas, más bajas y más concretamente a
presiones más variables. De este modo, el elemento de observación
sellado de la presente invención proporciona numerosas ventajas con
respecto a los elementos de observación abiertos
convencionales.
Para un conocimiento más completo de la presente
invención y de sus ventajas, se hace ahora referencia a la
siguiente descripción detallada tomada con referencia a los dibujos
adjuntos en los que:
la Figura 1 es una vista lateral parcial de un
elemento de observación sellado de la presente invención;
la Figura 2 es una sección transversal del
elemento de observación sellado de la Figura 1;
la Figura 3 es una vista en perspectiva de una
realización del elemento de observación sellado de la presente
invención, provisto de un cruce de tubos con camisa de vapor;
la Figura 4 es una vista en perspectiva de una
realización del elemento de observación sellado de la presente
invención que está provisto de componentes adicionales;
la Figura 5 es una vista en sección transversal a
lo largo de la línea A-A de la Figura 4; y
la Figura 6 es una vista en perspectiva de un
vertedero utilizado en el elemento de observación sellado de la
Figura 4.
Con referencia ahora a los dibujos donde los
caracteres de referencia similares designan partes iguales o
similares a través de una primera realización del elemento de
observación sellado 10 de la presente invención que se ilustra más
concretamente en las Figuras 1, 2 y 3. El elemento de observación
10 está montado en un tubo con camisa de vapor 12 e incluye una
mirilla 14, preferiblemente del tipo de acero fundido. El término de
"tubo con camisa de vapor", tal como aquí se utiliza, se
refiere a un tubo más pequeño, por ejemplo un tubo de 10 cm (cuatro
pulgadas de diámetro) fijado dentro de un tubo más grande, por
ejemplo, un tubo de 15 cm (seis pulgadas) de diámetro. El vapor se
inyecta en el espacio entre el tubo más grande y el tubo más
pequeño para poder calentar el tubo más pequeño e impedir la
solidificación del material que fluye a través del tubo más pequeño.
Los conductos utilizados para transferir azufre fundido, que tiene
un punto de fusión de aproximadamente 113ºC (235ºF), suelen estar
provistos de una camisa de vapor para evitar que el azufre fundido
se solidifique dentro del tubo.
El elemento de observación sellado 10 está fijado
al extremo de un tubo provisto de camisa 12 con bridas 16 que
pueden ser del tipo deslizante. Las bridas 16 están empernadas
juntas con espárragos 18 y tuercas 20. Tal como se ilustra, el
elemento de observación 10 presenta un anillo de purga anular 22
que tiene un eje anular 23. Una pluralidad de pasos 24 se extiende
a través del anillo de purga 22 en lugares situados alrededor de la
circunferencia del anillo de purga. En la realización ilustrada en
las Figuras 1 y 2, cuatro de dichos pasos están situados a
intervalos de 90º alrededor de la circunferencia del anillo de purga
22.
Tal como se ilustra, cada uno de los pasos 24 se
extiende a través del anillo de purga 22 formando un ángulo de
aproximadamente 30º en relación con un plano tomado perpendicular a
un eje anular 23 del anillo de purga y hacia la mirilla 14. Cada
uno de los pasos 24 está situado también formando un ángulo de
aproximadamente 30º en relación con un diámetro 25 del anillo de
purga 22 tomado entre las aberturas exteriores opuestas 28 de los
pasos 24. Los conectores 30 están provistos para conectar una fuente
de gas de purga (no ilustrada) tal como vapor o preferiblemente un
gas inerte tal como nitrógeno al elemento de observación sellado 10
en el paso 24 en el anillo de purga 22.
Debido al ángulo en el que están situados los
pasos 24, según se describió anteriormente, el gas de purga
introducido a través de los pasos 24 tiende a efectuar un barrido
contra la superficie interior 36 de la mirilla 14, lo que impide la
condensación de vapores o la deposición de materiales que, de no
ser así, pueden condensarse o depositarse sobre la superficie
interior de la mirilla 14. El gas de barrido puede introducirse
sobre una base intermitente, en cuyo caso el gas de barrido elimina
los materiales que han sido depositados o se han condensado sobre
la superficie interior 36 de la mirilla 14. El área de la sección
transversal de los pasos 24 requeridos para permitir que se
mantenga un flujo suficiente de gas de purga con el objetivo de que
esté transparente la mirilla 14 puede variar con el diámetro de la
mirilla 14, la presión del sistema, la presión de alimentación del
gas de purga y el número de pasos provistos. Sin embargo, se cree
que, en una aplicación típica, en la que una mirilla de 15 cm (seis
pulgadas) de diámetro se fija en el extremo de un tubo con camisa de
vapor formado a partir de un tubo de cuatro pulgadas de diámetro
(D_{1}), dentro de un tubo de 15 cm (seis pulgadas) (D_{2}),
cuatro pasos 24, un diámetro de 1/8 de pulgada, situados a
intervalos de 90º alrededor de la circunferencia del anillo de
purga 22 y formando los ángulos anteriormente descritos, que serán
suficientes para mantener transparente la mirilla, suponiendo que la
temperatura y la presión del medio de purga es adecuada. El
elemento de observación sellado de la Figura 1 puede situarse en
lugares dentro de la unidad de recuperación de azufre para permitir
al operador observar el flujo de azufre fundido a través de un
vertedero o desde un crisol de sellado. Por ejemplo, el elemento de
observación sellado 10 puede montarse en la parte superior de un
depósito de azufre por encima de un vertedero abierto para permitir
al operador de la unidad de recuperación de azufre observar el
flujo de azufre fundido a través del vertedero sin necesidad de
abrir el depósito a la atmósfera.
Una realización alternativa del elemento de
observación sellado de la presente invención se ilustra en la
Figura 3, que está provisto de un cruce de tubos con camisa de
vapor 32 que puede situarse en una línea de transferencia de azufre
líquido. El elemento de observación 10 dispone de dos mirillas 14
separadas por un anillo de purga 22. Las mirillas 14 y el anillo de
purga 22 están fijados en un cruce de tubos con camisa de vapor 32
provisto de bridas 16 que están fijadas con espárragos 18 y tuercas
20. Tal como se ilustra, las mirillas superior e inferior 14 y 14a
y el anillo de purga 22 definen un espacio interior 34. Los pasos 24
y 24a se extienden a través del anillo de purga 22 que proporciona
medios para la comunicación entre los conectores 30 y 30a y el
espacio interior 34.
Una fuente de medio de calentamiento (no
ilustrada), por ejemplo, vapor o gas inerte calentado, se introduce
en el espacio interior 34 a través de uno o más de los conectores
30 y pasos 24. El medio de calentamiento calienta la mirilla
inferior 14a a una temperatura suficiente para impedir la
condensación de vapores sobre la superficie interior 36 de la
mirilla inferior 14a. El condensado o el gas enfriado sale del
espacio interior 34 a través de uno o más pasos 24a y de los
conectores 30a. Puesto que la mirilla 14a está calentada a un grado
suficiente para impedir la condensación de vapores, en especial
vapores de azufre, tiende a permanecer transparente durante el
funcionamiento de la unidad. De este modo, el operador de la unidad
de recuperación de azufre puede observar el flujo de azufre fundido
38 a través de las mirillas 14 y 14a durante el funcionamiento de
la unidad de recuperación de azufre.
Como elemento opcional, un segundo anillo de
purga, del tipo ilustrado en la Figura 1, puede interponerse entre
la mirilla inferior 14a y el cruce de tubos con camisa de vapor 32
para efectuar el barrido de la superficie interior 36 de la mirilla
14a con un medio de purga tal como vapor o un gas inerte.
Volviendo ahora a las Figuras 4, 5 y 6, se
ilustra una nueva realización del elemento de observación sellado
de la presente invención. El elemento de observación sellado 10,
del tipo ilustrado en las Figuras 1 y 2, está montado en un cruce de
tubos con camisa de vapor 32. El eje anular A-A
pasa a través del centro del anillo de purga 22 a lo largo de la
línea visual de un operador mirando a través de la mirilla 14. Para
poder aumentar la visibilidad del flujo de azufre a través del
cruce de tubos, se dispone de una fuente de luz 40 y del vertedero
42. El dispositivo de luz 40 está fijado en la brida 16 con
espárragos 18 y tuercas 20 para proyectar un haz de luz a lo largo
del eje B-B, que es prácticamente perpendicular al
eje A-A. El vertedero 42 está situado en el cruce
de tubos en posición opuesta al dispositivo de luz 40 y se extiende
al área central del cruce de tubos provisto de camisa 32. De este
modo, el azufre fundido 38 que fluye a través del cruce de tubos
desde, por ejemplo, un condensador de azufre, circula a través del
vertedero 42 adyacente a la línea visual a lo largo del eje
A-A de un operador que observe el flujo. Además, el
azufre fundido que fluye a través del vertedero se ilumina por un
haz de luz procedente de la fuente de luz 40 proyectado a lo largo
del eje B-B, que es perpendicular al eje
A-A y de este modo, puede ser más fácilmente
observado bajo condiciones de iluminación desfavorables.
Aunque la realización de la invención ilustrada
en la Figura 4 se muestra utilizando una configuración de lente
única, con un anillo de purga del tipo descrito en relación con la
Figura 1, la configuración de lente doble de las Figuras 3 ó
3(a) podría sustituir a la configuración de lente única,
dependiendo de la aplicación. Además, la configuración de lente
doble de las Figuras 3 ó 3(a) podría estar provista de un
segundo anillo de purga, del tipo ilustrado en la Figura 1,
interpuesto entre la mirilla inferior 14a y el cruce de tubos con
camisa de vapor 32 para efectuar el barrido de la superficie
inferior 36 con un medio de purga tal como un gas inerte.
Aunque la presente invención se ha descrito en
relación con las realizaciones precedentes, se entenderá que la
invención no está limitada a las realizaciones descritas, sino que
es capaz de numerosas redisposiciones, modificaciones y
sustituciones de partes y elementos sin desviarse del ámbito de la
invención según se define en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (10)
1. Elemento de observación sellado (10) para
observar el flujo de un líquido fundido, que comprende:
una mirilla (14) que presenta una superficie
interior y una superficie exterior;
una fuente de un medio de purga calentado;
un anillo de purga (22) situado adyacente a la
mirilla (14), presentando dicho anillo de purga (22) un eje anular
(23) y que define por lo menos un par de pasos de purga (24) para
el flujo de dicho medio de purga calentado, estando dichos pasos de
purga (24) situados en lados opuestos del anillo de purga (22) y
formando ángulos para dirigir el flujo del medio de purga calentado
hacia la superficie interior (36) de dicha mirilla (14); y
por lo menos un conector (30, 30a) para conectar
la fuente del medio de purga a los pasos (24);
en el que dicha mirilla (14) está situada para
permitir una visión directa del flujo de material.
2. Elemento de observación sellado (10) según la
reivindicación 1, que comprende además un tubo con camisa de vapor
(12) para montar dicha mirilla (14) y dicho anillo de purga
(22).
3. Elemento de observación sellado (10) según la
reivindicación 1, en el que los pasos de purga (24) forman ángulos
hacia la superficie interior de la mirilla (14) con un ángulo de
aproximadamente 30º en relación con la superficie interior de la
mirilla (14).
4. Elemento de observación sellado (10) según la
reivindicación 2, en el que por lo menos dos pares de pasos de
purga opuestos (24) están definidos por el anillo de purga (22), en
el que los pasos de purga están angulados hacia la superficie
interior (36) de la mirilla (14), formando un ángulo de
aproximadamente 30º en relación con dicho diámetro.
5. Elemento de observación sellado (10) según la
reivindicación 1, que comprende, además un cruce de tubos (32) para
montar el elemento de observación sellado (10) en una línea de
transferencia de material.
6. Elemento de observación sellado (10) según la
reivindicación 5, que comprende además un vertedero para dirigir el
flujo de material hacia el centro del cruce de tubos (30); y
una fuente de luz para iluminar el flujo de
material a través de la línea de transferencia de líquido,
proyectando la fuente de luz un haz de luz a lo largo de un eje
prácticamente perpendicular a dicho eje anular (23) del anillo de
purga (22).
7. Elemento de observación sellado (10) según la
reivindicación 6, que comprende además una segunda mirilla (14)
situada entre la fuente de luz y el cruce de tubos (30).
8. Elemento de observación sellado (10) según la
reivindicación 1 para observar un flujo de azufre líquido fundido a
través de una línea de transferencia de azufre, en el que
dicho anillo de purga (22) está situado adyacente
a la superficie interior (36) de la mirilla (14), estando provisto
dicho paso de purga (24) de aberturas internas opuestas, definiendo
estas últimas un diámetro del anillo de purga (22), estando los
pasos de purga (24) formando un ángulo de aproximadamente 30º en
relación con dicho plano y un ángulo de aproximadamente 30º en
relación con dicho diámetro para dirigir el flujo del medio de
purga hacia la superficie interna (36) de la mirilla (14); y
una alimentación desde dicha fuente de medio de
purga calentado que fluye a través de los pasos de purga (24) a un
caudal y una temperatura suficientes para impedir la deposición de
azufre sobre la superficie interior de la mirilla (14).
9. Elemento de observación sellado (10) según la
reivindicación 1 para observar un flujo de azufre líquido fundido a
través de una línea de transferencia de azufre, que comprende:
una primera y una segunda mirillas (14), en el
que
dicho anillo de purga (22) está situado entre la
primera y segunda mirillas (14) y define un espacio interno (34)
entre la primera y segunda mirillas (14), definiendo el anillo de
purga (22) por lo menos un paso (24) para la introducción de un gas
calentado en el espacio interno (34);
un cruce de tubos (30) para montar las mirillas
(14) y el anillo de purga (22) en una línea de transferencia de
azufre;
un vertedero para dirigir el flujo hacia el
centro del cruce de tubos (30) para la observación a través de la
primera y segunda mirillas (14); y
una fuente de luz para iluminar el flujo de
azufre fundido a través de dicho vertedero, proyectando la fuente
de luz un haz de luz a lo largo de un eje prácticamente
perpendicular al eje anular (23).
10. Elemento de observación sellado según la
reivindicación 9, que comprende además un segundo anillo de purga
situado entre una superficie interior de dicha primera mirilla y
del cruce de tubos.
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