ES2620031T3 - Método y dispositivo para la extracción de un gas a partir de una mezcla de gas utilizando un eyector venturi - Google Patents

Método y dispositivo para la extracción de un gas a partir de una mezcla de gas utilizando un eyector venturi Download PDF

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Abstract

Método para la extracción de un gas a partir de una mezcla de gas, caracterizado por el hecho de que el método comprende los pasos siguientes: - la provisión de un primer medio de absorción líquido, que al contactar con la mezcla de gas puede absorber al menos parcialmente el gas que debe ser extraído; - durante un paso de purificación, poner este primer medio de absorción en contacto con la mezcla de gas guiándolos unidos a través de una fase de purificación (8) para conseguir que se absorba al menos parcialmente el gas que debe ser extraído por el primer medio de absorción de la mezcla de gas debido al contacto mutuo, para quedar con una mezcla de gas purificada con menos gas que debe ser extraído y un primer medio de absorción líquido enriquecido donde el gas que debe ser extraído de la mezcla de gas se absorbe al menos parcialmente; - la provisión de un segundo medio de absorción gaseoso que puede extraer al menos parcialmente el gas que debe ser extraído del primer medio de absorción líquido enriquecido al contactar con este medio de absorción líquido enriquecido; - durante un paso de regeneración, poner este segundo medio de absorción gaseoso en contacto con el primer medio de absorción líquido enriquecido formado durante el paso de purificación anteriormente mencionado, guiándolos unidos a través de una fase de regeneración (9), por la cual, debido al contacto mutuo, el gas absorbido que debe ser extraído se absorbe al menos parcialmente en el primer medio de absorción enriquecido por el segundo medio de absorción y por lo cual en la salida (27) de la fase de regeneración (9) se forma un primer medio de absorción líquido regenerado al menos parcialmente que se puede reutilizar para un paso de purificación posterior; - por lo cual se hace uso de un eyector venturi (22) con una entrada de líquido (24) y una salida de gas (28) para el paso de regeneración, por lo cual el primer medio de absorción líquido enriquecido originado del paso de purificación se suministra bajo presión a la entrada de líquido (24) de este eyector venturi (22) y el segundo medio de absorción gaseoso se extrae vía la entrada de gas (28) de este eyector venturi (22) para el contacto entre el primer medio de absorción enriquecido y el segundo medio de absorción y por lo cual se hace uso de un circuito (3) donde el primer medio de absorción líquido se guia alrededor de un primer depósito (4) a través de la fase de purificación (8) a un segundo depósito (6) donde se recibe el primer medio de absorción enriquecido de donde este se arrastra a través de la fase de regeneración (9) que conduce al primer depósito (4) anteriormente mencionado donde se absorbe el primer medio de absorción regenerado.

Description

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Metodo y dispositivo para la extraccion de un gas a partir de una mezcla de gas utilizando un eyector venturi
[0001] La presente invencion se refiere a un metodo para la extraccion de un gas a partir de una mezcla de gas que contiene el gas.
[0002] Tal metodo ya es conocido en el sector de la purificacion de biogas no tratado, que por ejemplo viene de la digestion anaerobica de lodo de residuos, residuos organicos, estiercol y similar.
Este biogas no tratado principalmente consiste en metano y tipicamente 30 % a 50 % de gas CO2.
[0003] Con el objetivo de poder usarse como un combustible de sustitucion de gas natural e inyectarlo en la red de gas natural, este biogas no tratado debe ser purgado del CO2 tanto como sea necesario.
El gas purificado de este modo tambien se llama gas verde o biometano porque en la combustion este no contribuye al calentamiento global, a diferencia de lo que ocurre con la combustion de combustibles fosiles.
[0004] Ya se conoce un metodo por el que el biogas no tratado se purifica al ponerlo en contacto con un medio de absorcion en forma de un Kquido de absorcion que tiene la propiedad de la absorcion del gas CO2, despues de la cual el biogas purificado y el medio de absorcion Kquido con el CO2 absorbido en este se puede retirar por separado.
[0005] Segun otro metodo conocido para la extraccion de CO2 a partir de una mezcla de gas, se hace uso de un eyector venturi para poner la mezcla de gas que debe purificarse en contacto con un medio de absorcion Kquido que es capaz de absorber el gas que se va a extraer de la mezcla de gas al contactar con la mezcla de gas en el eyector venturi.
[0006] Con este metodo conocido, tambien se sabe que el medio de absorcion liquido se regenera por la extraccion del CO2 absorbido de este, de modo que el medio de absorcion se puede usar nuevamente para purificar biogas no tratado.
[0007] La regeneracion se hace por calentamiento y requiere una cantidad de energia, ya que la cantidad de energia termica necesitada para regenerar es proporcional a la cantidad de CO2 que se debe retirar.
[0008] Este calor se puede recuperar parcialmente para aplicaciones de temperatura baja si es necesario en la ubicacion, pero el consumo de calor sin embargo continua siendo una desventaja.
[0009] Otras tecnicas conocidas tales como lavado con agua, PSA (absorcion de oscilacion de presion, TSA (absorcion de oscilacion de temperatura) y el uso de membranas selectivas requieren menos energia termica, pero luego requieren mucha potencia de compresor y, por tanto, mucha energia para la transmision de los compresores.
Estas ultimas tecnicas tambien eliminan CO2 del biogas no tratado menos eficazmente, de manera que la calidad del biometano verde suministrado es inferior y tambien se pierde mas metano, de manera que es necesario un post- tratamiento del gas CO2 extraido, que todavia contiene metano.
Este post-tratamiento es necesario porque las emisiones de metano contribuyen al calentamiento global.
[0010] La invencion no solo se refiere a la purificacion de biogas no tratado, sino mas generalmente a la extraccion de un gas determinado de una mezcla de gas.
[0011] Otro ejemplo tipico de este es el secado de aire humedo o un gas humedo, por lo cual elvapor de agua tiene que ser extraido del aire.
[0012] Ya se conocen secadores que se usan para este proposito que operan segun el principio de secado en frio o que hacen uso de una masa de absorcion a traves de la cual se conduce el aire que se debe secar o gas para secar.
[0013] Estas tecnicas conocidas son voluminosas y causan una perdida de presion del gas.
Como tal, despues se ha de comprimir un gas, tal perdida de presion produce energia de compresion sustancialmente mas alta.
[0014] La WO2011/109359 y DE102009034548 ambas revelan el lavado de una mezcla de gas con un Kquido en un eyector venturi.
[0015] El fin de la presente invencion es proporcionar una solucion a al menos una de las desventajas anteriormente mencionadas y otras.
[0016] A este fin de la invencion concierne un metodo para la extraccion de un gas a partir de una mezcla de gas, por lo
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cual el metodo comprende los pasos siguientes:
- la provision de un medio Kquido de primera absorcion, que al ponerse en contacto con la mezcla de gas puede absorber al menos parcialmente el gas extraido;
- durante un paso de purificacion, se lleva este primer medio de absorcion en contacto con la mezcla de gas guiandolos unidos a traves de una fase de purificacion para tener el gas que debe ser extraido al menos parcialmente absorbido de la mezcla de gas por el primer medio de absorcion debido al contacto mutuo, para quedar con una mezcla de gas purificada con menos gas que debe ser extraido y un primer medio de absorcion liquido enriquecido, donde el gas que debe ser extraido de la mezcla de gas se absorbe al menos parcialmente;
- la provision de un segundo medio de absorcion gaseoso que puede extraer al menos parcialmente el gas que se va a extraer del primer medio de absorcion Kquido enriquecido al contactar con este medio de absorcion liquido enriquecido;
- durante un paso de regeneracion, se lleva este segundo medio de absorcion gaseoso en contacto con el primer medio de absorcion Kquido enriquecido formado durante la etapa de purificacion anteriormente mencionada, guiandolos unidos a traves de una fase de regeneracion, por la cual, debido al contacto mutuo, el gas sorbido que debe ser extraido en el primer medio de absorcion enriquecido se abosorbe al menos parcialmente por el segundo medio de absorcion y por la cual en la emision de la etapa de regeneracion se forma un primer medio de absorcion Kquido al menos parcialmente regenerado que se puede reutilizar para un paso de purificacion posterior;
- por lo cual se hace uso de un eyector venturi con una entrada de liquido y una entrada de gas para la etapa de regeneracion, por lo cual el primer medio de absorcion liquido enriquecido originado del paso de purificacion se suministra bajo presion a la entrada de Kquido de este eyector venture y el segundo medio de absorcion gaseoso se extrae via la entrada de gas de este eyector venture para el contacto entre el primer medio de absorcion enriquecido y el segundo medio de absorcion y por lo cual se hace uso de un circuito (3) donde el primer medio de absorcion Kquido se guia alrededor de un primer deposito (4) a traves de la fase de purificacion (8) a un segundo deposito (6) donde se recibe el primer medio de absorcion enriquecido de donde este se lleva a traves de la fase de regeneracion (9) que conduce al primer deposito (4) anteriormente mencionado donde se recibe el primer medio de absorcion regenerado.
[0017] La extraccion del gas que se debe extraer esta hecha intensivamente en el caso del paso de regeneracion gracias al contacto friccional intenso entre el liquido y el gas atraido.
[0018] El metodo proporciona la ventaja de que la regeneracion procede eficazmente porque, debido a la formacion de muchas pequenas gotitas, se crea una superficie de contacto grande entre el primer medio de absorcion Kquido y el gas, y tambien la longitud de difusion del gas que debe ser extraido en el primer medio de absorcion es muy pequena. Ademas, debido a la gran diferencia de velocidad entre las gotitas y el gas, el gas en la superficie de contacto entre el liquido y gas se restablece continuamente.
[0019] Debido a la accion del eyector venturi, durante el suministro del primer medio de absorcion Kquido enriquecido se produce una presion inferior en el eyector venturi que se utiliza para suministrar el segundo medio de absorcion gaseoso, debido a succion y sin otros medios tales como un compresor u otros medios de suministro que se requieren para este fin.
[0020] Preferiblemente, para la etapa de purificacion se hace uso de un segundo eyector venturi separado con una entrada de liquido y una entrada de gas, por lo cual el primer medio de absorcion se suministra bajo presion a la entrada de Kquido de este eyector venturi y la mezcla de gas para purificar se extrae via la entrada de gas de este eyector venturi para el contacto entre el primer medio de absorcion y la mezcla de gas.
[0021] Esto proporciona la ventaja de que se produce una purificacion eficaz debido al contacto intenso entre el gas que se debe purificar y el primer medio de absorcion liquido.
[0022] Ademas, debido a la accion del eyector venturi de la fase de purificacion, se aumenta la presion de la mezcla de gas en el primer eyector venturi, que ayuda al gas a ser extraido de la mezcla de gas para que se absorba mejor por el medio de absorcion.
[0023] En particular, el metodo es extremadamente adecuado para la extraccion de CO2 de biogas no tratado, por lo cual la invencion significa que se retira una gran proporcion del CO2 del biogas no tratado y un biometano relativamente puro se obtiene de este modo, tambien con una presion aumentada con respecto a la presion del biogas no tratado suministrado, que tambien es favorable como una presion aumentada se necesita para la otra purificacion del biogas.
[0024] Preferiblemente, en esta caso especifico de biogas, se usa un primer medio Kquido de absorcion basado en una mezcla de aminas o grupos de amina que contienen compuestos o sales derivadas.
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Aqui se prefiere un primer medio de absorcion que no es sensible a la oxidacion, por ejemplo una sal de amino.
[0025] En este caso especifico de biogas, por ejemplo, el aire ambiental u otro gas (inerte) se usa como un segundo medio de absorcion en la fase de regeneracion.
Se sabe que el aire ambiente solo contiene aprox. 0.04 % CO2 y asi puede absorber una gran cantidad de CO2.
[0026] El metodo procede preferiblemente segun un proceso continuo por el cual el primer medio de absorcion se guia alrededor de un circuito, respectivamente de un primer deposito via un primer eyector venturi a un segundo deposito para purificar la mezcla de gas que se atrae por el primer eyector venturi y luego ademas via un segundo eyector venturi de nuevo al primer deposito, por lo cual el segundo medio de absorcion se extrae por el segundo eyector venturi.
[0027] Una ventaja es que la mezcla de gas que se va a tratar se puede suministrar continuamente, por lo cual el primer medio de absorcion se conduce alrededor del circuito continuamente.
[0028] Preferiblemente, al menos una purificacion adicional se aplica en uno o mas pasos, por lo cual el primer fluido de absorcion originado del primer deposito absorbe al menos parcialmente el gas que se va a extraer en la purificacion adicional y luego se suministra bajo presion a la entrada de Kquido del eyector del primer eyector venturi y por lo cual la mezcla de gas al menos parcialmente purificada originada del segundo deposito se purifica posteriormente en la purificacion adicional y se deriva de alli via una salida de gas.
[0029] De esta manera, la mezcla de gas fluye en la direccion opuesta al medio de absorcion, este conta a diferencia de la aplicacion de solo un unico paso de purificacion, de manera que se puede conseguir un grado mas alto de purificacion.
[0030] Esta purificacion adicional preferiblemente hace uso de un eyector venturi adicional seguido de un deposito adicional que se proporciona en el circuito entre el primer deposito y el primer eyector venturi, por lo cual el primer fluido de absorcion del primer deposito se bombea posteriormente a traves del eyector venturi adicional al deposito adicional, por lo cual se mezcla con un gas purificado al menos parcialmente que se origina del segundo deposito cuya salida de gas se conecta a la entrada de gas del eyector venturi adicional y por lo cual el otro gas purificado se deriva del deposito adicional via una salida de gas, que lleva a una alta eficiencia de la purificacion adicional.
De la misma manera, la regeneracion puede hacerse en un numero de pasos sucesivos con un efecto favorable.
[0031] La invencion tambien se refiere a un dispositivo para la extraccion de un gas a partir de una mezcla de gas por contacto con un primer medio de absorcion liquido que puede absorber al menos parcialmente el gas que se va a extraer de la mezcla de gas al ponerse en contacto con la mezcla de gas, por lo cual se forma un primer medio de absorcion enriquecido, por lo cual el dispositivo comprende un circuito donde el primer medio de absorcion liquido se conduce alrededor de a partir de un primer deposito a traves de una fase de purificacion a un segundo deposito, tambien parte del dispositivo, y de alli a traves de una fase de regeneracion de nuevo al primer deposito, por lo cual la fase de purificacion esta equipada para llevar la mezcla de gas en contacto con el primer medio de absorcion, mientras la fase de regeneracion esta equipada para llevar el primer medio de absorcion enriquecido originado de la fase de purificacion en contacto con un segundo medio de absorcion gaseoso que, al contactar, puede extraer al menos parcialmente el gas que debe ser extraido del primer medio de absorcion liquido enriquecido, por lo cual la fase de regeneracion comprende un eyector venturi con una entrada de Kquido conectada al segundo deposito para el suministro del primer medio de absorcion Kquido enriquecido y una entrada de gas para el suministro del segundo medio de absorcion gaseoso y una salida de liquido que conduce al primer deposito.
[0032] El dispositivo permite las ventajas del metodo segun la invencion anteriormente descrito para realizarse con medios relativamente simples.
[0033] Con la intencion de mostrar mejor las caracteristicas de la invencion, algunas formas de realizacion preferidas de un dispositivo y un metodo aplicado de este modo segun la invencion se describen de ahora en adelante por medio de un ejemplo, sin ninguna naturaleza de limitation, con referencia a los dibujos anexos, donde:
la figura 1 muestra esquematicamente un dispositivo segun la invencion; y
las figuras 2 y 3 muestran una posible variante de un dispositivo, segun la invencion.
[0034] El dispositivo 1 mostrado en la figura 1 concierne a un dispositivo para la extraccion de un gas a partir de una mezcla de gas que se suministra por un tubo de suministro 2.
[0035] El dispositivo 1 comprende un circuito 3 al que se conecta el tubo de suministro 2 y en el cual un primer medio de absorcion liquido circula a partir de un primer deposito 4 via un primer tubo 5 a traves de un segundo deposito 6 y via un segundo tubo de nuevo al primer deposito 4 en la direccion de flujo de la flecha P.
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[0036] Este primer medio de absorcion presenta la propiedad de que se puede absorber el gas que se va a extraer de la mezcla de gas, por ejemplo por absorcion o adsorcion, cuando se pone en contacto con esta mezcla de gas, por lo cual por ejemplo la presion parcial del gas que se va a extraer en el primer medio de absorcion es inferior a la presion parcial del gas que debe ser extraido en la mezcla de gas.
[0037] El circuito anteriormente mencionado 3 comprende dos etapas sucesivas en la direccion de flujo P, respectivamente, una fase de purificacion 8 donde la mezcla de gas se pone en contacto con el primer medio de absorcion del primer deposito 4 para absorber el gas que se va a extraer y una fase de regeneracion 9 donde el primer medio de absorcion Kquido enriquecido del segundo deposito 6 se pone en contacto con un segundo medio de absorcion gaseoso que se suministra via un segundo tubo de suministro 10 y que presenta la propiedad de que se puede extraer nuevamente el gas sorbido en la fase de purificacion 8 por el primer medio de absorcion de este primer medio de absorcion, por ejemplo, por desorcion.
El segundo medio de absorcion se elige preferiblemente, de manera que la presion parcial del gas que se va a extraer en el segundo medio de absorcion es inferior que la presion parcial del gas que se va a extraer en el primer medio de absorcion Kquido enriquecido.
[0038] La fase de purificacion 8 comprende una primera bomba 11 que bombea el primer medio de absorcion desde el primer deposito 4 via el tubo 5 y un primer eyector venturi 12 al segundo deposito 6.
[0039] El primer eyector venturi 12 se equipa en un cierto sentido conocido con un eyector 13 con una entrada de liquido 14 para el medio de absorcion Kquido que se suministra bajo presion por la bomba 10 desde el primer deposito 4 y que se inyecta por el eyector 13 en una camara de mezcla 15 del eyector venturi 12.
[0040] La camara de mezcla 15 dispone de una entrada de gas de succion 16 a la que se conecta el tubo de suministro 2 de la mezcla de gas que se va a tratar.
[0041] El eyector venturi 12 define un canal de flujo que se limita en la camara de mezcla 15 en la direccion de flujo hasta un 'venturi' 17 donde la seccion transversal de flujo del canal de flujo es minima, despues de la cual el canal de flujo nuevamente se vuelve una finalizacion mas amplia, via una salida 18, en el segundo deposito 6 anteriormente mencionado sobre el nivel 19 del medio de absorcion Kquido en este deposito 6.
[0042] El segundo deposito 6 dispone de una salida de gas 20 a traves de la cual se puede retirar la mezcla de gas purificada.
[0043] La fase de regeneracion 9 comprende una segunda bomba 21 que guia el primer medio de absorcion liquido desde el segundo deposito 6, con el gas que se va a extraer absorbido en este, via el segundo tubo 7 y un segundo eyector venturi 22 de nuevo al primer deposito 4.
[0044] El segundo eyector venturi 22, es analogo al primer eyector venturi 12, equipado con un eyector 23 con una entrada de liquido 24 conectada al tubo 7, una camara de mezcla 25, un venturi 26 y una salida 27 que conduce al primer deposito 4.
[0045] La camara de mezcla 25 dispone de una entrada de gas de succion 28 conectada al tubo de suministro anteriormente mencionado 10 del segundo medio de absorcion gaseoso.
[0046] En el ejemplo mostrado se preve una valvula 29 reguladora, que es preferiblemente ajustable, en el tubo de suministro 10 del segundo medio de absorcion.
[0047] El dispositivo 1 permite que se aplique el metodo de la invention de una forma simple, como se presenta de ahora en adelante.
[0048] Cuando la bomba 11 se conduce, el primer medio de absorcion liquido del deposito se bombea a traves del eyector 13 del eyector venturi 12, de manera que este primer medio de absorcion se inyecta bajo presion en la camara de mezcla 15.
[0049] Por la presente, la mezcla de gas se extrae via el tubo de suministro 2 en cierto modo conocida, debido al efecto de arrastre de las gotitas de liquido inyectadas, y se pone en contacto intenso con el primer medio de absorcion Kquido y se mezcla por la friction entre la mezcla de gas y el primer medio de absorcion.
[0050] Como resultado, durante una fase de purificacion en la fase de purificacion 8, el gas que se va a extraer se extrae de la mezcla de gas y se absorbe por el primer medio de absorcion cuya concentracion de gas absorbido que debe ser
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extraido aumenta como resultado.
[0051] A este respecto hay un caso de un primer medio de absorcion liquido rico o enriquecido que se recibe en el fondo del segundo deposito 6, y que se caracteriza por una concentracion mas alta con respecto al primer medio de absorcion pobre o menguado en el primer deposito 4.
[0052] El gas restante o mezcla de gas donde al menos una parte del gas que se debe extraer ha sido retirada de la mezcla de gas, se recibe como un gas purificado o purificado parcialmente en el segundo deposito 6 donde se separa naturalmente del primer medio de absorcion Kquido.
[0053] Debido a la accion del primer eyector venturi 12, el gas purificado o purificado parcialmente en la salida 18 del eyector venturi 12 tiene una presion mas alta que la mezcla de gas suministrada que se va a purificar, de manera que este gas se puede retirar por separado a una presion aumentada via la salida de gas 20 sin la intervention de medios adicionales para aumentar la presion.
[0054] En vistas a un aumento de presion, el deposito 6 se debe construir como un recipiente a presion que puede resistir este aumento de presion.
[0055] Una valvula de regulation y/o sistema de aumento de presion, no mostrado en los dibujos, se puede incorporar opcionalmente en el tubo de suministro 2 de la mezcla de gas con el objetivo de poder controlar y optimizar la proportion de mezcla entre la mezcla de gas y el primer medio de absorcion Kquido en el primer eyector venturi 12.
[0056] Debido al accionamiento de la bomba 21, en la fase de regeneration 9, el primer medio de absorcion enriquecido se bombea del segundo deposito 6 al segundo eyector 23 y se inyecta en la camara de mezcla 25 del segundo eyector venturi 22.
[0057] Como resultado, el segundo medio de absorcion se extrae y se pone en contacto estrecho con el primer medio de absorcion enriquecido.
[0058] Por la presente, el gas que se va a extraer se absorbe por el segundo medio de absorcion, durante una fase de regeneracion en la fase de regeneracion 9, desde el primer medio de absorcion enriquecido y un primer medio de absorcion pobre o menguado permanece con una concentracion reducida de gas sorbido que debe ser extraido que se recibe en el deposito 4, de donde este se puede usar nuevamente para una fase de purification posterior en la fase de purification 8.
[0059] El segundo medio de absorcion con el gas que debe ser extraido absorbido en este se saca hacia fuera o se retira via una salida de gas 30 del primer deposito 4 para otro tratamiento o uso.
[0060] Debido a la regulacion del segundo medio de absorcion gaseoso involucrado en la valvula de regulacion 29, se reduce la presion parcial del gas que se va a extraer en el segundo medio de absorcion, de manera que aumenta la capacidad de absorcion del gas que se debe extraer en el segundo medio de absorcion y la regeneracion procede mas eficazmente.
[0061] De este modo, se obtiene un circuito 3, donde el primer medio de absorcion Kquido circula continuamente y por lo cual la mezcla de gas se atrae continuamente y se purifica en la fase de purificacion 8 por absorcion del gas que se debe extraer en el primer medio de absorcion y por lo cual un segundo medio de absorcion se atrae continuamente en la fase de regeneracion 9 para regenerar el primer medio de absorcion con el gas absorbido que se debe extraer en un primer medio de absorcion reutilizable.
[0062] La eficiencia de la fase de purificacion 8 se puede mejorar ademas proporcionando el eyector 12 con una pieza de conexion, no mostrada en los dibujos, entre la camara de mezcla 15 y la salida 18 para aumentar el tiempo de contacto entre la mezcla de gas y el primer medio de absorcion liquido.
Asimismo, la eficiencia de la fase de regeneracion 9 se puede mejorar ademas proporcionando un eyector 22 con una pieza de conexion, no mostrada en los dibujos, entre la camara de mezcla 25 y la salida 27 para aumentar el tiempo de contacto entre el segundo medio de absorcion gaseoso y el primer medio de absorcion liquido.
[0063] La eficiencia del metodo se puede mejorar ademas por el enfriamiento del primer medio de absorcion liquido en el caso de una adsorcion exotermica o absorcion del gas que se debe absorber por el primer medio de absorcion, o a calentar en el caso de una adsorcion o absorcion endotermica, antes de ser guiado a traves del primer eyector venturi 12 y esto para reducir la presion parcial del gas que se debe extraer en el primer medio de absorcion.
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[0064] Tambien es posible una mejora cuando el primer medio de absorcion Kquido se calienta en el caso de desorcion endotermica o se enfria en el caso de desorcion exotermica, antes de ser bombeado a traves del segundo eyector venturi 22.
[0065] Cuando se aplica un calentamiento y enfriamiento simultaneos, esto puede ser util en este aspecto para usar una bomba de calor de la cual un intercambiador termico se usa para el calentamiento y el otro intercambiador termico se usa para el enfriamiento y el cual bombea el calor desarrollado por la reaccion exotermica a la reaccion endotermica.
[0066] El deposito 6 y deposito 4 pueden disponer de medios adicionales para mejorar adicionalmente el metodo, tal como un separador de gotita.
[0067] El metodo y dispositivo 1 anteriormente descrito se puede usar ventajosamente para purificar el biogas no tratado que es tipicamente una mezcla de gas de metano y CO2, donde CO2 se debe retirar para dejarlo con metano que se puede usar como un combustible para reemplazar gas natural.
[0068] Con este fin, preferiblemente una mezcla de agua y amina se usa como un primer medio de absorcion que circula en el circuito y que es capaz de absorber CO2 del biogas.
[0069] Por la presente, la amina enriquecida con una concentration aumentada de CO2 se forma en el segundo deposito 6 que se pone en contacto en la fase de regeneration 9 con un segundo medio de absorcion en forma de aire ambiental que se atrae del ambiente via el tubo de suministro 10, y que es capaz de liberarse, por desorcion, el CO2 absorbido del biogas no tratado que esta presente en la amina enriquecida de deposito 6.
[0070] El CO2 absorbido en el aire ambiental luego se saca hacia fuera via la salida de gas 30 con el aire ambiental en el entorno.
[0071] La eficiencia de la purification de biogas se puede mejorar calentando el primer medio de absorcion enriquecido en el segundo deposito 6 o en el tubo 7 para el paso de regeneracion en la fase de regeneracion 9 y por el enfriamiento del primer medio de absorcion menguado en el primer deposito 4 o en el tubo 5 para la purificacion en la fase de purificacion 8.
[0072] Durante su calentamiento, se debe asegurar que la temperatura no asciende demasiado alta para prevenir la oxidation de la amina como el primer medio de absorcion.
Alternativamente, se puede elegir que un medio de absorcion tal como sal de amino sea insensible o menos sensible a la oxidacion.
[0073] El metodo se puede optimizar por ajuste experimental y calculado de las presiones y temperaturas, medios de absorcion y similar.
[0074] Dependiendo de la aplicacion o los requisitos, varios liquidos quimicos o mezclas liquidas se pueden usar como un primer medio de absorcion tal como amina, sales de amino, aminoacidos y esto posiblemente en concentraciones diferentes.
[0075] Ademas de estos liquidos quimicos, se pueden usar liquidos fisicos o mezclas liquidas, tales como metanol, selexol, NMP y similar como un primer medio de absorcion, al igual que liquidos hibridos tales como sulfinol, amisol y similar o incluso liquidos que emergen de nuevo tales como liquidos ionicos.
[0076] El primer medio de absorcion tambien puede ser un lodo, en otras palabras una mezcla de particulas solidas y liquidas, tales como particulas de hierro que debe ser extraido el azufre del biogas presente como H2S en el biogas por la union con el hierro.
Las particulas FeS resultantes se deben filtrar.
[0077] El metodo no esta limitado a la purificacion de biogases pero tambien se puede usar con otros gases.
[0078] Un ejemplo de ello es el secado de aire humedo o gas humedo que es una mezcla de gas de aire seco y vapor de agua que puede ser extraida del aire humedo poniendolo en contacto en un estado de purificacion, con un agente secante de liquido, tal como propilenglicol, que actua como un primer medio de absorcion liquido.
[0079] La regeneracion puede hacerse con aire ambiental como un segundo medio de absorcion en una fase de regeneracion 9.
Esto requiere el calentamiento y/o regulation de la presion con la valvula de regulation 29, ya que la presion parcial de
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agua en el aire ambiental no esta siempre lo suficientemente baja.
[0080] Este metodo se puede usar a presiones mas altas, por ejemplo con aire comprimido con una presion de 10 barg (1 Mpa), por lo cual este aire comprimido se puede secar por la aplicacion de la invencion con propilenglicol, por lo cual al mismo tiempo la presion del gas comprimido en seco se puede aumentar a 11 barg (1,1 Mpa) por ejemplo, gracias al aumento de presion en el eyector venturi 12.
[0081] Sin importar el hecho de que dos bombas 11 y 21 se usan en el ejemplo de la figura 1, no se excluye usar solo una unica bomba, por lo cual una de las dos bombas 11 o 22 se puede omitir.
[0082] Por ejemplo, la bomba 21 se puede omitir, por lo cual solo la bomba 11 bombea el primer medio de absorcion 11 alrededor del circuito 3.
Esta unica bomba 11 asegura un suficiente incremento de presion en el deposito 6 para poder aprovechar esta presion mas alta para conducir el primer medio de absorcion del segundo deposito 6 al primer deposito 4 via el segundo eyector venturi 22.
[0083] En el ejemplo anteriormente descrito del secado de aire, la presion de 11 barg (1,1 Mpa) en el segundo deposito deberia ser suficiente para conducir el propilenglicol ademas aguas abajo a traves de la fase de regeneracion 9 del circuito 3 sin una bomba extra, por lo cual permanece una presion excesivamente ligera o presion atmosferica en el primer deposito 4.
[0084] En vez de usar solo la primera bomba 11 en el circuito 3, no es inconcebible proporcionar solo la segunda bomba 21 en el circuito 3, por lo cual en este caso la etapa de regeneracion puede tener lugar en la fase de regeneracion 9 a una presion excesiva, mientras el paso de purificacion se produce en la fase de purificacion 8 a una presion inferior.
[0085] La Figura 2 muestra una variante de un dispositivo 1 segun la invencion, por la cual dos etapas de purificacion 8 y 8' se conectan en series en el circuito 3, seguidas de dos etapas de regeneracion 9 y 9' en series conectadas, por lo cual el primer medio de absorcion se conduce alrededor del circuito 3 en forma Kquida en la direccion de flujo P y por lo cual el gas purificado se guia en la direccion de flujo Q, en contraflujo con respecto a la direccion de flujo P del primer medio de absorcion, a traves de las etapas de purificacion 8 y 8' debido a que la salida de gas 20 de la fase de purificacion mas abajo 8 se alimenta de nuevo a la entrada de gas 16' de la fase de purificacion 8' situada mas arriba.
[0086] En particular, un paso de purificacion adicional se aplica en la fase de purificacion adicional 8' que hace uso de un eyector venturi adicional 12' seguido de un deposito adicional 6' que se proporciona en el circuito 3 entre la fase o fases 9 de regeneracion y el primer eyector venturi 12, por lo cual el primer medio de absorcion se bombea del primer deposito 4 o el primer deposito adicional 4' a traves del eyector venturi adicional 12' al deposito adicional 6' y por lo cual se mezcla con al menos una mezcla de gas parcialmente purificada originada del segundo deposito 6 de la fase de purificacion 8 de donde la salida de gas 20 se conecta a la entrada de gas 16' del eyector venturi adicional 12', y por lo cual la otra mezcla de gas purificada se deriva via la salida de gas 20' del deposito adicional 6'.
[0087] Debido a esta retroaccion de contraflujo se puede realizar una purificacion mas eficaz.
[0088] Esta claro que la purificacion adicional se puede hacer con una tecnica de purificacion diferente tal como el lavado de gas en una columna de lavado de gas.
[0089] Con respecto a la regeneracion, una fase de regeneracion adicional 9' se usa en la figura 2 que hace uso de un eyector venturi adicional 22' seguido de un primer deposito 4' adicional que se proporciona en el circuito 5 entre el primer deposito 4' y la fase o fases 8 de purificacion, por lo cual el primer fluido de absorcion se bombea con el gas extraido parcialmente que debe ser extraido absorbido en este desde el primer deposito 4 a traves del eyector venturi adicional 22' al deposito adicional 4', y por lo cual se mezcla con un segundo medio de absorcion gaseoso cuyo suministro se conecta via una valvula de regulacion 29' a la entrada de gas 28' del segundo eyector venturi 22' adicional, y por lo cual el segundo medio de absorcion con el gas que debe ser extraido absorbido en esta se apaga o se deriva del deposito adicional 4' via la salida de gas 30'.
[0090] Esta claro que la regeneracion adicional se puede hacer con una tecnica de regeneracion diferente, tal como el decapado de Kquido en una columna de decapado por ejemplo.
[0091] Esta claro que el primer medio de absorcion se produce en los depositos diferentes con concentraciones diferentes del gas absorbido que debe ser extraido.
[0092] Esta claro que se pueden aplicar mas de dos etapas de purificacion 8 y/o mas de dos etapas de regeneracion 9,
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con o sin retroalimentacion de contraflujo.
[0093] Esta tambien claro que la invencion no solo se refiere a una mezcla de gas de solo dos gases, sino que esas mezclas de mas de dos gases se pueden purgar de uno o mas gases de componentes de la misma manera, bien selectivamente o simultaneamente.
[0094] La Figura 3 muestra otra variante de un dispositivo 1, segun la invencion, que difiere del dispositivo 1 de la figura 1 por la caracteristica de que la fase de purificacion 8 con el primer eyector venturi 12, bomba 11 se sustituye por una 'columna de lavado de gas' convencional 31 que se compone de una columna cerrada vertical 32 donde la mezcla de gas que se debe purificar se pone en contacto con el primer medio de absorcion del primer deposito 4 via el tubo 5 con el objetivo de extraer el gas que debe ser extraido de la mezcla de gas, por ejemplo, por absorcion.
[0095] Con este fin, la columna 32 dispone de una entrada de gas 33 y una salida de gas 34, por la cual se conduce la mezcla de gas originada del tubo de suministro 2 aguas arriba en la direccion vertical a traves de la columna 32 a la salida de gas 34 mediante un compresor 35 o similar.
[0096] El primer medio de absorcion Kquido se distribuye en contraflujo arriba de la columna 32 mediante un pulverizador o atomizador 36 y cae hacia abajo como una lluvia o vapor debido a la gravedad y se recibe y recoge en el fondo 37 de la columna 32, por lo cual la columna 32 actua, por asi decirlo, como un segundo deposito 6 de donde el primer medio de absorcion enriquecido se bombea por la bomba 21 de la fase de regeneration 9 al segundo eyector venturi 22 para la regeneration como se ha descrito anteriormente.
[0097] Por supuesto, se conservan las ventajas ya mencionadas anteriormente de regeneracion mediante un eyector venturi 22, al igual que la ventaja de poder realizar la regeneracion con aire ambiental como un segundo medio de absorcion en el caso de la purificacion de un biogas.
[0098] Esta claro que la expresion primer y segundo eyector venturi solo se usa para hacer una distincion entre el eyector venturi de la fase de purificacion y el eyector venturi de la fase de regeneracion y que no se excluye que solo un segundo eyector venturi se pueda presentar sin un primer eyector venturi estando presente, como se muestra en el ejemplo de la figura 3.
[0099] La presente invencion no se limita en absoluto a las formas de realization descritas como un ejemplo y mostradas en los dibujos, pero tal dispositivo y metodo aplicado a ello se puede realizar en todo tipo de variantes, sin alejarse del ambito de la invencion.

Claims (19)

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    1. Metodo para la extraccion de un gas a partir de una mezcla de gas, caracterizado por el hecho de que el metodo comprende los pasos siguientes:
    - la provision de un primer medio de absorcion liquido, que al contactar con la mezcla de gas puede absorber al menos parcialmente el gas que debe ser extraido;
    - durante un paso de purification, poner este primer medio de absorcion en contacto con la mezcla de gas guiandolos unidos a traves de una fase de purificacion (8) para conseguir que se absorba al menos parcialmente el gas que debe ser extraido por el primer medio de absorcion de la mezcla de gas debido al contacto mutuo, para quedar con una mezcla de gas purificada con menos gas que debe ser extraido y un primer medio de absorcion liquido enriquecido donde el gas que debe ser extraido de la mezcla de gas se absorbe al menos parcialmente;
    - la provision de un segundo medio de absorcion gaseoso que puede extraer al menos parcialmente el gas que debe ser extraido del primer medio de absorcion liquido enriquecido al contactar con este medio de absorcion liquido enriquecido;
    - durante un paso de regeneration, poner este segundo medio de absorcion gaseoso en contacto con el primer medio de absorcion Kquido enriquecido formado durante el paso de purificacion anteriormente mencionado, guiandolos unidos a traves de una fase de regeneracion (9), por la cual, debido al contacto mutuo, el gas absorbido que debe ser extraido se absorbe al menos parcialmente en el primer medio de absorcion enriquecido por el segundo medio de absorcion y por lo cual en la salida (27) de la fase de regeneracion (9) se forma un primer medio de absorcion Kquido regenerado al menos parcialmente que se puede reutilizar para un paso de purificacion posterior;
    - por lo cual se hace uso de un eyector venturi (22) con una entrada de liquido (24) y una salida de gas (28) para el paso de regeneracion, por lo cual el primer medio de absorcion liquido enriquecido originado del paso de purificacion se suministra bajo presion a la entrada de liquido (24) de este eyector venturi (22) y el segundo medio de absorcion gaseoso se extrae via la entrada de gas (28) de este eyector venturi (22) para el contacto entre el primer medio de absorcion enriquecido y el segundo medio de absorcion y por lo cual se hace uso de un circuito (3) donde el primer medio de absorcion Kquido se guia alrededor de un primer deposito (4) a traves de la fase de purificacion (8) a un segundo deposito (6) donde se recibe el primer medio de absorcion enriquecido de donde este se arrastra a traves de la fase de regeneracion (9) que conduce al primer deposito (4) anteriormente mencionado donde se absorbe el primer medio de absorcion regenerado.
  2. 2. Metodo, segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que se hace uso de un eyector venturi separado (12) con una entrada de Kquido (14) y una entrada de gas (16) para el paso de purificacion, por lo cual el primer medio de absorcion se suministra bajo presion a la entrada de Kquido (14) de este eyector venturi (12) y la mezcla de gas que se debe purificar se extrae via la entrada de gas (2) de este eyector venturi (12) para el contacto entre el primer medio de absorcion y la mezcla de gas.
  3. 3. Metodo, segun la reivindicacion 2, caracterizado por el hecho de que el metodo procede segun un proceso continuo por el cual el primer medio de absorcion Kquido se guia alrededor del circuito (3) del primer deposito (4) via la fase de purificacion (8) y luego de nuevo al primer deposito (4) via la fase de regeneracion (9), de manera que la mezcla de gas que se debe purificar se suministra continuamente a la fase de purificacion (8) y el gas purificado de esta fase de purificacion (8) se retira y el segundo medio de absorcion gaseoso se atrae continuamente via la entrada de gas (28) del eyector venturi (22) de la fase de regeneracion (9).
  4. 4. Metodo, segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el segundo medio de absorcion se atrae via una restriction de flujo ajustable o no ajustable (29) por el eyector venturi (22) de la fase de regeneracion (9) para reducir la presion parcial del gas que se debe extraer en el segundo medio de absorcion.
  5. 5. Metodo, segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el primer medio de absorcion liquido se calienta para una extraccion endotermica del gas que debe ser extraido o se enfria para una extraccion exotermica del gas que debe ser extraido.
  6. 6. Metodo, segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que la presion de la mezcla de gas con el gas que debe ser extraido difiere de la presion del segundo medio de absorcion gaseoso.
  7. 7. Metodo, segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que la mezcla de gas que se va a purificar es un biogas no tratado que se debe purgar de CO2; H2S u otro contaminante.
  8. 8. Metodo, segun la reivindicacion 7, caracterizado por el hecho de que el primer medio de absorcion es una mezcla liquida de una amina mas o menos concentrada, sal de amino o aminoacido.
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  9. 9. Metodo, segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, caracterizado por el hecho de que el segundo medio de absorcion es aire ambiental.
  10. 10. Metodo, segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que la mezcla de gas que se debe purificar es un gas humedo, por ejemplo, aire o metano, que se debe secar y el primer medio de absorcion es un liquido higroscopico, tal como propilenglicol.
  11. 11. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que una purificacion adicional se aplica en una o mas fases de purificacion adicional (8') por lo cual el primer medio de absorcion originado del primer deposito (4) absorbe al menos parcialmente el gas que debe ser extraido en la purificacion adicional y luego se suministra bajo presion a la entrada de liquido (14) del primer eyector venturi (12) y por lo cual la mezcla de gas al menos parcialmente purificada originada del segundo deposito (6) se purifica posteriormente en la purificacion adicional y se extrae de esta por una salida de gas (20').
  12. 12. Metodo, segun la reivindicacion 11, caracterizado por el hecho de que uno o mas pasos de la purificacion adicional hace uso de un eyector venturi adicional (12') seguido de un deposito adicional (6') que se proporcionan en el circuito (3) entre el primer deposito (4) y el primer eyector venturi (12), por lo cual el primer medio de absorcion se bombea del primer deposito (4) a traves del eyector venturi adicional (12') al deposito adicional (6'), por lo cual se mezcla con la mezcla de gas al menos parcialmente purificada originada del segundo deposito (6) cuya salida de gas (20) se conecta a la entrada de gas (16') del eyector venturi adicional (12') y por lo cual la otra mezcla de gas purificada se extrae via una salida de gas (20') del deposito adicional (6').
  13. 13. Metodo, segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que se aplica una regeneracion adicional en uno o mas pasos, por lo cual el primer fluido de absorcion parcialmente regenerado originado del primer deposito (4) se regenera posteriormente en la regeneracion adicional y luego se suministra baja presion a la fase de purificacion (8) o a la fase de purificacion adicional (8') si se proporciona.
  14. 14. Metodo, segun la reivindicacion 12, caracterizado por el hecho de que uno o mas pasos de la regeneracion adicional hacen uso de un eyector venturi adicional (22') seguido de un deposito adicional (4'), por lo cual el primer medio de absorcion con el gas que debe ser extraido absorbido en este se bombea del primer deposito (4) a traves del eyector venturi adicional (22') al deposito adicional (4'), por lo cual se mezcla con un segundo medio de absorcion gaseoso que se atrae via la entrada de gas (28') del eyector venturi adicional (22') y por lo cual el segundo medio de absorcion junto con el gas absorbido que debe ser extraido se extrae via una salida de gas (30') del deposito adicional (4').
  15. 15. Dispositivo para la extraccion de un gas a partir de una mezcla de gas por contacto con un primer medio de absorcion liquido que puede absorber al menos parcialmente el gas que debe ser extraido de la mezcla de gas al ponerse en contacto con la mezcla de gas, por lo cual se forma un primer medio de absorcion enriquecido, por lo cual el dispositivo comprende un circuito (3) donde el primer medio de absorcion liquido se conduce alrededor de un primer deposito (4) a traves de una fase de purificacion (8) a un segundo deposito (6), que tambien es parte del dispositivo, y de alli a traves de una fase de regeneracion (9) y de nuevo al primer deposito (4), por lo cual la fase de purificacion (8) esta equipada para poner la mezcla de gas en contacto con el primer medio de absorcion, mientras la fase de regeneracion esta equipada para poner el primer medio de absorcion enriquecido originado de la fase de purificacion en contacto con un segundo medio de absorcion gaseoso que, tras el contacto, el gas que debe ser extraido se puede extraer al menos parcialmente del primer medio de absorcion Kquido enriquecido, caracterizado por el hecho de que la fase de regeneracion (9) comprende un eyector venturi (22) con una entrada de Kquido (24) conectada al segundo deposito (6) para el suministro del primer medio de absorcion liquido enriquecido y una entrada de gas (28) para el suministro del segundo medio de absorcion gaseoso y una salida de Kquido (27) que conduce al primer deposito (4).
  16. 16. Dispositivo, segun la reivindicacion 15, caracterizado por el hecho de que la fase de purificacion (8) comprende un eyector venturi separado (12) con una entrada de Kquido (14) que conecta al primer deposito (4) para el suministro del primer medio de absorcion y una entrada de gas (2) para el suministro de la mezcla de gas que debe ser purificada y una salida (18) para el gas purificado que conduce al segundo deposito (6).
  17. 17. Dispositivo, segun la reivindicacion 15 o 16, caracterizado por el hecho de que este comprende al menos una bomba (11 y/o 21) para desplazarse alrededor del primer medio de absorcion en el circuito (3),
    mas especificamente, comprende al menos dos bombas, respectivamente una primera bomba (11) en la fase de purificacion (8) conectada al primer deposito (4) via un tubo (5) y que proporciona presion a la entrada de liquido (14) del primer eyector venturi (12) y una segunda bomba (21) en la fase de limpieza (9) conectada al segundo deposito (6) via un tubo (7) y proporciona presion a la entrada de liquido (24) del segundo eyector venturi (22).
  18. 18. Dispositivo, segun cualquiera de las reivindicaciones 16 a 17, caracterizado por el hecho de que al menos una fase
    de purification adicional (8') dispone de un eyector venturi adicional (12') seguido de un deposito adicional (6') que se proporciona en el circuito (3) en el tubo (5) entre el primer deposito (4) y el primer eyector venturi (12), por lo cual la salida de gas (20) del segundo deposito (6) se conecta a la entrada de gas (16') del eyector venturi adicional (12') y por lo cual la salida de gas (20') del deposito adicional (6') esta equipada para la derivation de la mezcla de gas purificada.
    5
  19. 19. Dispositivo, segun cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado por el hecho de que al menos una fase de regeneration adicional (9') dispone de un eyector venturi adicional (22') seguido de un deposito adicional (4') que se proporciona en el circuito (3) entre el primer deposito (4) y el primer eyector venturi (12), por lo cual el primer fluido de absorcion con el gas que se debe extraer absorbido en este se bombea del primer deposito (4) a traves del eyector 10 venturi adicional (22') al deposito adicional (4'), por lo cual se mezcla con un segundo medio de absorcion gaseoso que se atrae via la entrada de gas (28') del eyector venturi adicional (22') y por lo cual el segundo medio de absorcion con el gas absorbido parcialmente generado se extrae via una salida de gas (30') del deposito adicional (4').
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