WO2017035680A1 - System for ventilation by means of low-energy crossed airflow for electrowinning tankhouses and method for ventilation by means of low-energy crossed airflow - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a ventilation system by applying a cross flow of low energy air, which allows the removal of pollutants generated by the electro-obtaining process of copper or other metals.
- the electro-obtaining process of copper or other metals is based on the application of an electric potential difference on two conductive metal plates submerged in a solution called electrolyte, where the metal to be obtained is in solution.
- cupric sulfate (CuSO4) from leaching is introduced into an electrolytic cell, which is composed of lead anodes and stainless steel cathodes.
- the cell described is schematized in Figure 1.
- a power source (101) generates the difference in electrical potential between the electrochemical anode (102) and the electrochemical cathode (103). When applying the electric potential, the deposition of the metal ions in the electrochemical cathode occurs.
- the oxygen in the form of bubbles (104) rises to the free surface of the electrolyte, where the bubble bursts producing microscopic aerosols (105), which are subsequently transported by the movement of air into the spacecraft.
- This phenomenon is known as "acid mist", since in i
- the small droplets in suspension have the same electrolyte composition, mostly containing sulfuric acid and copper sulfate in solution.
- the acid mist is very harmful, since aerosols travel through the air to the operator, causing irritation of the skin, eyes, mucous membranes, teeth and respiratory tract, since the smallest drops of mist (of the order of 20 pm) they are difficult to eliminate, reaching the lungs of the operators without modification, being able to produce a great damage in the health, besides producing high levels of corrosion in the environment damaging the structure of the buildings, also affecting the machinery of the plant; Therefore, these emissions are heavily regulated by health and environmental control entities (Electro Obtainment Plant Operation Training, ENAMI - Vallenar Plant, Dr. Clark Vargas R., Department of Chemical Engineering University of Santiago de Chile).
- the current state of the art to mitigate acid mist emissions resulting from the electro-obtaining process of copper or other metals presents the following solutions: i) mitigation of emissions from the emitting source (electro-obtaining cells) by use of surfactants (FC-1 100®, quillay, etc.) and use of mechanical barriers (polypropylene pellets), among others; I) use of extractor hoods on the cells (SAME® High Energy Hoods, Outotec® System); i ⁇ ) local ventilation over each of the cells (LateralVex® system, SELE® system); iv) Ventilation by cross air flow over the cells (DESOM® system).
- the system comprises a plurality of primary injectors distributed in an arrangement for high-speed air supply, which are arranged on electro-obtaining cells inside electro-obtaining ships. Said injectors generate a cross horizontal velocity field over the cells.
- An arrangement of secondary injectors or lattices that supply air at low speed, is responsible for providing a supply of clean air, from the outside, to reduce the incorporation of contaminated air into the flow of air carried by the primary injectors.
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Abstract
Description
Sistema de ventilación por flujo de aire cruzado de baja energía para naves de electroobtención y método de ventilación por flujo de aire cruzado de baja energía Low energy cross air flow ventilation system for electro-collection ships and low energy cross air flow ventilation method
CAMPO DE APLICACIÓN SCOPE
La presente invención se relaciona con un sistema de ventilación mediante la aplicación de un flujo cruzado de aire de baja energía, que permite extraer los contaminantes generados por el proceso de electro-obtención de cobre u otros metales. The present invention relates to a ventilation system by applying a cross flow of low energy air, which allows the removal of pollutants generated by the electro-obtaining process of copper or other metals.
ANTECEDENTES BACKGROUND
El proceso de electro-obtención de cobre u otros metales se basa en la aplicación de una diferencia de potencial eléctrico sobre dos placas metálicas conductoras sumergidas en una solución denominada electrolito, donde el metal a obtener se encuentra en solución. The electro-obtaining process of copper or other metals is based on the application of an electric potential difference on two conductive metal plates submerged in a solution called electrolyte, where the metal to be obtained is in solution.
En el caso de la electro-obtención del cobre, la solución de sulfato de cúprico (CuSO4) proveniente de la lixiviación es introducida a una celda electrolítica, la que se compone de ánodos de plomo y cátodos de acero inoxidable. La celda descrita se esquematiza en la Figura 1 . Una fuente de poder (101 ) genera la diferencia de potencial eléctrico entre el ánodo electroquímico (102) y el cátodo electroquímico (103). Al aplicar el potencial eléctrico, se produce la deposición de los iones metálicos en el cátodo electroquímico. In the case of the electro-obtaining of copper, the solution of cupric sulfate (CuSO4) from leaching is introduced into an electrolytic cell, which is composed of lead anodes and stainless steel cathodes. The cell described is schematized in Figure 1. A power source (101) generates the difference in electrical potential between the electrochemical anode (102) and the electrochemical cathode (103). When applying the electric potential, the deposition of the metal ions in the electrochemical cathode occurs.
La reacción global que gobierna el proceso está dada por: The global reaction that governs the process is given by:
Cu+2 + H2O → Cu0 + ½ O2 + 2H+ E° = -0,89 VENH Cu +2 + H 2 O → Cu 0 + ½ O 2 + 2H + E ° = -0.89 VENH
Producto del proceso de electro-obtención, el cobre es reducido en el cátodo en donde se deposita, mientras que se genera oxígeno gaseoso en el ánodo electroquímico en una reacción de oxidación. As a result of the electro-obtaining process, copper is reduced in the cathode where it is deposited, while gaseous oxygen is generated in the electrochemical anode in an oxidation reaction.
El oxígeno en forma de burbujas (104) asciende hacia la superficie libre del electrolito, en donde la burbuja estalla produciendo aerosoles microscópicos (105), los que posteriormente son transportados por el movimiento del aire al interior de la nave. Este fenómeno es conocido como "neblina ácida", ya que en i nuestro caso las pequeñas gotas en suspensión tienen la misma composición del electrolito, conteniendo mayoritariamente ácido sulfúrico y sulfato de cobre en solución. The oxygen in the form of bubbles (104) rises to the free surface of the electrolyte, where the bubble bursts producing microscopic aerosols (105), which are subsequently transported by the movement of air into the spacecraft. This phenomenon is known as "acid mist", since in i In our case, the small droplets in suspension have the same electrolyte composition, mostly containing sulfuric acid and copper sulfate in solution.
La neblina ácida es muy perjudicial, ya que los aerosoles viajan por el aire hasta el operador, produciendo la irritación de la piel, ojos, membranas mucosas, dientes y tracto respiratorio, ya que las gotas más pequeñas de neblina (del orden de los 20 pm) son difíciles de eliminar, llegando a los pulmones de los operarios sin modificación, pudiendo producir un gran daño en la salud, además de producir niveles altos de corrosión en el medio ambiente dañando la estructura de los edificios, afectando también la maquinaria de la planta; por lo que dichas emisiones están fuertemente reguladas por las entidades de salud y control ambiental (Capacitación Operación de Plantas de Electro Obtención, ENAMI - Planta Vallenar, Dr. Cristian Vargas R., Departamento de Ingeniería Química Universidad de Santiago de Chile). The acid mist is very harmful, since aerosols travel through the air to the operator, causing irritation of the skin, eyes, mucous membranes, teeth and respiratory tract, since the smallest drops of mist (of the order of 20 pm) they are difficult to eliminate, reaching the lungs of the operators without modification, being able to produce a great damage in the health, besides producing high levels of corrosion in the environment damaging the structure of the buildings, also affecting the machinery of the plant; Therefore, these emissions are heavily regulated by health and environmental control entities (Electro Obtainment Plant Operation Training, ENAMI - Vallenar Plant, Dr. Cristian Vargas R., Department of Chemical Engineering University of Santiago de Chile).
El estado de la técnica actual para mitigar las emisiones de neblina ácida producto del proceso de electro-obtención de cobre u otros metales, presenta las siguientes soluciones: i) mitigación de emisiones desde la fuente emisora (celdas de electro-obtención) mediante el uso de agentes surfactantes (FC-1 100®, quillay, etc.) y uso de barreras mecánicas (bolitas de polipropileno), entre otras; ¡i) uso de campanas extractoras sobre las celdas (Campanas de Alta Energía SAME®, Sistema Outotec®); i¡¡) ventilación local sobre cada una de las celdas (sistema LateralVex®, sistema SELE®); iv) Ventilación mediante flujo de aire cruzado sobre las celdas (sistema DESOM®). The current state of the art to mitigate acid mist emissions resulting from the electro-obtaining process of copper or other metals, presents the following solutions: i) mitigation of emissions from the emitting source (electro-obtaining cells) by use of surfactants (FC-1 100®, quillay, etc.) and use of mechanical barriers (polypropylene pellets), among others; I) use of extractor hoods on the cells (SAME® High Energy Hoods, Outotec® System); i¡¡) local ventilation over each of the cells (LateralVex® system, SELE® system); iv) Ventilation by cross air flow over the cells (DESOM® system).
El artículo " Recommendations for the design of push-pull ventilation systems for open suríace tanks" (M. Robinson y D. B. Ingham) publicado el año 1996, hace referencia a la ventilación de superficies industriales abiertas a través del sistema push-pull, el cual se relaciona con la generación de flujo de aire desde un costado de la superficie a ventilar, y donde dicho flujo arrastra las emisiones procedentes de dicha superficie. Sin embargo, el mismo artículo señala que la implementación de esta solución no es recomendable para superficies grandes. The article "Recommendations for the design of push-pull ventilation systems for open suríace tanks" (M. Robinson and DB Ingham) published in 1996, refers to the ventilation of open industrial surfaces through the push-pull system, which it is related to the generation of air flow from the side of the surface to be ventilated, and where said flow carries emissions from said surface. However, the same article indicates that the implementation of this solution is not recommended for large surfaces.
Una solución basada en los mismos principios del artículo anterior es la que describe el documento US462351 1 (A). Este documento divulga un sistema de ventilación para las instalaciones nucleares que comprende una pluralidad de toberas de aire situado por encima de la superficie del agua y dirigida a través de dicha superficie; un conducto conectado a dichas toberas, por lo menos una campana de recolección que tiene una pluralidad de aberturas en la misma posicionado por encima de dicha superficie y separada de dichas toberas. El sistema comprende además medios para extraer el aire a través de las aberturas de la campana para recoger el aire por encima de dicha superficie. La solución descrita está más bien relacionada con la ventilación de un canal y no de una superficie más extensa como lo sería una nave de electro-obtención. A solution based on the same principles of the previous article is that described in US462351 1 (A). This document discloses a system of ventilation for nuclear installations comprising a plurality of air nozzles located above the surface of the water and directed through said surface; a conduit connected to said nozzles, at least one collection bell having a plurality of openings therein positioned above said surface and separated from said nozzles. The system further comprises means to extract the air through the openings of the hood to collect the air above said surface. The described solution is rather related to the ventilation of a channel and not of a more extensive surface, such as an electro-obtaining ship.
Con respecto a la ventilación en naves de electro-obtención, el estado del arte describe algunas soluciones para esta aplicación. El artículo "Modeling the flow pattern of acid mist in a tank house" (A. Steiner y R. Kühn) publicado el 2005, describe la modelación de un sistema de ventilación de flujo cruzado donde el aire es conducido desde el exterior a través de celosías laterales, desde el espacio sobre las celdas por una línea de ventiladores y sacados del edificio. Unos inyectores de aire de alta velocidad inducen un flujo desde la superficie superior de las celdas y que lo llevan a los ventiladores para ser extraídos por la parte superior del edificio. Esta configuración permite la extracción de gas, sin embargo, existen zonas donde hay alta concentración de dicho gas que no puede ser sacada de la nave. With regard to ventilation in electro-obtaining ships, the state of the art describes some solutions for this application. The article "Modeling the flow pattern of acid mist in a tank house" (A. Steiner and R. Kühn) published in 2005, describes the modeling of a cross-flow ventilation system where air is conducted from the outside through lateral lattices, from the space on the cells by a line of fans and removed from the building. High-speed air injectors induce a flow from the upper surface of the cells and take it to the fans to be removed from the top of the building. This configuration allows the extraction of gas, however, there are areas where there is a high concentration of said gas that cannot be taken from the ship.
El documento US5855749 (A) describe un sistema de ventilación para una celda electrolítica que comprende un primer conducto que se extiende a lo largo de un lado de dicha celda, perpendicular a una pluralidad de placas de electrodo paralelas cuando dichas placas de electrodos están presentes; un ventilador para forzar el aire en dicho primer conducto; una pluralidad de aberturas espaciadas formadas en dicho conducto, donde dichas aberturas adaptada para enfrentar dicha solución electrolítica cuando dicha solución electrolítica se presenta, y posicionadas adyacentes para disponer una placa de electrodo. Las aberturas se posicionan para dirigir una corriente de aire a lo largo de cada superficie de dichas placas de electrodo. Un segundo conducto se extiende a lo largo de un lado de la celda, paralelo a dicho primer conducto, con una ranura alargada que se extiende a lo largo de dicho segundo conducto, dicha ranura enfrente de dicha aberturas y están en alineadas paralelamente con dichas aberturas; y un extractor de aire para crear una succión en dicho segundo conducto para extraer aire a través de dicha ranura. En este caso, la extracción del gas es local y no hay flujo cruzado que permite que dicha extracción sea extensible a todas las celdas, requiriendo que este sistema se instale en cada celda de forma individual. Por otra parte, este sistema no es capaz de remover las emisiones que escapan de las celdas de electro-obtención. US5855749 (A) describes a ventilation system for an electrolytic cell comprising a first conduit that extends along one side of said cell, perpendicular to a plurality of parallel electrode plates when said electrode plates are present; a fan to force air into said first duct; a plurality of spaced openings formed in said conduit, wherein said openings adapted to face said electrolytic solution when said electrolytic solution is presented, and positioned adjacent to arrange an electrode plate. The openings are positioned to direct a stream of air along each surface of said electrode plates. A second conduit extends along one side of the cell, parallel to said first conduit, with an elongate groove extending along said second conduit, said groove in front of said openings and are in parallel alignment with said openings; and an air extractor to create a suction in said second duct to extract air through said slot. In this case, the gas extraction is local and there is no cross flow that allows said extraction to be extensible to all cells, requiring that this system be installed in each cell individually. On the other hand, this system is not able to remove the emissions that escape from the electro-obtaining cells.
El sistema DESOM® resuelve la inyección de aire limpio a través de inyectores redondos ubicados en un costado de una nave de electro-obtención. Estos inyectores generan un flujo de aire cruzado sobre las celdas, el cual es extraído a través de ventiladores extractores ubicados en la pared opuesta de la nave. El flujo de aire extraído es conducido a través de un ducto hacia un equipo lavador que se encarga de remover la neblina ácida del flujo de aire antes de ser liberado hacia la atmósfera. Un arreglo de celosías se encarga de proveer el flujo de aire externo requerido para mantener el balance másico entre el aire total entrante y el aire extraído por los ventiladores. The DESOM® system solves the injection of clean air through round injectors located on the side of an electro-procurement vessel. These injectors generate a cross air flow over the cells, which is extracted through exhaust fans located on the opposite wall of the ship. The flow of extracted air is conducted through a pipeline to a washing equipment that is responsible for removing the acid mist from the air flow before being released into the atmosphere. A lattice arrangement is responsible for providing the external air flow required to maintain the mass balance between the total incoming air and the air drawn by the fans.
PROBLEMA TÉCNICO TECHNICAL PROBLEM
El estado del arte en sistemas de ventilación por flujo cruzado para naves de electro-obtención presenta las siguientes dificultades técnicas: i) los inyectores de aire que producen el flujo cruzado se encuentran separados entre sí, lo que genera recirculación del flujo de aire y/o zonas muertas (zonas con ventilación deficiente); ¡i) los inyectores de aire son simétricos, lo que conlleva a una incorporación de aire ambiente en forma también simétrica, lo que dificulta el proceso de separación entre el flujo de aire contaminado (justo sobre las celdas) y el resto del aire al interior de la nave; i¡¡) La extracción de aire a través de los ventiladores extractores no es homogénea, ya que los ventiladores generan un frente de extracción puntual, no homogéneo (el campo de velocidad decae rápidamente con la distancia desde los ventiladores), generándose lugares con ventilación deficiente; iv) los ventiladores están expuestos directamente al flujo de aire contaminado, el cual por su contenido corrosivo, disminuye la vida útil de los ventiladores Estos problemas conllevan a un flujo cruzado más desordenado y menos confinado verticalmente, lo que trae como consecuencia una mayor mezcla entre el aire sucio (justo sobre la celda) y el aire ambiente. The state of the art in cross flow ventilation systems for electro-obtaining ships presents the following technical difficulties: i) the air injectors that produce the cross flow are separated from each other, which generates recirculation of the air flow and / or dead zones (areas with poor ventilation); I) The air injectors are symmetrical, which leads to the incorporation of ambient air in a symmetrical way, which makes the separation process between the flow of contaminated air (just above the cells) and the rest of the air inside of the ship; i¡¡) The extraction of air through the extractor fans is not homogeneous, since the fans generate a point of precise, non-homogeneous extraction (the speed field decays rapidly with the distance from the fans), generating places with ventilation deficient; iv) the fans are directly exposed to the flow of contaminated air, which due to its corrosive content, reduces the useful life of the fans These problems lead to a more disorderly and less vertically confined cross flow, which results in a greater mix between dirty air (just above the cell) and ambient air.
SOLUCIÓN TÉCNICA TECHNICAL SOLUTION
Para solucionar los problemas antes descritos, se propone un sistema de ventilación por flujo de aire cruzado de baja energía para naves de electro- obtención de cobre y método de ventilación por flujo de aire cruzado de baja energía. La presente invención se relaciona con el sistema antes descrito y el método asociado. To solve the problems described above, a low energy cross-air ventilation system is proposed for copper electro-obtaining ships and low-energy cross-air ventilation method. The present invention relates to the system described above and the associated method.
El sistema comprende una pluralidad de inyectores primarios distribuidos en un arreglo para el suministro de aire a alta velocidad, los cuales están dispuestos sobre celdas de electro-obtención al interior de naves de electro-obtención. Dichos inyectores generen un campo de velocidad horizontal cruzado sobre las celdas. Un arreglo de inyectores secundarios o celosías que suministran aire a baja velocidad, se encarga de proveer un suministro de aire limpio, desde el exterior, para disminuir la incorporación de aire contaminado al flujo de aire arrastrado por los inyectores primarios. El flujo cruzado de aire obtenido permite transportar los contaminantes hacia un costado de la nave de electro-obtención, donde son extraídos a través de una pared lavadora, la cual tiene dos objetivos principales: i) imponer una extracción homogénea de los contaminantes al generar un pérdida de carga constante sobre toda su extensión, sin una succión puntual que genere zonas muertas; ¡i) sistema de lavado por la vía húmeda integrada a la pared, que permite la remoción de los contaminantes desde el flujo de aire, para su posterior descarga hacia la atmósfera. The system comprises a plurality of primary injectors distributed in an arrangement for high-speed air supply, which are arranged on electro-obtaining cells inside electro-obtaining ships. Said injectors generate a cross horizontal velocity field over the cells. An arrangement of secondary injectors or lattices that supply air at low speed, is responsible for providing a supply of clean air, from the outside, to reduce the incorporation of contaminated air into the flow of air carried by the primary injectors. The cross-flow of air obtained allows pollutants to be transported to the side of the electro-procurement warehouse, where they are extracted through a washing wall, which has two main objectives: i) to impose a homogeneous extraction of pollutants by generating a constant load loss over its entire length, without a specific suction that generates dead zones; ¡I) system of washing by means of the humid way integrated to the wall, that allows the removal of the pollutants from the air flow, for its later discharge towards the atmosphere.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS DESCRIPTION OF THE FIGURES
La Figura 1 representa un esquema del proceso de electro-obtención de cobre y la formación de neblina ácida a través de la ruptura de burbujas de oxígeno en la superficie libre del electrolito en la celda de electro-obtención. Figure 1 represents a scheme of the process of electro-obtaining copper and the formation of acid mist through the breaking of oxygen bubbles on the free surface of the electrolyte in the electro-obtaining cell.
La Figura 2 representa un esquema de un sistema de ventilación de flujo cruzado del estado del arte. La Figura 3 representa un detalle del sistema de recolección de gases mediante ventiladores del sistema de ventilación de flujo cruzado del estado del arte. Figure 2 depicts a scheme of a cross-flow ventilation system of the state of the art. Figure 3 represents a detail of the gas collection system by means of fans of the state of the art cross flow ventilation system.
La Figura 4 representa un esquema del sistema de ventilación de flujo cruzado de acuerdo a una modalidad de la invención. Figure 4 represents a scheme of the cross flow ventilation system according to an embodiment of the invention.
La Figura 5 representa un detalle del sistema de recolección de gases del sistema de ventilación de flujo cruzado de acuerdo a una modalidad de la invención. Figure 5 represents a detail of the gas collection system of the cross flow ventilation system according to an embodiment of the invention.
La Figura 6 representa una vista de un inyector plano sistema de ventilación de flujo cruzado de acuerdo a una modalidad de la invención. Figure 6 represents a view of a flat injector cross flow ventilation system according to an embodiment of the invention.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
La Figura 2 representa un sistema de ventilación mediante flujo cruzado utilizado actualmente. El sistema comprende la inyección de aire limpio a través de inyectores redondos (201 ) ubicados en un costado de la nave. Estos inyectores generan un flujo de aire cruzado sobre celdas electrolíticas (202) al interior de una nave de electro-obtención. Este flujo de aire cruzado es extraído a través de una pluralidad de ventiladores extractores (203) ubicados en la pared opuesta de la nave. El flujo de aire extraído es conducido a través de un ducto (204) hacia un equipo lavador (205) que se encarga de remover la neblina ácida del flujo de aire antes de ser liberado hacia la atmósfera. Un arreglo de celosías (206) se encarga de proveer el flujo de aire externo (207) requerido para mantener el balance másico entre el aire total entrante y el aire extraído por los ventiladores. Este tipo de sistema presenta las siguientes dificultades técnicas: i) los inyectores de aire (201 ) que producen el flujo cruzado se encuentran separados entre sí, lo que genera recirculación del flujo de aire y/o zonas muertas (zonas con ventilación deficiente); ¡i) los inyectores de aire son simétricos, lo que conlleva a una incorporación de aire ambiente en forma también simétrica, lo que dificulta el proceso de separación entre el flujo de aire contaminado (justo sobre las celdas) y el resto del aire al interior de la nave; i¡¡) La extracción de aire a través de los ventiladores extractores (203) no es homogénea, ya que los ventiladores generan un frente de extracción puntual (208) no homogéneo, tal como se aprecia en la Figura 3 (campo de velocidad decae rápidamente con la distancia desde los ventiladores), generándose lugares con ventilación deficiente. Estos problemas conllevan a un flujo cruzado (209) más desordenado y menos confinado verticalmente, lo que conlleva a una mayor mezcla entre el aire sucio (justo sobre la celda) y el aire ambiente. Figure 2 depicts a cross flow ventilation system currently used. The system comprises the injection of clean air through round injectors (201) located on the side of the ship. These injectors generate a cross-air flow over electrolytic cells (202) inside an electro-obtaining ship. This cross air flow is extracted through a plurality of exhaust fans (203) located on the opposite wall of the ship. The flow of extracted air is conducted through a duct (204) to a washing equipment (205) that is responsible for removing the acid mist from the air flow before being released into the atmosphere. A lattice arrangement (206) is responsible for providing the external air flow (207) required to maintain the mass balance between the total incoming air and the air drawn by the fans. This type of system presents the following technical difficulties: i) the air injectors (201) that produce the cross flow are separated from each other, which generates recirculation of the air flow and / or dead zones (areas with poor ventilation); I) The air injectors are symmetrical, which leads to the incorporation of ambient air in a symmetrical way, which makes the separation process between the flow of contaminated air (just above the cells) and the rest of the air inside of the ship; i¡¡) The extraction of air through the extractor fans (203) is not homogeneous, since the fans generate a non-homogeneous point extraction front (208), as shown in Figure 3 (speed field decays quickly with the distance from the fans), generating places with poor ventilation. These problems lead to a more disorderly and less vertically confined cross flow (209), which leads to a greater mix between dirty air (just above the cell) and ambient air.
En referencia a la problemática presentada por este tipo de sistema, la presente invención se relaciona con un sistema de flujo cruzado que presenta diferencias con el sistema antes descrito, tal como se puede apreciar en las Figuras 4 y 5. Referring to the problem presented by this type of system, the present invention relates to a cross flow system that presents differences with the system described above, as can be seen in Figures 4 and 5.
El sistema de la presente invención comprende: una pluralidad de inyectores (401 ) dispuestos en un arreglo, donde dichos inyectores corresponden al tipo jets planos. Dichos inyectores (401 ) se encuentran ubicados sobre celdas electrolíticas (402), generando un frente de ventilación más homogéneo que los inyectores redondos. Los inyectores (401 ) han sido modificados de tal forma que comprenden un plenum antes de la descarga y en su respectiva parte superior presentan una prolongación (601 ) en el sentido de eyección del flujo de aire (Figura 6). Esta prolongación permite encausar el flujo en el sentido horizontal y disminuir el aporte del aire que se encuentra sobre la posición de los inyectores (401 ), favoreciendo el arrastre de aire con neblina ácida desde la parte inferior de dichos inyectores, disminuyendo la mezcla con el aire más limpio ubicado sobre los inyectores. The system of the present invention comprises: a plurality of injectors (401) arranged in an arrangement, wherein said injectors correspond to the type flat jets. Said injectors (401) are located on electrolytic cells (402), generating a more homogeneous ventilation front than round injectors. The injectors (401) have been modified in such a way that they comprise a plenum before discharge and in their respective upper part they have an extension (601) in the direction of ejection of the air flow (Figure 6). This extension makes it possible to channel the flow in the horizontal direction and decrease the supply of the air that is above the position of the injectors (401), favoring the drag of air with acid mist from the bottom of said injectors, decreasing the mixture with the Cleaner air located above the injectors.
Por otra parte, el arreglo de inyectores (401 ) modificados incorpora inyectores en puntos intermedios de la nave (403, 404, 405) que proporcionan mayor energía al flujo cruzado para así contrarrestar el empuje vertical generado por la convección natural de las celdas (402). On the other hand, the arrangement of modified injectors (401) incorporates injectors at intermediate points of the ship (403, 404, 405) that provide greater energy to the cross flow in order to counteract the vertical thrust generated by the natural convection of the cells (402 ).
La extracción del aire contaminado se realiza a través de al menos una cámara extractora (406) que cubre toda la extensión de la pared opuesta al sentido del flujo generador por los inyectores (401 ), lo que permite una extracción más homogénea (407) comparado con sistemas que utilizan extracción directa mediante ventiladores o extractores discretos. Cada una de las cámaras extractoras (406) comprende al menos una rejilla (406a), ubicada en la entrada de cada cámara (406) y cuya función es disminuir la energía cinética del flujo que llega a la cámara (406) y disminuir las componentes de velocidad del flujo de aire que no son paralelas al flujo principal de entrada de la cámara. El aire contaminado es tratado mediante al menos un dispositivo lavador (408) de aire por vía húmeda, adosado a la pared posterior de la cámara extractora (406), formando parte integral de ésta. El dispositivo lavador (408) se encuentra ubicado aguas abajo de una pluralidad de ventiladores extractores (409). Cada uno de dichos ventiladores (409) se encuentra montado en su respectivo ducto de extracción (410). De este modo, se evita que los ventiladores (409) se encuentren expuestos directamente a un entorno contaminado, en donde estarían expuestos a corrosión, y consecuentemente, a una menor vida útil. The extraction of the contaminated air is carried out through at least one extractor chamber (406) that covers the entire extension of the wall opposite the direction of the generating flow by the injectors (401), which allows a more homogeneous extraction (407) compared with systems that use direct extraction using discrete fans or extractors. Each of the extraction chambers (406) comprises at least one grid (406a), located at the entrance of each chamber (406) and whose function is to decrease the kinetic energy of the flow that reaches the chamber (406) and decrease the components of air flow velocity that are not parallel to the main inlet flow of the chamber. The contaminated air is treated by at least one wet washing device (408) of air, attached to the rear wall of the extractor chamber (406), forming an integral part thereof. The washing device (408) is located downstream of a plurality of exhaust fans (409). Each of said fans (409) is mounted in its respective extraction duct (410). In this way, the fans (409) are prevented from being directly exposed to a contaminated environment, where they would be exposed to corrosion, and consequently, to a shorter life.
Finalmente, el aire limpio es descargado hacia el ambiente a través de los ductos o chimeneas de extracción (410). Desde el dispositivo lavador (408) se extrae agua de lavado con contaminante diluido, la cual es enviada a un estanque de recirculación (41 1 ), permitiendo su reutilización en el proceso de electro- obtención u otro proceso que lo requiera. Aguas arriba la ubicación de los inyectores planos (401 ) se dispone una pluralidad de inyectores secundarios o celosías (412), que permiten mantener el balance de flujo másico de aire entre el caudal total extraído y el aire fresco inyectado a la nave. Estos inyectores secundarios o celosías (412) se encuentran ubicadas a una altura tal que favorezcan la separación entre el aire contaminado, justo sobre la celda (402), y el aire del resto de la nave. Finally, the clean air is discharged into the environment through the extraction ducts or chimneys (410). From the washing device (408) washing water with diluted contaminant is extracted, which is sent to a recirculation tank (41 1), allowing its reuse in the electro-obtaining process or other process that requires it. Upstream the location of the flat injectors (401) a plurality of secondary or lattice injectors (412) are arranged, which allow to maintain the balance of mass air flow between the total flow drawn and the fresh air injected into the ship. These secondary injectors or lattices (412) are located at a height such that they favor the separation between the contaminated air, just above the cell (402), and the air from the rest of the ship.
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- 2016-09-05 WO PCT/CL2016/050049 patent/WO2017035680A1/en not_active Ceased
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