Modelo de utilidad por "INSTALACIÓN DE REGENERACIÓN DE FLUIDO TÉRMICO"

Reivindicaciones:
+ ES-1280779_U1. Instalación de regeneración de fluido térmico, del tipo de aceite formado por una mezcla eutéctica de bifenilo y óxido de difenilo, caracterizada por que comprende: una columna (1) de destilación a vacío, con etapas de platos perforados, donde se introduce el aceite degradado en la zona intermedia, y que comprende una salida por cola de gravedad, una salida de compuestos ligeros en cabeza de columna y una salida intermedia de aceite regenerado; un hervidor (3) de calentamiento del aceite de la parte inferior de la columna (1); un condensador (5) de los compuestos ligeros. 2. Instalación de regeneración de fluido térmico, según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende un enfriador (2) previo a la columna (1). 3. Instalación de regeneración de fluido térmico, según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende un sistema de reflujo (4). 4. Instalación de regeneración de fluido térmico, según la reivindicación 1, caracterizada por que está dispuesta en un remolque de camión. 5. Instalación de regeneración de fluido térmico, según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende un proceso de oxidación catalítica del hidrógeno (10) disuelto en aceite, en serie o en paralelo al proceso de regeneración.

Los productos y servicios protegidos por este registro son:
B01D 3/14

Descripciones:
+ ES-1280779_U Instalación de regeneración de fluido térmico SECTOR DE LA TÉCNICA La presente invención se refiere a una instalación de regeneración de fluido térmico, aceite, como el utilizado en plantas solares para el transporte de energía térmica a la zona de aprovechamiento de la energía, por ejemplo en generación eléctrica. ESTADO DE LA TÉCNICA El campo del almacenamiento energético ha evolucionado enormemente con la necesidad de almacenar y transportar energía mediante fluidos térmicos, como pueden ser las sales fundidas, agua o algunos tipos de aceite. Por ejemplo, las plantas solares de colectores cilindro-parabólicos emplean habitualmente un fluido caloportador que puede ser tanto aceite térmico como agua en colectores de generación directa de vapor. El aceite térmico es calentado en los colectores pasa por un intercambiador de calor para permitir la producción de vapor a presión que es posteriormente expandido en una turbina de ciclo Rankine convencional. Existe una gran variedad de compuestos empleados como aceite térmico para plantas solares, cada uno con características particulares. En concreto, los aceites utilizados tienen una composición de mezcla eutéctica de bifenilo y óxido de difenilo (aproximadamente 26, 5.- 73, 5% en peso respectivamente) . Los valores abajo mencionados se refieren a un aceite degradado proveniente del producto comercial original DownTherm A. (comercializado como Dowtherm A o como Therminol VP1) . Este tipo de aceite posee unas características especialmente adecuadas para la transmisión de calor en un rango de temperaturas de hasta 400 °C. Por efecto de los ciclos de calentamiento-enfriamiento diarios y por la operación del aceite puntualmente a temperaturas por encima de las recomendadas (400°C) , este aceite sufre una lenta descomposición a componentes ligeros, fundamentalmente benceno y fenol, y componentes pesados, fundamentalmente o- terfenil, m-terfenil, pterfenil y 2-fenoxibifenil hasta fácilmente superar el 5% en peso del total. En paralelo, se a constatado la generación de hidrógeno y su disolución parcial en el aceite. La concentración de estos productos de la degeneración del aceite no debe sobrepasar unos determinados límites. Los componentes ligeros, de alta presión de vapor, incrementan la presión del sistema y pueden causar cavitación en las bombas. Los componentes pesados limitan la eficiencia de la transferencia térmica, puesto que, entre otras cosas, reducen el calor específico del aceite caloportador, y aumentan su viscosidad. El hidrógeno disuelto penetra en los tubos absorbedores de los colectores del campo solar, disminuyendo el grado de vacío existente entre los tubos y el vidrio, y reduciendo la capacidad de intercambio térmico de los mismos. La composición típica del aceite degenerado es similar a la incluida en esta tabla. Para evitar la acumulación, los componentes pesados, componentes ligeros y el hidrógeno disuelto generado deber ser retirados de la instalación puesto que modifican negativamente las propiedades del aceite caloportador. En la técnica se conoce el uso de una simple destilación "flash" (destilación en una sola etapa) seguida por la condensación parcial de la corriente de vapor generada. Sin embargo, este sistema no es capaz de regenerar eficazmente el aceite ni en lo referido a los componentes pesados ni ligeros, ni al hidrógeno disuelto. La separación de cantidades significativas de componentes pesados está necesariamente ligada a unas pérdidas de aceite considerables. Así, por ejemplo, la eliminación del 70% de los componentes pesados conlleva unas pérdidas de aceite de aproximadamente el 30%. El solicitante no conoce ningún modo de regenerar el fluido que pueda ser considerado similar a la invención, o solución a los mismos problemas técnicos. BREVE EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN La invención consiste en una instalación de regeneración de fluido térmico según las reivindicaciones. La invención propone una solución al problema de la pérdida de calidad del aceite, planteando una instalación de regeneración de aceite degradado (tras su uso en los primeros años de ciclo de vida de las plantas termosolares) . Además, se plantea la instalación de modo que pueda ser móvil, a través una estructura integrada en camión con remolque, con posibilidad de izar la instalación para posicionarla en la orientación más adecuada para la columna de destilación. El objeto de esta memoria es definir conceptualmente una instalación, preferiblemente móvil, de regeneración de aceite caloportador degradado para plantas solares térmicas. Utiliza un proceso de destilación del aceite para separar los componentes ligeros y pesados no deseados que se han generado en el aceite térmico degradado. La instalación de regeneración del aceite caloportador degradado está formada por los equipos necesarios para realizar una destilación a vacío con rectificación y reflujo, utilizando distintos puntos de conexión con la instalación como se describe a continuación. Todos los equipos se diseñarán preferiblemente para ser transportados a las plantas termosolares sobre un remolque de camión, por ejemplo en un contenedor estandarizado. Esta instalación de regeneración de fluido térmico está ideada para regenerar el aceite formado por una mezcla eutéctica de bifenilo y óxido de difenilo (difenil éter) . Comprende una columna de destilación a vacío con etapas de platos perforados o con relleno ordenado o desordenado. El aceite degradado se introduce en la zona intermedia, generalmente en la mitad inferior. La columna comprende una salida por cola de gravedad, para la fracción pesada, una salida de compuestos ligeros en cabeza de columna y una salida intermedia del aceite regenerado. La instalación comprende además un hervidor de calentamiento del aceite de la parte inferior de la columna y un condensador de los compuestos ligeros. Los incondensables como el hidrógeno se liberan a la salida a la atmósfera del sistema de vacío utilizado para la operación de la columna. Si el rendimiento de eliminación del idrógeno no fuese adecuado para los requisitos previstos en cada planta, se define añadir un proceso de oxidación catalítica del hidrógeno disuelto, en serie o en paralelo al proceso de regeneración descrito. Esta instalación está preferiblemente dispuesta en un remolque de camión para poder ser móvil y regenerar el aceite de diferentes plantas. Otras realizaciones particulares se comentarán más adelante con apoyo de las figuras. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para una mejor comprensión de la invención, se incluyen las siguientes figuras. La figura 1 representa un esquema del funcionamiento de una primera realización. La figura 2 representa una forma de instalarlo en un remolque de camión. MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN A continuación se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta. La instalación realiza un proceso de destilación a vacío de la mezcla de hidrocarburos del aceite térmico, para separar los componentes indeseados (pesados, ligeros e incondensables) del aceite degradado y retornarlo al estado de partida. La instalación parte de una columna (1) de destilación a vacío, con etapas de platos perforados o con relleno. Las distancias entre platos o el tipo de relleno, y las alturas de las etapas de entrada de aceite degradado, salida de aceite regenerado, salida de descartes y salida/entrada de reflujo (opcional) se caracterizarán según las condiciones esperables. Un ejemplo de columna (1) para tratar un caudal de 6500 Kg/h constaría de 16 etapas, para una altura total de 9, 75 m y un diámetro de 0, 85m. La columna (1) puede ser susceptible de ser instalada con relleno aleatorio o con relleno ordenado según la caracterización, para optimizar la separación de componentes en la altura disponible de olumna. La columna (1) posee sensores de presión y temperatura, por ejemplo en cabeza y fondos y próximos a las salidas o entradas. La instalación requiere un aceite a regenerar de una temperatura de entrada considerablemente menor a la de trabajo del aceite proveniente de planta (normalmente 390°C de salida de campo solar de colectores) si se desea optimizar la extracción de componentes pesados. Por ejemplo, la temperatura a la entrada de la columna puede ser disminuida hasta el orden de 200 °C. Para ello, puede requerir un enfriador (2) previo a la columna (1) si el aceite está siendo extraído directamente del circuito. El enfriador (2) puede ser un intercambiador de placas (aceite de entrada degradado-agua de refrigeración) , con válvula de control de flujo de entrada en la línea de aceite y válvula de control de la temperatura de salida del aceite del intercambiador (entrada en la columna) . El caudal de entrada de aceite enfriado es introducido en la columna (1) de destilación en la zona intermedia-baja de la columna. La columna (1) está calentada por un hervidor (3) , como un intercambiador carcasa-tubo de tipo termosifón (liquido fondo de columnaaceite proveniente de planta) , para calentar y evaporar los productos de la parte inferior de la columna (1) . Este hervidor está alimentado con una corriente del propio aceite caliente de la instalación solar térmica (390°C) , sin necesidad de vapor u otro circuito auxiliar aunque pueden ser utilizados. Los componentes pesados nocivos (o, m y p - terfeniles) son separados en colas por gravedad, junto con una pequeña cantidad de aceite (pérdida de rendimiento) . El resto del aceite y los componentes ligeros (benceno, fenol) ascienden por la columna de destilación en forma de equilibrio liquido-vapor a través de los sucesivos platos (etapas) . Este equilibrio entre la fase liquida (bajando) y la fase vapor (subiendo) se mejora con la instalación de un sistema de reflujo (4) , por ejemplo bombeado desde el tanque de recogida de ligeros condensados (9) , con una válvula de control y programa de temporización, para minimizar las pérdidas de aceite regenerado que arrastran los componentes ligeros. El punto de retorno del sistema de reflujo (4) o recirculación se definen según la caracterización del aceite. Por ejemplo, en la figura 1 el destilado es bombeado en recirculación e introducido en cabeza de columna para disminuir las pérdidas de óxido de difenil y bifenilo presentes en la corriente de destilado. Los componentes ligeros, con una mínima cantidad de aceite regenerado, salen de la columna (1) de destilación por la cabeza y entra en un condensador (5) , donde los componentes ligeros son condensados y almacenados en depósito para su posterior recirculación o ser de nuevo enviados a la instalación termosolar, por los motivos que se explican en los siguientes párrafos. Los componentes incondensables del destilado se dirigen a un sistema de vacío (6) . Este sistema de vacío (6) proporciona las condiciones de presión en la columna (1) para trabajar a temperaturas más bajas que las del aceite caliente disponible para el hervidor (3) de la columna (400°C) . Por ejemplo, puede constar de una bomba de anillo líquido con refrigeración y eyector, con válvula de control para regulación de la presión de trabajo en la columna de destilación. Los incondensables como el hidrógeno se liberan a la salida a la atmosfera del sistema de vacío utilizado para la operación de la columna. Si el rendimiento de eliminación del hidrógeno no fuese adecuado para los requisitos previstos en cada planta, se define añadir un proceso de oxidación catalítica del hidrógeno (10) disuelto, en serie o en paralelo al proceso de regeneración descrito. En la zona de rectificación de la columna (1) se produce la extracción del aceite regenerado. Éste es almacenado en un depósito recogedor (7) , desde el que será bombeado de nuevo a la instalación termosolar. La instalación comprende otros depósitos para el almacenamiento temporal de componentes pesados, ligeros y de agua de servicio purgada del sistema de vacío. Estos productos son almacenados temporalmente y deben ser vaciados periódicamente a bidones o depósitos de la instalación del cliente, para su posterior gestión. En el caso de los productos ligeros, parte serán recirculados a la columna para mejorar el rendimiento de recuperación y otra parte pueden ser bombeados a la instalación termosolar, en la que el rendimiento de eliminación de esta fracción en la destilación flash pude hacer viable esta opción, reduciendo aún más, incluso a cero, las pérdidas de óxido de difenil y bifenilo en el proceso de regeneración. En los depósitos atmosféricos donde esté almacenado aceite térmico en cualquiera de sus fracciones, se instala sistema de inertización con nitrógeno. En la figura 2, se aprecia como todos estos elementos pueden estar instalados en un remolque (8) de un camión, preferiblemente abatible para reducir su altura cuando la columna no está en uso. El remolque puede ser de 12 metros de largo y tendrá apoyos hidráulicos o similares para asegurar la estabilidad. El material de los equipos que trabajan a altas temperaturas será, por ejemplo, acero al carbono y comprenderán aislamiento térmico de tuberías y equipos, por ejemplo de lana de roca y recubrimiento de aluminio, para aislarlos térmicamente y reducir accidentes y pérdidas de calor innecesarias. Todo ello estará gestionado por un cuadro eléctrico y de control de la instalación, por ejemplo con pantalla táctil.

Publicaciones:
ES1280779 (04/11/2021) - U Solicitud de modelo de utilidad
ES1280779 (28/01/2022) - Y Modelo de utilidad
Eventos:
En fecha 23/07/2021 se realizó Registro Instancia de Solicitud
En fecha 27/07/2021 se realizó Admisión a Trámite
En fecha 27/07/2021 se realizó 1001U_Comunicación Admisión a Trámite
En fecha 27/10/2021 se realizó Continuación del Procedimiento y Publicación Solicitud
En fecha 27/10/2021 se realizó 1110U_Notificación Continuación del Procedimiento y Publicación Solicitud
En fecha 04/11/2021 se realizó Publicación Solicitud
En fecha 04/11/2021 se realizó Publicación Folleto Publicación
En fecha 24/01/2022 se realizó Concesión
En fecha 24/01/2022 se realizó 1201U_Notificación Concesión
En fecha 28/01/2022 se realizó Publicación Concesión Modelo Utilidad
Pagos:
07/09/2023 - Pago 03 Anualidad