ES1243610U - Seawater desalination system (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Sistema desalinizador del agua del mar.Sea water desalination system.
Campo de la invenciónField of the Invention
En dispositivos y plantas desalinizadoras del agua del mar, usados para obtener agua para usos domésticos y en especial para el riego agrícola.In seawater desalination plants and devices, used to obtain water for domestic use and especially for agricultural irrigation.
Estado de la técnicaState of the art
En la actualidad se efectúan desalinizaciones del agua del mar, las cuales resultan caras por el alto coste de la energía utilizada, y por tener que utilizar costosas membranas especiales, obteniéndose aguas, que además de ser caras, no son aptas para el consumo directo, debiendo ser tratadas posteriormente. En los sistemas actuales se necesita una gran energía, una presión de 27 kg/cm2 para contrarrestar la presión osmótica y otra presión adicional para obtener cantidades apreciables de agua desalinizada. Con la presente invención se puede conseguir principalmente agua con un bajo grado de salinidad, la cual puede ser utilizada preferentemente para la agricultura. Aunque menos rentable también se puede obtener agua muy desalinizada e incluso potable para el uso doméstico.Currently, seawater desalination is being carried out, which is expensive due to the high cost of the energy used, and for having to use expensive special membranes, obtaining waters that, in addition to being expensive, are not suitable for direct consumption, having to be treated later. In today's systems, high energy is required, a pressure of 27 kg / cm2 to counteract the osmotic pressure and another additional pressure to obtain appreciable amounts of desalinated water. With the present invention, mainly water with a low degree of salinity can be obtained, which can be preferably used for agriculture. Although less profitable, it is also possible to obtain highly desalinated and even potable water for domestic use.
Descripción de la invenciónDescription of the Invention
Objetivo de la invenciónObject of the invention
Obtener agua de baja salinidad para el cultivo. Pudiendo obtener agua para usos domésticos e incluso potable.Obtain low salinity water for cultivation. Being able to obtain water for domestic and even potable uses.
Utilizar un sistema sencillo y económico de desalinización.Use a simple and inexpensive desalination system.
Utilizar una baja tensión no conductora para producir la separación de la sal.Use a low non-conductive voltage to produce the salt separation.
Utilizar una alta tensión electrostática como sistema de separación.Use a high electrostatic voltage as a separation system.
Problema a resolverProblem to solve
La falta de agua y el alto coste o dificultad de su obtención, tanto para el consumo como para la agricultura.The lack of water and the high cost or difficulty of obtaining it, both for consumption and for agriculture.
El sistema desalinizador del agua del mar de la invención, consiste en hacer pasar el agua salina por unos canales, celdas o cubetas constituidos entre dos o más placas paralelas o inclinadas que actúan de electrodos y a las que se les aplica un voltaje de corriente continua o carga electrostática, las placas atraen los iones de carga opuesta a través de unas mallas o placas contiguas con perforaciones u orificios por donde son introducidos y drenados dichos iones a unas cámaras o conductos para su desecho. Esto se realiza a lo largo de dichos canales, haciendo que el agua quede total o parcialmente desalinizada Una variante porta las placas electrolíticas alternadas a un mismo lado.The seawater desalination system of the invention consists in passing saline water through channels, cells or cuvettes formed between two or more parallel or inclined plates that act as electrodes and to which a direct current voltage is applied or electrostatic charge, the plates attract ions of opposite charge through adjoining meshes or plates with perforations or holes through which these ions are introduced and drained to chambers or conduits for disposal. This is done along these channels, making the water totally or partially desalinated. A variant carries the alternating electrolytic plates on the same side.
El agua de mayor salinidad atrapada entre las placas y las rejillas se desecha.The higher salinity water trapped between the plates and the grates is discarded.
Las placas son de materiales conductores, aisladas o apantalladas con placas o cubiertas eléctricamente aislantes. También pueden usarse conductores inertes: grafito, platino, etc., o placas metálicas recubiertas de estos materiales, materiales debidamente aislados evitando la conducción eléctrica de las tensiones aplicadas superiores a 2 voltios, para que no se produzca conducción eléctrica. Las placas atraen las cargas de signo opuesto sin llegar a producirse la mencionada conducción. En los casos de bajo voltaje y de no usar aislantes, tan solo se permite que se produzca hidrógeno el cual sería aprovechado para otros cometidos. Los otros elementos se procurarán que no sean nocivos o en pequeñas cantidades y se desecharán. Las capas aislantes pueden aplicarse solamente a una de las placas.The plates are made of conductive materials, insulated or shielded with electrically insulating plates or covers. Inert conductors can also be used: graphite, platinum, etc., or metallic plates covered with these materials, duly insulated materials avoiding electrical conduction of applied voltages greater than 2 volts, so that it does not occur electrical conduction. The plates attract charges of the opposite sign without actually producing the mentioned conduction. In cases of low voltage and not using insulators, only hydrogen is allowed to be produced which would be used for other purposes. The other elements will be ensured that they are not harmful or in small quantities and will be discarded. The insulating layers can only be applied to one of the plates.
Pueden utilizarse múltiples placas verticales a las que se les aplican cargas de polaridades alternadas y aisladas entre sí. Se colocan con polaridades alternadas en un mismo lado. Las mallas o placas se disponen adjuntas a las placas con las correspondientes hendiduras u orificios de drenaje de los iones de cloro y de sodio.Multiple vertical plates can be used to which loads of alternating and isolated polarities are applied. They are placed with alternating polarities on the same side. The meshes or plates are arranged attached to the plates with the corresponding slits or drainage holes for the sodium and chlorine ions.
Se pueden conseguir distintos voltajes a partir de la corriente alterna, reduciéndola con transformadores y rectificándola a continuación.Different voltages can be obtained from the alternating current, reducing it with transformers and rectifying it afterwards.
En el caso de aplicar cargas electrostáticas se pueden utilizar tensiones de decenas de cientos o miles de voltios.In the case of applying electrostatic charges, tens of hundreds or thousands of volts can be used.
En lugar de canales de gran longitud, se pueden usar varias celdas o cubetas, aplicando el agua parcialmente desalada de cada celda o cubeta a la posterior. Con una salinidad incluso del 0.9% de cloruro sódico o isotónica, el agua puede ser útil para el consumo doméstico y para el cultivo.Instead of long channels, several cells or buckets can be used, applying the partially desalinated water from each cell or bucket to the subsequent one. With even 0.9% salinity of sodium or isotonic chloride, water can be useful for domestic consumption and for cultivation.
Si se desea una mayor desalinización se añaden más etapas desalinizadoras en serie, tanto longitudinalmente como verticalmente. Para la captación de iones puede utilizarse un sistema de rejillas con potenciales eléctricos alternados.If more desalination is desired, more desalination stages are added in series, both longitudinally and vertically. For ion capture, a grid system with alternating electrical potentials can be used.
La corriente de agua desalada puede tener sentido ascendente aprovechando que el agua potable tiene menor densidad.The desalinated water stream can have an upward direction taking advantage of the fact that drinking water has a lower density.
El sistema es similar al de electrodiálisis, pero no se utilizan membranas ni se necesita gran cantidad de corriente ya que no hay circulación ni gasto de la misma.The system is similar to that of electrodialysis, but membranes are not used and a large amount of current is not needed since there is no circulation or expense.
Los conductos son generalmente estrechos para facilitar la atracción de los iones.The ducts are generally narrow to facilitate the attraction of ions.
Los conductos pueden disponerse en circuito cerrado, al cual se alimenta el agua salina y se cede por distintos conductos el agua desalada o semidesalada y el agua desechable con alto grado de salinidad.The pipes can be arranged in a closed circuit, to which the saline water is fed and the desalinated or semi-desalted water and the disposable water with a high degree of salinity are supplied through different pipes.
El agua de alto contenido salino se envía mar adentro mediante una canalización o tubería con múltiples salidas.Water with high saline content is sent out to sea through a pipe or pipe with multiple outlets.
Ventajas: Es sencillo, económico, muy rentable, útil y ecológico. Pudiendo evitar el cambio climático.Advantages: It is simple, economic, very profitable, useful and ecological. Being able to avoid climate change.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
La figura 1 muestra una vista esquematizada y ampliada de una porción de agua salada, preferentemente agua del mar, mostrando moléculas e iones.Figure 1 shows a schematic and enlarged view of a portion of salt water, preferably sea water, showing molecules and ions.
La figura 2 muestra una vista esquematizada y seccionada de un canal o cubeta entre dos placas electrificadas.Figure 2 shows a schematic and sectional view of a channel or trough between two electrified plates.
La figura 3 muestra una vista esquematizada y seccionada de un canal o cubeta entre dos placas electrificadas. Figure 3 shows a schematic and sectional view of a channel or trough between two electrified plates.
La figura 4 muestra una vista esquematizada y seccionada, de unos canales o cubetas entre múltiples placas electrificadas.Figure 4 shows a schematic and sectional view of channels or cuvettes between multiple electrified plates.
La figura 5 muestra una vista esquematizada y seccionada de unos canales o cubetas entre múltiples placas electrificadas.Figure 5 shows a schematic and sectional view of channels or cuvettes between multiple electrified plates.
La figura 6 muestra una vista esquematizada y en perspectiva de un canal en circuito cerrado, formado entre dos placas electrificadas.Figure 6 shows a schematic and perspective view of a closed circuit channel, formed between two electrified plates.
La figura 7 muestra una vista esquematizada y en perspectiva de una porción de canales con las placas en forma quebrada.Figure 7 shows a schematic and perspective view of a portion of channels with the plates in a broken shape.
Descripción más detallada de la invenciónMore detailed description of the invention
La invención, figura 4, muestra una forma de realización de la invención, con el canal o cubeta (la) de varias etapas, con las moléculas de agua (1), iones de cloro (2), iones de sodio (3) rodeados por moléculas de agua, atraídos por las placas positivas o ánodos (4), y placas negativas o cátodos (5), pasando a través de las rejillas (6). Siendo (14 y 15) las capas aislantes de estas placas. El agua de alta concentración salina sale por el conducto (7). El agua desalinizada o parcialmente desalinizada sale por el conducto (10). En el caso de canal, el agua parcialmente desalinizada continúa a lo largo de dicho canal, realizando una desalinización más extensa o prolongada. La figura 1 muestra las moléculas de agua (1), e iones de cloro (2) y de sodio (3), rodeados de moléculas de agua. Con la orientación de las moléculas bipolares de agua alrededor de dichos iones, dependiendo de si son aniones o cationes. Se muestran las dimensiones los distintos iones y moléculas. La separación entre las distintas moléculas e iones no es la correcta, en realidad deberían estar todas juntas, en las tres dimensiones. Se les da separaciones mayores para hacer visible la explicación o demostración.The invention, figure 4, shows an embodiment of the invention, with the multistage channel or cuvette (la), with the water molecules (1), chlorine ions (2), sodium ions (3) surrounded by water molecules, attracted by the positive plates or anodes (4), and negative plates or cathodes (5), passing through the grids (6). Being (14 and 15) the insulating layers of these plates. The high concentration saline water comes out of the pipe (7). Desalinated or partially desalinated water exits through the conduit (10). In the case of a canal, the partially desalinated water continues along the canal, making a more extensive or prolonged desalination. Figure 1 shows the water molecules (1), and chlorine (2) and sodium ions (3), surrounded by water molecules. With the orientation of the bipolar water molecules around said ions, depending on whether they are anions or cations. The dimensions of the different ions and molecules are shown. The separation between the different molecules and ions is not correct, in fact they should all be together, in all three dimensions. They are given larger separations to make the explanation or demonstration visible.
La figura 2 muestra el canal o cubeta (1a) con las moléculas de agua (1), iones de cloro (2), iones de sodio (3), rodeados estos por moléculas de agua, placas positivas o ánodos (4), placas negativas o cátodos (5), alternadas entre sí. El drenaje del agua de alta concentración salina sale por el conducto (7). El agua desalinizada o parcialmente desalinizada sale por el conducto (10). En el caso de canal, el agua parcialmente desalinizada continúa a lo largo de dicho canal, realizando una desalinización más extensa o prolongada.Figure 2 shows the channel or cuvette (1a) with the water molecules (1), chlorine ions (2), sodium ions (3), surrounded by water molecules, positive plates or anodes (4), plates negative or cathode (5), alternated with each other. The drainage of the high concentration saline water exits through the duct (7). Desalinated or partially desalinated water exits through the conduit (10). In the case of a canal, the partially desalinated water continues along the canal, making a more extensive or prolonged desalination.
En la realidad las placas (4 y 5) deberían estar algo más separadas.In reality the plates (4 and 5) should be somewhat more separated.
La figura 3 muestra el canal o cubeta (1a) con las moléculas de agua (1), iones de cloro (2), iones de sodio (3) rodeados estos últimos por moléculas de agua, atraídos por las placas positivas o ánodos (4), y por las placas negativas o cátodos (5), pasando a través de las rejillas (6). Con sus cubiertas aislantes (14 y 15). El drenaje del agua de alta concentración salina sale por las toberas laterales (7) y el agua más desalinizada por el estrechamiento inferior (10). En el caso de canal, el agua parcialmente desalinizada continúa a lo largo de dicho canal, realizando una desalinización más extensa o prolongada.Figure 3 shows the channel or cuvette (1a) with the water molecules (1), chlorine ions (2), sodium ions (3) surrounded by water molecules, attracted by the positive plates or anodes (4 ), and through the negative plates or cathodes (5), passing through the grids (6). With its insulating covers (14 and 15). The drainage of the high saline concentration water leaves through the lateral nozzles (7) and the more desalinated water through the lower narrowing (10). In the case of a canal, the partially desalinated water continues along the canal, making a more extensive or prolonged desalination.
La figura 5 muestra los canales o cubetas (1a) con múltiples placas positivas (4) y negativas (5) alternadas. Siendo sus cubiertas aislantes (14 y 15) respectivamente. En el caso de canal, el agua parcialmente desalinizada continúa a lo largo de dicho canal, realizando una desalinización más extensa o prolongada.Figure 5 shows the channels or cuvettes (1a) with multiple alternating positive (4) and negative (5) plates. Being its insulating covers (14 and 15) respectively. In the case of a canal, the partially desalinated water continues along the canal, making a more extensive or prolonged desalination.
La figura 6 muestra el canal (1a) en circuito cerrado, con la placa positiva (4) y la negativa (5). El agua salina se alimenta por el conducto (17), saliendo parcialmente desalinizada por (10) y se desecha con gran concentración por los conductos (7). Utiliza un sistema similar al de la figura 3. El agua parcialmente desalinizada continúa a lo largo de dicho canal, realizando una desalinización más extensa o prolongada. La figura 7 muestra los múltiples canales (1a) con el drenaje del agua de alta concentración salina, saliendo por los conductos (7). El agua desalinizada o parcialmente desalinizada sale por los conductos (10). Se muestran las placas positivas (4), las negativas no se ven por quedar en la zona posterior. El agua parcialmente desalinizada continúa a lo largo de dicho canal, realizando una desalinización más extensa o prolongada.Figure 6 shows the channel (1a) in a closed circuit, with the positive plate (4) and the negative plate (5). The saline water is fed through the conduit (17), leaving partially desalinated by (10) and is discarded with great concentration through the conduits (7). It uses a system similar to that of the Figure 3. The partially desalinated water continues along said channel, making a more extensive or prolonged desalination. Figure 7 shows the multiple channels (1a) with the drainage of the high saline concentration water, exiting through the ducts (7). Desalinated or partially desalinated water comes out of the pipes (10). Positive plates are shown (4), negative plates are not seen because they are in the posterior area. The partially desalinated water continues along this channel, making a more extensive or prolonged desalination.
Las figuras 5 a la 7 no muestran las rejillas o placas perforadas, pero se les pueden aplicar por ser opcionales. Figures 5 to 7 do not show the perforated grids or plates, but they can be applied as optional.
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