ES2259252B1 - Sistema de destilacion, especialmente para obtener agua dulce y sal del agua del mar. - Google Patents
Sistema de destilacion, especialmente para obtener agua dulce y sal del agua del mar. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2259252B1 ES2259252B1 ES200302154A ES200302154A ES2259252B1 ES 2259252 B1 ES2259252 B1 ES 2259252B1 ES 200302154 A ES200302154 A ES 200302154A ES 200302154 A ES200302154 A ES 200302154A ES 2259252 B1 ES2259252 B1 ES 2259252B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- tank
- vacuum distillation
- waste
- evaporation
- condensation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims abstract description 46
- 239000013535 sea water Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004821 distillation Methods 0.000 title claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 37
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 title description 6
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 58
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 58
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 44
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 42
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 42
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 10
- 230000037452 priming Effects 0.000 claims description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 2
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 claims 28
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 3
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 claims 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 claims 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/10—Vacuum distillation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
- C02F1/14—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
- Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
- Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Sistema de destilación, especialmente para obtener agua dulce y sal del agua del mar. Se usa el sol como fuente de calor y el agua marina como fuente de frío, disminuyendo la presión de trabajo hasta el punto de ebullición del agua del mar a la temperatura intermedia entre la fuente fría y caliente. El agua del mar y el agua dulce son entrada/retirada simultáneamente, compensándose las diferencias de presiones.
Description
Sistema de destilación, especialmente para
obtener agua dulce y sal del agua del mar.
- -
- US 6494995. Una célula célula solar, creando un vacío parcial en la misma.
- -
- US 6391162. Sistema de desalación utilizando energía solar, provisto con un colector de calor solar, un intercambiador de calor, un condensador y un depósito de agua.
Son bien conocidos los sistemas de destilación
al vacío. En relación con la destilación del agua marina, los
vacíos que se aplican están entre as 0,6 y 0,9 atmósferas de
presión de trabajo, ya que menores presiones implican un gran gasto
de energía para sacar el agua potable del aparato de
destilación.
Esto implica que la temperatura de trabajo está
lejos de las posibilidades del calor solar. Así para que el agua
hierva usando el calor solar, la presión de trabajo debe estar
entre las 0,02 y 0,07 atmósferas.
Esta invención propone un sistema que permite
presiones de trabajo muy bajas, y por esto, el uso eficiente del
calor solar, u otras fuentes de calor de baja temperatura, de
acuerdo con lo que sigue.
El agua marina se evapora en un tanque de
evaporación por el calor solar. En vapor se condensa en un tanque
de condensación por la relativamente fría agua del mar. Ambos
recintos conectador por un conducto de vapor. El interior de estos
elementos aislados de la atmósfera exterior. El agua marina debe
hervir a la temperatura del tanque de evaporación y debe
condensarse a la temperatura del agua del mar. Para ello la presión
de trabajo se disminuye con una bomba de vacío.
Para sacar el agua dulce del tanque de
condensación, se dispone de una bomba de extracción. Esta bomba
gastará mucha energía porque el agua dulce debe trasladarse de un
recinto a presión de 0,05 atmósferas (por ejemplo) a la presión
atmosférica.
Pero cuando el agua salada entra al tanque de
evaporación, la misma se traslada desde la presión atmosférica a un
recinto que está a una presión de 0,05 atmósferas. Si este traslado
se realiza a través de una turbina con una capacidad similar a la
bomba de extracción, y se conectan los ejes de esta turbina y de la
bomba de extracción, se puede obtener un importante ahorro de
energía.
Lo anterior implica realizar al mismo tiempo las
operaciones de entrada y retirada de productos, compensándose las
fuerzas contrarias que ambas generan (por lo menos en parte). Pero
también es posible evitar la transferencia de productos entre
distintas presiones utilizando un recinto común de intercambio, que
en lo sucesivo llamaré tanque de intercambio, aprovechando la
bajísima compresibilidad de los líquidos, de acuerdo a lo
siguiente:
- -
- el tanque de intercambio está a la presión del sistema (baja presión),
- -
- el tanque de intercambio se llena totalmente de agua destilada desde el tanque de condensación,
- -
- se aisla el tanque de intercambio del resto del sistema por medio de válvulas, y se abre a la atmósfera circundante por otra válvula,
- -
- se retira el agua destilada del tanque de intercambio, que por el punto anterior está a la presión atmosférica, siendo por tanto fácil de retirar,
- -
- el tanque de intercambio se llena entonces completamente con agua de mar, aislándolo de la atmósfera circundante y abriéndolo al sistema,
- -
- el tanque de evaporación se alimenta con el agua salada del tanque de intercambio.
Ahora bien, el uso de un tanque de intercambio
solo es posible si es admisible la contaminación que se produce en
el agua destilada como consecuencia de los restos de agua salada en
el tanque de intercambio.
Naturalmente el sistema puede aplicarse a otros
sistemas de destilación. En especial el sistema puede aplicarse a
la purificación de aguas residuales, si bien en éste último caso no
será admisible en general el uso de un tanque de intercambio.
Fig. 1. Sistema general de destilación.
Fig. 2. Control del sistema de destilación.
Fig. 3. El sistema de destilación aplicado para
obtener agua dulce y sal del agua marina.
Fig. 4. Vista transversal de un tanque de
evaporación.
Fig. 5. Vista transversal de un tanque de
evaporación cuando solo se desea obtener agua dulce.
Fig. 6. Vista transversal de dos tanques de
evaporación para obtener diferentes sales.
Fig. 7. El sistema de destilación en una
plataforma flotante.
Fig. 8. Vista transversal de un tanque de
evaporación con un contenedor para la sal.
Fig. 9. El sistema de destilación para obtener
agua dulce y sal del agua marina utilizando un tanque de
intercambio.
Fig. 10. Control del sistema de destilación con
tanque de intercambio.
Fig. 11. El sistema de destilación aplicado para
obtener agua dulce y sal del agua marina elevando el nivel del agua
dulce y aprovechando el calor de cristalización de la sal.
Fig. 12. El sistema de destilación aplicado para
obtener agua dulce y sal del agua marina elevando el nivel del agua
dulce, con tanque de intercambio.
Fig. 13. El sistema de destilación con tanque de
evaporación elevado refrigerado por agua del mar.
Se realiza en base a las figuras adjuntas.
Figura 1. Ilustra un sistema de destilación muy
general con una zona de evaporación (1) y otra zona de condensación
(2). La zona de evaporación (1) con una varias subzonas de residuos
sólidos o de alta viscosidad (23a, 23b) , mientras que la zona de
condensación (2) dispone una o varias subzonas de condensación (2a,
2b). Cada subzona, sea de residuos o de condensación, dispone de un
termómetro (3a, 3b, 5a, 5b), un densímetro (20a, 20b, 16a, 16b), un
sensor de capacidad (4a, 4b, 6a, 6b), y una válvula de aislamiento
(19a, 19b, 17a, 17b), mientras cada subzona de residuos dispone de
una válvula de entrada (10a, 10b) y un fluxómetro de entrada (31a,
31b), y mientras cada subzona de condensación dispone de una
válvula de salida (12a, 12b), un fluxómetro de salida (32a, 32b) y
una bomba de extracción (13a, 13b). La entrada de producto desde el
exterior a la primera subzona de residuos (23a) se canaliza a
través de una turbina de entrada (11), midiéndose previamente su
densidad por medio de un densímetro de entrada (30). La entrada de
producto a la segunda y siguientes subzonas de residuos es desde la
subzona de residuos que le precede. El conjunto del sistema dispone
de un manómetro (7), una bomba de vació (8).
La turbina (11) y las bombas de extracción (13a,
13b) tienen un eje común (14) y un motor común (15), por ejemplo
eléctrico. El control de la turbina y de la bomba de extracción es
a través del motor (15).
El caudal relativo de la turbina de entrada y de
cada bomba de extracción debe ser el mismo que el flujo relativo de
sus productos asociados.
Fig. 2. Los termómetros, sensores de capacidad,
fluxómetros, densímetros y nanómetro llevan incorporados
digitalizadores y están conectados con el ordenador de control (9)
a través de una red local (17). Asimismo las válvulas, el motor y
la bomba de vacío llevan incorporados dispositivos de control que
están conectados al ordenador de control (9) a través de la red
local (17).
El ordenador de control (9) por medio de una
función
presión-temperatura-densidad (9a)
activa la bomba de vacío (8) hasta que la presión interna del
sistema medida por el manómetro (7), sea tal que la temperatura de
ebullición sea intermedia entre las lecturas de los termómetros de
las subzonas de residuos (3a, 3b) y los termómetros de las subzonas
de destilación (5a, 5b). La función
presión-temperatura-densidad toma
inicialmente el valor de la densidad del densímetro de entrada (30)
(sin liquido a destilar en la primera subzona de residuos), y
posteriormente del densímetro de la primera subzona de residuos
(20a).
El ordenador por medio de una función de
alimentación-retirada (9b) activa el motor (15) y
las válvulas de entrada y salida (10a, 12a, 12b) cuando el valor
del sensor de capacidad de la primera subzona de residuos (4a) está
por debajo de un determinado valor, y el valor de los sensores de
capacidad de las subzonas de condensación (6a, 6b) están por encima
de otro determinado valor, hasta que los valores dichos sensores de
capacidad marcan valores de equilibrio.
El ordenador por medio de una función de
transferencia de residuos (9c) activa las válvulas de entrada (10b)
de la segunda o sucesivas subzonas de residuos, si el valor de la
densidad medida por el densímetro de la subzona de residuos que le
precede (20a) excede de cierto valor, siempre que el valor medido
por el sensor de capacidad de la segunda o sucesivas subzona de
residuos (4b) no exceda un determinado valor.
El ordenador por medio de una función de cálculo
de residuos (9d) determina la cantidad de residuos de cada subzona
de residuos teniendo en cuenta los valores de los densímetros,
fluxómetros, sensores de capacidad y la ley de conservación de la
masa. Cuando una subzona de residuos determinada sobrepase cierta
cantidad de residuos, está función cierra la válvula de entrada
hasta la evaporación del líquido de esa subzona de residuos, luego
cierra las válvulas de salida y aislamiento de esa subzona de
residuos para preservar el vacío del sistema y avisa al operador a
través de una pantalla y/o alarma (34) para que retiren los
residuos de la subzona.
El control de las válvulas de aislamiento de la
zona de condensación (17a, 17b) no forman parte de esta invención,
ya que este control es propio de cada sistema de destilación
concreto, y es bien conocidas en el estado actual de la
técnica.
Figura 3. Es la aplicación de lo anterior para
la destilación del agua marina. La zona de evaporación, que
coincide con la primera zona de residuos, es un tanque de
evaporación (23a) situado al sol, alimentado por el agua del mar,
mientras la zona de condensación es un tanque de condensación (2a)
sumergido, con sus paredes termalmente conductoras. Los sensores de
capacidad son boyas.
La capacidad de la turbina (11) y la bomba de
extracción (13a) son sustancialmente la misma.
Un conducto de vapor (18) une los tanques de
evaporación (23a) y condensación (2a), estando la bomba de vacío
(8) en dicho conducto, y teniendo dicho conducto la válvula de
aislamiento (19a). Esta última válvula es para preservar el vacío
lo más posible, cuando el tanque de evaporación debe ser vaciado de
sal, ya que cerrando esta válvula se conserva el vacío del tanque
de condensación.
Figura 4. Se representa una vista transversal
del tanque de evaporación (23a), mostrando una cubierta
transparente (21), paredes aislantes (22) y la sal precipitada
(29), que se considera un residuo.
Figura 5. Se ilustra el tanque de evaporación
(23a) cuando solo se tiene interés en obtener agua dulce, no siendo
de interés la sal. Se aprecia una válvula marina (10b) que conecta
el tanque de evaporación con el mar. Cuando el valor del densímetro
del tanque de evaporación (23a) se eleva un valor prefijado el
ordenador de control (9) cierra la válvula de aislamiento (19a) y
abre la válvula marina (10a), con lo que penetra el agua del mar en
el tanque de condensación hasta que se disuelve una determinada
cantidad de sal, bajando el valor del densímetro del tanque de
evaporación (23a) un determinado nivel. Entonces el ordenador de
control (9) cierra la válvula marina (10b) y se abre la válvula de
aislamiento (19a).
Figura 6. Es posible obtener varios tipos de
sales instalando varios tanques de evaporación consecutivos, como
las consecutivas subzonas de residuos de la fig. 1, dichos tanques
de evaporación conectados al conducto de vapor (18) a través de
válvulas de aislamiento (19a, 19b). En este caso el sitio adecuado
del nanómetro (7) es el conducto de vapor (18).
Figura 7. Se representa el sistema de
destilación de agua marina instalado en una plataforma marina,
mostrando el tanque de evaporación (23a) y el tanque de
condensación (2a), un flotador (25), un aparato para obtener
energía de las olas (26) y un anclaje (27) al fondo del mar.
Figura 8. Se muestra el tanque de evaporación
(23a) con un contenedor móvil (28) para poder retirar fácilmente la
sal.
Fig. 9. El sistema de destilación para obtener
agua dulce y sal del agua marina utilizando un tanque de
intercambio consta de los habituales tanques de evaporación (23a) y
condensación (2a), con sus válvulas de entrada (10a) y salida
(12a), válvula de aislamiento (19a), bomba de vacío (8), conducto
de vapor (18), y otros sensores como fluxímetros, sensores de
capacidad, densímetros y termómetros no representados por claridad,
y por ya figurar en dibujos anteriores.
De forma específica dispone del tanque de
intercambio (32) que se alimenta a través de la válvula (35) y la
bomba de alimentación del tanque de intercambio (37),
alternativamente de agua dulce cuando está abierta al válvula (12a)
y cerrada la válvula (36) o agua salada en caso contrario. Este
tanque de intercambio se vacía al exterior cuando contiene agua
dulce a través de la válvula (33), o en el tanque de evaporación
(23a) cuando contiene agua salada a través de la válvula (10a).
Para que el tanque (32) pueda llenarse de agua
salada debe estar abierta la válvula de nivelación de presión
atmosférica (34e) y cerrada la válvula de nivelación de presión del
sistema (34i). Y para que pueda llenarse de agua dulce, debe estar
abierta la válvula (34i) y cerrada la válvula (34e). Naturalmente
en ambos casos deben estar cerradas la válvulas de salida (33, 10a)
del tanque (32) y abierta la válvula de entrada (35).
Para que el tanque pueda vaciarse de agua dulce
a través de la válvula 33, debe cerrarse la válvula (34i) y abrirse
la válvula (34e), y para que pueda vaciarse de agua salada a través
de la válvula (10a) debe ser al contrario. Obviamente en ambos
casos debe estar cerrada la válvula de entrada (35).
Siempre que el tanque de intercambio se llena lo
hace de forma completa, sin dejar hueco alguno (o el menor
posible), para lo que está provisto de un sensor de capacidad
(38).
El volumen de líquido destilado del tanque de
condensación (2a) debe ser mayor que el volumen del tanque de
intercambio (32), pues en otro caso no podría llenarlo.
Fig. 10. El control del sistema de destilación
con tanque de intercambio se realiza con la función de
alimentación-retirada (9b) de esta figura. Se parte
con los sensores de capacidad de los tanques de evaporación,
condensación e intercambio marcando cero (4a, 6a, 38) y todas las
válvulas de este tanque cerradas (34e, 34i, 33, 35 y 10a).
Las acciones de (9b) son las siguientes:
- -
- detección que la lectura del sensor de capacidad del tanque de condensación (6a) inferior a la capacidad del tanque de intercambio y la lectura del sensor de capacidad del tanque de intercambio (38) cero, cierre de la válvula (34i) si abierta, apertura de las válvulas (34e), (36) y (35) y cierre de la (12a), puesta en marcha de la bomba (37) hasta que el sensor (38) esté en el máximo,
- -
- cierra las válvulas (34e), (36) y (35) y abre la válvula (34i),
- -
- el sensor de capacidad (4a) está bajo, apertura de la válvula (10a) hasta que el sensor de capacidad (4a) esté alto,
- -
- detección que la lectura del sensor de capacidad del tanque de condensación (6a) superior a la capacidad del tanque de intercambio y la lectura del sensor de capacidad del tanque de intercambio (38) cero, cierre de la válvula (10a), apertura de las válvulas (12a) y (35), puesta en marcha de la bomba (37) hasta que el sensor (38) esté en el máximo, entonces cierra las válvulas (12a), (35) y (34i),
- -
- abre las válvulas (34e) y (33) hasta que el sensor (38) marque cero, entonces cierra las válvulas (33) y (34e).
Fig. 11. El sistema de destilación aplicado para
obtener agua dulce y sal del agua marina elevando el nivel del agua
dulce y aprovechando el calor de cristalización de la sal. Como
puede observarse esta figura contiene casi los mismos elementos que
la figura n° 3, con las siguientes diferencias:
- -
- el tanque de evaporación (23a) no tiene residuos, y el mismo está unido a un segundo tanque de evaporación (23b), que dispone de un contenedor de residuos (28) y unas escotillas de aislamiento (30),
- -
- la turbina (11) está a una altura (H) sobre el nivel del mar,
- -
- el agua del mar que alimenta al tanque de evaporación llega al mismo a través de un conducto (29) que asciende hasta la turbina (11),
- -
- el tanque de evaporación tiene dos válvulas de entrada, la (10a), ya descrita, y la (10a2), esta última para mantener lleno de líquido el conducto (29),
- -
- en el conducto (29) se dispone de la bomba de cebado (31) y de las válvulas de control de cebado (32, 33), dándose por supuesto que el trayecto del conducto (29) entre las válvulas de cebado está relleno de agua,
- -
- el enfriamiento del tanque de condensación (2a) ya no es producido por inmersión en el agua del mar, sino en parte por la circulación del agua del mar del conducto (29), y en parte porque una de sus paredes (31) es un disipador de calor,
- -
- el traspaso de agua del tanque (23a) al tanque (23b) se produce cuando el densímetro del primer tanque (20a) marca un valor cercano al de saturación de forma que en el el tanque (23a) no llega a producirse precipitado y en el tanque (23b) se almacena el agua saturada en sal producida,
- -
- cuando el contenedor (28) esté lleno de sal, se cierran las escotillas (30) y se retira, devolviéndose luego relleno con agua saturada en sal, con lo que el vacío del sistema apenas resultó afectado.
Con lo anterior se producen las siguientes
efectos:
- -
- idealmente el agua del mar puede elevarse espontáneamente por efecto de la succión del vacío del sistema la altura
- H<=(1 at.-presión sistema) x 10,33 m. / densidad agua del mar siendo 10,33 el equivalente en metros de agua de 1 at.,
- En este caso la energía transitoria (hasta rellenar el conducto (29) de agua salada) para elevar el agua salada la altura H es proporcionada a través de la bomba de vacío del sistema,
- -
- idealmente
- H>(1 at.-presión sistema) x 10,33 m. / densidad agua del mar si se inicia la circulación del agua marina por medio de la bomba de cebado (30), ya que una vez iniciada la circulación, se compensan las fuerzas de las aguas que suben y bajan por el conducto (29), las válvulas de cebado (32, 33) separan el tiempo de cebado (transitorio) del régimen permanente,
- -
- realmente esta altura H será menor a la ideal, por el efecto de los roces del agua en los conductos y en la turbina,
- -
- el elevar el agua salada implica poder elevar la turbina y la bomba de extracción asociada, lo que implica poder elevar el tanque de evaporación, y por lo tanto poder elevar el agua dulce que contiene el tanque de condensación,
- -
- el agua dulce puede elevarse más altura de acuerdo con la longitud que pueda alcanzar el eje (14) que liga las turbina (11) y la bomba (13a), si las mismas se disponen en vertical, elevando el tanque de condensación (2a) y el conducto de vapor (18),
- -
- el agua del mar del conducto (29) ya llega algo caliente al tanque de evaporación (23a) por efecto del paso por el tanque de condensación (2a) y por el rozamiento con el conducto,
- -
- con un ligero aporte de calor externo, el agua saturada en sal del segundo tanque de evaporación (23b) se evaporaría ya que la precipitación de la sal es exotérmica,
- -
- lo anterior permite un funcionamiento nocturno del sistema, con poco consumo energético.
Fig. 12. El sistema de destilación aplicado para
obtener agua dulce y sal del agua marina elevando el nivel del agua
dulce, con tanque de intercambio. Como puede apreciarse, esta
figura contiene elementos de las figuras 9 y 11, y los siguientes
elementos adicionales:
- -
- el tanque de intercambio (32) está elevado, lo más cerca posible del tanque de condensación (a2), asimismo elevado,
- -
- el tanque de intercambio (32) no se comunica directamente con el tanque de evaporación a través de la válvula (10a), sino que lo hace a través de los tanques de espera (32a, 32b), con las correspondientes válvulas reguladoras (10a1, 10a3), y de la turbina (11), que en este caso está ligada por el eje común (14) con la bomba de alimentación del tanque de intercambio (37),
- -
- los tanques de espera (32a, 32b) están ambos a la presión del sistema,
- -
- el agua salada procedente del tanque de intercambio elevado (32) se almacena en el primer tanque de espera (32a) para preservar su energía potencial,
- -
- cuando la bomba (37) se pone en funcionamiento para alimentar el tanque de intercambio (32), la energía potencial del agua salada del primer tanque de espera (32a) se transforma en energía cinética en la turbina (11), ayudando así en parte a la bomba (37),
- -
- el agua salada procedente del primer tanque de espera (32a) se recoge en el segundo tanque de espera (32b), transmitiéndose al tanque de evaporación (23a) conforme se vaya necesitando.
Fig. 13. El sistema de destilación con tanque de
evaporación elevado refrigerado por agua del mar. Se muestra como
puede ser refrigerado el tanque de evaporación elevado (2a) con
poco consumo energético por medio de un circuito de refrigeración
elevado y cerrado formado por un conducto (29b), una bomba de
arrastre (31b) para vencer los rozamientos del líquido del
conducto, un intercambiador de calor (39a) en el tanque de
evaporación y otro intercambiador de calor (39b) sumergido en el
agua marina.
En relación con esta invención, una turbina es
un aparato que transforma diferencias de presión en energía
mecánica y una bomba es un aparato que transforma energía mecánica
en diferencia de presiones. Hay muchos tipos de turbinas y bombas,
pero el conjunto de
turbina-bomba-eje
común-eje motor-motor debe ser
compatible. Así, son posibles las siguientes configuraciones:
- -
- turbina rotatoria, bomba rotatoria, eje común rotatorio, eje motor rotatorio, motor rotatorio,
- -
- turbina de cilindro, bomba de cilindro, eje común oscilatorio, eje motor tipo biela-manivela, motor rotatorio,
- -
- turbina rotatoria, bomba rotatoria, eje común rotatorio, eje motor tipo biela-manivela, motor de cilindros,
- -
- turbina de cilindro, bomba rotatoria, eje común tipo biela-manivela, eje motor rotatorio, motor rotatorio,
- -
- ....
El previo párrafo no se ha representado porque
los aparatos tratados son bien conocidos en la técnica.
Claims (29)
1. Un método de destilación al vacío de líquidos
para bajas diferencias de temperatura entre una zona de evaporación
y una zona de condensación caracterizado en que
- la presión de trabajo es disminuida hasta que
se alcanza el punto de ebullición del producto a destilar, de
acuerdo con el rango de temperaturas entre la zona de evaporación y
la zona de condensación,
- el producto a destilar y los resultantes
líquidos de la destilación son entrados/retirados al/del sistema de
destilación bien simultáneamente compensando las diferencias de
presión, o bien entrando/retirando los líquidos en cantidades
iguales ocupando totalmente un mismo espacio a la presión
exterior/interior del sistema en tiempos alternos y aprovechándose
la baja comprensibilidad de los líquidos,
- se retiran los residuos sólidos o de alta
viscosidad del sistema cuando su volumen sobrepasa cierta cantidad,
preservándose el vacío del sistema lo más posible.
2. El método de destilación al vacío de la
reivindicación 1, caracterizado en que la diferencia de
temperatura entre la zona de evaporación y la zona de condensación
son obtenidas de fuentes naturales de calor y frío.
3. El método de destilación al vacío de la
reivindicación 2 caracterizado en que el producto a destilar
es agua del mar y el producto destilado es agua dulce y la sal es
periódicamente retirada.
4. El método de destilación al vacío de la
reivindicación 3 caracterizado en que la fuente de calor es
el sol.
5. El método de destilación al vacío de la
reivindicación 3 caracterizado en que la fuente de calor
procede en parte del calor desprendido al cristalizar la sal.
6. El método de destilación al vacío de la
reivindicación 3 caracterizado en que la fuente de frío es
el agua del mar.
7. El método de destilación al vacío de la
reivindicación 3 caracterizado en que la fuente de frío es
por convención.
8. El método de destilación al vacío de la
reivindicación 3 caracterizado en que se aprovecha el vacío
del sistema para elevar el agua dulce.
9. El método de destilación al vacío de la
reivindicación 3 para obtener agua dulce, caracterizado en
que la sal se retira por la entrada y salida de agua del mar al
sistema.
10. El método de destilación al vacío de la
reivindicación 3 para obtener sal, caracterizado en que el
agua dulce es retirada del sistema al mar.
11. Un sistema de destilación al vacío para
bajas diferencias de temperatura entre la zona de evaporación y la
zona de condensación, que puede constar con varias subzonas de
condensación, controlado por un ordenador de control a través de
una red local, caracterizado por comprender
- una o varias subzonas de residuos sólidos o de
alta viscosidad en la zona de evaporación,
- cada subzona, sea de residuos o de
condensación, dispone de un termómetro, un densímetro, un sensor de
capacidad, y una válvula de aislamiento,
- cada subzona de residuos dispone de una
válvula de entrada y un fluxómetro de entrada,
- cada subzona de condensación dispone de una
válvula de salida, un fluxómetro de salida,
- la entrada de producto desde el exterior es a
la primera subzona de residuos, midiéndose previamente su densidad
por medio de un densímetro de entrada
- la entrada de producto a la segunda y
siguientes subzonas de residuos es desde la subzona de residuos que
le precede,
- además el conjunto del sistema dispone de un
nanómetro y una bomba de vacío,
- los termómetros, los densímetros, los
fluxómetros, el nanómetro y los sensores de capacidad siendo
digitales o provisto de digitalizadores, conectados a la red local
del ordenador de control,
- las válvulas de aislamiento, de entrada y de
salida controlables por ordenador o provistos de dispositivos de
control digital, conectados a la red local del ordenador de
control,
- una función
presión-temperatura-densidad del
ordenador controla la bomba de vacío de acuerdo con las medidas de
los termómetros, del nanómetro y de la densidad del líquido a
destilar,
- una función de transferencia de residuos del
ordenador transfiere producto a destilar desde una inicial subzona
de residuos a la siguiente zona de residuos en función del valor
del densímetro de la inicial subzona de residuos y del valor del
sensor de capacidad de la siguiente subzona de residuos,
- una función de cálculo de residuos del
ordenador supervisa la retirada de residuos de una subzona de
residuos en base a los valores de los densímetros, sensores de
capacidad y fluxómetros, preservando el vacío del resto del
sistema.
12. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 11 caracterizado en que
- cada subzona de condensación dispone de una
bomba de extracción,
- la entrada de producto se canaliza a través de
una turbina de entrada,
- la turbina y las bombas de extracción tienen
un eje común y un motor común,
- el caudal relativo de la turbina de entrada y
de cada bomba de extracción debe ser el mismo que el flujo relativo
de sus productos asociados,
- siendo la turbina un aparato que transforma
diferencias de presión en energía mecánica y cada bomba de
extracción un aparato que transforma energía mecánica en
diferencias de presión,
- el motor controlable por ordenador o provisto
de dispositivos de control digital conectados a la red local del
ordenador de control,
- una función de
alimentación-retirada del ordenador controla la
válvula de entrada, las válvulas de salida y el motor de acuerdo con
las medidas del sensor de capacidad de la primera subzona de
residuos y de los sensores de capacidad de la zona de
condensación.
13. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 11 comprendiendo:
- un tanque de intercambio común para la entrada
y salida de productos líquidos,
- una bomba de alimentación del tanque de
intercambio,
- una válvula de nivelación de presión
atmosférica para que el tanque de intercambio alcance la presión
atmosférica,
- una válvula de nivelación de presión del
sistema para que el tanque de intercambio alcance la presión del
sistema,
- un sensor de capacidad para medir la capacidad
del tanque de intercambio,
- una función de
alimentación-retirada del ordenador controla el
movimiento de líquidos entre el tanque de intercambio el exterior y
el interior del sistema en base a las medidas de los sensores de
capacidad del tanque de intercambio, de la primera subzona de
residuos y de la zona de condensación.
14. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 11 para separar la sal y el agua dulce del agua del
mar caracterizado en que
- la zona de evaporación es un tanque de
evaporación, con una cubierta transparente y paredes y piso
aislados térmicamente,
- la zona de condensación es un tanque de
condensación,
- un conducto de vapor uniendo los tanques de
evaporación y condensación,
- la bomba de vacío se sitúa en dicho conducto
de vapor,
- los sensores de capacidad son boyas.
15. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 11 caracterizado en que el tanque de
condensación se refrigera por agua del mar.
16. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 11 caracterizado en que el tanque de
condensación se refrigera por convección.
17. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 11 caracterizado en que el tanque de
condensación está elevado.
18. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 11, para obtener solo agua dulce del agua del mar,
caracterizado en que
- -
- el tanque de evaporación tiene una válvula marina,
- -
- dicha válvula marina y la válvula de aislamiento estando controladas por los valores del densímetro del tanque de evapora-ción.
19. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 11, para obtener solo sales del agua del mar,
caracterizado en comprender varios tanques de evaporación
consecutivos, que actúan como subzonas de residuos, estando unidos
al conducto de vapor por sus respectivas válvulas de
aislamiento.
20. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 11, caracterizado en que el mismo está
montado en una plataforma marina, con un aparato para obtener
energía de las olas marinas.
21. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 11, caracterizado en que el tanque de
evaporación es móvil.
22. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 11, caracterizado en que el tanque de
evaporación tiene un contenedor móvil para retirar la sal, así como
escotillas de aislamiento.
23. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 11 caracterizado por comprender un segundo
tanque de evaporación que se llena desde el primer tanque de
evaporación con agua próxima al punto de saturación de sal.
24. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 12 caracterizado en que el eje común de la
turbina y la bomba de extracción se dispone en vertical.
25. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 13 caracterizado en que el tanque de
intercambio está elevado, comprendiendo
- un primer tanque de espera próximo al tanque
de intercambio,
- un segundo tanque de espera próximo al tanque
de evaporación,
- una turbina para aprovechar la diferencia de
energía potencial de los tanques de espera citados,
- los tanques de espera a la presión del
sistema,
- dicha turbina conectada al la bomba de
alimentación del tanque de intercambio.
26. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 17 caracterizado en que se inicia la
circulación del agua a destilar por medio de una bomba de
cebado.
27. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 17 caracterizado en que la refrigeración por
agua del mar se realiza con un circuito cerrado que comprende una
bomba de arrastre, un intercambiador de calor en el tanque de
evaporación, y un intercambiador de calor sumergido en el mar.
28. El sistema de destilación al vacío de la
reivindicación 23 caracterizado en que parte del calor
utilizado en el segundo tanque de evaporación proviene del calor de
cristalización de la sal.
29. Utilización del sistema de la invención para
la purificación de aguas residuales.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200302154A ES2259252B1 (es) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | Sistema de destilacion, especialmente para obtener agua dulce y sal del agua del mar. |
| US10/925,081 US20050023126A1 (en) | 2003-02-24 | 2004-08-25 | Extended distillation system, specially for marine water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200302154A ES2259252B1 (es) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | Sistema de destilacion, especialmente para obtener agua dulce y sal del agua del mar. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2259252A1 ES2259252A1 (es) | 2006-09-16 |
| ES2259252B1 true ES2259252B1 (es) | 2007-11-16 |
Family
ID=36998077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200302154A Expired - Lifetime ES2259252B1 (es) | 2003-02-24 | 2003-09-10 | Sistema de destilacion, especialmente para obtener agua dulce y sal del agua del mar. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2259252B1 (es) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB997078A (en) * | 1960-11-23 | 1965-06-30 | Juan George Walford | Improvements in or relating to the distillation of sea water |
| US4046640A (en) * | 1976-11-22 | 1977-09-06 | Uop Inc. | Power generation and potable water recovery from salinous water |
| US4302297A (en) * | 1977-05-24 | 1981-11-24 | Humiston Gerald F | Desalination apparatus with power generation |
| GB2016938B (en) * | 1978-02-22 | 1982-11-24 | Watson Developments Ltd John | Purifing liquids by distillation |
| AT404467B (de) * | 1997-03-11 | 1998-11-25 | Johannes Dipl Ing Markopulos | Methode der wasserverdunstung durch verdampfung aus sonnenenergie |
| US20020162735A1 (en) * | 2001-05-07 | 2002-11-07 | Newman George H. | Reduced energy water distillation and power turbine process |
| ES2207388B1 (es) * | 2002-03-18 | 2005-02-01 | Gines Sanchez Gomez | Obtencion de agua dulce y sales del agua marina. |
-
2003
- 2003-09-10 ES ES200302154A patent/ES2259252B1/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2259252A1 (es) | 2006-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2320187B1 (en) | Vertical fluid heat exchanger installed within natural thermal energy body | |
| US4215551A (en) | Environmentally assisted heating and cooling system | |
| JPH04190883A (ja) | 温海水から淡水を採取する方法及び装置 | |
| US4245617A (en) | Valve | |
| US4158291A (en) | Environmentally assisted heating and cooling system | |
| US5190098A (en) | Thermosyphon with evaporator having rising and falling sections | |
| ES2259252B1 (es) | Sistema de destilacion, especialmente para obtener agua dulce y sal del agua del mar. | |
| Aghazadeh et al. | Improved desalination pipeline system utilizing the temperature difference under sub-atmospheric pressure | |
| ES2488827T3 (es) | Dispositivo y método para la medición del nivel de llenado | |
| US7395673B2 (en) | Device for creating a reference humidity | |
| ES2207388B1 (es) | Obtencion de agua dulce y sales del agua marina. | |
| RU2143530C1 (ru) | Устройство для получения пресной воды из воздуха | |
| CN106843422A (zh) | 用于服务器的冷却装置 | |
| US20050023126A1 (en) | Extended distillation system, specially for marine water | |
| RU2470114C2 (ru) | Термосвая для опор моста | |
| JP2764254B2 (ja) | 太陽熱利用の自動開閉式水蒸気発生装置 | |
| US2271574A (en) | Reprigeration | |
| DK2535096T3 (en) | System and its use for seawater desalination | |
| RU2237837C1 (ru) | Установка охлаждения природного газа | |
| ES2323340B1 (es) | Sistema de desalacion de agua por energia solar. | |
| SU846639A1 (ru) | Устройство дл аккумул ции холода вОСНОВАНии СООРужЕНий | |
| US2629687A (en) | Salt water still | |
| WO2012071415A2 (en) | Surface film distribution system and method thereof | |
| SU894891A1 (ru) | Устройство дл охлаждени радиоэлектронной аппаратуры | |
| SE532415C2 (sv) | Anordning för att hindra isbildning på ett ytskikt |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20060916 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2259252B1 Country of ref document: ES |
|
| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20080603 |