ES2466140B2 - Módulos de membrana - Google Patents

Abstract

Módulos de membrana.#La invención se refiere a módulos de membrana y aplicaciones para ello. En particular, la invención se refiere a la construcción de módulos de membrana para su uso en procesos de destilación, ósmosis directa e intercambio de calor.

Description

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adjuntas a estas se pueden producir como sub-montadas y como totalmente montadas y se pueden apilar de forma vertical para prevenir que las capas inferiores sean aplastadas por el peso de las numerosas placas de membrana.

Los tipos de construcción precedentes también pueden ser utilizados para una variedad de membranas de contacto, tales como aquellas descritas en la publicación de patente estadounidense N.º 2012/0067819, la cual se incorpora a la presente en su totalidad por referencia. Por ejemplo, la publicación ‘819 describe en las Figuras 9 y 10 el uso de múltiples membranas de contacto, las cuales se pueden montar como un módulo de membrana de acuerdo con una realización de la presente invención.

De manera alternativa o adicional, se puede utilizar más de un tipo de placa de membrana en un solo módulo, por ejemplo, intercambio de calor y membranas de contacto. El uso de múltiples placas de membranas con diferentes configuraciones (es decir, vías de flujo) permite el diseño de un módulo de membrana dependiendo de las funciones

o características de funcionamiento deseadas de estos. Por ejemplo, el tamaño y cantidad de placas de membranas se pueden elegir para que se adapten a un caudal y/o sitio de instalación particular. De manera adicional, la cantidad, tipos y disposición de placas de membrana se pueden seleccionar para adecuarse a una función particular, por ejemplo, destilación de múltiples etapas. La cantidad y disposición de accesos en el módulo también se puede seleccionar para adecuarse a una aplicación o función particular, por ejemplo, la introducción de una sola corriente de proceso como múltiples corrientes que tienen diferentes características de funcionamiento.

Las Figuras 8-10 son representaciones esquemáticas de posibles módulos de membrana que se pueden construir de acuerdo con varias realizaciones de la invención. De manera alternativa, estas varias disposiciones de membrana también se pueden producir de acuerdo con formatos de módulos de membranas convencionales, tales como, por ejemplo, placas y estructura, de devanado en espiral y de fibra hueca. Las Figuras 8-11 también describen el uso de múltiples tipos de membranas para lograr un dispositivo de múltiples etapas o múltiples efectos. En el caso de una disposición de acuerdo con la invención o una disposición de tipo de placa y estructura, las diferentes capas de membranas llevarán diferentes corrientes. En el caso de un módulo de tipo de fibra hueca, ambos tipos de fibras se mezclan con extremos encapsulados para separar las corrientes.

Estos varios módulos de membrana se pueden utilizar junto con módulos de membrana de ósmosis directa para ayudar con la recuperación de un disolvente deseado y/o para reciclar solutos, por ejemplo, tal como condensadores, calderines, cristalizadores, dispositivos de destilación de múltiple efecto y dispositivos de múltiple efecto que quitan el soluto. Además, estos módulos de membrana se pueden utilizar junto con otros tipos de unidades de desalación, tales como, por ejemplo, los sistemas de ósmosis directa descrita en las patentes estadounidenses N.º 6.391.205 y 7.560.029 y la solicitud PCT N.º PCT/US09/048137, presentada el 22 de junio, 2009; PCT/US10/054738, presentada el 29 de Octubre, 2010; y PCT/US10/054512, presentada el 28 de octubre, 2010, las cuales se incorporan a la presente en su totalidad por estas referencias.

La Figura 8 describe una parte de un posible módulo de membrana 810 que utiliza dos tipos diferentes de membranas. A los efectos de claridad, la Figura 8 describe el módulo 810 con cuatro membranas de contacto 812 (para el intercambio de vapor) y dos membranas de intercambio de calor 814 dispuestas en una cubierta 816; sin embargo, en esta configuración, habría membranas de intercambio de calor adicionales 814 dispuestas en los otros lados de las membranas 812 de contacto más lejanas y las membranas de intercambio de calor y de contacto alternativo adicional 812, 814 también se pueden incluir y las placas se pueden montar sin el uso de una cubierta separada. De manera alternativa, el módulo 810 se podría limitar a las dos membranas de contacto 812 y dos membranas de intercambio de calor 814; sin embargo, cualquier número y combinación de membranas se puede seleccionar para adecuarse a una aplicación particular. El sistema descrito en la Figura 8 también incluye un compresor 846.

En una realización, el módulo de membrana 810 se utiliza como un cristalizador. En general, se introduce un fluido o vapor calentado al módulo 810 para proporcionar calor a una corriente líquida que contiene partículas de precipitado sembrado a través de una de las membranas de intercambio de calor 814. Se producirá vapor de agua que se evaporará a través de una de las membranas de contacto 812, de modo que la precipitación ocurrirá sobre las partículas sembradas dentro de la corriente de líquido.

Tal como se muestra en detalle en la Figura 8, se introduce una primera corriente o solución 848 (por ejemplo, una solución de sal o suspensión sembrada) en el módulo 810 a través de una o más entradas 822a dispuestas en la cubierta 816 (o módulo 810). Se introduce una segunda corriente 850 (por ejemplo, vapor) en el módulo 810 a través de una o más entradas 823a adicionales dispuestas en la cubierta 816 (o módulo 810). Tal como se muestra en la Figura 8, se introduce la corriente 850 entre las dos membranas de intercambio de calor 814, mientras que la primera corriente 848 se introduce en los lados opuestos de las membranas de intercambio de calor 814 y los lados de alimentación de las membranas de contacto 812. Se calienta la primera corriente 848, lo que hace que el vapor de agua pase a través de las membranas de contacto 812. El vapor de agua puede salir del módulo 810 a través de una o más salidas 821b dispuestas en la cubierta 816 (o módulo 810) y se puede reciclar con el compresor 846. La segunda corriente 850 se puede reducir a agua y quitarse del módulo 810 a través de la o las salidas 823b como una tercera corriente 852. En una realización, la primera corriente 848 se reduce a sus solutos constituyentes que se quitan del módulo 810 como una cuarta corriente 854 a través de una o más salidas adicionales 822b dispuestas en

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