ES2548106B1 - A high efficiency MED multi-effect distillation device HE-MED - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de destilación multi-efecto MED de alta eficiencia HE-MED que utiliza como fluido de trabajo agua de mar o de rio a temperatura ambiente; comprendiendo un condensador en el cual se libera calor de condensación y, además, incluye un puente térmico con al menos un conducto de regasificación de gas natural licuado adaptado para utilizar el calor liberado para regasificar gas natural licuado.A multi-effect distillation device MED of high efficiency HE-MED that uses sea or river water as a working fluid at room temperature; comprising a condenser in which condensation heat is released and, in addition, includes a thermal bridge with at least one liquefied natural gas regasification conduit adapted to use the heat released to regasify liquefied natural gas.
Description
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DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Un dispositivo de destilación multi-efecto MED de alta eficiencia HE-MED ObjetoA multi-effect distillation device MED of high efficiency HE-MED Object
Dispositivo de separación limpia y aprovechamiento de energía térmica y de agua destilada extraídas de agua de mar o de rio a su temperatura ambiente mediante un dispositivo de destilación multi-efecto MED de alta eficiencia HE-MED con puente de energía térmica con conductos de regasificación de gas natural licuado.Device for clean separation and use of thermal energy and distilled water extracted from sea or river water at room temperature using a multi-effect distillation device MED of high efficiency HE-MED with thermal energy bridge with regasification ducts of liquefied natural gas.
Estado de la técnicaState of the art
Son conocidos en el estado de la técnica los dispositivos de destilación multiefecto MED de alta eficiencia HE-MED en los que a partir de un foco de calor se transforma un calor sensible en un flujo de vapor que transporta calor latente hasta un sumidero de calor a través de, al menos, una pared de alta conductividad térmica formada por, al menos, un tubo de calor, desalinizando agua en cada uno de los efectos mediante repetidos ciclos de evaporación y condensación a baja presión y temperatura y transformando el flujo de energía en una serie de ganancias de entropía.High-efficiency HE-MED MED multi-effect distillation devices are known in the state of the art in which, from a heat source, sensible heat is transformed into a steam flow that carries latent heat to a heat sink to through at least one wall of high thermal conductivity formed by at least one heat pipe, desalinating water in each of the effects by repeated cycles of evaporation and condensation at low pressure and temperature and transforming the energy flow into a series of entropy gains.
Es conocido que un flujo de vapor de agua conlleva una mayor densidad energética que un flujo de agua en estado líquido.It is known that a water vapor flow entails a higher energy density than a liquid water flow.
Con el HE-MED se utiliza un flujo de energía entre un foco de calor y un sumidero de calor para conseguir una secuencia de procesos de separación del agua H20 del resto de agua con impurezas de un caudal de agua. Pero el caudal de energía acaba en el sumidero de calor. Con un HE-MED no se logra la separación limpia y aprovechamiento de parte del flujo de energía para otros usos.With the HE-MED, an energy flow is used between a heat source and a heat sink to achieve a sequence of processes for separating the H20 water from the rest of the water with impurities from a water flow. But the energy flow ends in the heat sink. With a HE-MED the clean separation and use of part of the energy flow for other uses is not achieved.
Es conocido que el agua de mar o de rio puede acumular energía térmica en forma de agua a temperaturas entre 20°C y 30°C por ejemplo. Esta energía calórica se usa en procesos de regasificación de gas natural licuado para aportar el calor necesario para el cambio de fase de líquido a gas y el aumento de temperatura necesario para la distribución del gas. Pero cuando se vierte agua de mar o de rio para aportar energía sobre los conductos de regasificación, además de aportar calor, se aportan las impurezas contenidas en el agua, incluyendo vida acuática y sales que provocan todo tipo de problemas de incrustaciones y de corrosión. La separación limpia de la energía, el agua H20 y las impurezas permiten el aporte de energía sin impurezas, con las consiguientes ventajas.It is known that sea or river water can accumulate thermal energy in the form of water at temperatures between 20 ° C and 30 ° C for example. This caloric energy is used in regasification processes of liquefied natural gas to provide the heat necessary for the phase change from liquid to gas and the temperature increase necessary for gas distribution. But when sea or river water is poured to provide energy on the regasification ducts, in addition to providing heat, the impurities contained in the water are provided, including aquatic life and salts that cause all kinds of incrustation and corrosion problems. The clean separation of energy, H20 water and impurities allow the contribution of energy without impurities, with the consequent advantages.
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El proceso de regasificación de gas natural licuado GNL requiere un importante aporte de energía calórica para permitir el cambio de fase de líquido a gas y para pasar de una temperatura inferior a los -163°C a rangos de temperatura superiores a los 6°C.The LNG liquefied natural gas regasification process requires an important contribution of caloric energy to allow the phase change from liquid to gas and to move from a temperature below -163 ° C to temperature ranges above 6 ° C.
Los actuales métodos de aporte de esta energía se basan en tres fuentes de calor: energía resultante de combustión, aporte de aire templado en zonas cálidas y aporte de agua de mar o de rio en zonas cálidas o templadas.The current methods of contribution of this energy are based on three sources of heat: energy resulting from combustion, supply of warm air in warm areas and supply of sea or river water in warm or temperate areas.
Los métodos basados en combustión se suelen abastecer del propio gas natural GN y requieren un consumo de energía que oscila entre el 1,5% y el 2% de la cantidad de GNL procesado. Un coste energético y económico que comporta los consiguientes efectos negativos medioambientales.Combustion-based methods are usually supplied with natural GN gas itself and require an energy consumption that ranges between 1.5% and 2% of the amount of processed LNG. An energy and economic cost that entails the consequent negative environmental effects.
Los métodos de aporte de energía a partir del aire requieren voluminosas instalaciones y altas temperaturas ambientes.The methods of energy input from the air require bulky installations and high ambient temperatures.
Los métodos de aporte de calor a través de agua de mar o de rio a temperatura ambiente para la regasificación utilizan el calor liberado al enfriarla unos 6°C. Esta limitación a 6°C se establece en casi todos los países por consideraciones medioambientales. Estos métodos requieren un mantenimiento cuidadoso de la instalación por el poder corrosivo del agua salada y por las incrustaciones de flora y fauna marina que se producen sobre los conductos de regasificación. Una corrosión que limita sensiblemente la vida económica de estas costosas instalaciones y que provoca importantes reducciones de prestaciones de la instalación.The methods of heat input through sea or river water at room temperature for regasification use the heat released by cooling it by about 6 ° C. This limitation at 6 ° C is established in almost all countries due to environmental considerations. These methods require careful maintenance of the installation due to the corrosive power of the salt water and the inlays of marine flora and fauna that occur on the regasification ducts. A corrosion that significantly limits the economic life of these expensive facilities and that causes significant reductions in the performance of the installation.
Estos métodos pueden provocar daños a la vida acuática que se encuentra dentro del agua de mar o de rio que circula sobre los conductos de regasificación, que puede llegar cerca de su punto de congelación localmente y por los aditivos utilizados para controlar las incrustaciones de vida acuática arriba mencionadas. Por otro lado, el vertido de agua viva sobre los conductos de regasificación presenta el problema de la formación de hielo que limita la conductividad térmica de los conductos de regasificación.These methods can cause damage to the aquatic life that is found in the sea or river water that circulates on the regasification ducts, which can reach near its freezing point locally and by the additives used to control the encrustations of aquatic life above mentioned. On the other hand, the spillage of living water on the regasification ducts presents the problem of ice formation that limits the thermal conductivity of the regasification ducts.
El problema central de los sistema de aporte de energía acumulada naturalmente en agua de mar o de rio es que no se separa la energía de las impurezas contenidas en el agua y cuando se aporta energía sobre los conductos de regasificación también se aportan las impurezas del agua como sales disueltas y vida acuática microscópica que no puede ser capturada por los filtros industriales utilizados generalmente.The central problem of the energy supply system accumulated naturally in sea or river water is that the energy is not separated from the impurities contained in the water and when energy is supplied on the regasification ducts the water impurities are also contributed such as dissolved salts and microscopic aquatic life that cannot be captured by generally used industrial filters.
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Existen dispositivos en los que se aporta un fluido de trabajo no corrosivo sobre los conductos de regasificación, o incluso vapor del fluido de trabajo, pero son métodos que requieren un aporte artificial de energía térmica.There are devices in which a non-corrosive working fluid is provided on the regasification ducts, or even working fluid vapor, but they are methods that require an artificial contribution of thermal energy.
SumarioSummary
La presente invención busca resolver uno o más de los inconvenientes expuestos anteriormente mediante un dispositivo de destilación multi-efecto MED de alta eficiencia con puente térmico como es definido en las reivindicaciones.The present invention seeks to solve one or more of the drawbacks set forth above by means of a high efficiency MED multi-effect distillation device with thermal bridge as defined in the claims.
Un objeto es un dispositivo de destilación multiefecto MED de alta eficiencia HE-MED con un condensador que tiene un puente térmico con un regasificador de gas natural licuado, de forma que se logra una separación limpia de la energía térmica y el H20 de un caudal de agua de rio o mar con energía e impurezas. El dispositivo HE-MED con puente térmico separa agua de mar o de rio en tres flujos:An object is a HE-MED high efficiency MED multi-effect distillation device with a condenser that has a thermal bridge with a liquefied natural gas regasifier, so that a clean separation of thermal energy and the H20 from a flow rate of river or sea water with energy and impurities. The HE-MED thermal bridge device separates sea or river water into three flows:
Flujo de H20 resultante de condensaciones de vapor de agua en el condensador del HE-MED.H20 flow resulting from water vapor condensation in the HE-MED condenser.
Flujo de energía térmica limpia transferida a conductos de regasificación de gas natural licuado para su regasificación a gas natural.Clean thermal energy flow transferred to liquefied natural gas regasification ducts for natural gas regasification.
Flujo de agua de mar o de rio que actúa como foco de calor y como fluido de trabajo, que es devuelta a la naturaleza con una concentración de sales y un salto térmico dentro de los límites establecidos por la normativa medioambiental, de forma que se preserva la vida acuática.Flow of sea or river water that acts as a source of heat and as a working fluid, which is returned to nature with a concentration of salts and a thermal jump within the limits established by environmental regulations, so that it is preserved The aquatic life.
Otro objeto es una variante del dispositivo HE-MED con el puente térmico entre el condensador y el conducto de regasificación que está caracterizada por una pared de alta conductividad térmica con, al menos, un tubo de calor que en uno de sus extremos actúa como condensador del vapor de agua del HE-MED y en el otro de sus extremos está integrado o en contacto con un conducto de regasificación de gas natural licuado GNL por el que circula GNL que captura el calor suministrado limpiamente por los tubos de calor para el cambio de estado del GNL de líquido a gas natural.Another object is a variant of the HE-MED device with the thermal bridge between the condenser and the regasification duct that is characterized by a wall of high thermal conductivity with at least one heat pipe that at one of its ends acts as a condenser of the water vapor of the HE-MED and at its other end it is integrated or in contact with a LNG liquefied natural gas regasification duct through which LNG circulates that captures the heat supplied cleanly by the heat pipes for the change of LNG status of liquid to natural gas.
Otro objeto es una variante del dispositivo HE-MED con el puente térmico entre el condensador y el conducto de regasificación que está caracterizada porque el conducto de regasificación está situado en el interior del HE-MED y actúa como condensador del HE- MED, produciéndose un puente térmico directo.Another object is a variant of the HE-MED device with the thermal bridge between the condenser and the regasification duct that is characterized in that the regasification duct is located inside the HE-MED and acts as a condenser of the HE-MED, producing a direct thermal bridge.
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Otro objeto es una variante del dispositivo HE-MED con el puente térmico entre el condensador y el conducto de regasificación que está caracterizada por un condensador del dispositivo del HE-MED adaptado para suministrar energía térmica mediante un intercambiador de calor a un circuito en bucle por el que fluye un fluido de trabajo para conectar térmicamente el condensador del dispositivo HE-MED con los conductos de regasificación de un Open Rack Vaporizer ORV sobre los que se vierte el líquido de trabajo limpio, sin impurezas ni vida acuática.Another object is a variant of the HE-MED device with the thermal bridge between the condenser and the regasification duct which is characterized by a condenser of the HE-MED device adapted to supply thermal energy by means of a heat exchanger to a loop circuit by the flow of a working fluid to thermally connect the condenser of the HE-MED device with the regasification ducts of an Open Rack Vaporizer ORV on which the clean working liquid is poured, without impurities or aquatic life.
La separación limpia entre energía térmica, H20 y agua con impurezas permite aislar un foco de calor con impurezas de una zona de aporte limpio de energía térmica sobre los conductos de regasificación de gas natural licuado GNL. Una energía térmica aportada de manera limpia que se logra sin aporte artificial de energía térmica. Estos aportes limpios de la energía extraída de la energía acumulada en el agua de ríos y mares para la regasificación de GNL evitan los problemas de los actuales sistemas que extraen la energía de estas fuentes naturales vertiendo el agua de mar o rio sobre conductos de regasificación como los Open Rack Vaporizers ORV, concretamente evitan los problemas siguientes:The clean separation between thermal energy, H20 and water with impurities makes it possible to insulate a heat source with impurities from a zone of clean supply of thermal energy over the LNG liquefied natural gas regasification ducts. A thermal energy provided in a clean way that is achieved without artificial contribution of thermal energy. These clean contributions of the energy extracted from the energy accumulated in the water of rivers and seas for the regasification of LNG avoid the problems of the current systems that extract the energy from these natural sources by pouring sea or river water on regasification ducts such as Open Rack Vaporizers ORV, specifically avoid the following problems:
Evitan la formación de incrustaciones de vida acuática sobre los conductos de regasificación, que reducen sus prestaciones y que comportan la necesidad de limpiezas periódicas.They prevent the formation of aquatic life inlays on the regasification ducts, which reduce their performance and that entail the need for periodic cleaning.
Evitan la corrosión de los conductos de regasificación que comporta la reducción de sus prestaciones y la reducción de su vida económica.They prevent the corrosion of the regasification ducts that entails the reduction of their benefits and the reduction of their economic life.
Evitan los problemas medioambientales de muerte de vida acuática por congelación al entrar en contacto con puntos del conducto de regasificación a baja temperatura.They avoid the environmental problems of death of aquatic life by freezing when coming into contact with points of the regasification duct at low temperature.
Evitan los problemas de formación de capas de hielo sobre los tubos de regasificación que reducen sus prestaciones y que requieren de una continua atención de los responsables de las instalaciones.They avoid the problems of the formation of ice sheets on the regasification tubes that reduce their performance and that require continuous attention from those responsible for the facilities.
El dispositivo HE-MED con puente térmico permite controlar la reducción de temperatura del agua de mar o de rio utilizada como foco de calor de forma que cumpla con la normativa medioambiental vigente en cada territorio.The HE-MED device with thermal bridge allows to control the temperature reduction of sea or river water used as a heat source so that it complies with the environmental regulations in force in each territory.
Si tomamos el ejemplo de un mar cálido, a 30°C que se utiliza como fuente de calor del HE- MED, si el límite medioambiental de reducción de la temperatura fuese de 6°C como es habitual, el aporte de agua se haría de forma que el descenso de su temperatura no llegase por debajo de los 24°C y se devolvería al mar sin afectar la vida microscópica queIf we take the example of a warm sea, at 30 ° C that is used as a heat source of HE-MED, if the environmental limit of temperature reduction is 6 ° C as usual, the water supply would be so that the temperature decrease did not reach below 24 ° C and would be returned to the sea without affecting the microscopic life that
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contenga. Con este proceso se transforma el flujo de calor sensible liberado por un caudal de agua de mar, que se enfría 6°C, en un flujo de calor latente en forma de vapor de agua que soporta un mayor densidad energética. Una energía que se puede separar mediante la conexión térmica entre un condensador del HE-MED y los conductos de regasificación de GNL.contain With this process the sensible heat flux released by a flow of seawater, which cools 6 ° C, is transformed into a latent heat flux in the form of water vapor that supports a higher energy density. An energy that can be separated by the thermal connection between a HE-MED capacitor and the LNG regasification ducts.
Breve descripción de las figurasBrief description of the figures
Una explicación más detallada del dispositivo de acuerdo con las realizaciones de la invención se da en la siguiente descripción basada en las figuras adjuntas en las que:A more detailed explanation of the device according to the embodiments of the invention is given in the following description based on the attached figures in which:
La figura 1 muestra un esquema de un dispositivo de destilación multi-efecto MED de alta eficiencia HE-MED con puente térmico para la regasificación de GNL, estando este puente térmico entre una pared de alta conductividad térmica que actúa como condensador del HE- MED y al menos un conducto de regasificación en el que se integra o se ensambla el extremo frió de, por lo menos, un tubo de calor.Figure 1 shows a diagram of a multi-effect distillation device MED of high efficiency HE-MED with thermal bridge for the regasification of LNG, this thermal bridge being between a wall of high thermal conductivity that acts as a condenser of the HE-MED and at least one regasification duct in which the cold end of at least one heat pipe is integrated or assembled.
La figura 2 muestra un esquema de un dispositivo de destilación multi-efecto MED de alta eficiencia HE-MED con puente térmico para la regasificación de GNL con un puente térmico directo ya que el tubo de regasificación constituye el condensador del efecto del HE-MED.Figure 2 shows a diagram of a HE-MED high-efficiency MED multi-effect distillation device with thermal bridge for LNG regasification with a direct thermal bridge since the regasification tube constitutes the HE-MED effect condenser.
La figura 3 muestra un esquema de un dispositivo de destilación multi-efecto MED de alta eficiencia HE-MED con puente térmico para la regasificación de GNL con un puente térmico mediante un circuito bucle con un líquido de trabajo entre el evaporador y los tubos de regasificación.Figure 3 shows a diagram of a multi-effect distillation device MED of high efficiency HE-MED with thermal bridge for the regasification of LNG with a thermal bridge by means of a loop circuit with a working liquid between the evaporator and the regasification tubes .
Descripción de un modo de realizaciónDescription of an embodiment
En la figura 1 se ilustra un dispositivo de destilación multi-efecto MED de alta eficiencia HE- MED con puente térmico para la regasificación de GNL que capta la energía térmica acumulada de forma natural en agua de mar o de río, a través de una pared de alta conductividad térmica (1) formada por, al menos, un tubo de calor, en contacto térmico con el agua de mar o de rio a una temperatura t1 (2). En el interior del HE-MED se aporta agua de mar o de rio, (3) desaireada y a una temperatura entre t1 y t2 que, dado que el recinto está sometido al vacío, el agua de mar o de rio (3) capta la energía que fluye entre la pared de alta conductividad térmica (1) y el sumidero de calor (6), transformándose en calor latente para el cambio de fase de parte del agua, evaporándose (4), emitiendo vapor de agua (5) y produciéndose una presión interior del recinto igual a la presión de vapor en equilibrio dinámico del fluido de trabajo. El vapor se desplazará a gran velocidad hacia el punto frió constituido por la cara interior de una pared de alta conductividad térmica (9) formada por, alFigure 1 illustrates a multi-effect distillation device MED of high efficiency HE-MED with thermal bridge for the regasification of LNG that captures the thermal energy accumulated naturally in sea or river water, through a wall of high thermal conductivity (1) formed by at least one heat pipe, in thermal contact with sea or river water at a temperature t1 (2). Inside the HE-MED, sea or river water is supplied, (3) deaerated and at a temperature between t1 and t2 which, since the enclosure is subjected to vacuum, sea or river water (3) captures the energy flowing between the high thermal conductivity wall (1) and the heat sink (6), transforming into latent heat for the phase change of part of the water, evaporating (4), emitting water vapor (5) and producing an internal pressure of the enclosure equal to the vapor pressure in dynamic equilibrium of the working fluid. The steam will travel at high speed towards the cold point constituted by the inner face of a wall of high thermal conductivity (9) formed by, at
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menos, un tubo de calor, integrado o ensamblado con, al menos, un conducto de regasificación (6). Sobre la cara interior de esta pared de alta conductividad térmica (9) el vapor de agua se condensará (7) liberando calor latente por el cambio de fase de vapor a líquido es decir, dando lugar a una emisión de energía. Esta energía liberada se transfiere a través la pared de alta conductividad térmica (9) y es capturada por el conducto de regasificación (6) llegando hasta el GNL que circula por su interior, que la absorbe para su cambio de fase de líquido a gas natural. El H20 condensado (8) es extraído del recinto mediante una válvula que permite el control de presión interior del recinto. El exceso de líquido de agua de mar o de rio vertido (3) sobre la cara interior de la superficie de transferencia térmica también es extraído mediante una válvula que permite el control de la presión interior del recinto, de forma que se extra el agua más impurezas que ha sido separada del H20 y de parte de su energía.less, a heat pipe, integrated or assembled with at least one regasification duct (6). On the inner face of this wall of high thermal conductivity (9) the water vapor will condense (7) releasing latent heat by the change of vapor phase to liquid, that is, giving rise to an energy emission. This released energy is transferred through the wall of high thermal conductivity (9) and is captured by the regasification duct (6) reaching the LNG that circulates inside, which absorbs it for its phase change from liquid to natural gas . The condensed H20 (8) is extracted from the enclosure by means of a valve that allows the control of the internal pressure of the enclosure. The excess of liquid from seawater or river discharge (3) on the inner face of the thermal transfer surface is also extracted by means of a valve that allows the control of the internal pressure of the enclosure, so that the water is extracted more impurities that have been separated from the H20 and part of its energy.
El agua de mar o de rio en contacto térmico (2) con la pared de alta conductividad térmica (1) debe tener una temperatura t1 superior a los 10°C. Tras ceder parte de su energía a través de la pared de alta conductividad térmica (1) esta agua de mar o de rio tendrá una disminución de temperatura de X°C igual o inferior a la que fije la normativa medioambiental local. Un salto de temperatura que suele estar limitado a unos 6°C. Esta diferencia de temperatura se controla equilibrando la potencia extraída en forma de vapor de agua (5), a partir del caudal de agua aportado para la captación de energía (2) sobre la cara externa de la pared de alta conductividad térmica (1), el caudal de agua de mar o de rio (3) aportado sobre la cara interna de esta pared de alta conductividad térmica y el caudal de gas natural licuado introducido a través de los conductos de regasificación (6). A mayor salto de temperatura, x, mayor será la potencia transmitida como caudal de vapor de agua (5).Sea or river water in thermal contact (2) with the wall of high thermal conductivity (1) must have a temperature t1 greater than 10 ° C. After assigning part of its energy through the wall of high thermal conductivity (1) this sea or river water will have a temperature decrease of X ° C equal to or less than that set by local environmental regulations. A temperature jump that is usually limited to about 6 ° C. This temperature difference is controlled by balancing the power extracted in the form of water vapor (5), from the flow of water provided for energy collection (2) on the external face of the wall with high thermal conductivity (1), the flow of sea or river water (3) provided on the inner side of this wall with high thermal conductivity and the flow of liquefied natural gas introduced through the regasification ducts (6). The greater the temperature jump, x, the greater the power transmitted as water vapor flow (5).
El agua que se introduce dentro del efecto (3) puede tener una temperatura dentro de un rango entre t1 y t2. El sistema será más eficiente cuanto más cerca esté de t2, de forma que la evaporación (4) se producirá más rápidamente.The water that is introduced into the effect (3) can have a temperature within a range between t1 and t2. The system will be more efficient the closer it is to t2, so that evaporation (4) will occur more quickly.
Gracias a la separación de la energía del agua de mar o de rio y sus impurezas se logra aportar energía del agua de mar o de rio a un regasificador de gas natural licuado GNL sin el problema de las incrustaciones de vida acuática, que se producen cuando se aporta la energía del agua de mar o de rio junto con esta agua sobre estos conductos de regasificación como fuente de calor. Se evitan el resto de problemas ya descritos del aporte de energía del agua de mar o de rio junto con esta agua, como la corrosión por sales marinas, las incrustaciones, la formación de hielo o los problemas de mortalidad de vida acuática por congelación.Thanks to the separation of energy from sea or river water and its impurities, it is possible to provide energy from sea or river water to a LNG liquefied natural gas regasifier without the problem of aquatic life inlays, which occur when The energy of sea or river water is supplied together with this water on these regasification ducts as a source of heat. The rest of the problems already described of the energy contribution of sea or river water together with this water, such as corrosion by sea salts, scale, ice formation or the problems of mortality of aquatic life by freezing are avoided.
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En la figura 2 se ilustra una variante del dispositivo HE-MED descrito en la figura 1 con la variante que, al menos, un conducto de regasificación (6) se introduce dentro del recinto del HE-MED. El conducto de regasificación (6) actúa como sumidero de calor sobre el que se condensa (7) el vapor del fluido de trabajo (5).A variant of the HE-MED device described in Figure 1 is illustrated in Figure 2 with the variant that at least one regasification duct (6) is inserted into the HE-MED enclosure. The regasification duct (6) acts as a heat sink on which the steam of the working fluid (5) condenses (7).
En la figura 3 se ilustra otra variante de un dispositivo de destilación multi-efecto MED de alta eficiencia HE-MED con puente térmico para la regasificación de GNL en la que se incorpora un circuito bucle, para aquellos casos en los que por cualquier motivo, los conductos de regasificación se deban encontrar fuera del HE-MED, como por ejemplo en el caso de adaptación a una instalación Open Rack Vaporizers ORV ya existente. En este caso, se introduce en el HE-MED un intercambiador de calor, como por ejemplo, al menos un tubo (13) dentro del cual circula un líquido de trabajo como por ejemplo agua destilada a unas temperaturas dentro de un rango t3 inferiores a la de la fuente de calor t1. El vapor de agua dentro del HE-MED se condensa sobre los tubos (13) por los que circula el fluido de trabajo. Estos tubos (13) actúan como un condensador del HE-MED, de forma que el líquido de trabajo que circula dentro de estos tubos absorbe el calor latente liberado en la condensación del vapor de agua (7) por el cambio de fase de vapor a líquido, aumentando la temperatura del líquido de trabajo en el interior del tubo del circuito bucle (13). El líquido de trabajo calentado se circula (10) hasta los ORV y se vierte sobre sus paredes externas (11), de la misma forma que en la actualidad se vierte el agua de mar o de rio con energía térmica e impurezas, con la importante ventaja que el líquido de trabajo ahora vertido no comporta los problemas medioambientales y de funcionamiento que acarrea el vertido de agua con vida acuática y sales corrosivas. El gas natural licuado que circula dentro de los tubos de regasificación del ORV (11) absorbe el calor aportado por el fluido de trabajo que fluye por la superficie externa del ORV y este calor sensible se transforma en calor latente para el cambio de fase del GNL a gas natural GN. Este intercambio de calor comporta que el fluido de trabajo se enfríe. Este fluido de trabajo enfriado se recoge y se circula (12) de nuevo dentro del evaporador (13) del HE-MED, de forma que se vuelve a calentar. El sistema se calibra de forma que el salto térmico del fluido de trabajo dentro del evaporador del HE-MED (13) sea igual, pero de signo contrario, al salto térmico que experimenta el líquido de trabajo al fluir sobre las paredes externas de los paneles de los regasificadores ORV (11).Figure 3 illustrates another variant of a HE-MED high efficiency MED multi-effect distillation device with thermal bridge for LNG regasification in which a loop circuit is incorporated, for those cases in which for any reason, the regasification ducts must be found outside the HE-MED, as for example in the case of adaptation to an existing Open Rack Vaporizers ORV installation. In this case, a heat exchanger is introduced into the HE-MED, such as at least one tube (13) within which a working liquid circulates such as distilled water at temperatures within a range of t3 below that of the heat source t1. Water vapor inside the HE-MED condenses on the tubes (13) through which the working fluid circulates. These tubes (13) act as a condenser of the HE-MED, so that the working liquid that circulates inside these tubes absorbs the latent heat released in the condensation of the water vapor (7) by the change of vapor phase to liquid, increasing the temperature of the working liquid inside the loop circuit tube (13). The heated working liquid is circulated (10) to the ORVs and poured onto its external walls (11), in the same way that currently seawater or river water is poured with thermal energy and impurities, with the important The advantage that the working liquid now discharged does not involve the environmental and operational problems caused by the discharge of water with aquatic life and corrosive salts. The liquefied natural gas that circulates within the regasification tubes of the ORV (11) absorbs the heat provided by the working fluid that flows through the outer surface of the ORV and this sensitive heat is transformed into latent heat for the phase change of the LNG to natural gas GN. This heat exchange causes the working fluid to cool. This cooled working fluid is collected and circulated (12) back into the evaporator (13) of the HE-MED, so that it is reheated. The system is calibrated so that the thermal jump of the working fluid inside the evaporator of the HE-MED (13) is equal, but of opposite sign, to the thermal jump that the working liquid experiences when flowing on the external walls of the panels of the ORV regasifiers (11).
En la variante ilustrada en esta figura 3, el agua de mar o de rio, que actúa como foco de calor del dispositivo debe estar a una temperatura t1 superior a los 20°C para conseguir que el fluido de trabajo del circuito bucle que se vierte sobre el ORV esté por encima de los 11°C que suele ser la temperatura mínima requerida para el correcto funcionamiento de los actuales ORV. Es decir que esta variante requiere una mayor salto de temperatura total a loIn the variant illustrated in this figure 3, the sea or river water, which acts as the heat source of the device must be at a temperature t1 higher than 20 ° C to get the working fluid of the loop circuit to be poured above the ORV is above 11 ° C, which is usually the minimum temperature required for the correct operation of the current ORV. In other words, this variant requires a greater total temperature jump than
largo del dispositivo que incluye un circuito cerrado. Se trata de una variante de compromiso para adaptar los OVR existentes en la actualidad.length of the device that includes a closed circuit. This is a variant of commitment to adapt the existing LMOs.
Para cualquiera de las tres figuras descritas, en territorios que tengan abundancia de agua potable y no necesiten la generación de agua destilada, se puede optar por una operativa de 5 funcionamiento en la que solamente se separa la energía contenida en el agua de mar o de rio sin necesidad de separar el H20. En este caso, el líquido que se introduce (3) dentro del efecto puede ser un líquido de trabajo sin impurezas, como por ejemplo agua destilada que se recupera tras la condensación (8). El líquido extraído tras la condensación (8), así como el exceso de líquido extraído del evaporador, se pueden reconducir en circuito cerrado y se 10 pueden aportar de nuevo dentro del HE-MED (3). Con esta operativa de un fluido de trabajo inerte, no corrosivo y en circuito cerrado se pueden reducir los costes de operación del dispositivo ya que se ahorra el coste de desaireación del agua de mar o de rio aportada (3) y se evitan los problemas de incrustaciones o corrosión sobre el evaporador y sus sistemas periféricos.For any of the three figures described, in territories that have an abundance of drinking water and do not need the generation of distilled water, a 5-operation operation can be chosen in which only the energy contained in seawater or water is separated. River without the need to separate the H20. In this case, the liquid that is introduced (3) into the effect can be a working liquid without impurities, such as distilled water that is recovered after condensation (8). The liquid extracted after condensation (8), as well as the excess liquid extracted from the evaporator, can be redirected in a closed circuit and can be supplied back into the HE-MED (3). With this operation of an inert, non-corrosive and closed-circuit work fluid, the operation costs of the device can be reduced since the cost of deaeration of the sea or river water contributed (3) is saved and the problems of inlays or corrosion on the evaporator and its peripheral systems.
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