ES2953812T3 - Aparato y método de descontaminación de fluidos - Google Patents
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Abstract
Un aparato de descontaminación de fluidos que tiene un cuerpo de contenedor con una pluralidad de sustratos de estructura abierta tridimensional (3DOS) espaciados en el mismo, en donde un fluido contaminado que fluye a través del cuerpo de contenedor entrará en contacto con los sustratos de 3DOS. Boquillas dispuestas alrededor del cuerpo del recipiente, configuradas para inyectar el fluido contaminado con/sin aire para inducir cavitación hidrodinámica. Los sustratos pueden ser porosos y permeables permitiendo que el fluido contaminado fluya a través de ellos, en donde el paso de flujo de fluido a través de los poros extiende el volumen de fluido contaminado expuesto a condiciones de flujo turbulentas y que inducen cavitación. Además, los sustratos 3DOS pueden recubrirse con uno o más tipos de catalizadores para iniciar reacciones químicas. Como tal, la exposición prolongada del fluido contaminado a las condiciones hidrodinámicas de formación de cavitación, junto con las reacciones químicas que se producen en las superficies porosas, permiten destruir y/o alterar un mayor número de especies tóxicas y compuestos orgánicos no deseados, mejorando así la descontaminación. . (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato y método de descontaminación de fluidos
Campo de la invención
La presente invención se refiere, en general, a la descontaminación de fluidos y, más particularmente, al uso de un material de estructura tridimensional abierta para mejorar los métodos de descontaminación de fluidos existentes. Antecedentes de la invención
Los fluidos, particularmente los líquidos tales como agua, son susceptibles de ser contaminados con especies tóxicas y otros compuestos orgánicos no deseados. Por lo tanto, existen diversos métodos usados en varias industrias para descontaminar y para tratar dichos fluidos contaminados. Estos métodos incluyen tratamiento con ultrasonidos, cavitación hidrodinámica y/o el uso de reacciones químicas, particularmente ayudadas con un catalizador.
Sin embargo, varios de estos métodos existentes tienen frecuentemente una eficacia limitada debido a limitaciones físicas y/o espaciales. Por ejemplo, la cavitación hidrodinámica, que se basa en el aumento de la turbulencia del flujo de fluido y la aparición de cavitación, o de vacíos/burbujas de gas, se limita frecuentemente a la descontaminación de áreas localizadas específicas en las que se produce la cavitación. Por lo tanto, una parte significativa del flujo de fluido debería exponerse a cavitación con el fin de que se produzca una descontaminación eficaz. Otro ejemplo es el uso de catalizadores para iniciar las reacciones químicas que destruyen o modifican dichos productos químicos no deseados para hacerlos seguros. Frecuentemente, se emplea un único catalizador o un tipo de catalizador uniforme, que puede ser solo eficaz en la selección de una fracción de los compuestos no deseados. Algunos documentos relevantes del estado de la técnica son los documentos de patente CN 102 531 146 A, CN 106 348 425 A, WO 2011/125427 A1 y US 2017/320754 A1.
Por lo tanto, debería apreciarse que sigue habiendo una necesidad de descontaminar líquidos de manera eficaz, incluyendo la mejora de los métodos de descontaminación existentes para mejorar la destrucción de especies tóxicas y otros compuestos orgánicos no deseados. La presente invención aborda esta necesidad y otras.
Es un objeto descontaminar eficazmente líquidos que contienen compuestos tóxicos y otros compuestos no deseados. Este y otros objetos se consiguen mediante las características como se reivindican en la reivindicación 1 independiente de aparato y en la reivindicación 13 independiente de método correspondiente. En las reivindicaciones dependientes se reivindican otras realizaciones ventajosas.
Sumario de la invención
Las características esenciales de la invención se exponen en la reivindicación 1 independiente de aparato y la reivindicación 10 independiente de método. Además, las realizaciones preferidas se describen en las reivindicaciones dependientes 2-9, 11-12. Brevemente, y en términos generales, la invención proporciona un aparato de descontaminación de fluidos que contiene uno o más sustratos de estructura tridimensional abierta (3DOS) para facilitar la destrucción de las especies tóxicas y los compuestos orgánicos no deseados contenidos en un fluido contaminado. El aparato puede incluir un cuerpo configurado para introducir el fluido contaminado a través de una o más boquillas configuradas para inducir un flujo turbulento, en donde el fluido contaminado entra en contacto con los uno o más sustratos 3DOS a medida que fluye a través del cuerpo antes de ser descargado a través de una salida. Los sustratos 3DOS pueden ser porosos y permeables, en donde la porosidad permite extender el volumen de flujo de fluido expuesto a la turbulencia del flujo, induciendo además cavitación y promoviendo de esta manera la degradación y/o la alteración de las especies tóxicas y los productos químicos orgánicos no deseados. Los sustratos 3DOS también están configurados para iniciar reacciones químicas en sus superficies exteriores e interiores. Por lo tanto, los sustratos 3DOS proporcionan un medio para mejorar la destrucción de las especies tóxicas y los compuestos orgánicos no deseados contenidos en un fluido contaminado.
En un aspecto detallado de una realización a modo de ejemplo, una o más aberturas de entrada están dispuestas alrededor del cuerpo, en donde una boquilla correspondiente puede insertarse y asegurarse en el interior de cada una de dichas aberturas de entrada. Cada boquilla está configurada para pulverizar el fluido contaminado de una manera que induzca un flujo turbulento mientras es dirigido para incidir sobre las superficies interiores y/o exteriores de un sustrato 3DOS respectivo. Las boquillas pueden tener aberturas de boquilla orientadas en cualquier dirección, tal como paralela u ortogonal al flujo de fluido a través de un sustrato 3008, en donde el fluido contaminado se pulveriza a través de dichas aberturas de boquilla. Las boquillas también pueden tener diferentes configuraciones, orientaciones, tamaños y también pueden variar en número y ubicación, con el fin de variar la proyección de pulverización dirigida a los sustratos 3DOS y optimizar la descontaminación del fluido contaminado.
Más específicamente, en una realización a modo de ejemplo, los sustratos 3DOS pueden estar compuestos por una aleación de metal, tal como FeCrAI, conocida también como Fecralloy que incluye la marca Kanthal®. La aleación
de metal se configura como una espuma metálica. Dichas características también pueden variar dependiendo de cualquier otra medida de descontaminación de fluidos utilizada. Los sustratos 3DOS también pueden configurarse con niveles de porosidad, permeabilidad y tortuosidad prescritos como una función de tamaños de poros abiertos que varían desde micrómetros hasta milímetros, incluyendo poros de extremos abiertos y de extremos cerrados, como se observa con las espumas metálicas y cerámicas comunes, mallas de alambre y otro material reticulado. La porosidad puede definir una trayectoria de flujo de fluido (patrón de flujo) en el interior del sustrato 3DOS que permite extender el volumen de un fluido que experimenta condiciones de flujo turbulento, y aumenta de esta manera la exposición a Ia cavitación hidrodinámica en el interior del fluido, conduciendo a una mayor destrucción de los productos químicos tóxicos y no deseados. Los sustratos 3DOS proporcionan además sitios activos en sus superficies exteriores y/o interiores en donde pueden producirse reacciones químicas, conduciendo también a la destrucción de los productos químicos tóxicos y no deseados. Los sustratos 3DOS también pueden configurarse en múltiples formas y tamaños, incluyendo un cilindro y/o un cilindro con extremos cónicos, o en láminas conformadas para acomodar el flujo de fluido desde las boquillas.
En un aspecto detallado de una realización a modo de ejemplo, el sustrato 3DOS puede configurarse como una espuma metálica con superficies que están modificadas químicamente para permitir y mejorar que se produzcan reacciones químicas sobre dichas superficies, lo que ayudará a la destrucción química de los productos químicos tóxicos en la corriente de fluido. Además, pero no forma parte de la presente invención, el material de espuma puede estar compuesto por cualquier material no metálico, tal como, pero sin limitarse a, materiales cerámicos, tales como óxidos de aluminio o de silicio, y puede ser carbono o cuarzo reticulado en estructuras de poros abiertos. Además, las superficies de los sustratos pueden modificarse para atrapar y eliminar de manera específica especies químicas tóxicas, como resultado de una interacción química o física entre las especies tóxicas y la naturaleza de la superficie modificada.
En otro aspecto detallado de una realización a modo de ejemplo, los sustratos 3DOS pueden revestirse con catalizadores para mejorar la capacidad de iniciar reacciones químicas sobre sus superficies exteriores y/o interiores. Además, los sustratos 3DOS pueden contener un sistema catalizador selectivo, en donde varios tipos de catalizadores se revisten en diferentes partes de un sustrato 3DOS para promover y acelerar diferentes reacciones químicas que destruyen o alteran los contaminantes específicos de un fluido. Además, un sustrato 3DOS revestido con un catalizador en la entrada del sustrato, seguido por una superficie revestida con un material para permitir la absorción y/o adsorción de los productos químicos específicos, maximizará la eliminación de los contaminantes no deseados.
En todavía otro aspecto detallado de una realización a modo de ejemplo, el aparato de descontaminación de fluidos puede incluir múltiples cuerpos de descontaminación separados que están acoplados secuencialmente unos a los otros, comprendiendo cada cuerpo de descontaminación 1) una boquilla de entrada configurada para inducir cavitación hidrodinámica, y 2) una sección de sustrato 3DOS. Por lo tanto, el volumen de un fluido contaminado que se expone a condiciones de formación de cavitación se incrementa a medida que el fluido fluye a través de cada cuerpo de descontaminación de manera secuencial.
En todavía otro aspecto detallado de una realización a modo de ejemplo, los sustratos 3DOS pueden comprender tiras metálicas corrugadas y/o lisas que se enrollan con o sin un mandril, proporcionando un efecto similar al descrito anteriormente con el uso de una aleación de metal con características de espuma metálica. Las tiras metálicas pueden incluir tiras metálicas corrugadas colocadas en ángulos diferentes (tales como corrugaciones en forma de comilla angular), tiras metálicas corrugadas perforadas, y diferentes longitudes de tiras metálicas.
En todavía otro aspecto detallado de una realización a modo de ejemplo, los sustratos 3DOS pueden comprender una malla de alambre enrollada en un cilindro o colocada como un lecho compacto en el interior de un cuerpo de recipiente, proporcionando un efecto similar al descrito anteriormente con el uso de una espuma metálica o tiras metálicas corrugadas.
En todavía otro aspecto detallado de una realización a modo de ejemplo, el aparato de descontaminación de fluidos puede usarse con una cámara de reactor con irradiación espectral UV, en donde el fluido fluye a través de la cámara de reactor, y es el objetivo de luces UV desde luces UV germicidas. La cámara de reactor puede tener paredes de cuarzo para permitir que la luz UV incida sobre el fluido contaminado. Además, los sustratos 3DOs pueden realizarse de material de cuarzo para permitir que la luz UV continúe incidiendo sobre el fluido contaminado. Los sustratos 3DOS pueden ser un lecho compacto de perlas o partículas de cuarzo. o múltiples partículas de cuarzo fundidas sobre un puntal de soporte de cuarzo, en donde cualquier método extiende el volumen de un fluido que se expone a condiciones de flujo turbulento.
En todavía otro aspecto detallado de una realización a modo de ejemplo, el sistema puede configurarse para descontaminar el fluido a medida que fluye a través del mismo en un flujo continuo o en un flujo pulsado. Las realizaciones pueden incluir (1) flujo continuo, (2) flujo pulsado, o (3) tanto flujo continuo como flujo pulsado.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se describirán realizaciones de la presente invención, solo a modo de ejemplo, con referencia a los siguientes dibujos, en los que:
La FIG. 1 es una vista en perspectiva recortada lateral de un aparato de descontaminación de fluidos según la presente invención, que representa un fluido contaminado que entra a un cuerpo a través de las boquillas y que entra en contacto con múltiples sustratos 3DOS.
La FIG. 2 es una vista en perspectiva recortada lateral de un aparato de descontaminación de fluidos según la presente invención, que representa boquillas que pulverizan un fluido contaminado en el interior de un cuerpo en orientaciones diferentes y que impacta sobre un sustrato 3DOS que tiene una cabeza cónica con un cuerpo cilíndrico.
La FIG. 3 es una vista en perspectiva recortada lateral de un aparato de descontaminación de fluidos según la presente invención, que representa boquillas que pulverizan un fluido contaminado en el interior de un cuerpo en orientaciones diferentes y que impacta sobre un sustrato 3DOS que tiene un cuerpo cilíndrico de diámetro uniforme.
La FIG. 4 es una vista en perspectiva recortada lateral de un aparato de descontaminación de fluidos según la presente invención, que representa un fluido contaminado que fluye a través de un sistema de tubos y que entra en contacto con sustratos 3DOS, en donde las boquillas tienen aberturas de boquilla orientadas en una dirección ortogonal a la dirección de flujo de fluido.
La FIG. 5 representa una estructura de espuma de células abiertas con una configuración espacial aleatoria de los poros.
La FIG. 6 representa un sustrato 3DOS materializado como una espuma metálica con una configuración espacial organizada de los poros.
La FIG. 7 representa un aparato de descontaminación de fluidos según la presente invención, que representa una sección de entrada y una sección de sustrato 3DOS, y tubos conectados.
La FIG. 8 representa un aparato de descontaminación de fluidos según la presente invención, que representa múltiples cuerpos de descontaminación dispuestos de manera secuencial, incluyendo cada cuerpo de descontaminación una sección de entrada y una sección de sustrato 3DOS.
La FIG. 9 representa una tira metálica corrugada perforada que se fija a un mandril cuando se enrolla.
La FIG. 10 representa tiras metálicas corrugadas enrolladas de manera cilíndrica sin un mandril.
La FIG. 11 representa una tira metálica corrugada perforada que puede combinarse en capas y enrollarse con o sin un mandril.
La FIG. 12 representa una tira metálica corrugada que puede combinarse en capas y enrollarse con o sin un mandril.
La FIG. 13 representa una tira metálica corrugada perforada, en donde las corrugaciones están alineadas en forma de comilla angular en ángulo, y dichas tiras metálicas pueden combinarse en capas y enrollarse con o sin un mandril.
La FIG. 14 es una vista en perspectiva recortada lateral de una cámara de reactor UV para la descontaminación de fluidos, que comprende un orificio de entrada o de tipo Venturi para pulverizar el fluido contaminado de manera turbulenta a través de un sustrato 3DOS.
La FIG. 15 es una vista recortada lateral del aparato de descontaminación de fluidos de la FIG. 14, que representa un sustrato 3DOS que comprende partículas de cuarzo fijadas a un puntal de cuarzo, con lámparas UV dispuestas alrededor de la cámara de reactor, que no forma parte de la presente invención.
La FIG. 16 es una vista recortada lateral del aparato de descontaminación de fluidos de la FIG. 14, que representa un sustrato 3DOS que comprende partículas o perlas de cuarzo dispuestas en forma de lecho compacto, con luces UV germicidas dispuestas alrededor de la cámara de reactor, que no forma parte de la presente invención.
La FIG. 17 representa una longitud de onda de luz UV óptima en un espectro para destruir los compuestos y especies biológicos no deseados en un fluido contaminado.
La FIG. 18 muestra una representación gráfica de la efectividad germicida en función de la longitud de onda UV, indicando la efectividad máxima.
La FIG. 19 es una representación del flujo de fluido a través de una boquilla de Venturi, que representa las trayectorias o recorridos de las burbujas de cavitación superpuestas sobre los contornos de presión resultantes. La FIG. 20 es una representación de un flujo de fluido a través de un orificio, que representa las trayectorias o recorridos de las burbujas de cavitación superpuestas sobre los contornos de presión resultantes.
Descripción detallada de la invención
Con referencia ahora a los dibujos, y particularmente a la FIG. 1, se muestra un aparato de descontaminación de fluidos que tiene un cuerpo 10 con múltiples sustratos de estructura tridimensional abierta (3DOS) 14 separados alrededor del mismo, en donde un fluido contaminado que fluye 12 a través del cuerpo 10 entrará en contacto con los sustratos 3DOS 14. Las boquillas 16 pueden insertarse y asegurarse en el interior de las aberturas de entrada dispuestas alrededor del cuerpo 10 y configuradas para inyectar 28 el fluido contaminado con/sin aire para inducir la aparición de cavitación hidrodinámica 18. Los sustratos 14 pueden ser porosos y permeables, permitiendo que el fluido contaminado fluya 12 a través de los mismos, en donde el conducto de flujo de fluido a través de los poros extiende el volumen de fluido contaminado expuesto a condiciones de flujo turbulento e inductoras de cavitación. Además, los sustratos 3DOS 14 pueden revestirse con uno o más tipos de catalizadores, en donde la interacción entre el fluido contaminado y las superficies porosas puede iniciar reacciones químicas. Por lo tanto, la exposición extendida del fluido contaminado a la formación e implosión de vacíos gaseosos de la cavitación hidrodinámica, junto con las reacciones químicas que se producen sobre las superficies porosas, permiten que se destruya y/o altere un número elevado de especies tóxicas y compuestos orgánicos no deseados, mejorando de esta manera la descontaminación del fluido que fluye 12.
Con referencia a las FIG. 1-3, las realizaciones a modo de ejemplo representan un cuerpo (10, 40), que define un recinto que recibe el fluido contaminado a través de una o más boquillas (16, 42, 46), que se insertan y aseguran en el interior de las aberturas de entrada dispuestas alrededor del cuerpo respectivo. Cada boquilla define un conducto de flujo de fluido entre el cuerpo (10, 40) y una fuente de fluido externa, tal como un sistema de tubos. El fluido contaminado fluye a través del cuerpo (10, 40), con al menos una parte del fluido que fluye a través de uno o más sustratos de estructura tridimensional abierta (14, 44, 52), antes de salir del cuerpo a través de una o más salidas (por ejemplo, carácter de referencia 207 en la FIG. 7). El desplazamiento neto del flujo de fluido es en una dirección paralela a un eje longitudinal 22 (Ax) del cuerpo (10,40). Cada boquilla puede configurarse para pulverizar el fluido contaminado de una manera uniforme. Además, o alternativamente, el perfil de flujo de fluido real también puede ser no uniforme debido a su turbulencia.
En una realización a modo de ejemplo, el desplazamiento del flujo de fluido se basa en la ubicación de la(s) abertura(s) de entrada (16, 42, 46) y la(s) abertura(s) de salida (no mostradas), en donde el fluido fluirá de las aberturas de entrada a las aberturas de salida. Además, o alternativamente, el flujo del fluido contaminado en el interior del cuerpo puede ser un flujo continuo y/o pulsado. Además, en realizaciones adicionales o alternativas, la(s) abertura(s) de entrada pueden alinearse o insertarse con otros medios para recibir el fluido, tales como otros tipos de acoplamiento de tubos. El cuerpo (10, 40) puede incluir una sección longitudinal (24, 48) que es paralela al eje longitudinal 22 (Ax), y el cuerpo puede incluir además extremos opuestos que comprenden un primer extremo (26, 50) y un segundo extremo (no mostrado). El cuerpo puede configurarse como una forma tubular, o cualquier otra forma.
Con referencia ahora a la FIG. 1, el fluido contaminado se introduce en el interior del cuerpo a través de las boquillas de inyección 16 (insertadas en el interior de una abertura de entrada respectiva) que están dispuestas alrededor de la sección longitudinal 24 del cuerpo 10 del recipiente. Cada boquilla de inyección 16 comprende una abertura de boquilla que está orientada ortogonal al longitudinal eje 22, y, por tanto, configurada para pulverizar el fluido contaminado de manera ortogonal al flujo de fluido a través de los sustratos 3DOS 14 y el cuerpo 10 del recipiente. Las condiciones a modo de ejemplo para el fluido introducido en el interior del cuerpo del recipiente incluyen presiones que varían desde 0,2 MPa a 0,55 MPa para un caudal de agua entre 3,5 litros/min y 5,0 litros/min.
En cambio, con referencia ahora a las FIG. 2 y 3, el cuerpo 40 incluye una boquilla inyección de pulverización paralela 42 de dispuesta en uno de los lados opuestos 50, y una boquilla de inyección de pulverización ortogonal 46 dispuesta en la sección longitudinal 48, en donde el (los) sustrato(s) 3DOS (44, 52) cubren la sección transversal del cuerpo 40 y el conducto de fluido para una longitud especificada a través de la sección longitudinal 48 respectiva. El sustrato 3DOS en la FIG. 2 (44) comprende una parte de entrada cónica, mientras que el sustrato 3DOS representado en Ia FIG. 3 (52) es un cilindro con un diámetro uniforme. El número y la ubicación de las boquillas para cualquiera de los cuerpos (10, 40) puede variarse con el fin de pulverizar fluido hacia y que incida sobre el (los) sustrato(s) 3DOS respectivos de una manera que descontamine de manera óptima el fluido contaminado (descrito adicionalmente más adelante).
Además, el tipo y el tamaño de la boquilla pueden variar para cada abertura de entrada (16, 42, 46), afectando de esta manera al rendimiento de un sustrato 3DOS en Ia descontaminación de un fluido. Por ejemplo, pueden usarse las boquillas de Venturi para promover que el fluido sea inyectado/dispersado con mayor turbulencia. Cada boquilla
puede incluir una abertura de boquilla que puede ser ranurada, cónica o de una forma similar, de manera que el patrón de pulverización pueda ser alterado, afectando de esta manera a la turbulencia del flujo de fluido. Como se ha mencionado anteriormente, cada abertura de boquilla puede estructurarse de manera que el patrón de flujo de un fluido sea dirigido a un sustrato 3DOS, permitiendo que el flujo de fluido incida en las superficies exteriores y/o interiores de los sustratos 3DOS, descritos adicionalmente más adelante. Además, cada abertura de boquilla puede configurarse para pulverizar el fluido contaminado de manera que interactúe de manera uniforme sobre la sección de entrada de un sustrato 3DOS respectivo. Debería apreciarse que un aparato de descontaminación de fluidos determinado puede contener varias combinaciones de dichos tamaños de boquilla, orientación y estructuras de entrada, además de cualquier combinación del número y la ubicación de dichas boquillas, sin apartarse de la invención.
Con referencia ahora a la FIG. 4, en una realización alternativa, un conjunto de descontaminación puede incluirse en el interior de una sección de tubo de un tubo continuo 60 con un fluido contaminado que fluye 62 en su interior, definiendo el tubo 60 una trayectoria de flujo de fluido paralela a un eje longitudinal 68 (Ay). El conjunto de descontaminación incluye uno o más sustratos 3DOS 66 y entradas 64 configuradas con boquillas de inyección para aumentar la turbulencia del fluido, lo que puede incluir la inyección del fluido contaminado y/o de aire a presión media o alta.
Con referencia continua a las FIG. 1-4, el (los) sustrato(s) 3DOS (14, 44, 52, 66) pueden comprender un material rígido, poroso, en donde la interacción del líquido con el sustrato 3DOS se aumenta basándose en la porosidad. La estructura abierta es una función del volumen vacío en el sustrato, es decir, el volumen total de espacio vacío ocupado en un sustrato 3DOS. En la realización a modo de ejemplo, el sustrato 3DOS comprende una aleación de metal, tal como FeCrAl, que está disponible comercialmente, por ejemplo, bajo la marca Kanthal®. La aleación de metal puede configurarse como una espuma metálica (por ejemplo, una esponja metálica) o, no según la presente invención, puede presentar características similares a las observadas en las espumas metálicas, tales como elevada porosidad, elasticidad, resistencia a la tracción y buena resistencia al calor. Además, o alternativamente, el sustrato 3DOS puede configurarse con una espuma cerámica. Características tales como la porosidad, la permeabilidad y la tortuosidad pueden configurarse como una función de los tamaños de los poros abiertos que varían desde 5 micrómetros hasta 5 milímetros. Además, las características de un sustrato 3DOs , que incluye la porosidad, pueden variarse alrededor del sustrato, tal como a lo largo de su longitud, por ejemplo, de la entrada a la salida.
En una realización a modo de ejemplo, el sustrato 3DOS puede emplear poros de células abiertas, que consisten en una red de poros interconectados en el interior del cuerpo metálico, que permiten que el fluido pase al interior y a través de dicho sustrato 3DOS. Además, o alternativamente, las células pueden estar parcialmente obstruidas, pero no completamente cerradas, permitiendo todavía de esta manera que el fluido fluya en las mismas. Además, las células pueden disponerse de manera aleatoria en el interior del sustrato 3DOS (FIG. 5), o en una configuración organizada (FIG. 6). Las células de espuma pueden incluir un grado de apertura que varía nominalmente de 3,9 poros por centímetro (ppc) a 19,7 ppc (10 poros por pulgada (ppi) a 50 ppi), dependiendo de la elección del material de espuma y la presión de funcionamiento de entrada. Además, un intervalo a modo de ejemplo para Ia densidad relativa de las espumas metálicas puede ser entre el 2% y el 15% de la densidad metálica que conforma la estructura 3DOS. La densidad relativa es la densidad de la estructura 3DOS (con la porosidad especificada) dividida por la densidad del material sólido que conforma la estructura 3DOS (es decir, sin poros). La porosidad de una estructura 3DOS puede determinarse basándose en la densidad relativa.
Las estructuras 3DOS pueden configurarse además con estructuras de células abiertas de formas variables, de triangulares a circulares, proporcionando de esta manera un medio para controlar y/o dirigir los patrones de flujo a través de dichos sustratos 3DOS que mejorará la capacidad de manifestar la cavitación hidrodinámica en la entrada. Por lo tanto, el fluido contaminado, en flujo turbulento y que incurre en formación de cavitación hidrodinámica, puede configurarse para que pase a través del sustrato 3DOS y salga del mismo de una manera que extienda la cavitación hidrodinámica a través de la estructura 3DOS, debido a los patrones de flujo de fluido definidos por la estructura abierta en el interior del sustrato 3DOS. Por lo tanto, se forman áreas adicionales de presión reducida, que inducen adicionalmente una cavitación hidrodinámica en el interior del fluido (descrita a continuación). Además, las trayectorias (patrones) de flujo de fluido en el interior del sustrato 3DOS aumentan la interacción entre el fluido y las superficies exteriores y/o interiores del sustrato, promoviendo de esta manera que se produzcan reacciones químicas y/o absorción/adsorción sobre dichas superficies exteriores y/o interiores (descritas más adelante). Como se ha mencionado anteriormente, la red de poros interconectados o reticulación puede construirse además con una tortuosidad y una permeabilidad variables, afectando de esta manera a la longitud y al grado de exposición de un fluido contaminado a los poros en el interior de un sustrato 3DOS, que puede manipularse para mejorar la interacción con las superficies del sustrato.
Los sustratos 3DOS pueden tener diferentes formas, tamaños y fracciones vacías para mejorar la interacción entre el fluido contaminado y las superficies del sustrato, y para extender la exposición del fluido a condiciones turbulentas y/o inductoras de cavitación hidrodinámica. Como se ha mencionado anteriormente, los tamaños de poro para los sustratos 3DOS pueden variar de micrómetros a milímetros, en donde el tamaño especificado se basa en la velocidad y la viscosidad del fluido y en la presión de entrada del fluido que causa la cavitación hidrodinámica en la entrada del cuerpo. Como se ha mencionado anteriormente, las condiciones de flujo de entrada a modo de ejemplo
pueden incluir de 0,2 MPa a 0,55 MPa para un caudal de agua entre 3,5 litros/min y 5,0 litros/min, y la viscosidad de un fluido contaminado puede ser similar a la del agua (1 cP a 20 °C). El espesor de pared del sustrato 3DOS puede definirse basándose en los poros por cm (ppc) (o por pulgada ppi) y la densidad de poros interconectados especificados, en donde dichas especificaciones afectan también al tamaño y a la porosidad (fracción vacía) de un sustrato determinado. Además, la porosidad de un sustrato 3DOS determinado puede variar a lo largo de su longitud, tal como aumentar, disminuir o variar de manera no uniforme a lo largo del sustrato 3DOS, con el fin de manipular el grado de turbulencia y/o el número de sitios activos para que se produzcan reacciones químicas sobre el mismo, por ejemplo, aumentando la turbulencia y el número de sitios activos. Dicha porosidad variable puede conseguirse variando la configuración de células y las composiciones de espuma, que pueden fabricarse mediante métodos diferentes, introduciendo de esta manera variaciones en el intervalo de tamaño de poro y las densidades relativas.
Como se ha mencionado anteriormente, la estructura del sustrato 3DOS puede ser un cilindro con un diámetro uniforme, como se observa en la FIG. 3 (52). Como otro ejemplo, la estructura del sustrato 3DOS puede ser cónica en un extremo, como se observa en las FIG. 1,2 y 4 (14, 44, 66). El reactor (cuerpo) podría contener también láminas del sustrato 3DOS si se empleara un diseño de cuerpo (reactor) que no fuera cilíndrico. Cabe señalar que la estructura del sustrato 3DOS puede tener cualquier forma que promueva la cavitación hidrodinámica y la turbulencia del flujo de fluido que favorezcan la descontaminación. Además, el sustrato 3DOS puede configurarse para limitar la contrapresión desarrollada para el fluido que fluye a través del mismo, con el de fin garantizar que permanezca una fuerza de accionamiento mínima (diferencial de presión) para 1) que el fluido fluya a un caudal determinado y 2) para inducir la formación de cavitación hidrodinámica en el interior del fluido.
Como se ha mencionado anteriormente, e| sustrato 3DOS ayuda a extender el volumen de fluido expuesto a las condiciones de formación de cavitación hidrodinámica. La cavitación hidrodinámica es la formación, el crecimiento y el posterior colapso de microburbujas en un fluido que da lugar a una gran cantidad de energía liberada por volumen en milisegundos. La formación de dichas microburbujas, o vacíos de gas, en el interior de un fluido, puede ser inducida por un punto de presión reducida localizado. Con referencia al sustrato 3DOS, la acción combinada de la velocidad del fluido sobre las paredes del sustrato en el interior del sustrato 3DOS da lugar a una caída de presión en el lado aguas abajo de dichas paredes debido al arrastre del flujo de fluido sobre la superficie respectiva, que da lugar de esta manera a la formación de cavitación. El aumento subsiguiente en la presión circundante da lugar a Ia implosión de dichos vacíos de gas (es decir, microburbujas colapsadas), lo que puede dar lugar a presiones y temperaturas localizadas que varían (pero no se limitan a) de 10 MPa a 500 MPa y 1000K a 10.000K, respectivamente. Como resultado de las condiciones de microburbujas colapsadas, pueden tener lugar reacciones químicas únicas que pueden alterar y/o destruir especies tóxicas y/o compuestos orgánicos no deseados. Las reacciones químicas pueden tener lugar, en parte, debido a radicales formados a partir del fluido, por ejemplo, agua, y/o debido a residuos de elementos químicos disueltos en el fluido (por ejemplo, agua).
Con referencia a las FIG. 19 y 20, se muestra una representación de las trayectorias o recorridos de las burbujas de cavitación superpuestas sobre los contornos de presión en una boquilla de Venturi (FIG. 19) y a través de un orificio respectivamente (FIG. 20). Como se representa en la FIG. 19, el flujo de fluido a través de una boquilla de Venturi da lugar a un área de sección transversal más grande expuesta a una región de baja presión, donde a medida que el fluido fluye a través de un orificio (FIG. 20) produce una región de baja presión alrededor de las aberturas del orificio.
La efectividad de Ia descontaminación de un fluido usando cavitación hidrodinámica depende de la extensión del volumen de fluido expuesto a condiciones suficientemente turbulentas. Por lo tanto, el uso de un sustrato 3DOS extenderá el volumen de fluido expuesto a dichas condiciones turbulentas basándose en 1) los vacíos interconectados contenidos en el interior del sustrato y 2) la semibarrera que el sustrato 3DOS, en su conjunto, presenta al flujo de fluido, extendiendo de esta manera las condiciones de formación de cavitación creadas por la boquilla de entrada. Puede producirse también una cavitación continua en el interior del sustrato 3DOS, dependiendo de la velocidad de flujo y de las paredes/estructura del sustrato 3DOS en el interior de la trayectoria de flujo.
Con referencia ahora a la FIG. 7, se representa un aparato de descontaminación 200 a modo de ejemplo conectado con un sistema de tubos 202 y configurado para realizar ensayos experimentales para evaluar la eficacia del uso de sustrato(s) 3DOS para la descontaminación de fluidos. El aparato 200 comprende una sección de entrada 204 de 5,1 cm (2") que incluye una boquilla (no mostrada) configurada para inducir cavitación hidrodinámica en el interior del fluido, y una sección 206 más grande de 10,2 cm (4") que está configurada para contener un sustrato 3DOS en su interior. El tubo 202 conectado al aparato es de 0,64 cm (1/4 de pulgada). En los ensayos experimentales a modo de ejemplo, el fluido que fluye a través del tubo 202 y del aparato 200 es una solución acuosa de cuatro hidrocarburos halogenados. El agua se introduce a través de la boquilla de entrada 204 a una velocidad de 2270 litros por día (500 gpd) y a una presión de 0,00527 MPa. Los ensayos experimentales evaluaron Ia descontaminación de la solución acuosa conseguida 1) usando solo cavitación hidrodinámica, inducida por la boquilla de entrada, en donde el fluido no encontró un sustrato 3DOS, y 2) induciendo cavitación hidrodinámica y posteriormente haciendo fluir el fluido a través de una sección del sustrato 3DOS, que comprende una estructura de espuma de FeCrAl con aproximadamente 19,7 poros por centímetro (50 ppi). Los resultados del ensayo experimental se proporcionan a continuación:
Solo cavitación hidrodinámica (a través de boquilla) (sin sustrato 3DOS)
Cavitación hidrodinámica (a través de boquilla) (con sustrato 3DOS)
Los resultados del ensayo indican una mayor reducción en la concentración de contaminantes cuando se induce cavitación hidrodinámica en el interior del fluido (a través de la boquilla de entrada) y posteriormente se hace fluir el fluido a través de la sección de sustrato 3DOS. Específicamente, como se observa en los resultados del ensayo, se obtiene una reducción significativa en cada contaminante halogenado a partir de Ia cavitación hidrodinámica y una espuma de Fecralloy combinadas que la cavitación hidrodinámica sin la espuma de Fecralloy es incapaz de producir. La contribución mostrada por la adición de la espuma puede ser proporcionada mediante cualquiera de varias estructuras que tienen múltiples vacíos o espacios abiertos, tal como las que se encuentran en formas reticuladas, es decir, espumas, o en material perforado, o en material de malla, a través de las cuales los fluidos pueden fluir con baja caída de presión o diferencial de presión similar desde la entrada hasta la salida y pueden experimentar cavitación hidrodinámica como se ha demostrado en el experimento anterior. Por lo tanto, los resultados del ensayo proporcionan soporte para una descontaminación mejorada de fluidos mediante la extensión de la exposición a la turbulencia y, de esta manera, a la formación de cavitación, cuando se hacen fluir dichos fluidos en un flujo turbulento y con diferenciales de presión a través de uno o más sustratos 3DOS.
Con referencia ahora a la FIG. 8, en una realización adicional o alternativa, un aparato de descontaminación de fluidos 208 puede comprender múltiples cuerpos de descontaminación separados (210, 212, 214) acoplados entre sí de manera secuencial. El primer (210) y último (214) cuerpos secuenciales pueden conectarse a un sistema de contención de fluidos, tal como un sistema de tubos (228, 230), mientras que la conexión entre cada par de cuerpos secuenciales forma una trayectoria de fluido para el flujo a través de la misma. Cada cuerpo de descontaminación (210, 212, 214) puede incluir una entrada (216, 220, 224) que tiene una boquilla (no mostrada) que está configurada para inducir cavitación hidrodinámica en el interior del fluido a medida que entra en un cuerpo de descontaminación respectivo. Además, cada cuerpo de descontaminación (210, 212, 214) puede incluir una sección de sustrato 3DOS (218, 222, 226) que encuentra el fluido a medida que fluye a través del cuerpo de descontaminación respectivo. Por lo tanto, la disposición secuencial de dichos cuerpos de descontaminación (210, 212, 214) extiende adicionalmente el volumen de fluido expuesto a las condiciones de formación de cavitación y, de esta manera, mejora la descontaminación del fluido. Como se representa en la FIG. 8, un fluido que fluye a través de un sistema de tubos 228 entra en un primer cuerpo de descontaminación 210 a través de una primera boquilla de entrada 216, en donde la formación de cavitación es inducida por la primera boquilla y se extiende a través del fluido a medida que fluye a través de una primera sección de sustrato 3DOS 218. El fluido sale del primer cuerpo de descontaminación 210 y fluye a través de un segundo (212) y tercer (214) cuerpo de descontaminación secuencialmente, induciendo cada cuerpo de descontaminación la formación de cavitación a través de la boquilla de entrada (220, 224) respectiva y extendiendo dichas condiciones de formación de cavitación en el interior del fluido a través de la sección de sustrato 3DOS (222, 226) respectiva. El fluido entra en un sistema de tubos 230 después de salir del tercer cuerpo de descontaminación 214.
Con referencia continua a la FIG. 8, las boquillas de entrada pueden configurarse para pulverizar el fluido de una manera uniformemente distribuida que induce la formación de cavitación en el interior del fluido, y que distribuye uniformemente el fluido a través del (de los) sustrato(s) 3DOS respectivos. Esto puede conseguirse mediante cualquiera de varios métodos que producirán cavitación hidrodinámica, dos ejemplos de los cuales se muestran en las FIG. 19-20. Además, la presión del fluido en el sistema de tubos antes de entrar al primer cuerpo de
descontaminación es lo suficientemente alta como para tener en cuenta la caída de presión a través de todos los cuerpos de descontaminación y satisfacer la presión mínima requerida en la descarga del aparato de descontaminación 208 (es decir, la presión en el sistema de tubos aguas abajo del último cuerpo de descontaminación secuencial). Las pérdidas de presión a través de cada cuerpo de descontaminación pueden incluir la caída de presión a medida que el fluido fluye a través de la boquilla de entrada respectiva, y la caída de presión a través del sustrato 3DOS respectivo.
En una realización adicional o alternativa, el sustrato 3DOS puede ayudar a proporcionar sitios activos adicionales que permitan que los productos químicos no deseados experimenten reacciones químicas y sean destruidos o alterados en el proceso. Los ejemplos de dichas reacciones incluyen reacciones catalíticas, es decir, reacciones químicas que son aceleradas mediante catalizadores revestidos sobre el sustrato. Además, el sustrato 3DOS puede emplear un sistema catalizador selectivo donde se aplican diferentes tipos de catalizadores a diferentes áreas de un sustrato determinado. Esto permite que un sustrato 3DOS determinado tenga como objetivo específicamente las especies tóxicas no deseadas y/o los compuestos orgánicos que no están dañados o que siguen siendo tóxicos después de una reacción anterior por un tipo de catalizador determinado. Por ejemplo, un tipo de catalizador puede revestirse sobre un sustrato 3DOS para iniciar reacciones químicas en la entrada del sustrato, mientras que un tipo de catalizador diferente se revestirá en el otro extremo del mismo sustrato 3DOS para iniciar un conjunto de reacciones químicas diferentes para los productos químicos y compuestos no deseados restantes o resultantes.
Los ejemplos de dichos catalizadores/materiales que pueden revestirse o pulverizarse (o unirse) sobre la superficie de los sustratos 3DOS incluyen óxidos, tales como perovskita, alúmina y/o material similar, que puede actuar como una superficie activa sobre la cual las especies no deseadas o tóxicas pueden requerir una menor energía para la activación (para una reacción química) o dar lugar a adsorción/absorción, y mejora adicionalmente la interacción de las especies no deseadas/toxicas. Los ejemplos de catalizadores adicionales incluirían la aplicación de especies catalíticas, tales como especies de metales nobles o no nobles, sobre las superficies revestidas, en donde las superficies revestidas pueden ser alúmina o un material de soporte de catalizador similar. Además, o alternativamente, un óxido o material similar puede revestirse o pulverizarse (o unirse) sobre la superficie de los sustratos para actuar como una superficie sobre la cual puede incorporarse un catalizador para reducir la energía para la activación, mientras que otro material puede pulverizarse o revestirse para mejorar la actividad de un catalizador. Un ejemplo de una reacción que tiene lugar sobre un sustrato 3DOS con superficie de espuma metálica modificada podría ser una reacción de oxidación entre una superficie de óxido, oxígeno disuelto y/o hidrocarburo tóxico que es similar a cualquier proceso de oxidación catalítica de hidrocarburos.
En todavía otra realización, solo puede aplicarse catalizador a la entrada de un sustrato 3DOS determinado para acelerar las reacciones químicas. La superficie restante del sustrato determinado puede revestirse o tratarse por el contrario con un material que absorberá o adsorberá las especies y/o los compuestos generados en los sitios catalíticos, con el fin de completar el proceso de eliminación de las especies tóxicas y/o compuestos orgánicos no deseados. Las zeolitas y los productos químicos con estructura organometálica (MOF) son ejemplos de materiales que pueden revestirse sobre el sustrato que ayudarán a dicha absorción y/o adsorción.
Debería apreciarse que el uso de sustratos 3DOS puede usarse con cualquier combinación de métodos de descontaminación de fluidos existentes. Por ejemplo, pueden usarse sustratos 3DOS donde la cavitación hidrodinámica, el tratamiento con ultrasonidos, las reacciones catalíticas y Ia absorción/adsorción se usan juntos.
En una realización alternativa o adicional, las boquillas de inyección para cada entrada pueden configurarse para aumentar la turbulencia del flujo de fluido mediante la inyección en el fluido contaminado de aire a presión media o alta, dando lugar de esta manera a gotitas, vacíos y/o regiones de presión variable que inciden sobre cada superficie del sustrato 3DOS. La inclusión de aire en la boquilla de entrada a medida que pulveriza fluido contaminado ayuda a incorporar áreas de vacíos en el interior del sustrato 3DOS a medida que el fluido fluye a través del mismo. Por lo tanto, al aumentar la turbulencia del flujo de fluido, dichas boquillas de inyección permiten 1) inducir la formación de cavitación hidrodinámica mediante una pulverización directa sobre el sustrato 3DOS, y 2) aumentar la interacción entre el fluido contaminado y los sustratos 3DOS para permitir que se produzcan reacciones químicas que implican productos químicos no deseados. El aire puede recibirse de un suministro de aire externo e inyectarse en la corriente de alimentación de líquido.
Con referencia a las FIG. 9-13, puede emplearse también el uso de estructuras metálicas corrugadas, creadas mediante cualquiera de varios métodos que incluyen, pero que no se limitan a, enrollado de tiras metálicas corrugadas y/o lisas, bien en lugar de aleaciones de metal configuradas como espuma metálica, o bien junto con dichas espumas metálicas. Similarmente, puede emplearse la colocación de un monolito, que incorpora una serie de tiras metálicas corrugadas y/o lisas enrolladas, en lugar de espuma metálica, de manera que sirva para proporcionar prácticamente al mismo propósito que la espuma metálica que se ha descrito anteriormente. El monolito puede enrollarse con un mandril 120 (FIG. 9) o sin un mandril (FIG. 10), y puede enrollarse a una dimensión determinada que coincide con el cuerpo interior del recipiente o el diámetro del tubo (similar al sustrato 3DOS (52) representado en la FIG. 3). Además, las tiras metálicas pueden enrollarse a lo largo de un mandril o un centro de la unidad en diferentes configuraciones, tales como corrugaciones de las diferentes tiras metálicas alineadas en ángulos opuestos, tiras metálicas de longitudes variables y/o usando tiras de longitudes/ángulos alternos. Los tipos de tiras
metálicas que pueden enrollarse incluyen capas de tiras metálicas corrugadas (FIG. 12) o deformadas de manera similar, capas de tiras metálicas corrugadas perforadas (FIG. 11), y/o capas en las que las corrugaciones o deformaciones no se anidan unas con otras, es decir, las corrugaciones/deformaciones no colapsan unas con otras y, de esta manera, retienen la estructura abierta original deseada (entre las capas de tiras metálicas), de manera que es posible que no se necesiten las tiras metálicas lisas. Además, el uso de tiras metálicas corrugadas en ángulo, tal como en la forma de una comilla angular (FIG. 13) o espina de pescado, puede emplearse con las perforaciones de manera aleatoria o uniforme en un lugar, o puede variar en el interior de una sección de la lámina. En una realización alternativa, las tiras metálicas corrugadas y/o corrugadas en ángulo pueden colocarse unas encima de las otras en lugar de enrollarse alrededor de un mandril, en donde las tiras se colocan en capas sin anidarse unas con las otras. El ángulo de corrugación puede variarse de manera que corresponda a poros variables por pulgada (ppi), es decir, de ppi grande a ppi pequeño. Puede emplearse el tratamiento de las superficies de monolitos metálicos corrugados para retener las propiedades descritas anteriormente para la espuma metálica, incluyendo las superficies catalíticas y de adsorción/absorción. Además, puede usarse cualquier combinación del uso de tiras metálicas corrugadas y/o lisas, ángulos variables, longitudes de tiras metálicas, etc., mencionados anteriormente para manipular el grado de descontaminación conseguido. En cualquier caso, cuando se emplea espuma o tiras de capas, toda la sección transversal del cuerpo (reactor) está completamente expuesta al sustrato 3DOS para eliminar la posibilidad de que cualquier posible derivación del líquido fluyente no fluya a través del sustrato 3DOS.
Además, una alternativa a las tiras metálicas puede ser el uso de una malla de alambre que puede enrollarse también en cilindros que adoptan diversas formas y configuraciones que dan lugar a un flujo tumultuoso al lecho y a través del mismo, de manera similar al flujo a través de una espuma metálica. Alternativamente, la malla de alambre puede implementarse para formar un lecho compacto de malla de alambre para proporcionar la estructura tridimensional abierta deseada. Similarmente, estas superficies pueden alterarse de manera similar a Ia descrita para las superficies de espuma metálica y las tiras metálicas para mejorar las propiedades catalíticas y de adsorción/absorción, incluyendo características variables a lo largo de una sección determinada.
Con referencia ahora a Ia FIG. 14, que no es según la invención, se representa una realización alternativa de un aparato de descontaminación de fluidos según la presente invención, que incluye una cámara de reactor 100 y un sustrato 3DOS 106 dispuesto en el interior de una sección de la cámara de reactor 100. EI reactor puede comprender metal y/o un material transparente a la luz ultravioleta (UV), por ejemplo, cuarzo 102. El uso de cuarzo 102, tanto para la cámara del reactor como para el sustrato, permite que Ia irradiación espectral UV se exponga al flujo de fluido en los mismos, en donde las lámparas/fuentes de UV pueden situarse en el exterior y alrededor del reactor. Por lo tanto, toda Ia superficie exterior del reactor de cuarzo está expuesta a la radiación UV.
Puede desearse exponer el fluido a irradiación espectral UV para destruir las especies biológicas y/o los compuestos orgánicos altamente estables encontrados en el fluido. Los intervalos de longitudes de onda UV para destruir eficazmente dichas especies biológicas y/o compuestos orgánicos estables se representan en las FIG. 17 y 18. Dicha irradiación espectral UV puede conseguirse mediante el uso de un reactor con paredes de cuarzo que permitirá que una luz UV sin obstrucciones de luces UV germicidas penetre en el fluido que fluye.
Combinando el proceso de cavitación (resultante de la inyección de fluido de manera turbulenta) junto con un sustrato 3DOS, en presencia de luz UV, puede conseguirse la destrucción completa de estos materiales no deseados. Sin embargo, debido al deseo de permitir que la luz UV penetre en el fluido y a través del mismo a medida que atraviesa las estructuras 3DOS, como se ha mencionado anteriormente, la selección de material para dicho 3DOS será de cuarzo, en lugar de Ia selección de material presentada anteriormente (tal como una aleación de metal). Con referencia ahora a las FIG. 15-16, tampoco según la invención, el 3DOS de cuarzo puede adoptar la forma de 1) un lecho compacto de partículas de cuarzo 114 (FIG. 16), tales como perlas, fragmentos o gránulos, o 2) la implementación de una estructura 110 que contiene de manera rígida partículas de cuarzo 108 en una posición fija (FIG. 15). Cualquiera de los dos enfoques servirá al mismo propósito de combinar la mejora de Ia cavitación, una trayectoria de flujo de fluido tortuosa y una exposición continua a la luz UV por luces UV germicidas 112. Además, en cualquier enfoque, el 3DOS de cuarzo puede incluir una estructura porosa. Con referencia ahora a la FIG. 14, las estructuras 3DOS de cuarzo pueden configurarse para encajar 116 en el interior de ranuras en las placas de extremo para juntas tóricas respectivas en el interior del reactor, y alineadas con el orificio de entrada o Venturi 104 permitiendo la cavitación hidrodinámica en la entrada del reactor.
A partir de lo anterior, debería apreciarse que la presente invención proporciona un aparato de descontaminación de fluidos que tiene un cuerpo con múltiples sustratos de estructura tridimensional abierta (3DOS) separados alrededor del mismo, en donde un fluido contaminado que fluye a través del cuerpo entrará en contacto con los sustratos 3DOS. Las boquillas pueden insertarse y asegurarse en el interior de las aberturas de entrada dispuestas alrededor del cuerpo y estar configuradas para inyectar el fluido contaminado con/sin aire para inducir la aparición de una cavitación hidrodinámica. Los sustratos pueden ser porosos y permeables, permitiendo que el fluido contaminado fluya a través de los mismos, en donde el conducto de flujo de fluido a través de los poros extiende el volumen de fluido contaminado expuesto a condiciones de flujo turbulento e inductoras de cavitación. Además, los sustratos 3DOS pueden revestirse con uno o más tipos de catalizadores, en donde la interacción entre el fluido contaminado y las superficies porosas puede iniciar reacciones químicas. Por lo tanto, la exposición extendida del fluido contaminado a la formación e implosión de vacíos gaseosos de la cavitación hidrodinámica, junto con las reacciones
químicas que se producen sobre las superficies porosas, permiten que se destruya y/o altere un número elevado de especies tóxicas y compuestos orgánicos no deseados, mejorando de esta manera la descontaminación del fluido de fluye.
Claims (12)
1. Un aparato de descontaminación de fluidos, que comprende:
un cuerpo (10, 40, 210, 212, 214) que define un recinto que permite el flujo de fluido (12) a través del mismo, teniendo el cuerpo (10, 40, 210, 212, 214) extremos opuestos (26, 50); y
una abertura de entrada para descargar el flujo de fluido (12) del recinto, estando las aberturas de entrada y salida configuradas para dirigir el flujo de fluido (12) a través del recinto;
caracterizado por:
una abertura de entrada (16, 42, 46, 64) acoplada a una fuente de fluido contaminado (62) y acoplada al cuerpo (10, 40, 210, 212, 214) para introducir un flujo de fluido en el interior del recinto, estando configurada la abertura de entrada (16, 42, 46, 64) para generar cavitación hidrodinámica (18) tras salir de la abertura de entrada (16, 42, 46, 64) en el interior del recinto; y
un sustrato de estructura tridimensional abierta (3DOS) (14) de espuma metálica dispuesto en el interior del recinto próximo a la abertura d entrada de manera que la cavitación hidrodinámica (18) generada por la abertura de entrada (16, 42, 46, 64) entre en el sustrato 3DOS (14) y se extienda en un modo continuo en su interior, teniendo el sustrato 3DOS (14) un grado de apertura que varía de 3,9 poros por centímetro (ppc) a 19,7 ppc (10 poros por pulgada (ppi) a 50 ppi) y teniendo una densidad relativa entre el 2 % y el 15 % con respecto a la densidad del material sólido que conforma el sustrato 3DOS, la estructura 3DOS está estructurada de manera que la cavitación hidrodinámica (18) se mantenga y la cavitación hidrodinámica continúe a través del sustrato 3DOS (14), para permitir la destrucción de especies tóxicas y compuestos orgánicos no deseados contenidos en el fluido contaminado (62).
2. El aparato de descontaminación de fluidos según se define en la reivindicación 1, en donde Ia abertura de entrada (16, 42, 46, 64) es una boquilla de Venturi.
3. El aparato de descontaminación de fluidos según se define en la reivindicación 1, en donde la abertura de entrada (42) está acoplada a un primer extremo opuesto (50) del cuerpo (40) y tiene una abertura de boquilla orientada alineada con la dirección de flujo de fluido.
4. El aparato de descontaminación de fluidos según se define en la reivindicación 1, que comprende además una segunda abertura de entrada (16, 46, 64) acoplada al cuerpo (10, 40) y que tiene una abertura de boquilla orientada ortogonal a la dirección de flujo de fluido.
5. El aparato de descontaminación de fluidos según se define en la reivindicación 4, que comprende además múltiples aberturas de entrada (16, 46, 64) acopladas al cuerpo (10, 40), teniendo cada una de las mismas una abertura de boquilla orientada ortogonal a la dirección de flujo de fluido.
6. El aparato de descontaminación de fluidos según se define en la reivindicación 1, en donde Ia abertura de entrada (16, 42, 46, 64) está acoplada a un suministro de aire, para permitir que el flujo de fluido (12) sea introducido en el interior del recinto con aire para mejorar la formación de cavitación hidrodinámica (18) tras salir de la abertura de entrada (16, 42, 46, 64) en el interior del recinto.
7. EI aparato de descontaminación de fluidos según se define en la reivindicación 1, en donde el sustrato 3DOS (14) define múltiples secciones, cada una configurada con diferentes grados de apertura y densidades relativas entre sí.
8. El aparato de descontaminación de fluidos según se define en la reivindicación 1, en donde el sustrato 3DOS (14) define una superficie porosa que está revestida con un catalizador, para iniciar reacciones químicas que permiten la destrucción de especies tóxicas y compuestos orgánicos no deseados contenidos en el fluido contaminado (62).
9. El aparato de descontaminación de fluidos según se define en la reivindicación 1, en donde las aberturas de entrada y de salida están acopladas y alineadas con un sistema de tubos (202, 228, 230) para formar una sección de tubo continua (60).
10. Un método de descontaminación de fluidos, que comprende:
introducir, a través de una abertura de entrada (16, 42, 46, 64), un fluido contaminado (62) desde una fuente de fluido en el interior de un recinto, estando la abertura de entrada (16, 42, 46, 64) acoplada a un cuerpo (10, 40, 210, 212, 214) que define el recinto que permite el flujo de fluido (12) a través del mismo; y
descargar el flujo de fluido (12) del recinto a través de una abertura de entrada, estando las aberturas de entrada y salida configuradas para dirigir el flujo de fluido (12) a través del recinto;
caracterizado por las etapas de:
generar cavitación hidrodinámica (18) tras salir de la abertura de entrada (16, 42, 46, 64) en el interior del
recinto; y
extender la cavitación hidrodinámica (18) en el interior de un sustrato de estructura tridimensional abierta (3DOS) (14) de espuma metálica dispuesto en el interior del recinto, teniendo el sustrato 3DOS (14) un grado de apertura que varía de 3,9 poros por centímetro (ppc) a 19,7 ppc (10 poros por pulgada (ppi) a 50 ppi) y teniendo una densidad relativa entre el 2 por ciento y el 15 por ciento con respecto a la densidad del material sólido que conforma el sustrato 3DOS, la estructura 3DOS está situada cerca de la abertura de entrada (16, 42, 46, 64) de manera que la cavitación hidrodinámica (18) generada por la abertura de entrada (16, 42, 46, 64) entre en el sustrato 3DOS (14) y el sustrato 3DOS (14) mantenga la cavitación hidrodinámica (18) del flujo de fluido (12) en el interior del sustrato 3DOS (14) para permitir la destrucción de especies tóxicas y compuestos orgánicos no deseados contenidos en el fluido contaminado (62).
11. El método según se define en la reivindicación 10, en donde el flujo de fluido (12) se introduce en el interior del cuerpo (10, 40, 210, 212, 214) a presiones que varían de 0,2 MPa a 0,55 MPa para un caudal de agua entre 3,5 litros/min y 5,0 litros/min.
12. EI método según se define en la reivindicación 10, en donde el sustrato 3DOS (14) define una superficie porosa que está revestida con un catalizador, para iniciar reacciones químicas que permiten la destrucción de especies tóxicas y compuestos orgánicos no deseados contenidos en el fluido contaminado (62).
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| US3052967A (en) * | 1959-09-14 | 1962-09-11 | Gen Electric | Porous metallic material and method |
| US3946039A (en) * | 1967-10-30 | 1976-03-23 | Energy Research & Generation, Inc. | Reticulated foam structure |
| US4568595A (en) * | 1984-04-26 | 1986-02-04 | Morris Jeffrey R | Coated ceramic structure and method of making same |
| NZ221756A (en) * | 1986-09-16 | 1990-05-28 | Lanxide Technology Co Ltd | Rigid ceramic foam and method of manufacture |
| US5827577A (en) | 1996-11-22 | 1998-10-27 | Engelhard Corporation | Method and apparatus for applying catalytic and/or adsorbent coatings on a substrate |
| DE19842160A1 (de) | 1998-09-15 | 2000-03-23 | Iss Gradewald Ind Schiffs Serv | Vorrichtung zum Entkeimen von Prozeßflüssigkeiten |
| US6200486B1 (en) * | 1999-04-02 | 2001-03-13 | Dynaflow, Inc. | Fluid jet cavitation method and system for efficient decontamination of liquids |
| SE517894C2 (sv) | 2000-09-04 | 2002-07-30 | Sandvik Ab | FeCrAl-legering |
| WO2002083570A1 (en) * | 2001-04-12 | 2002-10-24 | Carmignani Gary M | Apparatus and method for phtocatalytic purification and disinfection of water and ultrapure water |
| JP3436267B2 (ja) * | 2001-08-13 | 2003-08-11 | 宇部興産株式会社 | 浄化装置及び光触媒カートリッジ |
| US7981561B2 (en) | 2005-06-15 | 2011-07-19 | Ati Properties, Inc. | Interconnects for solid oxide fuel cells and ferritic stainless steels adapted for use with solid oxide fuel cells |
| US7135155B1 (en) * | 2002-11-21 | 2006-11-14 | Hydrotech Solutions, L.L.C. | Velocity induced catalyzed cavitation process for treating and conditioning fluids |
| US20050092688A1 (en) | 2003-11-05 | 2005-05-05 | Rabellino Lawrence A. | System and process for treating contaminated fluid system |
| US8403557B2 (en) * | 2006-09-28 | 2013-03-26 | University Of Washington | Micromixer using integrated three-dimensional porous structure |
| US20090107915A1 (en) | 2007-03-12 | 2009-04-30 | Its Engineered Systems, Inc. | Treatment process and system for wastewater, process waters, and produced waters applications |
| CN201079582Y (zh) | 2007-07-10 | 2008-07-02 | 江西师范大学 | 水力空化型水空气离子发生器 |
| RU71739U1 (ru) * | 2007-11-23 | 2008-03-20 | Валерий Дмитриевич Дудышев | Кавитационное устройство для обеззараживания и очистки воды |
| US8088283B2 (en) | 2009-05-29 | 2012-01-03 | Battelle Memorial Institute | Continuous batch reactor, system, and process for treatment of metal-contaminated fluids |
| DE102009034977B4 (de) * | 2009-07-28 | 2011-07-21 | Technische Universität München, 80333 | Kavitationsreaktor sowie ein Verfahren zur hydrodynamischen Erzeugung homogener, oszillierender Kavitationsblasen in einem Fluid, ein Verfahren zur Desinfektion eines Fluids und ein Verfahren zum Emulgieren oder zum Suspendieren oder zur Reaktionsbegünstigung zumindest zweier Stoffe |
| CN102740947A (zh) | 2009-12-21 | 2012-10-17 | 美商绩优图科技股份有限公司 | 经纤维强化的多孔性基材 |
| WO2011125427A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-13 | 宇部興産株式会社 | 排水処理装置および排水処理方法 |
| WO2012041360A1 (en) | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Rahul Kashinathrao Dahule | Device for purifying water |
| CN201997321U (zh) * | 2010-12-21 | 2011-10-05 | 中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所 | 水力空化反应器 |
| CN102531146B (zh) * | 2011-11-23 | 2014-01-15 | 深圳市宇力科技有限公司 | 一种组合式水力空化降解废水有机物装置 |
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| CN103193310A (zh) * | 2013-03-13 | 2013-07-10 | 浙江工业大学 | 文丘里管与多孔板组合式水力空化反应室 |
| US20160045841A1 (en) * | 2013-03-15 | 2016-02-18 | Transtar Group, Ltd. | New and improved system for processing various chemicals and materials |
| GB201420231D0 (en) * | 2014-11-13 | 2014-12-31 | Greenthread Ltd | Apparatus and method for water treatment |
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