MX2015000140A

MX2015000140A - Sistema para descontaminar agua y generar vapor de agua.

Info

Publication number: MX2015000140A
Application number: MX2015000140A
Authority: MX
Inventors: John D Riley; Dana L Johnson
Original assignee: Verno Holdings Llc
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2015-05-07
Also published as: EP2866912A4; ES2709875T3; CN104602777A; CN104602777B; EA201500063A1; EA031359B1; IL236379A; AU2013280863A1; BR112014032485B1; HK1205040A1; AU2013280863B2; EP3427802C0; KR101828136B1; WO2014004217A2; WO2014004217A3; IL236379A0; CL2014003533A1; BR112014032485A2; CA2877867C; EP2866912B1

Abstract

Un sistema y método para procesar un fluido, incluyendo la descontaminación de agua y la generación de vapor de agua incluye introducir el fluido en un recipiente. El fluido se mueve a través de una serie de bandejas giratorias alternativamente separadas por deflectores estacionarios con el fin de agitar y calentar el fluido para efectuar la vaporización de las mismas para producir un vapor que tiene por lo menos algunos de los contaminantes separados de las mismas. El vapor se retira del recipiente para condensar además los contaminantes separados y el agua restante. El vapor se puede hacer pasar a través de una turbina conectada a un generador eléctrico. Los sensores en un controlador se pueden emplear para ajustar la velocidad de rotación de las bandejas o entrada de fluido en el recipiente en respuesta a las condiciones detectadas. El fluido tratado puede ser recirculado y reprocesado través de un recipiente y aumentar la purificación del mismo.

Description

SISTEMA PARA DESCONTAMINAR AGUA Y GENERAR VAPOR DE AGUA Campo de la Invención La presente invención se refiere a un sistema para descontaminar agua y generar vapor de agua. Más particularmente, la presente invención se refiere a un método mejorado que utiliza una serie de sensores y un sistema de control para vaporizar agua, eliminar sólidos disueltos y maximizar la recuperación de agua potable a partir de agua contaminada a través de un recipiente de procesamiento de agua horizontal.

Antecedentes de la Invención Desalinización (también desalación o desalinización) se refiere a uno de los muchos procesos para eliminar el exceso de sal, minerales y otros contaminantes naturales o no naturales del agua. Históricamente, la desalinización de agua de mar convertida en agua potable a bordo de barcos. Procesos de desalinización modernos todavía se utilizan en los barcos y submarinos para garantizar un suministro constante de agua potable para la tripulación. Pero, la desalinización se utiliza cada vez en las regiones áridas que tienen escasos recursos de agua dulce. En estas regiones, el agua salada del océano se desaliniza a agua fresca apropiada para el consumo (en este caso potable) o para riego. El producto de desecho altamente concentrado del proceso de desalinización se conoce ef. 253356 comúnmente como salmuera, con sal (NaCl) que es un importante subproducto típico. El mayor interés moderno en la desalinización se centra en el desarrollo de procesos rentables para proporcionar agua dulce para uso en regiones áridas en donde la disponibilidad de agua dulce es limitada.

La desalinización a gran escala es típicamente costosa y generalmente requiere grandes cantidades de energía y una infraestructura costosa. Por ejemplo, la planta desalinizadora más grande del mundo utiliza principalmente destilación flash de múltiples pasos y puede producir 300 millones de metros cúbicos (m3) de agua al año. La planta desalinizadora más grande de Estados Unidos desala 25 millones de galones (95,000 m3) de agua por día. A nivel mundial, aproximadamente 13,000 plantas desalinizadoras producen más de 12 mil millones de galones (45 millones de m3) de agua por día. Por lo tanto, hay una necesidad constante en el arte previo para mejorar los métodos de desalinización, es decir, reducir los costos y mejorar la eficiencia de los sistemas relacionados.

La desalinización puede ser realizada por muchos procesos diferentes. Por ejemplo, varios procesos utilizan métodos de desalinización a base de evaporación simples, tal como evaporación de múltiples efectos (MED o simplemente ME), evaporación por compresión de vapor (VC) y evaporación-condensación. En general, evaporación-condensación es un proceso de desalinización realizado por la naturaleza durante el ciclo hidrológico. En el ciclo hidrológico, el agua se evapora en la atmósfera de fuentes tales como lagos, océanos y ríos. El agua evaporada entonces se pone en contacto con el enfriador de aire y forma rocío o lluvia. El agua resultante generalmente está libre de impurezas. El proceso hidrológico puede ser replicado utilizando artificialmente una serie de procesos de evaporación-condensación. En la operación básica, el agua salada se calienta a evaporación. Sal y otras impurezas se disuelven fuera del agua y se dejan atrás durante la paso de evaporación. El agua evaporada se condensa más tarde, se recoge y almacena en forma de agua dulce. Con los años, el sistema de evaporación-condensación se ha mejorado mucho, especialmente con la aparición de la teenología más eficiente que facilita el proceso. Pero, estos sistemas todavía requieren entrada de energía significativa para evaporar el agua. Un método de desalinización basado en evaporación alternativa incluye destilación flash de múltiples pasos, como se describió brevemente anteriormente. La destilación flash de múltiples pasos utiliza destilación al vacío. La destilación al vacío es un proceso de agua hirviendo a menos que la presión atmosférica mediante la creación de un vacío dentro de la cámara de evaporación. Por lo tanto, la destilación al vacío opera a una temperatura mucho más baja que MED o VC y por lo tanto requiere menos energía para evaporar el agua para separar los contaminantes de la misma. Este proceso es particularmente deseable en vista del aumento de los costos de energía.

Los métodos de desalinización alternativos pueden incluir procesos basados en membranas como osmosis inversa (RO, por sus siglas en inglés), reversión de electrodialisis (EDR, por sus siglas en inglés), nanofiltración (NF, por sus siglas en inglés), osmosis hacia adelante (FO, por sus siglas en inglés) y destilación de membrana (MD, por sus siglas en inglés). De estos procesos de desalinización, la osmosis inversa es el más ampliamente utilizado. La osmosis inversa utiliza membranas semi-permeables y presión para separar la sal y otras impurezas del agua. Las membranas de osmosis inversa se consideran selectivas. Es decir, la membrana es muy permeable a las moléculas de agua aunque es altamente impermeables a la sal y otros contaminantes disueltos en la misma. Las membranas se almacenan ellas mismas en recipientes caros y altamente presurizados. Los recipientes disponen las membranas para maximizar el área superficial y la velocidad de flujo de agua salada a través de la misma. Sistemas de desalinización de osmosis convencional típicamente utilizan una de las dos téenicas para el desarrollo de alta presión dentro del sistema: (1) bombas de alta presión; o (2) centrífugas. Una bomba de alta presión ayuda a filtrar el agua salada a través de la membrana. La presión en el sistema varía de acuerdo con los ajustes de la bomba y la presión osmótica del agua salada. La presión osmótica depende de la temperatura de la solución y la concentración de sal disuelta en la misma. Alternativamente, las centrifugas son típicamente más eficientes, pero son más difíciles de implementar. La centrifuga hace girar la solución a altas velocidades para separar materiales de diferentes densidades dentro de la solución. En combinación con una membrana, sales suspendidas y otros contaminantes están sujetos a la aceleración radial constante a lo largo de la longitud de la membrana. Un problema común con osmosis inversa, en general, es la eliminación de la sal suspendida y la obstrucción de la membrana con el tiempo.

Los gastos de operación de las plantas de desalinización de agua por osmosis inversa son determinados principalmente por los costos de energía requeridos para accionar la bomba de alta presión o centrífuga. Un sistema de recuperación de energía hidráulica puede estar integrado en el sistema de osmosis inversa para combatir el aumento de los costos de energía asociados con los procesos de energía intensiva. Esto implica recuperar parte de la energía de entrada. Por ejemplo, las turbinas son particularmente capaces de recuperar energía en sistemas que requieren presiones de operación elevadas y grandes volúmenes de agua salada. La turbina recupera energía durante una caída de presión hidráulica. Así, la energía se recupera en un sistema de osmosis inversa basado en diferencias de presión entre los lados opuestos de la membrana. La presión en el lado de agua salada es mucho mayor que la presión en el lado de agua desalinizada. La caída de presión produce una considerable energía hidráulica recuperable por la turbina. Por lo tanto, la energía producida entre las secciones de baja presión y alta presión de la membrana de osmosis inversa se aprovecha y no se desperdicia completamente. La energía recuperada se puede utilizar para accionar cualquiera de los componentes del sistema, incluyendo la bomba de alta presión o centrífuga. Las turbinas ayudan a reducir los gastos generales de energía para llevar a cabo la desalinización.

En general, los sistemas de osmosis inversa típicamente consumen menos energía que la destilación térmica y son, por lo tanto, más rentables. Mientras que la osmosis inversa funciona bien con soluciones de agua algo salobre, la osmosis inversa puede llegar a ser sobrecargada e ineficiente cuando se utiliza con soluciones muy saladas, tales como agua salada del océano. Otros métodos de desalinización menos eficientes pueden incluir intercambio iónico, congelación, desalinización geotérmica, humidificación solar (HDH o MEH), cristalización de hidrato de metano, recielaje de agua de alto grado o hipertermia inducida por RF. Independientemente del proceso, la desalinización sigue siendo de energía intensiva. Los costos futuros y la viabilidad económica continua dependerá tanto del precio de la teenología de desalinización y los costos de la energía necesaria para hacer funcionar el sistema.

En otro método alternativo de la desalinización, la Patente Estadounidense No 4,891,140 por Burke, Jr. describe un método de separar y eliminar los minerales disueltos y materia orgánica del agua por destilación destructiva. Aquí, el agua se calienta a un vapor bajo presión controlada. Partículas de sal disueltas y otros contaminantes caen fuera de la solución mientras el agua se evapora. Una centrífuga de hidrocielón integrada acelera el proceso de separación. El agua limpia a alta presión caliente, transfiere energía nueva al sistema a través de intercambio de calor y un motor hidráulico. Por lo tanto, el uso de energía neta es relativamente menor que los procesos mencionados anteriormente. De hecho, el uso de energía neta es esencialmente equivalente a la pérdida de la bomba y pérdida de calor de la operación del equipo. Una ventaja particular de este diseño es que no hay membranas para reemplazar. Este proceso elimina los productos químicos y otros materiales que de otra manera dañarían o destruirían los dispositivos de desalinización a base de membranas.

Otra patente, la Patente Estadounidense No 4,287,026 por Wallace, describe un método y aparato para eliminar sal y otros minerales en la forma de sólidos disueltos de la sal y otras aguas salobres para producir agua potable. El agua es forzada a través de varios pasos de desalinización a alta temperatura y a altas velocidades centrífugas. Preferiblemente, los componentes interiores giran el agua a velocidades de hasta Mach 2 para separar de manera eficiente y suspender sal disuelta y otros sólidos disueltos del agua vaporizada. La sal suspendida y otros minerales son forzados centrífugamente hacia el exterior para ser descargados por separado del vapor de agua. El vapor separado y purificado se condensa de nuevo a agua potable. El sistema requiere significativamente menos energía operativa que los sistemas de filtración similares y de osmosis inversa para de manera eficiente y económica purificar agua. Un inconveniente de este diseño es que el eje de rotación está construido en una cámara vertical. Como resultado, las secciones de eje giratorio sólo están anclados sólidamente a la unidad base por un cojinete y una tapa de cojinete. ? altas velocidades de rotación (por ejemplo, más de Mach 1), las vibraciones provocan excesivas fallas en el eje de cojinete y en el sello. Otro inconveniente es que una serie de cámaras están atornilladas juntas en secciones de alojamiento. Las placas perforadas se acoplan a estas secciones por una junta tórica. Los sellos del alojamiento y de la junta tórica tienden a desgastarse con el tiempo debido a la penetración de sal debido a las múltiples cámaras y secciones de alojamiento están conectadas a través de una pluralidad de tuercas y tornillos. En particular, el ensamble del diseño de Wallace es particularmente laborioso. El mantenimiento es igualmente laborioso, ya que toma un tiempo considerable para desmontar cada una de las secciones del alojamiento, incluidos las juntas tóricas, tuercas y tornillos. Por supuesto, el dispositivo debe ser reensamblado después de que se realiza el mantenimiento necesario. Cada sección del alojamiento se debe poner cuidadosamente de nuevo junta para asegurar un sellado apropiado entre las mismas. El sistema también es propenso a una variedad de problemas de torque y mantenimiento cuando el dispositivo envejece, tal como fuga de la junta tórica. Además, el eje de rotación está conectado a la fuente de poder por un engranaje, lo que contribuye a los problemas de fiabilidad mencionados anteriormente asociados con los cojinetes, ejes y sellos. El sistema también falla en describir un medio para regular la velocidad de las secciones del eje giratorio de acuerdo con la presión osmótica del agua salada que es desalinizada. La operación estática de la máquina de desalinización de Wallace por lo tanto no es tan eficiente como otros dispositivos de desalinización modernos.

Por lo tanto, hay una necesidad en el arte previo de un sistema mejorado que incluye sensores para controlar la información del sistema en tiempo real y controles para ajustar la operación mecánica del sistema para maximizar la descontaminación del agua, tal como la desalinización del agua, y minimizar el consumo de energía. Tal sistema debe incorporar además múltiples ciclos de reciclaje para aumentar la recuperación de agua potable de aproximadamente el ochenta por ciento a entre aproximadamente el noventa y seis por ciento al noventa y nueve por ciento, debe incorporar un sistema de recuperación apoyado por polímero para extraer elementos traza de compuestos de residuos y deben consumir menos energía que otros sistemas de desalinización conocidos en el arte previo. La presente invención satisface estas necesidades y proporciona otras ventajas relacionadas.

Sumario de la Invención La presente invención está dirigida a un sistema para procesar fluidos, tales como descontaminación o desalinización del agua, y la generación de vapor de agua, incluyendo vapor. El sistema incluye un recipiente alargado que define una cámara interior. El recipiente está orientado generalmente horizontalmente. Una entrada se forma en el recipiente para la introducción de fluido en el mismo. Una pluralidad de bandejas está dispuesta dentro de la cámara interior en relación separada una de otra. Las bandejas incluyen colectores a través de los cuales el fluido pasa -tanto líquido y vapor. Los colectores incluyen preferiblemente una entrada de un primer diámetro y una salida de un segundo diámetro más pequeño. Una pluralidad de deflectores, placas típicamente con abérturas, están dispuestas entre las bandejas. Cada deflector tiene una pluralidad de aberturas a través de las cuales el fluido -pasa - tanto líquido y vapor. Preferiblemente, las aberturas tienen una entrada de un primer diámetro y una salida de un segundo diámetro más pequeño. En una modalidad, por lo menos una de las bandejas incluye un director de flujo que se extiende desde una cara frontal de la misma y configurado para dirigir el flujo del fluido hacia una periferia de la bandeja.

Un eje giratorio pasa a través de los deflectores, y está unido a la bandeja con el fin de girar las bandejas dentro de la cámara interior, mientras que los deflectores permanecen estacionarios. Un disco gira el eje. Típicamente, un vacío o una capa o manguito de material de baja fricción, o cojinetes, están dispuestos entre los deflectores y el eje.

Una salida de contaminante se forma en el recipiente y típicamente en comunicación fluida con un tanque de agua contaminante. Un manguito interno está dispuesto en la cámara interior corriente abajo de las bandejas y deflectores. El manguito interno está próximo a la salida de contaminante y forma un paso anular que conduce desde la cámara interior a la salida de contaminante. Una salida de vapor de agua también está formada en el recipiente y está en comunicación con un tanque de recuperación de vapor para condensar el vapor a agua líquida. En una modalidad, por lo menos un tanque de agua contaminada tratada es acoplado fluidamente al recipiente para reprocesar el agua contaminada haciendo pasar el agua contaminada tratada a través del sistema otra vez.

En una modalidad, se utiliza un controlador para ajustar la velocidad de rotación del eje o la entrada de agua en el recipiente. Por lo menos un sensor está en comunicación con el controlador. Por lo menos un sensor está configurado para determinar por lo menos uno de: 1) la velocidad de rotación del eje o bandejas, 2) presión de la cámara interior, 3) temperatura del fluido, 4) velocidad de entrada de fluido, o 5) nivel de contaminantes en el fluido a ser procesado.

En una modalidad, una turbina está conectada a la salida de vapor del recipiente y operativamente conectada a un generador eléctrico. El fluido se calienta a por lo menos una temperatura de ebullición del mismo para crear el vapor, y el vapor y/o vapor de agua pasa a través de la turbina conectada operativamente al generador eléctrico. Un retorno de fluido tratado puede estar dispuesto entre la turbina y la entrada de fluido del recipiente. Alternativamente, el eje puede extenderse fuera del recipiente y ser acoplado directamente o indirectamente a un generador eléctrico.

En una modalidad particularmente preferida, el sistema está conectado a un marco portátil, que puede ser transportado a través de camiones semi-remolque, contenedor ISO, o similares.

En uso, el método para descontaminar fluido y generar el vapor comprende los pasos de introducir un fluido que tiene contaminantes en el recipiente. El fluido se mueve a través de la serie de bandejas giratorias alternativamente separadas por los deflectores estacionarios con el fin de agitar y calentar el fluido para efectuar la vaporización de los mismos para producir un vapor que tiene por lo menos algunos de los contaminantes separados de los mismos. Típicamente, el fluido se calienta a por lo menos 37.7°C (100 °F), pero menos de 100°C (212 °F), si el sistema no incluye una turbina y un generador eléctrico. Preferiblemente, la temperatura del vapor se eleva a una temperatura de pasteurización. Esto se realiza mediante la rotación de las bandejas a una velocidad en donde la temperatura del vapor alcanza la temperatura de pasteurización.

El vapor se retira del recipiente para condensar además los contaminantes separados y el fluido restante. El vapor pasa a través de un tanque de recuperación que tiene miembros separados en una trayectoria de flujo del vapor para la coalescencia o condensación a líquido.

En una modalidad, ciertas condiciones se detectan, incluyendo por lo menos uno de: 1) entrada de fluido en el recipiente, 2) la velocidad de rotación de las bandejas, 3) la presión dentro del recipiente, 4) temperatura del fluido, o 5) el nivel de contaminantes separados. La velocidad de rotación de las bandejas o de entrada de agua en el recipiente se puede ajustar en respuesta a las condiciones detectadas. El nivel de contaminantes separados y fluido en un tanque de retención o la concentración de contaminantes en el fluido tratado también puede ser detectado, y los contaminantes separados y el fluido ser reprocesados mediante la recirculación de los mismos a través del recipiente.

Un sistema para procesar fluidos comprende un recipiente alargado que tiene una entrada de fluido y un eje a través del recipiente. El sistema incluye un medio para comprimir centrífugamente y axialmente un fluido, tanto líquido y vapor, pero principalmente vapor, a través del recipiente. El sistema también incluye un medio para hacer girar el eje para accionar el medio para comprimir centrífugamente y axialmente. El recipiente también incluye una salida de fluido, que preferiblemente comprende salidas de líquido y vapor separadas.

El medio para comprimir centrífugamente y axialmente comprende un conjunto próximo de bandejas y deflectores alternativamente separados. Las bandejas se unen al eje y tienen una pluralidad de colectores a través de los cuales pasa el fluido, tanto líquido y vapor. Los deflectores se unen al recipiente y tienen una pluralidad de aberturas a través de las cuales el fluido, líquido y vapor, pasan.

El medio para girar el eje comprende un conjunto distal de bandejas y deflectores separados alternativamente que funciona como una turbina de gas sin luz o una turbina hidráulica/de agua. Al igual que con el medio para comprimir axialmente y centrífugamente, las bandejas se unen al eje y tienen una pluralidad de colectores a través de los cuales pasa el fluido. Los deflectores se unen al recipiente y tienen una pluralidad de aberturas a través de las cuales pasa el fluido. En una modalidad particular, los colectores en las bandejas en los medios para comprimir centrífugamente y axialmente están orientados en un ángulo diferente de los colectores en las bandejas y los medios para hacer girar el eje.

El sistema comprende además un medio para bombear axialmente el fluido a través del recipiente. El medio para bombear axialmente comprende una cámara de entrada dispuesta entre la entrada de fluido y el medio para comprimir centrífugamente y axialmente. La cámara de entrada funciona como una bomba axial una vez que el sistema se corre a una velocidad de rotación de operación.

El medios para comprimir centrífugamente y axialmente vaporizan por lo menos una parte del fluido a través de cavitación de tal manera que el fluido comprende sólidos disueltos no vaporizados, un líquido y un vapor. El medio para comprimir centrífugamente y axialmente causas compresión centrífuga del fluido, resultando en sólidos disueltos no vaporizados y por lo menos parte del líquido se mueve hacia una pared exterior del recipiente. El medio para comprimir centrífugamente y axialmente causas compresión de flujo axial del líquido y vapor incrementando la presión del fluido.

El sistema además comprende un medio para descargar el fluido en salidas de líquido y vapor separadas. Estos medios para descarga comprenden una cámara de descarga que tiene un manguito interno que define un paso anular en comunicación con la salida de líquido. La separación del fluido a las salidas de líquido y vapor separadas resulta en una reducción de la presión y una separación física de sólidos disueltos no vaporizados y el líquido del vapor.

Un método para procesar fluidos que comprende los pasos de bombeo de un fluido a través de una entrada de fluido en un recipiente alargado que tiene un eje a través del mismo.

El método también comprende el paso de comprimir centrífugamente y axialmente un fluido a través del recipiente, y la rotación del eje para accionar la compresión centrífuga y axial. El método también incluye el paso de descargar el fluido a través de una salida de fluido en el recipiente.

El paso de comprimir centrífugamente y axialmente comprende el paso de pasar el fluido a través de un conjunto próximo de bandejas separadas alternativamente unidas al eje y deflectores fijados a los recipientes.

El paso de hacer girar el eje comprende el paso de pasar el fluido a través de un conjunto distal de bandejas separadas alternativamente unidas al eje y deflectores fijados al recipiente. El conjunto distal de bandejas y deflectores funciona como una turbina de gas sin luz o una turbina hidráulica/de agua. Los pasos de paso comprenden pasar el fluido a través de una pluralidad de colectores en las bandejas y una pluralidad de aberturas en los deflectores.

El paso de bombeo comprende el paso de bombear el fluido axialmente a través del recipiente. El paso de bombear axialmente comprende el paso de hacer pasar el fluido a través de una cámara de entrada antes de pasar el paso de comprimir centrífugamente y axialmente. La cámara de entrada funciona como una bomba axial para llevar a cabo el paso de bombeo axialmente una vez que el sistema se corre a una velocidad de rotación de operación.

El paso de comprimir centrífugamente y axialmente comprende el paso de vaporizar por lo menos una parte del fluido a través de cavitación de tal manera que el fluido comprende sólidos disueltos no vaporizados, un líquido y un vapor. El paso de comprimir centrífugamente y axialmente comprende además el paso de mover los sólidos disueltos no vaporizado y por lo menos parte del líquido hacia una pared exterior del recipiente. El paso de comprimir centrífugamente y axialmente también comprende el paso de aumentar la presión del fluido a través de la compresión axial del líquido y vapor. El paso de descarga comprende los pasos de separar físicamente los sólidos disueltos no vaporizados y el líquido del vapor, descargar los sólidos disueltos no vaporizados y los líquidos a través de una salida de líquido, y descargar el vapor a través de una salida de vapor. El método comprende además el paso de reducir la presión del fluido en una cámara de descarga.

Otras características y ventajas de la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción más detallada, tomada junto con las Figuras adjuntas, que ilustran, a modo de ejemplo, los principios de la invención.

Breve Descripción de las Figuras Las Figuras adjuntas ilustran la invención. En tales Figuras: La Figura 1 es una vista esquemática superior y parcialmente seccionada, de un sistema para descontaminar agua y generar vapor de agua, de acuerdo con la presente invención; La Figura 2 es una vista esquemática lateral, y parcialmente seccionada, del sistema de la Figura 1; La Figura 3 es una vista superior que ilustra el recipiente de procesamiento de agua que tiene una porción superior del mismo abierta; La Figura 4 es una vista de extremo del recipiente de procesamiento de agua horizontal unido a un marco portátil, de acuerdo con la presente invención; La Figura 5 es una vista superior de una bandeja giratoria que tiene una pluralidad de colectores en la misma; La Figura 6 es una vista en sección transversal de una porción de la bandeja y un colector de la misma; La Figura 7 es una vista superior de un deflector, utilizado de acuerdo con la presente invención; La Figura 8 es una vista lateral de una bandeja que tiene un director de agua colocado en frente de la misma; La Figura 9 es una vista en sección transversal de una porción del deflector, que ilustra una abertura cónica del mismo; La Figura 10 es un esquema que ilustra el motor eléctrico acoplado a la transmisión y después acoplado al eje del recipiente de procesamiento de agua, de acuerdo con la presente invención; La Figura 11 es una ilustración esquemática del sistema de la presente invención, similar a la Figura 1, pero que ilustra la incorporación de una caja de control y varios sensores, de acuerdo con la presente invención; La Figura 12 es una vista esquemática superior del sistema de la presente invención, que incorpora una turbina y un generador eléctrico; La Figura 13 es una vista de extremo del recipiente de procesamiento de agua, que ilustra una salida de vapor del mismo; La Figura 14 es una vista esquemática lateral del sistema de la Figura 12; La Figura 15 es una vista esquemática y parcialmente en sección delantera de una modalidad alternativa de un sistema para la descontaminación de agua y la generación de vapor de agua, de acuerdo con la presente invención; La Figura 16 es un primer plano de las bandejas y los deflectores del sistema de la Figura 15 indicado por el círculo 16; La Figura 17 es una vista en perspectiva inferior del recipiente con entradas y salidas representadas en el sistema de la Figura 15; La Figura 18 es una sección transversal del recipiente de la Figura 17 tomada a lo largo de la línea 18-18 de la misma; La Figura 19 es una ilustración del eje con bandejas y deflectores del sistema de la Figura 15; La Figura 20 es una ilustración de una bandeja del sistema de la Figura 15; La Figura 21 es una ilustración de un deflector del sistema de la Figura 15; La Figura 22 es una vista lateral de una bandeja indicada por la línea 22-22 en la Figura 20; La Figura 23 es una vista lateral opuesta de la bandeja indicada por la línea 23-23 de la Figura 20; La Figura 24 es una vista lateral de un deflector indicado por la línea 24-24 en la Figura 21; La Figura 25 es una vista en sección transversal parcial del eje, la bandeja y el deflector como están dispuestos en el recipiente; La Figura 26 es una vista en sección transversal de una bandeja tomada por la línea 26-26 de la Figura 20; La Figura 27 es una vista en sección transversal de un deflector tomada por la línea 27-27 de la Figura 21; La Figura 28 es un diagrama esquemático de una pantalla de control para un sistema de la presente invención; y La Figura 29 es una ilustración esquemática de los procesos que ocurren en diversos puntos en todo el recipiente de procesamiento de agua de la presente invención.

Descripción Detallada de la Invención Como se muestra en las Figuras, para fines de ilustración, la presente invención reside en un sistema y método para la descontaminación de agua y generar vapor de agua. El método y sistema de la presente invención son particularmente apropiados para la desalinización de agua salada, tal como del océano o de otras aguas salobres, así como, agua de río u otros líquidos/suspensiones. Este procesamiento preferido será utilizado para fines de ejemplo en el presente documento, aunque se entenderá por las personas experimentadas en la téenica que el sistema y método de la presente invención se podrían usar para descontaminar otras fuentes de agua. La presente invención puede ser utilizada para eliminar los sólidos disueltos o suspendidos (descontaminación), así como, metales pesados y otros contaminantes. Por otra parte, como se describirá más completamente en el presente documento, el sistema y método de la presente invención se pueden usar en asociación con agua relativamente limpia para crear vapor de agua, en forma de vapor, que tiene una presión y temperatura suficientes para ser pasado a través de una turbina que está conectada operativamente a un generador eléctrico para la generación de electricidad, u otras aplicaciones de calentamiento de vapor.

En la siguiente descripción, se describen múltiples modalidades del método inventivo y un sistema para descontaminar agua y generar vapor de agua. A lo largo de estas modalidades y con referencia a las Figuras de los dibujos, los componentes funcionalmente equivalentes serán referidos para utilizar números de referencia idénticos.

Con referencia ahora a las Figuras 1 y 2, el sistema, generalmente referido por el número de referencia 10, incluye un recipiente o cámara de procesamiento de agua 12 que define una cámara interior 14, en donde la sal y otros sólidos disueltos y contaminantes se eliminan del agua para producir esencialmente agua potable libre de mineral. En una modalidad, el recipiente de procesamiento 12 recibe agua contaminada de un tanque de alimentación 16 a través de una válvula de entrada 18 a través de un tubo de tanque de alimentación 20. En esta ilustración, la válvula de entrada 18 entra en el recipiente 12 lateralmente a través de una pared lateral. Esta válvula de entrada 18 se puede colocar alternativamente como se describe a continuación. La fuente de agua puede ser el mar o agua del océano, otras aguas salobres, o incluso agua que está contaminada con otros contaminantes. Además, la presente invención prevé suministrar el agua contaminada directamente de la fuente, en donde el tanque de alimentación 16 puede no ser utilizado necesariamente.

Con referencia ahora a la Figura 3, en una modalidad, el recipiente 12 es comprendido de una porción de carcasa inferior y carcasa superior 12b de manera que las porciones de carcasa superior o inferior 12a y 12b se pueden abrir o eliminar en relación una con otra con el fin de acceder a los contenidos dentro de la cámara interior 14 del recipiente 12.

El recipiente 12 también puede ser construido como una única unidad en lugar de porciones de carcasa superiores e inferiores. El recipiente de procesamiento de agua 12 incluye, dentro de la cámara interior 14 una pluralidad de bandejas giratorias 22 separadas una de otra y que tienen un deflector 24 dispuesto entre cada par de bandejas 22. Como se explicará con más detalle en el presente documento, las bandejas giratorias 22 incluyen una pluralidad de colectores 26 formados a través de las mismas y los deflectores 24 típicamente comprenden placas que tienen una pluralidad de aberturas 28 formadas a través de las mismas. Los deflectores 24 están fijados al recipiente 12 de manera que son estacionarios. Los deflectores 24 pueden comprender una porción inferior dispuesta en la carcasa inferior 12a del recipiente y una porción superior unida a y dispuesta en la carcasa superior 12b del recipiente 12 y diseñada para formar un solo deflector cuando las carcasas inferior y superior 12a y 12b del recipiente 12 están acoplados entre sí y cerrados. Alternativamente, cada deflector 24 puede comprender una sola pieza que está unida a la carcasa inferior 12a o la carcasa superior 12b en la modalidad anterior o en múltiples puntos en la modalidad de una sola unidad. En cualquier modalidad, el deflector 24 se mantendrá generalmente estacionario, mientras el agua y el vapor de agua se hacen pasar a través del mismo .

Una unidad de frecuencia variable 30 regula la velocidad a la cual el motor 32 acciona una transmisión 34 y un eje correspondiente 36. El eje 36 está acoplado de forma giratoria a cojinetes o similares, por lo general cojinetes sin fricción lubricados con aceite sintético, acopladores Schmitt, o cojinetes de cerámica 38 y 40 en extremos generalmente opuestos del recipiente 12. El eje 36 se extiende a través de las bandejas 22 y deflectores 24 de tal manera que solamente las bandejas 22 son giradas por el eje.

Es decir, las bandejas 22 son acopladas al eje 36. Los cojinetes, o un material de baja fricción, tal como una capa o manguito de teflón están dispuestos entre el eje rotativo 36 y el deflector de placa de abertura 24 para reducir la fricción entre los mismos, sin embargo, estabilizar y soportar el eje giratorio 36. El teflón no es preferido puesto que podría desgastarse y contaminar el fluido.

Como puede ser visto de las Figuras, el recipiente de procesamiento de agua 12 está orientado generalmente horizontalmente. Esto es en contraste con el dispositivo de Wallace '026 en donde la cámara de procesamiento de agua se orienta generalmente verticalmente, y la parte superior del eje de rotación fue asegurada por un cojinete y una tapa de cojinete, que soporta la propia cámara. Como resultado, las secciones de eje de rotación solamente fueron ancladas sólidamente a la base de la unidad. A velocidades de operación de rotación elevadas, las vibraciones dentro del sistema causan excesivas fallas en el cojinete, eje y sello. En contraste, el montaje horizontal del recipiente de procesamiento de agua 12 a una estructura de marco 42 distribuye la carga de rotación a lo largo de la longitud del recipiente 12 y reduce las vibraciones, tales como vibraciones armónicas, que de otro modo podrían causar fallas excesivas en los cojinetes, el eje y sello. Por otra parte, el montaje del recipiente 12 a la estructura de marco 42 mejora la portabilidad del sistema 10, como se describirá más completamente en este documento. Soportar el eje de rotación muy rápidamente 36 a través de cada deflector 24 además estabiliza el eje y sistema y reduce las vibraciones y los daños causados por el mismo.

Como se mencionó anteriormente, el eje 36, y las bandejas 22 se hacen girar a una velocidad muy alta, tal como Mach 2, aunque velocidades más lentas, tales como Mach 1.7 han demostrado ser eficaces. Esto mueve el agua a través de los colectores 26 de las bandejas 22, que agitan y calientan el agua de modo que se forma un vapor de agua y los contaminantes, sales y otros sólidos disueltos se quedan atrás y caen fuera del vapor de agua. La mayoría del agua de entrada es vaporizada por 1) la destilación al vacío y 2) la cavitación creada durante el impacto con la primera bandeja giratoria 22, la compresión de flujo centrífuga y axial provoca que las temperaturas y presiones aumenten puesto que hay una correlación directa entre la RPM del eje y lo aumentos o disminuciones de temperatura/presión. El agua y vapor de agua entonces pasan a través de las aberturas 28 de los deflectores 24 antes de ser procesados de nuevo a través de la siguiente bandeja giratoria 22 con colectores 26. Las configuraciones de las bandejas 22 y los deflectores 24 están diseñados para minimizar o eliminar resistencia y fricción en rotación del eje 36, proporcionando suficiente espacio libre en el perímetro de las bandejas 22 y a través de la abertura central 59 de los deflectores 24. Al mismo tiempo la fuga alrededor del perímetro de las bandejas 22 y a través de la abertura central 59 de los deflectores 24 se debe minimizar para aumentar la eficiencia.

A medida que el agua y el vapor de agua pasan a través de cada subcámara del recipiente 12, se incrementa la temperatura del vapor de agua de tal manera que se crea vapor de agua adicional y deja las sales, sólidos disueltos, y otros contaminantes atrás en el agua restante. Las fuerzas centrífugas en el agua y contaminantes los impulsan a la pared de la cámara interior 14 y dentro de un conjunto de canales 44 que dirigen los contaminantes y el agua no vaporizada a una salida 46. El vapor de agua que se genera pasa a través de una salida de vapor de agua 48 formado en el recipiente 12. Así, el vapor de agua y los contaminantes y el agua restante se separan del otro.

Como se mencionó anteriormente, las bandejas 22 se hacen girar por el eje 36. El eje 36 está soportado dentro del interior del recipiente de procesamiento de agua 12 por una pluralidad de cojinetes, como se mencionó anteriormente. Los cojinetes son típicamente cojinetes sin fricción lubricados con aceite sintético, acero o cerámica. Sistemas de desalinización del arte previo incorporan cojinetes de rodillos estándar que fallarían bajo altas velocidades de rotación y altas temperaturas. Así, los sistemas de desalinización conocidos en el arte previo tenían altas tasas de fallas asociadas con cojinetes de rodillos estándar. En la presente invención, los cojinetes sin fricción lubricados, cojinetes de bolas de acero sellados, o cojinetes de cerámica 38 y 40 son más duraderos que los cojinetes de rodillos estándar y fallan con menos frecuencia bajo velocidades de rotación y temperaturas altas. Por otra parte, el eje 36 puede ser soportado intermitentemente por los materiales de baja fricción, tales como manguitos o cojinetes de teflón 50 dispuestos entre la placa deflectora 24 y el eje 36. Esto asegura aún más la distribución uniforme de peso y las fuerzas en el eje 36 y mejora la operación y la longevidad del sistema.

Con particular referencia ahora a las Figuras 5 y 6, se muestra una bandeja 22 a modo de ejemplo, tiene una pluralidad de colectores 26 formados a través de la misma. Aunque catorce colectores 26 se ilustran en la Figura 5, se apreciará que el número puede variar y puede ser varias docenas en una sola bandeja 22, por lo que la línea de puntos representa múltiples colectores de una variedad de números.

La Fig. 6 es una vista en sección transversal de la bandeja 22 y el colector 26 formado en la misma. En una modalidad particularmente preferida, los colectores 26 son cónicos de tal manera que un diámetro de una entrada 52 de las mismas es mayor que el diámetro de una salida 54 de las mismas. El colector cónico 26 es esencialmente un tubo de Venturi que tiene la abertura vertical o entrada 52 sustancialmente perpendicular a la superficie horizontal de la base de la bandeja giratoria 22. El líquido y el vapor se aceleran a través del colector cónico 26 porque el colector cónico tiene un volumen más grande en la entrada 52 de la misma y un volumen más pequeño en la salida o salida 54 de la misma. El cambio en el volumen de la entrada a la salida del colector cónico 26 provoca un aumento en la velocidad debido al efecto Venturi. Como resultado, el agua líquida y el vapor de agua son más acelerados y agitados, resultando en aumentos en la temperatura y la presión. Esto permite una separación adicional de los contaminantes desde el interior del vapor de agua. El colector cónico 26 puede estar unido a la bandeja giratoria 22 por cualquier medio conocido en el arte previo.

Una vez más, se apreciará que habrá más o menos colectores cónicos 26 distribuidos en toda el área de la bandeja giratoria 22, el número particular y tamaño de los colectores 26 variará dependiendo de las condiciones de operación del sistema 10 de la presente invención. Por otra parte, el ángulo del colector 26, ilustra como aproximadamente cuarenta y cinco grados en la Figura 6, puede variar de bandeja a bandeja 22. Es decir, al aumentar el ángulo del colector giratorio, tal como por veinticinco grados a treinta y un grados a treinta y seis grados en la bandeja posterior, a cuarenta grados, cuarenta y cinco grados en una bandeja siguiente, etc., el aumento en el ángulo del colector 26 de la bandeja giratoria 22 proporciona los aumentos en la presión del vapor de agua que se acumula mientras el vapor de agua pasa a través del recipiente 12. El aumento de ángulo también puede usarse para agitar y crear vapor de agua, y aumentar la presión del vapor de agua, que puede ser utilizado en una turbina de vapor, como se describirá más completamente en este documento.

Con referencia ahora a las Figuras 7 y 9, un deflector 24, en la forma de una placa perforada, se muestra en la Figura 7. En este caso, el deflector 24 está formado como un primer miembro de placa 56 y un segundo miembro de placa 58 que están conectados por conectores 60 a la pared interna del recipiente 12. Los conectores 60 pueden comprender pernos, clavijas, varillas, o cualquier otro medio de conexión que es apropiado. Alternativamente, tal como se ha descrito anteriormente, el deflector 24 puede estar formado como una sola unidad conectada a cualquiera de la carcasa del recipiente superior o inferior 12a y 12b. Cuando se forman como miembros de doble placa 56 y 58, preferiblemente los miembros de placa 56 y 58 se interacoplan uno con otro cuando el recipiente 12 está cerrado de manera que se forma efectivamente un solo deflector 24.

Como se describió anteriormente, se forman una pluralidad de aberturas 28 a través de la placa de deflector 24. La Fig.9 es una vista en sección transversal de una de tales aberturas 28. Similar a la bandeja descrita anteriormente, la abertura incluye preferiblemente una entrada 62 que tiene un diámetro que es mayor que una salida 64 de la misma, de manera que la abertura 28 es cónica lo que aumentará la presión y la velocidad del agua y vapor de agua que pasa a través de la misma, aumentando aún más la temperatura y creando vapor adicional de agua. Similares a la bandeja 22 descrita anteriormente, las aberturas 28 pueden estar formadas en toda la placa del deflector, tal como se representa por la serie de líneas punteadas. El número y el tamaño en particular de las aberturas 28 pueden variar dependiendo de las condiciones de operación del sistema 10.

Con referencia ahora a la Figura 8, el eje 36 se ilustra extendiéndose a través de la bandeja giratoria 22. En una modalidad, un director de agua en forma de cono 66 se coloca en frente de la bandeja 22. Por ejemplo, el director 66 puede tener un ángulo de cuarenta y cinco grados para desviar el resto del agua y el vapor que pasa a través de la abertura central 59 del deflector 24 desde el eje 36 y hacia la periferia o borde exterior de la bandeja 22 para mejorar la vaporización y la recuperación de porcentaje mayor de agua potable.

Haciendo referencia de nuevo a las Figuras 3 y 4, como se mencionó anteriormente, en una modalidad particularmente preferida, el recipiente 12 puede estar formado en dos carcasas o secciones 12a y 12b. Esto permite una rápida inspección y sustitución de los componentes del recipiente, según sea necesario. Preferiblemente, la pared de la cámara interior 14 y cualquier otro componente, tales como las bandejas 22, placas deflectoras 24, el eje 36, etc., se tratan con Melonita, u otra sustancia de reducción de la fricción y resistente a la corrosión. Por supuesto, estos componentes pueden estar compuestos de materiales que son resistentes a la corrosión y tienen un bajo coeficiente de fricción, tales como acero inoxidable pulido o similar. Las secciones inferior y superior 12a y 12b del recipiente 12 están interconectadas preferiblemente de tal manera que cuando están cerradas son sustancialmente herméticas al aire y al agua. Además, el recipiente cerrado 12 tiene que ser capaz de soportar altas temperaturas y presiones debido a la vaporización de agua en el mismo durante la operación del sistema 10.

Con referencia ahora a las Figuras 1, 2 y 10, típicamente una transmisión 34 interconecta el motor eléctrico 32 y el eje de accionamiento 36. El motor 32 puede ser un motor de combustión (gasolina, diésel, gas natural, etc.), motor eléctrico, turbina de gas, u otro medios conocidos para proporcionar accionamiento. La velocidad de la transmisión 34 es fijada por la unidad de frecuencia variable 30. La unidad de frecuencia variable 30 está regulada principalmente por un controlador computarizado 68, como se describirá más completamente en este documento. El eje 36 puede ser accionado por banda o engranaje. Como se describe a continuación, el motor 32 también puede estar conectado directamente al eje 36. Con referencia particular a la Figura 10, el eje 70 del motor está conectado a un eje intermedio 72 por una banda 74. El eje intermedio 72 está conectado al eje por otra banda 76. La banda industrial de alta velocidad y sistema de polea mostrado en la Figura 10 acciona el eje 36 en el interior del recipiente de procesamiento de agua 12. Como se muestra, una pluralidad de bandas 74 y 76 y un conjunto de ejes intermedios 72 aumenta la velocidad de salida de rotación en el eje 36 por un múltiple de la velocidad de entrada de rotación aplicada por el motor eléctrico 32 en el eje de transmisión del motor eléctrico 70. Por supuesto, la proporción de la velocidad de entrada de rotación con respecto a la velocidad de rotación de salida puede ser cambiada por el cambio de las velocidades de rotación relativas de las bandas 74 y 76 y los ejes intermedios correspondientes 72. Mediante el acoplamiento del eje de transmisión del motor eléctrico 70 al eje 36 a través de las bandas 74 y 76 y el eje intermedio 72, y la adición de un acoplador de Schmitt en el eje 36 entre la transmisión 34 y la cámara 12, la presente invención es capaz de evitar los problemas de vibración y fiabilidad que molestan otros sistemas de desalinización del arte previo.

Con referencia de nuevo a la Figura 1, como se mencionó anteriormente, el vapor de agua se dirige a través de una salida de vapor de agua 48 del recipiente 12. El vapor de agua se desplaza a través de un tubo de recuperación 78 a un recipiente o tanque de recuperación de vapor 80. El vapor de agua se condensa y se fusiona en agua líquida dentro del tanque de recuperación de vapor 80. Para facilitar esto, en una modalidad, una pluralidad de miembros separados 82, como en la forma de rejillas, están colocados en la vía de flujo del vapor de agua tal que el vapor de agua se puede fusionar y condensar en las rejillas y convertirse en agua líquida. El agua líquida se mueve entonces a un tanque de almacenamiento de agua potable 84 o un tanque de pasteurización y retención 86. Si el agua y el vapor de agua en el recipiente 12 se calientan a la temperatura necesaria para la pasteurización, para matar los microorganismos dañinos, larvas de mejillón cebra y otros organismos nocivos, el agua líquida se puede mantener en el tanque de retención 86.

Con referencia ahora a las Figuras 15-27, se muestra otra modalidad preferida del sistema 10 y el recipiente de procesamiento 12. La FIG. 15 ilustra el sistema general 10 incluyendo la construcción de una sola pieza alternativa del recipiente 12. En esta modalidad, el recipiente 12 tiene una construcción similar a la modalidad descrita anteriormente, incluyendo elementos como la cámara interior 14, la válvula de entrada 18, las bandejas 22 que tienen colectores 26, los deflectores 24 que tienen aberturas 28, la salida de salmuera 46, y la salida de vapor 48. La válvula de entrada 18 comprende múltiples entradas, preferiblemente por lo menos dos, al recipiente 12. Estas entradas 18 están dispuestas en el extremo del recipiente alrededor del eje 36 con el fin de distribuir más uniformemente el fluido a traves de la cámara interior 14. Un eje 36 soportado por cojinetes de cerámica 38, 40 pasa a través del centro de las bandejas 22 y los deflectores 24.

Las bandejas 22 están fijadas al eje 36 y se extienden hacia fuera, hacia la pared de la cámara interior 14 como se describió anteriormente. Los deflectores 24 comprenden preferiblemente una sola pieza que se extiende desde las paredes de la cámara interior 14 hacia el eje 36 con una abertura central 59 que forma un espacio entre los deflectores 24 y el eje 36 como se describió anteriormente. Los deflectores 24 están fijados preferiblemente a las paredes de la cámara interior por medio de tornillos o espigas 60 también como se describió anteriormente. En una modalidad particularmente preferida, el recipiente 12 incluye seis bandejas 22 y cinco deflectores 24 alternativamente dispersados a través de la cámara interior 14.

En esta modalidad alternativa, la cámara interior 14 incluye un manguito interno 45 dispuesto próximo a la salida de salmuera 46. El manguito interno 45 tiene una forma anular con un diámetro ligeramente menor que el diámetro de la cámara interior 14. El manguito interno 45 se extiende desde un punto corriente abajo de la última bandeja 22 a otro punto inmediatamente corriente abajo de la salida de salmuera 46. Un conducto anular 47 se crea entre el manguito interno 45 y la pared exterior de la cámara interior 14. En una típica construcción, el manguito interno 45 es de aproximadamente 15.23 cm (6 pulgadas) de largo y el conducto anular 47 es de aproximadamente 2.54 - 3.80 cm (1 - 1 ¾ pulgadas) de ancho. Este conducto anular o canal 47 recoge la salmuera o el material contaminado que se hace girar hacia fuera de las bandejas giratorias 22 a la pared exterior de la cámara 14 como se describió anteriormente. Este conducto anular 47 facilita el movimiento de la salmuera o el material contaminado a la salida 46 y minimiza las posibilidades de contaminación de la descarga de vapor o acumulación de material dentro de la cámara 14.

La Figura 16 ilustra un primer plano de las bandejas 22 y deflectores 24. Uno puede ver claramente cómo los deflectores 24 se extienden desde la pared del vaso 12 a través de la cámara 14 y terminan próximos al eje 36. También se puede ver cómo las bandejas 22 están fijadas al eje 36 y tienen colectores 26 dispuestos a través de las mismas como se describió. Un cono 66 está dispuesto preferiblemente en cada bandeja 22 con el fin de desviar cualquier fluido que fluye a lo largo del eje como se describió anteriormente (Fig. 8). La Fig.17 ilustra una vista externa del recipiente 12 que indica las entradas 18, las salidas 46, 48 y el eje 36. Por lo general, los extremos del recipiente 12 serían cerrados y sellados contra fugas. Se representan abiertos aquí para claridad y facilidad de ilustración. La Fig. 18 ilustra una sección transversal del recipiente 12 mostrado en la Figura 17, que ilustra además los componentes internos, incluyendo las bandejas 22, deflectores 24, manguito interno 45 y conducto anular 47. La Fig.19 ilustra el eje 36 con las bandejas 22 y los deflectores 24, además del recipiente 12.

Las Figuras 20 y 21 ilustran la bandeja 22 y el deflector 24, respectivamente. Las Figs.22, 23 y 26 ilustran diferentes vistas y secciones transversales de la bandeja 22 en la Figura 20. Las Figs.24 y 27 ilustran de manera similar varias vistas y secciones transversales del deflector 24 en la Figura 21. Como se ha expuesto, la bandeja 22 incluye colectores 26 que pasan a través del cuerpo de la bandeja 22. Los colectores 26 incluyen una entrada de colector 52 y una salida de colector 54 configuradas como se describió anteriormente. La entrada de colector 52 está orientada preferiblemente de tal manera que la abertura se orienta en la dirección de rotación alrededor del eje. Esto maximiza la cantidad de fluido que entra en la entrada de colector 52 y pasa a través de la pluralidad de colectores. El ángulo de los colectores 26 en las bandejas sucesivas 22 se puede ajustar como se describió anteriormente. El deflector 24 también incluye una pluralidad de aberturas 28 configuradas y perfiladas (Fig.9) como se describió anteriormente. La FIG. 25 ilustra el eje 36 y un emparejamiento de una bandeja 22 con un deflector 24. Las flechas indican la dirección de rotación del eje y en consecuencia la bandeja 22 en esta Figura particular. Los colectores 26 con la entrada del colector 52 se ilustran como orientadas en la dirección de la rotación, en este caso, fuera de la página, en la mitad superior de la Figura. En la mitad inferior de la Figura, el colector 26 con la entrada de colector 52 también se ilustra como que está orientada en la dirección de rotación, en este caso, en la página, mientras la bandeja 22 gira con el eje 36. La dirección de rotación puede ser hacia la derecha o hacia la izquierda. La dirección de rotación se puede cambiar sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Como se ha descrito en la modalidad anterior, la entrada de colector 52 tiene un diámetro mayor que la salida de colector 54 con el fin de aumentar la velocidad de flujo y disminuir la presión del fluido.

En una modalidad particularmente preferida, cuando el objetivo principal del sistema 10 es eliminar los contaminantes del agua contaminada, tales como agua salada, así como para tener agua potable, la temperatura del vapor de agua se calienta a entre 37.7°C (100 °F) y menos de 100°c (212 °F). Incluso más preferiblemente, el vapor de agua se calienta a entre 60°C (140 °F) y 71.11°C (170 °F) para los propósitos de pasteurización. Sin embargo, la temperatura del vapor de agua se mantiene a un mínimo y casi siempre menos de 100°c (212 °F) de tal manera que el agua no hierve y se convierte en vapor, que es más difícil para condensar y fusionar del vapor de agua al agua líquida. El aumento de RPMs resulta en aumento de las temperaturas y presiones. Las RPMs se pueden ajustar para lograr las temperaturas deseadas.

El agua se hierve y la temperatura del vapor de agua es llevada a más de 100°C (212 °F) preferiblemente sólo en casos en los que la generación de vapor es deseable para calentamiento, generación de electricidad, y otros propósitos como se describirá más completamente en este documento. Esto permite que la presente invención tanto pasteurice el vapor de agua y condense y fusione el vapor de agua en agua líquida sin sistemas de refrigeración o condensación complejos, que frecuentemente requieren electricidad y energía adicional.

En una modalidad, el agua contaminada, denominada salmuera en los procesos de desalinización, se recoge en la salida 46 y se traslada a un tanque de eliminación de salmuera 88. Como se muestra en la Figura 1, los polímeros u otro químico 90 se pueden agregar a la salmuera para recuperar los oligoelementos, etc. Además, la sal de la salmuera puede ser procesada y utilizada para diversos fines, incluyendo la generación de sal de mesa, salmuera agrícola y/o fertilizante.

En una modalidad de la presente invención, el agua contaminada tratada se vuelve a procesar mediante el recielaje de los contaminantes y el agua restante a traves del sistema de nuevo. Esto se puede hacer varias veces de manera que la cantidad de agua potable extraída de los incrementos de agua contaminada, hasta tanto como noventa y nueve por ciento. Esto se puede hacer dirigiendo los contaminantes y aguas residuales procedentes de la salida 46 a un primer tanque de reprocesamiento de salmuera, o contaminante 92. El agua residual restante, en la forma de salmuera u otros contaminantes, entonces se reintroduce a través de la entrada 18 del recipiente 12 y es reprocesado y recirculado a través del recipiente 12, como se describió anteriormente. Agua potable adicional será extraída en forma de vapor de agua para condensar y recolectar en el tanque de recuperación de vapor 80. Los contaminantes restantes y las aguas residuales se dirigen entonces a un segundo tanque de reprocesamiento de salmuera o contaminante 94 . La concentración de contaminantes o salmuera será mucho más alta en el tanque de reprocesamiento 92. Una vez que un nivel suficiente de aguas residuales o salmuera se ha acumulado en el tanque de reprocesamiento 92, esta agua contaminada se pasa entonces a través de la entrada 18 y es circulada y procesada a través del sistema 10, como se describió anteriormente. El vapor de agua potable extraído se retira en la salida 48 y se convierte en agua líquida en el tanque de recuperación de vapor 80, como se describió anteriormente. Los contaminantes y las aguas residuales resultantes entonces pueden ser colocados en otro tanque de reprocesamiento, o en el tanque de eliminación de salmuera 88. Se prevé que un paso de agua de mar inicial producirá, por ejemplo, el ochenta por ciento al noventa por ciento de agua potable. El primer reprocesamiento producirá una cantidad adicional de agua potable, de manera que el agua potable total extraída es entre el noventa por ciento y noventa y cinco por ciento. Pasando la salmuera y el agua restante a través del sistema de nuevo puede producir hasta noventa y nueve por ciento de recuperación de agua potable, mediante el recielaje de la salmuera en poco a ningún aumento en el costo de unidad. Por otra parte, esto reduce el volumen de la salmuera o contaminantes, lo que puede facilitar la recuperación de elementos traza y/o reducir los costos de eliminación de los mismos.

Con referencia ahora a la Figura 11, en una modalidad particularmente preferida, un sistema de computadora está integrado en el sistema 10 de la presente invención que regula la unidad de frecuencia variable 30 basadas en las mediciones tomadas de una pluralidad de sensores que leen continuamente temperatura, presión, caudal, velocidades de rotación de los componentes y la capacidad restante de una variedad de tanques conectados al recipiente de procesamiento de agua 12. Típicamente, estas lecturas se toman en tiempo real.

Por ejemplo, los sensores de temperatura y/o presión 96 se pueden emplear para medir la temperatura del agua o vapor de o agua dentro o que sale del recipiente 12, así como la presión de los mismos según sea necesario. En respuesta a estas lecturas de los sensores, la caja de control 68 provocará que la unidad de frecuencia variable 30 mantenga la velocidad de rotación del eje 36, disminuya la velocidad de rotación del eje 36, o aumente la velocidad de rotación del eje 36 o bien mantenga la temperatura y la presión, reduzca la temperatura y la presión, o aumente la presión y la temperatura, respectivamente, del agua y vapor de agua. Esto puede hacerse, por ejemplo, para asegurar que la temperatura del vapor de agua esté a la temperatura pasteurización necesaria para matar todos los microorganismos nocivos y otros organismos en el mismo. Alternativamente, o además de, un sensor puede ser utilizado para detectar la velocidad de rotación (RPM) del eje 36 y/o las bandejas 22 para asegurar que el sistema está funcionando correctamente y que el sistema está generando el vapor de agua necesario a una temperatura y/o presión deseadas. El controlador computarizado también puede ajustar la cantidad de entrada de agua a través de la entrada 18 (GPMS) de modo que la cantidad apropiada de agua es introducida a la cantidad de vapor de agua y el agua residual que es eliminada que es eliminada el sistema 10 opera de manera eficiente. La caja de control 68 puede ajustar la velocidad de flujo de agua en el recipiente 12, o incluso ajustar la entrada de agua.

La Figura 28 ilustra esquemáticamente una pantalla de computadora 112 o de configuración similar. Esta pantalla de computadora ilustra esquemáticamente el recipiente 12 con las diversas entradas y salidas 18, 46, 48, así como el eje 36 y la pluralidad de bandejas 22. El eje 36 tiene vibración múltiple y sensores de temperatura 114 dispuestos a lo largo de su longitud. Los cojinetes 38, 40 también incluyen sensores de vibración y de temperatura 114. Los sensores de vibración y de temperatura 114 están configurados para detectar vibraciones horizontales y verticales en cada punto, así como, la temperatura del eje 36 generado por la fricción de rotación. Los cojinetes 38, 40 incluyen el suministro de aceite 116a y regresan a las líneas 116b para proporcionar lubricación de los mismos. Las entradas 18 y la salida de salmuera 46 incluyen medidores de flujo 118 para detectar los caudales correspondientes. Los sensores de temperatura y presión 96 están dispuestos a través del recipiente 12. Los sensores de temperatura y de presión 96 también están dispuestos a través del recipiente 12 para efectuar mediciones en diferentes puntos predeterminados.

Como se indicó anteriormente, el agua contaminada puede provenir de un tanque de alimentación 16, o puede ser de cualquier otro número de tanques, incluyendo tanques de reprocesamiento 92 y 94. También se contempla que el tanque de almacenamiento de agua recolectada podría ser acoplado de manera fluida a la entrada 18 para garantizar que el agua se purifica a un cierto nivel o para otros fines, tal como cuando se genera vapor que requiere una mayor pureza de agua que el agua contaminada puede proporcionar. Como tal, uno o más sensores 98 pueden realizar un seguimiento de los datos dentro de los tanques para determinar los niveles de agua o aguas residuales/salmuera, concentraciones o caudales dentro de los tanques o fuera de los tanques. El controlador 68 puede ser usado para cambiar la entrada y salida de los tanques, como cuando la salmuera está siendo reprocesada de un primer tanque de reprocesamiento de salmuera 92 al segundo tanque de reprocesamiento de salmuera 9 , y eventualmente al tanque de eliminación de salmuera 88, como se describió anteriormente. Así, cuando el primer tanque de reprocesamiento de salmuera alcanza un nivel predeterminado, el fluido fluye desde el tanque de alimentación 16 se cierra, y en lugar de fluido se proporciona desde el primer tanque de reprocesamiento de salmuera 92 en el recipiente 12. Los contaminantes tratados y aguas residuales restantes se entonces son dirigidos hacia el segundo tanque de reprocesamiento de salmuera 94, hasta que alcanza un nivel predeterminado. Entonces el agua se dirige desde el segundo tanque de reprocesamiento de salmuera 94 a traves del sistema y recipiente de procesamiento de agua 12 a, por ejemplo, el tanque de eliminación de salmuera 88. El agua de salmuera en el primer tanque de reprocesamiento 92 puede ser de aproximadamente veinte por ciento del agua contaminada, incluyendo la mayoría de los sólidos totales disueltos. La salmuera residual que finalmente se dirige al tanque de eliminación de salmuera 88 solamente puede comprender uno por ciento del agua contaminada introducida inicialmente en el sistema de descontaminación 10 a través del tanque de alimentación 16. Por lo tanto, los sensores de temperatura y de presión, medidores de RPM y de flujo pueden ser utilizados para controlar la salida de agua deseada, incluyendo controles de temperatura de vapor de agua que resultan en agua pasteurizada.

El controlador 68 puede ser usado para dirigir la unidad de frecuencia variable 30 para alimentar el motor 32 de tal manera que el eje 36 se hace girar a una velocidad suficientemente alta de manera que la rotación de las bandejas hierva el agua de entrada y crea vapor de una temperatura y presión deseadas, como se ilustra en la Figura 12. La Fig. 12 ilustra una turbina de vapor 100 integrada en el sistema 10. La turbina de vapor 100 también se puede usar con el recipiente representado en las Figuras 15-27. El vapor de agua en forma de vapor podría ser generado en el recipiente de procesamiento de agua 12 para accionar una turbina de vapor de baja temperatura de alta presión, mediante la alimentación de la salida de vapor 48 dentro de una entrada en la turbina 100. La turbina 100 es a su vez acoplada a un generador eléctrico 102, para la generación de electricidad de costo efectivo y económico. Alternativamente, el eje 36 del recipiente 12 puede ser extendido para girar el generador 102 directa o indirectamente.

En el caso de una turbina de vapor, el vapor de agua se puede calentar a más de 315.5°C (600 °F) y se presuriza en exceso de 11.03 MPa (1,600 libras por pulgada cuadrada (psi)), que es apropiado para accionar la turbina de vapor 100. Aparte de la mayor velocidad de las bandejas, la incorporación de la naturaleza cónica de los colectores 26 de las bandejas 22, y la naturaleza cónica de las aberturas 28 de los deflectores de placa de abertura 24 también facilitan la generación de vapor de agua y vapor. El aumento de los ángulos de los colectores 26, tales como desde veinticinco grados en una primera bandeja a cuarenta y cinco grados a la última bandeja, también aumenta la generación de vapor de agua en forma de vapor y aumenta la presión del mismo modo que sea capaz de conducir la turbina de vapor 100. Las Figuras 13 y 14 ilustran una modalidad en la que una salida de vapor 104 está formada en un extremo del recipiente 12 y la turbina de vapor 100 está directamente conectada a la misma de manera que el vapor a presión pasa a través de la turbina 100 para girar las cuchillas 106 y el eje 108 de la misma para generar electricidad a través del generador eléctrico acoplado al mismo. Una salida de vapor de agua 110 transporta el vapor de agua a un recipiente de recuperación de vapor 80 o similar. El depósito de recuperación 80 puede necesitar incluir tuberías adicionales, condensadores, refrigeración, etc. así como para enfriar el vapor o vapor de agua de alta temperatura para condensarlo en agua líquida.

Por supuesto, se apreciará por las personas experimentadas en la téenica que el vapor generado por el sistema 10 se puede utilizar para otros propósitos, tales como propósitos de calentamiento, eliminación de aceite de los pozos de petróleo y pozos de alquitrán y de esquisto y similares, etc.

También se apreciará que la presente invención, por medio de los sensores y el controlador 68 puede generar vapor de agua de una temperatura y/o presión más baja para la producción de agua potable, el vapor de agua se dirige a través de la salida 48 directamente en un recipiente de recuperación de vapor, y el sistema se aceleró para crear vapor de agua o vapor a alta temperatura para el paso a través de la turbina de vapor 100 para generar electricidad según sea necesario. Por ejemplo, durante las horas de la noche, el sistema 10 se puede utilizar para generar agua potable cuando se necesita muy poca electricidad. Sin embargo, durante las horas del día, el sistema 10 se puede ajustar para generar vapor y electricidad.

Como se describió anteriormente, muchos de los componentes de la presente invención, incluyendo la unidad de frecuencia variable 30, el motor eléctrico 32, la transmisión 34, y el recipiente de procesamiento de agua 12 y los componentes de la misma se pueden conectar a un marco 42 que es portátil. Todo el sistema 10 de la presente invención puede ser diseñado para encajarse en un recipiente ISO de 12.19 m (cuarenta pies) de largo. Este recipiente puede ser aislado con una unidad de refrigeración (HVAC) para el entorno de operación controlado y el transporte y almacenamiento. Los diversos tanques, incluyendo el tanque de alimentación, el tanque de recuperación de vapor, el tanque de almacenamiento de agua portátil, y tanques de reprocesamiento o eliminación de contaminantes/salmuera o bien se puede encajar en el recipiente transportable, o transportados por separado y conectados a los puertos de entrada y salida, según sea necesario. Por lo tanto, todo el sistema 10 de la presente invención puede ser fácilmente transportado en un recipiente ISO, o similar, a través de barco, remolque semi-tractor, o similares. Así, el sistema 10 de la presente invención puede ser llevado a donde sea necesario para hacer frente a desastres naturales, operaciones militares, etc., incluso en ubicaciones remotas. Tal arreglo resulta en un alto nivel de movilidad y un rápido despliegue y arranque del sistema 10 de la presente invención.

La Figura 29 ilustra esquemáticamente los procesos que ocurren en varios puntos, en este caso, sub-cámaras, a través del recipiente 12. La cámara interior 14 del recipiente 12 se divide de manera efectiva en una serie de sub-cámaras, como es ilustrado. El recipiente 12 contiene cinco sub-cámaras que realizan las funciones de una bomba de flujo axial, un compresor de flujo axial, un compresor de flujo centrífugo, una turbina de gas sin luz y/o una turbina hidráulica/de agua. En operación, el sistema 10 tiene la capacidad para vaporizar el agua a través de un proceso mecánico, permitiendo de este modo desalinización, descontaminación y vaporización eficiente y eficaz de una variedad de fluidos deteriorados. Antes de entrar en el recipiente 12, el fluido puede estar sujeto a un paso de pretratamiento 120 en donde el fluido se pasa a través de filtros y otros diversos procesos para separar contaminantes que se eliminan más fácilmente o que pueda dañar o degradar la integridad del sistema 10. Al pasar a través de las entradas 18, el fluido entra en una cámara de entrada 122 que tiene un efecto en el fluido similar a una bomba de flujo axial una vez que el sistema 10 alcanza su velocidad de rotación de operación. Una bomba de iniciación externa (no mostrada) puede ser apagada de tal manera que el sistema 10 extrae el agua contaminada a través de la entrada, en este caso, la cámara de entrada funciona como una bomba de flujo axial, sin la operación continua de la bomba de iniciación. Una reducción significativa en la presión de la cámara de entrada provoca la destilación al vacío o vaporización para que ocurra a temperaturas por debajo de 100°C (212°F). Después de la cámara de entrada 122, el fluido se encuentra con la primera bandeja 22 en donde entra en la primera cámara de procesamiento 124.

Esta primera cámara de procesamiento actúa tanto como un compresor de flujo centrífugo y como un compresor de flujo axial a través de la acción combinada de la bandeja giratoria 22 y el deflector adyacente 24. Un alto porcentaje de la entrada de agua se vaporiza a través de la cavitación durante el impacto con la bandeja de rotación de alta velocidad 22 en la primera cámara de procesamiento 124. Un proceso de compresión de flujo centrífugo ocurre dentro de la primera cámara de procesamiento 124 de cada cámara de procesamiento subsiguiente. El proceso de compresión de flujo centrífugo arroja los sólidos disueltos no vaporizados y por lo menos una parte del agua líquida a la pared exterior de la cámara de procesamiento 124. Esta acción separa los sólidos disueltos y la mayoría del líquido restante del vapor. Un proceso de compresión de flujo axial también ocurre dentro de la primera cámara de procesamiento 124 y cada cámara posterior. Este proceso de compresión de flujo axial comprime el vapor y el líquido que también aumenta la presión y la temperatura dentro de la cámara de procesamiento. La segunda cámara de procesamiento 126 y la tercera cámara de procesamiento 128 tanto funcionan de manera similar combinando la acción del compresor de flujo centrífugo y las características del compresor de flujo axial de la primera cámara de procesamiento 124.

En el momento en el que el fluido llega a la cuarta cámara de procesamiento 130 ha sido sometido a flujo centrífugo y procesos de compresión de flujo axial de tal manera que la naturaleza del fluido y su flujo a través del recipiente 12 ha cambiado. En la cuarta cámara de procesamiento el fluido se comporta como si estuviera pasando a través de una turbina de gas sin luz o una turbina hidráulica/de agua provocando la rotación del eje 36. La quinta cámara de procesamiento 132 forma esta turbina de gas sin luz o de proceso de la turbina hidráulica/de agua. Los procesos de la turbina de las cuarta y quinta cámaras de procesamiento 130, 132 proporcionan una medida de la fuerza para accionar la rotación del eje 36 de tal manera que la energía en el motor 32 puede ser reducida sin una pérdida de funcionalidad en el sistema 10. Después de salir de la quinta cámara de procesamiento 132 el fluido se ha separado a un grado tan alto que casi todos los contaminantes en forma de salmuera pasan a través del conducto anular 47 a la salida 46 y el vapor purificado pasa a través de la porción central de la cámara interior 14 a la salida de vapor 48. Las operaciones de turbina de las cuarta y quinta cámaras de procesamiento 130, 132 permiten la operación continua del sistema 10 con una entrada de energía reducida (tanto como un 25%) en comparación con una fase de arranque una vez que se alcanza un equilibrio en la operación.

Después de la quinta cámara de procesamiento 132, el sistema incluye una cámara de descarga. La cámara de descarga 134, que es mayor que cualquiera de las cámaras de procesamiento anteriores, contiene las dos salidas de descarga 46, 48. El gran aumento en el volumen resulta en una dramática reducción en la presión y una separación física de los sólidos disueltos y el agua restante del vapor.

Las dimensiones del recipiente 12 están configuradas preferiblemente de tal manera que las cámaras de procesamiento combinadas, 124-132 ocupan aproximadamente la mitad de la longitud total. La cámara de descarga 134 ocupa aproximadamente un tercio de la longitud total. El resto de la longitud del recipiente, aproximadamente una sexta parte de la longitud total, es ocupada por la cámara de entrada 122. Las cámaras de procesamiento 124-132 se dividen en aproximadamente tres quintas partes de la funcionalidad del compresor y dos quintas partes de la funcionalidad de la turbina. Una vez que el fluido sale de la última cámara de procesamiento 132, se ha logrado un ochenta por ciento de vaporización cuando entra en la cámara de descarga 134 y se dirige a las salidas respectivas 46, 48.

Aunque varias modalidades se han descrito en detalle para propósitos de ilustración, pueden hacerse diversas modificaciones sin apartarse del alcance y espíritu de la invención. Por lo tanto, la invención no debe ser limitada, excepto por las reivindicaciones adjuntas.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un sistema para procesar un fluido, caracterizado porque comprende: un recipiente alargado que define una cámara interior, el recipiente y la cámara inferior están generalmente orientados horizontalmente; una entrada de fluido formada en el recipiente; una pluralidad de bandejas orientadas verticalmente y dispuestas a lo largo de la orientación horizontal dentro de la cámara interior en relación separada una de otra, incluyendo colectores a través de las bandejas a través de las cuales pasan los fluidos, en donde los colectores incluyen una entrada de un primer diámetro y una salida de un segundo diámetro más pequeño; una pluralidad de deflectores orientados verticalmente y dispuestos a lo largo de la orientación horizontal de la cámara interior, cada uno de la pluralidad de deflectores alternativamente separados con cada una de la pluralidad de bandejas, cada uno de la pluralidad de deflectores tiene aberturas a través de los deflectores a través de los que pasa el fluido, en donde las aberturas tienen una entrada de un primer diámetro y una salida de un segundo diámetro más pequeño; un eje giratorio dispuesto a lo largo de la orientación horizontal de la cámara interior, el eje pasa a través de los deflectores y está unido a las bandejas de manera que gira las bandejas dentro de la cámara interior; una salida de contaminante formada en el recipiente opuesta a la entrada de fluido a lo largo de la orientación horizontal de la cámara interior; un manguito interno dispuesto en la cámara interior corriente abajo de las bandejas y deflectores, próximo a la salida de contaminante, el manguito interno forma un conducto anular que conduce desde la cámara interior a la salida de contaminante; y una salida de vapor formada en el recipiente opuesta a la entrada de fluido a lo largo de la orientación horizontal de la cámara interior y en comunicación con un tanque de recuperación de vapor para condensar vapor.

2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema está unido a un marco portátil.

3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un medio para hacer girar el eje.

4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos una de las bandejas incluye un director de flujo que se extiende desde una cara delantera de la misma y configurado para dirigir el flujo del fluido hacia una periferia de la bandeja.

5. El sistema de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque además comprende un controlador para ajustar la velocidad de rotación del eje o entrada de fluido al recipiente.

6. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque además comprende por lo menos un sensor en comunicación con el controlador y configurado para determinar por lo menos uno de: 1) velocidad de rotación del eje o bandejas, 2) presión de la cámara interior, 3) temperatura del fluido, 4) velocidad de entrada de fluido, o 5) el nivel de contaminantes en el líquido a ser tratado.

7. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque además comprende por lo menos un tanque de fluido contaminado tratado acoplado de manera fluida a la salida de contaminante del recipiente que está a su vez conectado a la entrada de fluido en el recipiente para el procesamiento del fluido contaminado al pasar el fluido contaminado tratado a través del sistema.

8. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque incluye una turbina conectada a la salida de vapor del recipiente y operativamente conectado a un generador eléctrico.

9. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque incluye un retorno de fluido tratado entre una salida de la turbina y la entrada de fluido en el recipiente.

10. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque el eje se extiende fuera del recipiente y es acoplado a un generador eléctrico.

11. El sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el eje está directamente acoplado al generador eléctrico.

12. Un sistema para procesar fluidos, caracterizado porque comprende: un recipiente alargado que tiene una entrada de fluido y un eje a través del recipiente, en donde el recipiente alargado y el eje están orientados horizontalmente; un medio para comprimir centrífugamente y axialmente un fluido a través del recipiente en donde el medio para comprimir centrífugamente y axialmente comprende un conjunto próximo de bandejas y deflectores separados alternativamente, las bandejas están unidas al eje y tienen una pluralidad de colectores a través de los cuales pasa el fluido, en donde cada uno de la pluralidad de colectores y la pluralidad de aberturas tiene una entrada de un primer diámetro y una salida de un segundo diámetro más pequeño; un medio para hacer girar el eje para accionar el medio para comprimir centrífugamente y axialmente, en donde el medio para hacer girar el eje comprende un conjunto distal de bandejas y deflectores separados alternativamente, las bandejas están unidas al eje y tienen una pluralidad de colectores a través de los cuales pasa el fluido, los deflectores están unidos al recipiente y tienen una pluralidad de aberturas a través de las cuales pasa el fluido, en donde cada uno de la pluralidad de colectores y la pluralidad de aberturas tienen una entrada de un primer diámetro y una salida de un segundo diámetro más pequeño; y una salida de fluido en el recipiente.

13. El sistema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende un medio para bombear el fluido axialmente a través del recipiente.

14. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque que el medio para bombear axialmente comprende una cámara de entrada dispuesta entre la entrada de fluido y el medio para comprimir centrífugamente y axialmente.

15. El sistema de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la cámara de entrada funciona como una bomba axial una vez que el sistema se corre a una velocidad de rotación de operación.

16. El sistema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el conjunto distal de bandejas y deflectores separados alternativamente funciona como una turbina de gas sin luz o una turbina hidráulica/o de agua.

17. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12-16, caracterizado porque el medio para comprimir centrífugamente y axialmente vaporiza por lo menos una parte del fluido a través de cavitación de tal manera que el fluido comprende sólidos disueltos no vaporizados, un líquido y un vapor.

18. El sistema de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el medio para comprimir centrífugamente y axialmente causa compresión centrífuga del fluido, lo que resulta en sólidos vaporizados no disueltos y por lo menos parte del líquido se mueve hacia una pared exterior del recipiente.

19. El sistema de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el medio para comprimir centrífugamente y axialmente causas compresión de flujo axial del líquido y el vapor aumentando la presión del fluido.

20. El sistema de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la salida de fluido comprende salidas de líquido y vapor separados.

21. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque además comprende un medio para descargar el fluido en las salidas de líquido y vapor separados, lo que resulta en una reducción de la presión y una separación física de los sólidos disueltos no vaporizados y el líquido del vapor.