MXPA97002074A - Sistema y metodo de adsorcion electricamente conductor - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de adsorción eléctricamente conductor para separar especies de diferentes características de adsorción en un fluido, caracterizado porque comprende:un recipiente de contención;un lecho adsorbente permeable eléctricamente conductor en el recipiente que tiene una pluralidad de sitios de adsorción;una estructura portadora para suministrar el fluido contaminado en una superficie del lecho y para recibir el fluido descontaminado en otra superficie de lecho;y un par de electrodos espaciados para aplicar una corriente a través del lecho durante la adsorción para calentar el lecho para inhibir la adsorción del lecho de las especies más fuertemente adsorbidas que ocuparían los sitios de adsorción en el lecho incrementando asílos puntos de adsorción disponibles para la adsorción por parte del lecho de la especie menos fuertemente adsorbida.

Description

SISTEMA Y MÉTODO DE SORCION ELÉCTRICAMENTE CONDUCTOR CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un sistema de sorción eléctricamente conductor mejorado y un método que puede lograr tanto la adsorción y regeneración in si tu para separar las especies de diferentes características de adsorción, y más particularmente a tal sistema que puede separar las especies de diferentes características de adsorción.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un tipo de purificador de agua convencional emplea aire para separar los contaminantes orgánicos volátiles (punto de ebullición bajo) del agua. Históricamente, el aire descargado de la purificación se liberaba simplemente a la atmosfera. Debido a que este aire está contaminado, ya no resulta aceptable en muchas aplicaciones. Por lo tanto el aire debe limpiarse y desechar los contaminantes apropiadamente . Una solución aceptada y práctica es hacer fluir el aire contaminado del separador a través o sobre un lecho absorbente tal como carbón activado, a la que se referirá de aquí en adelante como carbón, que capturará apropiadamente los contaminantes. Sin embargo, ya que el aire está separando los contaminantes del agua, el aire también está cargado con humedad. Esto limita la efectividad del carbón debido a que la humedad ocupa muchos de los puntos de absorción en el carbón que idealmente deberían estar ocupados por la especie contaminante, por ejemplo, tricloroetileno (TCE) . Para mejorar la eficiencia de tales sistemas, el aire debe ser precalentado antes de entrar al lecho para reducir la humedad relativa, pero esto requiere de un calentador especial y de energía agregada para calentar la gran masa de aire que fluye a través del lecho. Después de un tiempo, el lecho se carga con el contaminante orgánico volátil (VOC) y humedad y se vuelve ineficiente; el lecho debe entonces, regenerarse por calentamiento, por ejemplo a 100°C, para desplazar tanto el contaminante volátil y la humedad. Cuando el lecho de carbón se utiliza para limpiar líquidos contaminados con moléculas orgánicas más complejas y pesadas, el lecho debe calentarse a temperaturas aún mayores, por ejemplo 800 °C, para la regeneración. A estas temperaturas de regeneración elevadas (800°C) se requiere de un horno especial, y la regeneración no se realiza normalmente in si tu . Todo el lecho se transporta al horno de alta temperatura para su regeneración y después se regresa y se reinstala para reiniciar la operación, un procedimiento costoso y que consume tiempo. El costo de operación principal del proceso de carbón activado es el costo de la regeneración. El vapor es el medio más común de regeneración del carbón. El agua se calienta primero hasta vapor en un calentador y el vapor se hace pasar entonces sobre o a través del carbón. El vapor calienta el carbón hasta su temperatura de regeneración, los VOC se liberan y son lavados por el vapor. Los VOC se recuperan ya sea en un mezcla de agua por medio de condensación o separado por medio de condensación y separación de VOC/agua (decantación o destilación) . El proceso de calentar el carbón con vapor es ineficiente ya que el calor se transfiere indirectamente primero al agua para producir el vapor y después al carbón por medio de la capacidad térmica del vapor. Los sistemas de vapor también requieren de equipo de destilación costoso necesario para separar los VOC del agua, lo que incrementa adicionalmente los requerimientos de energía. Otro método de regenerar el carbón activado se ha introducido recientemente e involucra el uso de un gas inerte seco, tal como nitrógeno, para las aplicaciones de recuperación de solventes. El gas inerte se calienta primero por arriba de la temperatura de regeneración del carbón y después se pasa sobre el lecho de carbón. Conforme el carbón se calienta, los VOC se separan del carbón y son purgados fuera del lecho de carbón de una manera similar al vapor. La ventaja principal de este método es que debido a que el gas inerte es seco, los VOC se pueden recuperar directamente por enfriamiento y condensación sin ninguna separación de agua/VOC, los costos de operación de este sistema pueden ser menores para la remoción y separación de los solventes solubles donde otras etapas de evaporación son requeridas, por ejemplo destilación. Sin embargo, debido a que la capacidad térmica del gas inerte es menor que la del vapor, se requiere de más gas para calentar el carbón, desde un punto de vista tanto de la tasa de flujo volumétrico y tiempo de flujo. Como resultado, el costo de capital del sistema de recuperación de VOC para el gas inerte es mucho más alto que el del vapor. Con respecto a la absorción, aunque los problemas se han explicado en términos de que el agua es la especie que se desea inhibir que ocupe los puntos de absorción en el lecho de carbón de manera que se pueda recolectar más efectivamente el TCE, el problema es más amplio que esto. Puede ocurrir entre cualesquiera dos o más especies que utilicen un material adecuado para el lecho de sorbente descontaminante . En un sistema de la técnica previa, revelado en la patente de Tigglebeck et al, Patente Norteamericana No. 5,187,131, enseña la regeneración in si tu, sin embargo, este sistema utiliza una técnica similar a la técnica de gas inerte previa que se describió anteriormente. El utilizar un gas inerte para purgar el lecho de carbón es ineficiente desde el punto de vista energético e incrementa los costos de operación . Otro sistema de la técnica previa, revelado en la solicitud de Patente Europea No. 83306795, adjudicada a Rintoul, enseña la regeneración remota en oposición a in si tu del carbón activado. Este sistema también requiere el uso de un gas inerte o vapor para purgar los contaminantes del carbón.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Por lo tanto es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema mejorado y un método de regeneración in si tu de carbón y otros medios de sorción conductores. Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un sistema de sorción y un método mejorados. Otro objeto adicional de la presente invención es proporcionar tal sistema de método y sorción mejorados que inhiban la recolección de las especies más inocuas que compiten por los puntos de adsorción en el carbón.

Un objeto adicional de esta invención es proporcionar tal sistema y métodos de sorción mejorados que utilicen esencialmente el mismo equipo para la regeneración. Otro objeto adicional de la presente invención es proporcionar un sistema y método de regeneración y sorción in si tu mejorados que sean más económicos y simples. La invención resulta de la apreciación de que el carbón activado y otros materiales conductores se pueden calentar eficientemente utilizando el calentamiento por resistencia eléctrica. Además, la sorción mejorada se puede efectuar calentando eléctricamente el lecho de adsorción (a unos cuantos grados por arriba de la temperatura ambiente) en lugar del aire húmedo, contaminado, entrante para inhibir la recolección por parte del lecho de la especie más fuertemente adsorbida (a temperatura ambiente, es decir agua) y para aplicar la energía térmica intermitentemente para minimizar el calentamiento del efluente, es decir del aire y utilizar el mismo agente de calentamiento para elevar el lecho a una temperatura más elevada para regenerar el lecho in si tu . Esta invención presenta un sistema de sorción eléctricamente conductor para separar las especies de diferentes características de adsorción en el fluido incluyendo un recipiente de contenimiento y un lecho desorbente permeable eléctricamente conductor en el recipiente que tiene una pluralidad de puntos de adsorción.

Hay una estructura portadora para suministrar el fluido contaminado en una superficie del lecho y recibir el fluido descontaminado en otra superficie del lecho. Un par de electrodos separados suministran la corriente a través del lecho durante la adsorción para calentar el lecho para inhibir la adsorción del lecho de la especie más fuertemente adsorbida que ocupa los puntos de adsorción en el lecho, incrementando así los puntos de adsorción disponibles para la adsorción del lecho de la especie menos fuertemente adsorbida. En una modalidad preferida, el recipiente puede ser generalmente cilindrico y puede estar aislado térmicamente. El lecho sorbente puede ser granular, en forma de bolitas y puede estar hecho de carbón. El medio aislante puede ser un revestimiento entre el recipiente y el lecho sorbente fabricado de cerámica o tetrafluoroetileno . La estructura portadora puede incluir una o más perforaciones en los electrodos, o puede incluir una entrada y salida orientada lateralmente al lecho entre los electrodos. Las superficies pueden ser los extremos opuestos del lecho. La especie menos fuertemente adsorbida puede ser agua. El recipiente contaminado puede ser conductor y puede haber un medio eléctricamente aislante para el aislamiento eléctrico del lecho del recipiente. El lecho puede calentarse a aproximadamente 20°C por arriba de la temperatura de entrada del fluido. Puede haber un controlador para aplicar intermitentemente corriente a los electrodos para incrementar periódicamente la temperatura del lecho para desplazar la especie más fuertemente adsorbida y liberar más puntos de colección para la adsorción de la especie menos fuertemente adsorbida. Los electrodos pueden ser carbón y pueden incluir porciones salientes que se extienden en el lecho sorbente para incrementar el contacto eléctrico. Puede haber una estructura desviadora para empujar elásticamente los electrodos hacia un contacto constante con el lecho. La invención también presenta un sistema de regeneración de sorción eléctricamente conductor in si tu para retirar una o más especies adsorbidas en un fluido del lecho sorbente, incluyendo un recipiente de contención, un lecho sorbente permeable eléctricamente conductor en el recipiente que tiene una pluralidad de puntos de adsorción, un medio eléctricamente aislante para aislar eléctricamente el lecho del recipiente, una estructura de soporte para retirar la especie separada y un par de electrodos separados en contacto con el lecho para aplicar la corriente a través del lecho para calentar el lecho a por lo menos una temperatura elevada para separar por lo menos una especie adsorbida y regenerar el lecho. En una modalidad preferida la estructura portadora puede incluir una entrada y una salida para pasar el fluido de purga hacia y desde el lecho para purgar una o más especies adsorbidas. La estructura portadora puede incluir una salida para sacar una o más especies adsorbidas y puede incluir una salida para aplicar un vació para retirar una o más especies adsorbidas. La invención también presenta un sistema de sorción eléctricamente conductor in situ para separar especies de características de adsorción diferentes incluyendo agua en un fluido. Hay un recipiente de contención y un lecho sorbente permeable eléctricamente conductor en el recipiente que tiene una multiplicidad de puntos de adsorción. Un medio eléctricamente aislante aisla eléctricamente el lecho del recipiente y una estructura portadora suministra fluidos contaminados en una superficie del lecho y recibe el fluido descontaminado en otra superficie del lecho. Un par de electrodos separados aplican una corriente a través del lecho durante la adsorción. Un controlador para aplicar intermitentemente la corriente a los electrodos para calentar periódicamente el lecho para inhibir la adsorción por parte del lecho de agua que ocupa los puntos de adsorción en el lecho, incrementando así los puntos de adsorción para la adsorción por parte del lecho de la especie más fuertemente adsorbida . La invención también presenta un sistema de sorción eléctricamente conductor in si tu para inhibir la adsorción del agua de por lo menos otra especie de características de adsorción diferentes incluyendo un recipiente de contención, un lecho de carbón sorbente permeable eléctricamente conductor en el recipiente que tiene una pluralidad de puntos de adsorción y un medio eléctricamente aislante para aislar eléctricamente el lecho del recipiente. Hay una estructura portadora para suministrar el fluido contaminado a una superficie del lecho de carbón y para recibir el fluido descontaminado en otra superficie del lecho de carbón. Un par de electrodos separados aplican una corriente a través del lecho de carbón durante la adsorción para calentar el lecho de carbón para inhibir la adsorción por parte del lecho de carbón del agua que ocupa los puntos de adsorción en el lecho de carbón, incrementando así los puntos de adsorción disponibles para la adsorción por parte del lecho de carbón de la especie más fuertemente adsorbida. La invención también presenta un sistema de regeneración de sorción eléctricamente conductor in si tu para retirar una o más especies adsorbidas incluyendo agua en un fluido de un lecho sorbente. Hay un recipiente de contención , un lecho de carbón sorbente, permeable eléctricamente conductor que tiene una pluralidad de puntos de adsorción, un medio eléctricamente aislante para aislar eléctricamente el lecho del recipiente, una estructura portadora para retirar el agua y una o más especies adsorbidas, y un par de electrodos separados en contacto con el lecho para aplicar una corriente a través del lecho para calentar el lecho a por lo menos temperatura elevada para desorber el agua adsorbida por el lecho de carbón. Esta inveción también caracteriza un método de separación de especies de características adsortivas diferentes, que incluyen hacer fluir un fluido contaminado a través de un lecho sorbente eléctricamente conductor que tiene una multiplicidad de sitios de adsorción y proporcionar una corriente eléctrica a través del lecho sorbente para calentar el lecho e inhibir la adsorción por el lecho de la mayoría de la especie fuertemente adsorbida, la cual ocupa los sitios de adsorsión en el lecho para aumentar los sitios de adsorción disponibles para la adsorción por el lecho en la especie menos fuertemente adsortiva. En una modalidad preferida, la corriente eléctrica puede ser suministrada intermitentemente para mantener el calor del lecho y reducir al mínimo la transferencia de calor al efluente. La corriente eléctrica puede ser suministrada a una magnitud aumentada para calentar el lecho a una temperatura elevada para la regeneración in si tu .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Otros objetos, características y ventajas se les ocurrirán a aquellos con habilidad en la técnica a partir de la siguiente descripción de una modalidad preferida y los dibujos anexos, en los cuales: la Figura 1 es un diagrama en bloque, esquemático de un sistema sorbente eléctricamente conductor para separar especies de diferentes características de adsorción en un fluido de acuerdo con esta invención; la Figura 2 es una vista en sección más detallada de un lecho sorbente cilindrico de acuerdo con esta invención; la Figura 3 es un vista similar a la Figura 2 de una construcción alternativa de un lecho sorvente de acuerdo con esta invención; la Figura 4 es una vista en tres dimensiones de otra construcción alternativa de un lecho sorbente de acuerdo con esta invención; la Figura 5 es una vista más detallada del lecho de carbón de la Figura 4; y la Figura 6 es una vista en sección transversal, en elevación, lateral del lecho de carbón de la Figura 5. Esta invención puede realizarse en un sistema de sorción eléctricamente conductor para separar especies de diferentes características de adsorción en un fluido. Por ejemplo, el fluido puede ser aire el cual contiene vapor de agua y un contaminante tal como tricloroetileno (TCE) que ha sido separado por el aire del agua contaminada. El sistema incluye un recipiente de contención tal como un tanque metálico o plástico cilindrico y un lecho sorbente permeable eléctricamente conductor en el recipiente que tiene una pluralidad de puntos de adsorción. Típicamente el lecho sorbente puede ser carbón, o mas precisamente, carbón activado o puede ser alúmina activada, dependiendo de la separación deseada y la naturaleza de las especies a separarse. Si el sorbente es no-conductor, como gel de sílice o tamizados moleculares, se pueden agregar materiales conductores tales como fibras o esferas de cobre o plata al lecho sorbente. Típicamente, cuando se utiliza carbón este es granulado o en forma de bolitas. El lecho de carbón eléctricamente conductor está eléctricamente aislado del recipiente circundante por el medio de aislamiento que puede ser un revestimiento, por ejemplo, de cerámica o tetrafluoroetileno . A través de esta descripción, los materiales particulares dependen de la habilidad particular para resistir el ataque de materiales que aparecen en el proceso y las temperaturas a las que deben someterse. Hay una estructura de soporte para suministrar el fluido contaminado en una superficie del lecho y recibir el fluido descontaminado en otra superficie del lecho. Hay un par de electrodos espaciados para aplicar corriente a través del lecho durante el ciclo de adsorción para calentar el lecho para inhibir la adsorción por parte del lecho de las especies más fuertemente adsorbidas, por ejemplo el agua, que de otra forma ocuparían los puntos de adsorción en el lecho; esto incrementa los puntos de adsorción disponibles para la adsorción por parte del lecho de las especies menos fuertemente adsorbidas. El recipiente puede estar aislado térmicamente, por ejemplo, rodeando con una carpeta de fibra de vidrio o espuma rígida. Los electrodos pueden incluir una o más perforaciones de manera que formen una parte de la estructura portadora. Alternativamente, la estructura portadora puede incluir entradas y salidas laterales al lecho que están colocadas entre los electrodos separados. En el primer caso los extremos del lecho cilindrico son las superficies que reciben y emiten el fluido contaminado y descontaminado, respectivamente. En último caso, en donde la entrada y salida están dispuestas lateralmente, aquellas superficies están en la pared cilindrica del lecho. Típicamente, durante el ciclo de adsorción el lecho es calentado periódicamente hasta aproximadamente 10 a 20°C por arriba de la temperatura de entrada del fluido. Un controlador aplica intermitentemente corriente a los electrodos para elevar periódicamente la temperatura del lecho al nivel para desplazar la especie más fuertemente adsorbida en este ejemplo, el agua, y liberar así más puntos de adsorción para la adsorción por parte de las especies menos fuertemente adsorbidas, en este ejemplo, TCE. El controlador puede ajustarse de manera que el ajuste alto sea a 20°C por arriba de la temperatura de entrada del fluido pero su ajuste bajo puede ser una fracción o más °C por abajo del ajuste alto. Esto se realiza de manera que la energía suministrada sea justamente suficiente para mantener el lecho a una temperatura en donde la especie más fuertemente adsorbida, es decir el agua, sea desplazada de los puntos de adsorción para evitar que el lecho se sature y mantenga su eficiencia mientras que al mismo tiempo se asegure que el lecho no se mantenga constantemente a 20°C por arriba de la temperatura ambiente, ya que si así fuera entonces el sistema estaría calentando también el fluido de entrada (es decir, el aire cargado con el agua y el contaminante TCE) a la misma temperatura. Uno de los objetos de esta invención es calentar solamente el lecho y minimizar el calentamiento del fluido ya que se aprecia que es solamente el lecho el que necesita calentarse para evitar que el agua u otra especie sature el lecho y que se requiere de una mayor cantidad de energía para calentar continuamente el aire que se requiere para calentar periódicamente el lecho. Los electrodos independientemente si están perforados o no, pueden estar hechos también de carbón o acero inoxidable y pueden incluir porciones proyectantes, dedos por ejemplo, que se extiende en el lecho sorbente para incrementar el contacto eléctrico con el lecho y reducir la producción de arco eléctrico. Esto permite por el hecho que el lecho de carbón se expandirá y contraerá con la temperatura causando un cambio en el contacto eléctrico. Los dedos proyectantes son una técnica para mejorar el contacto eléctrico bajo tales condiciones. Otra técnica es utilizar cierta clase de medios de desviación tales como resorte para empujar constantemente los electrodos en cualquiera de los extremos hacia el lecho de manera que sigan en efecto el limite de expansión y encogimiento del lecho de carbón. La invención se logra también con tal estructura en la que el lecho de sorbente eléctricamente conductor se puede utilizar no solamente para la adsorción sino también para la regeneración in si tu del lecho de carbón. En tal caso una temperatura elevada de 100 °C se puede aplicar con el mismo aparato como se describió previamente para regenerar el lecho desplazando las especies adsorbidas en el ejemplo específico al que se refirió, al TCE. La misma estructura portadora se puede utilizar para pasar un fluido de purga tal como un gas inerte como el nitrógeno, para purgar la o las especies adsorbidas durante el ciclo de regeneración. Alternativamente, en lugar de un fluido de purga, se puede conectar una unidad de vacío a un puerto de salida para sacar las especies separadas durante la regeneración. La remoción se puede realizar también simplemente abriendo la estructura portadora a un sistema de recolección y permitiendo que las especies adsorbidas liberadas migren hacia afuera.

En la Figura 1 se muestra un sistema de sorción 10 eléctricamente conductor de conformidad con esta invención que incluye un recipiente 12 que incluye un lecho sorbente, un controlador 14 para controlar la temperatura del lecho, y una fuente de energía 16 que responde al controlador 14 para suministrar a través de las líneas 17 y 19 la cantidad apropiada de energía eléctrica para mantener el lecho a la temperatura deseada. En la modalidad específica ilustrada en la Fiigura 1, el sistema 10 se puede operar en tres diferentes modalidades: la modalidad de adsorción/inhibición 18, donde el TCE es adsorbido pero la adsorción de la humedad o el agua se inhibe; una modalidad de regeneración 20, donde el lecho de carbón se puede regenerar in si tu ; y una modalidad de reactivación 22, donde el carbón puede reactivarse completamente in si tu . En este ejemplo específico, durante la modalidad de adsorción/inhibición 18, la temperatura del aire cargado con humedad y el TCE se introducen en la entrada 24, donde la temperatura de la entrada es detectada por el termopar 26 y de ahí se suministra una señal representativa al controlador 14. La temperatura del lecho se detecta por el termopar 28 y también se suministra una señal representativa de esto al controlador 14. En la modalidad de adsorción/inhibición 18 el ajuste alto 30 para la temperatura del lecho se puede colocar a la temperatura de entrada del termopar 26 más 20 °C. El ajuste bajo 32 se puede colocar a .5°C, o 5°C o 10°C por abajo de eso. La colocación depende de los requerimientos de energía y de la eficiencia deseada. El ajuste más bajo 32 se elige de manera que el lecho sea energizado intermitentemente por la fuente de energía 16 bajo el control del controlador 14 suficientemente para desplazar la especie más adsorbida, en éste ejemplo el agua, mientras se evita mantener el lecho a una temperatura fija lo que calentaría necesariamente el aire entrante en la entrada 24 a sustancialmente la misma temperatura, originando las mismas ineficiencias que ocurrían con la técnica previa, donde los calentadores se utilizaban para calentar todo el aire contaminado para reducir su humedad relativa y por lo tanto su adsorción. El aire descontaminado se extrae a través de la salida 34 . Después de un período de tiempo, cuando la descontaminación se hace menos eficiente, la modalidad de regeneración se puede efectuar operando simplemente el controlador para conectar la fuente de energía constantemente para elevar la temperatura del lecho a 180°C y desplazar el TCE. En esta operación se puede utilizar un gas inerte tal como nitrógeno para purgar el lecho mientras se mantiene a una temperatura de 180°C. La purga puede realizarse en la misma dirección como se ilustra en la Figura 1 y empleada en la modalidad de inhibición del adsorbente, o la dirección de gas de purga puede revertirse de manera que la salida 34 se vuelva la entrada y la entrada 24 se convierta en la salida. Si las especies contaminantes son más pesadas, menos moléculas orgánicas volátiles, se puede hacer que el lecho sufra una modalidad de reactivación 22 de hasta aproximadamente 800 °C para romper estás moléculas más pesadas y lograr que estás se extraigan del lecho también. Sin embargo, de acuerdo con esta invención esta reactivación, así como la regeneración se pueden realizar in si tu utilizando el mismo aparato en el mismo lugar como se utilizó para la operación de la modalidad adsorbente/inhibición 18. En una modalidad, el recipiente 12, Figura 2, puede incluir un aislamiento térmico 40 tal como una carpeta de fibra de vidrio o una espuma rígida alrededor del recipiente cilindrico 12. El lecho de carbón 42 está formado de una pluralidad de granulos o bolitas 44 que están aislados del recipiente 12 por un medio aislante 46 tal como un forro de cerámica o tetrafluoretileno, por ejemplo. El lecho de carbón 42 se puede mantener en su lugar por tableros superior e inferior 48 y 50. Un par de electrodos 52, 54 que pueden estar también hechos de carbón se colocan en cualquier extremo del lecho 42. Los electrodos 52 y 54 pueden contener perforaciones 56 y 58 que junto con la entrada 24 y la salida 34 forman una estructura portadora para permitir que el gas contaminado entre en un extremo del lecho de carbón 42, sea descontaminado, y salga como un fluido limpio a través del otro extremo del lecho de carbón. Para mejorar el contacto entre los electrodos de carbón y el lecho 42, pueden agregarse dedos 60 como se ilustra con respecto al electrodo 54 que se extienden en el lecho de carbón 42 para mantener un contacto íntimo e incrementar la superficie de contacto entre el lecho y el electrodo. Esto reduce la producción de arco eléctrico y también asegura que aún cuando el lecho 42 se expanda y se contraiga con los cambios en la temperatura, habrá el suficiente contacto eléctrico entre el electrodo 54 y el lecho de carbón 42. Se pueden utilizar dedos similares con respecto al electrodo 52. Para garantizar adicionalmente que los electrodos 52 y 54 mantengan un buen contacto con el lecho de carbón 42, se pueden suministrar medios de desviación tales como resortes 62, 64 y resortes 66, 68 que proporcionen un desplazamiento desviado hacia adentro en los electrodos 52 y 54, respectivamente, para empujarlos constantemente hacia el lecho de carbón 42. En una modalidad alternativa, la Figura 3, los electrodos 52a y 54a pueden ser sólidos, con la excepción de un orificio único 70, 72 en cada uno a través del cual la salida extendida 34a y la entrada 24a se extiendan. La entrada 24a se expande para formar una cámara 74 que se comunica con el múltiple 76 para distribuir el fluido contaminado entrante en el lecho 42. Un múltiple 78 similar comunica con una cámara similar 80 formada al final de la entrada 34a para actuar como un colector para el efluente Limpio. Como una alternativa adicional, la entrada y la salida 24a, 34a, respectivamente se pueden diseñar para una aproximación lateral como se ilustra en 24b y 34b, que comunican con el lecho 42 lateralmente en la pared lateral cilindrica entre los electrodos 52a y 54a en lugar de o a través de esos electrodos. Como se mostró específicamente con respecto a la salida 34b, la remoción de las especies purgadas durante la regeneración y/o reactivación se puede lograr a través de la válvula 84 ya sea abriendo la válvula hacia un sistema de colección complementario 86, o a una unidad de vacío 88 la cual extraerá las especies contaminadas sin la necesidad de un fluido de purga especial. En una modalidad alternativa, Figura 4, el gas fluye normal, flechas 100, 102 al plano de los electrodos 104, 106 de manera que los electrodos no tienen que estar perforados para distribuir el flujo. El lecho 108 de bolita de carbón, Figuras 5 y 6, está alojada en una tela de fibra de vidrio tejida 110 (como aislamiento eléctrico) que a su vez está alojada en una caja metálica 112 con un soporte 113 de trama metálica de base. Los electrodos de acero inoxidable 104,106 están aislados de la caja metálica 112 por un revestimiento de teflón 114. Las cables de energía 116, 118 están conectados a los electrodos de acero inoxidable 104, 106. Todo el lecho de bolitas de carbón 108 está alojado en el soporte del lecho de tambor de acero 120, Figura 4. Los ductos de entrada y salida 122, 124 se suministran en el tambor de acero 120 y permiten que el gas contaminado o el gas de regeneración inerte fluya hacia adentro y hacia afuera del sistema; las bolitas de carbón distribuyen el flujo a través de la sección transversal del lecho de carbón. Aunque se muestran características específicas de esta invención en algunos dibujos y no en otros, esto es por conveniencia solamente ya que cada característica se puede combinar con cualquiera o todas las otras características de conformidad con la invención. Otras modalidades se les ocurrirán a aquellos familiarizados con la técnica y estas se encuentran dentro de las siguientes reivindicaciones: Lo que se reivindica es:

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de sorción eléctricamente conductor para separar especies de diferentes características de adsorción en un fluido, caracterizado porque comprende: un recipiente de contención; un lecho sorbente permeable eléctricamente conductor en el recipiente que tiene una pluralidad de sitios de adsorción; una estructura portadora para suministrar el fluido contaminado en una superficie del lecho y para recibir el fluido descontaminado en otra superficie del lecho; y un par de electrodos espaciados para aplicar una corriente a través del lecho durante la adsorción para calentar el lecho para inhibir la adsorción del lecho de las especies más fuertemente adsorbidas que ocuparían los sitios de adsorción en el lecho incrementando así los puntos de adsorción disponibles para la adsorción por parte del lecho de la especie menos fuertemente adsorbida.

2. El sistema de adsorción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el lecho sorbente es granular.

3. El sistema de adsorción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el lecho sorbente es en forma de bolitas.

4. El sistema de adsorción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el lecho sorbente es carbón.

5. El sistema de adsorción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el revestimiento es tetrafluoroetileno .

6. El sistema de adsorción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura portadora incluye una o más perforaciones en los electrodos.

7. El sistema de adsorción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las superficies están en extremos opuestos del lecho.

8. El sistema de adsorción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la especie menos fuertemente adsorbida es agua.

9. El sistema de adsorción de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el lecho se calienta a aproximadamente 20 °C por arriba de la temperatura de entrada del fluido.

10. El sistema de adsorción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque incluye un controlador para aplicar intermitentemente corriente a los electrodos para elevar periódicamente la temperatura del lecho para desplazar la especie más fuertemente adsorbida y liberar más puntos de adsorción para la adsorción de las especies menos fuertemente adsorbidas.

11. El sistema de adsorción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el recipiente de contención es eléctricamente conductor y hay un medio eléctricamente aislante para aislar eléctricamente el lecho del recipiente.

12. Un sistema de adsorción y regeneración eléctricamente conductor in si tu para extraer una o más especies adsorbidas en un fluido de un lecho sorbente colectando una o más especies contaminadas del fluido en un lecho sorbente y subsecuentemente retirando los contaminantes del lecho, caracterizado porque comprende: un recipiente de contención; un lecho sorbente permeable eléctricamente conductor en el recipiente que tiene una pluralidad de sitios de adsorción; un medio eléctricamente aislante para aislar eléctricamente el lecho del recipiente; una estructura portadora para suministrar fluido contaminado en una superficie del lecho y para recibir el fluido descontaminado en otra superficie del lecho ,- una estructura portadora para retirar una o más especies adsorbidas; un par de electrodos separados en contacto con el lecho para aplicar corriente a través del lecho para calentar el lecho a por lo menos una temperatura elevada para separar por lo menos una especie adsorbida y regenerar el lecho; un controlador para aplicar intermitentemente corriente a los electrodos para incrementar periódicamente la temperatura del lecho para desplazar la especie más fuertemente adsorbida y liberar más puntos de adsorción para la adsorción de las especies menos fuertemente adsorbidas.

13. El sistema de sorción y regeneración eléctricamente conductor in si tu de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado por que la estructura portadora incluye una salida para aplicar un vacío para retirar una o más especies adsorbidas.

14. Un sistema de sorción eléctricamente conductor in si tu para separar especies de diferentes características de adsorción incluyendo agua en un fluido, caracterizado porque comprende : un recipiente de contención; un lecho sorbente permeable eléctricamente conductor en el recipiente que tiene una pluralidad de puntos de adsorción; un medio eléctricamente aislante para aislar eléctricamente el lecho del recipiente; una estructura portadora para suministrar el fluido contaminado en una superficie del lecho y para recibir el fluido descontaminado en otra superficie del lecho; un par de electrodos separados para aplicar corriente a través del lecho durante la adsorción; y un controlador para aplicar intermitentemente corriente a los electrodos para calentar periódicamente el lecho para inhibir la adsorción por parte del lecho del agua, que de otra forma ocuparía los puntos de adsorción en el lecho incrementando así los puntos de adsorción disponibles para la adsorción por parte del lecho de la especie más débilmente adsorbida.

15. Un sistema de sorción eléctricamente conductor in si tu para separar agua de por lo menos otra especie de diferentes características de adsorción, caracterizado porque comprende : un recipiente de contención; un lecho de carbón sorbente permeable eléctricamente conductor en el recipiente que tiene una pluralidad de puntos de adsorción; un medio eléctricamente aislante para aislar eléctricamente al lecho del recipiente; una estructura portadora para suministrar fluido contaminado en una superficie del lecho de carbón y para recibir el fluido descontaminado en otra superficie del lecho de carbón; un par de electrodos espaciados para aplicar corriente a través del lecho de carbón durante la adsorción para calentar el lecho de carbón para inhibir la adsorción por parte del lecho de carbón del agua que de otra forma ocuparía los puntos de adsorción en el lecho de carbón incrementando así los puntos de adsorción disponibles para la adsorción por parte del lecho de carbón de la especie más fuertemente adsorbida; y un controlador para aplicar intermitentemente corriente a los electrodos para calentar periódicamente el lecho para inhibir la adsorción por parte del lecho del agua, que de otra forma ocuparía los puntos de adsorción en el lecho incrementando así los puntos de adsorción disponibles para la adsorción por parte del lecho de la especie más débilmente adsorbida.

16. Un sistema de sorción y regeneración eléctricamente conductor in si tu para retirar una o más especies adsorbidas incluyendo agua en un fluido de un lecho de sorbentes colectando una o más especies contaminantes de un fluido en un lecho sorbente y retirando subsecuentemente los contaminantes del lecho, caracterizado porque comprende: un recipiente de contención; un lecho de carbón sorbente permeable eléctricamente conductor en el recipiente que tiene una pluralidad de puntos de adsorción; un medio eléctricamente aislante para aislar eléctricamente el lecho del recipiente; una estructura portadora para retirar el agua y una o más especies adsorbidas; un par de electrodos separados en contacto con el lecho para aplicar corriente a través del lecho para calentar el lecho a por lo menos una temperatura elevada para separar el agua adsorbida por el lecho de carbón; y un controlador para aplicar intermitentemente corriente a los electrodos para calentar periódicamente el lecho para inhibir la adsorción por parte del lecho del agua, que de otra forma ocuparía los puntos de adsorción en el lecho incrementando así los puntos de adsorción disponibles para la adsorción por parte del lecho de la especie más débilmente adsorbida.

17. Un método para separar especies de diferentes características de adsorción, caracterizado porque comprende: el flujo de un fluido contaminado a través de un lecho sorbente eléctricamente conductor que tiene una multiplicidad de puntos de adsorción; y proporcionar una corriente eléctrica a través del lecho para calentar el lecho para inhibir la adsorción por parte del lecho de la especie más fuertemente adsorbida que ocupa los puntos de adsorción en el lecho para incrementar los puntos de adsorción disponibles para la adsorción por parte del lecho de las especies menos fuertemente adsorbidas.

18. El método de separar las especies de diferentes características de adsorción de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado por que la corriente eléctrica se suministra intermitentemente para mantener el calor del lecho y minimizar la transferencia de calor al flujo de gas contaminado.

19. El método de separar especies de diferentes características de adsorción de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado por que la corriente eléctrica se suministra con una magnitud incrementada para calentar el lecho a una temperatura elevada para la regeneración in si tu .