WO2016076700A2 - Reactor de electro deionización para polarización de agua, tratamiento de agua, tratamiento de agua residual, fluidos en general y solidos que contengan agua, humedad u otro fluido, por electro-polarización. - Google Patents

Abstract

La présenle invención se refiere a un reactor de electro-deíonización para tratamiento de fluidos, que comprende una pluralidad de polarizadores iónicos que conforman un arreglo de polarizadores, cada uno de ellos comprendiendo una envolvente cuya función es la de un contenedor, una mezcla de tratamiento químico dispuesta dentro del contenedor, dicha mezcla se comprende de material ferromagnético en tamaños que serán de 25 hasta 500 mieras, y un material diamagnético, no conductor piezoeléctrico, y un borne de conexión eléctrica; una estructura conectora que conecta eléctricamente al borne de cada uno de la pluralidad de polarizadores iónicos; una primer malla dispuesta concéntricamente al arreglo de la pluralidad de polarizadores iónicos; una segunda malla dispuesta concéntricamente a la primer malla; un primer aislador y un segundo aislador que cubren y aislan el reactor; un tercer aislador que comprende un dispositivo electromecánico para generar y controlar la demanda de electrones, dicho dispositivo electromecánico conecta una pluralidad de cables a la estructura comedora que conecta eléctricamente al borne de los polarizadores iónicos, con una fuente de energía de corriente directa con sistema electrónico de control de diferencial de potencial y de by pass de la energía.

Description

REACTOR DE ELECTRO DEIONIZACION PARA POLARIZACIÓN DE AGUA, TRATAMIENTO DE AGUA, TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL, FLUIDOS EN GENERAL Y SOLIDOS QUE CONTENGAN AGUA, HUMEDAD U OTRO FLUIDO, POR

ELECTRO-POLARIZACIÓN

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se relaciona al sector Primario: Agricultura, Ganadería, Piscicultura, Minería y Forestal; en el Secundario: Industria en General; en el Terciario: Servicios Municipales (Agua potable, Agua municipal), Turísticos, Comercio, Salud (Hospitales). Y en General donde se aplica el Uso de! Agua Potable, Agua de Proceso, Agua Residual, Fluidos en General como Aceites, Combustibles, lixiviados, Aguas Congénitas, Solidos conteniendo un porcentaje de Agua (Humedad) o cualquier tipo de fluido, que pueda ser polarizado, deionizado, procesado o cambiado sus propiedades Físicas, Químicas o Biológicas, por la acción del Reactor de Deionizacion y sus electrodos de deionización o polarización (en sus distintos materiales de fabricación corno metales, polímeros, cerámicas, etc.) y el Uso o no uso de Energía Eléctrica. Esto podrá lograr: aumentar la solvencia (o Hidratación) del Agua, la separación de Contaminantes Contenidos en el Agua, Cambio de pH, Modificación de la Viscosidad y Densidad de cualquier Fluido, Separación de Emulsiones, Aumento de la Eficiencia de Reacciones de elaboración de productos y oíros como la combustión, Menor uso de energía para alcanzar el punto de ebullición, inhibir el efecto de incrustación de las sales disueitas en el Agua, inhibir la participación de los contaminantes en las reacciones principales de elaboración de Productos, Variación en la Reticulación de las sales contenidas en los Fluidos, Re direccionamiento de enlaces. Modificación del Giro (Spin) o memento y frecuencia del movimiento de electrones de cualquier átomo o molécula de cualquier sustancia, con el uso de Reactores de Electro Deionizacion con Deionizadores o Poiarizadores Con o Sin el Uso de Energía Eléctrica. La problemática del Agua permanece en constante crecimiento a nivel Global, las concentraciones de sales en la misma, han aumentado tanlo que causan severas incrustaciones en ios sistema de transferencia de calor o en el caso del Agua para beber, sales dañinas en grandes cantidades son cada vez más frecuentes, y perjudiciales para la vida en general en el Planeta. En el Agua Residual de procesos industriales o Naturales encontramos un problema aún más severo, ya que también continua en constante crecimiento y no por que crezca la industria, sino porque los proceso actuales de tratamiento de Agua, logran formar gases contaminantes como C02 o masas más toxicas al mezclar químicos con materiales contaminantes contenidos en el Agua, estas masas invariablemente regresan al cauce de algún Rio, Lago o Mar, logrando una continua amenaza por el crecimiento imparable de la contaminación en el Agua.

Los esfuerzos realizados con sistemas de tratamiento han sido desde materiales para ionizar el Agua, hasta proceso Químicos, Bacteriológicos o Físicos para lograr tal fin pero como es expuso logran solo acrecentar el problema o se ven limitados para poder tratar muestras con alta toxicidad.

La presente invención involucra un "REACTOR DE ELECTRO DEIONIZACION CON POLARIZ ADORES IÓNICOS" (R.E.D.P.I.), que tiene como finalidad: La SEPARACIÓN de SALES o CONTAMINANTES, ya sea en forma Iónica, Suspensión o Emulsión (MICRO o MACROMOLECULAR) contenidos en el AGUA o en Fluidos. Esto se lograr por la acción de dos procesos en forma simultanea; uno es inhibiendo o disminuyendo la energía de los enlaces de los electrones por medio de impulsos electromagnéticos a través de los Poíarizadores Iónicos potencializándolos con energía eléctrica de corriente continua que induce una frecuencia al fluido, reduciendo el movimiento Orbital de electrones del Agua y de los Contaminantes en el R.E.E.M.P.E*, afectando también sus momentos magnéticos y giro; el otro es !a acción de generar un campo eléctrico por medio de una catado y un ánodo (Electrólisis) emitiendo electrones sin llegar a la ruptura de ía molécula del agua (no ¡imitativo), estos chocaran con los electrones disminuidos logrando el Rompimiento de los enlaces y consecuentemente la separación de sales o contaminantes. Ai realizar estas acciones las sales o contaminantes, saturan sus octetos en su última capa de electrones y quedan inertes y al no combinarse fácilmente, forman una separación de fases bien definidas, teniéndose una masa de fácil retiro por cualquier método mecánico, y esto se logra sin ninguna carga adicional de químicos que los haga más tóxicos y con una gran probabilidad de Re Uso en muchos procesos industriales o naturales; como es el caso del Agua Municipal, lo que antes eran heces fecales contaminantes con este proceso ahora son Abono Inerte de muy alta calidad.

La presente invención basa su Novedad y Actividad Inventiva en varios puntos con respecto a otras invenciones en el estado de ia técnica:

1 .- La generación de Campo Eléctrico para la emisión de electrones (electr lisis), se realiza por medio de dos jaulas de Faraday colocadas concéntricamente, y cada Jaula contiene varias espiras (Enrollados) (fig. 7,8) (no limitativo), arreglo que incrementa hasta unas 100 veces más las superficies de interacción, comparados o en relación a usar simples electrodos (US 20030201235, US 2004035802), como se muestra es otras patentes. A través de la red que se crea en las Jaulas, se presenta el fenómeno de generación de campos eléctricos, en cada sección de alambre que conforman las jaulas, logrando una Red de Turbulencia electromagnética, que potencializa el proceso, acelerándolo hasta en un 500% y a su vez genera un movimiento continuo del fluido a través de la dicha Red, aunque para asegurar la mayor eficiencia en esta invención, durante el proceso se hará uso de agitación o burbujeo de aire dependiendo del tipo de muestra y productos esperados de la misma. En el caso del ánodo (fig. 8), es un perfecto electrodo de sacrificio, porque prácticamente es chatarra lo que se utiliza (malla de fierro) y no un valioso electrodo de fabricación especial como lo hacen en otras invenciones. Por la gran eficiencia alcanzada el proceso puede ser realizado en un solo Reactor aunque puede haber procesos que requieran dos o tres reactores pero que no se comparan con instalar hasta 90 secciones para llevar a cabo la electrólisis (MX 266353 B). La Jaula de Faraday Interior o Cátodo, tiene la doble función de servir como atrayente de Cationes y como Protector de los POLARIZADORES IÓNICOS, alojados en el centro de la misma, por el efecto de cancelamiento de campo dentro de la misma (efecto de Jaula de Faraday), con esto evitamos que se presente una Reducción o corrosión y permanezcan en óptimo funcionamiento. Al tener una mayor superficie de transferencia de electrones, el tiempo de proceso se ve disminuido hasta en una décima parte dei utilizado en otros procesos de elect.roíisis(no limitativo), y se evita también Sobrecalentamientos por acumulación de electrones, traduciéndose esto en un mucho menor consumo de energía (2-4 volts, 5- 350 Amper) (no limitativo). Todo este sistema requiere de un menor número d instalaciones en una menor área en relación a los procesos actuales (hasta en una décima parte o menos). El REACTOR DE ELECTRO DEIONIZACION en conjunto con los POLARIZADORES IÓNICOS, generan simultáneamente, la aplicación de un campo eléctrico dentro de un campo magnético, procedimientos que se encontraron aplicados en patentes del estado del arte analizado pero ninguna los elementos presentes y/o el arreglo de los mismos y difieren de la invención del REDPI (CA 2849365, CN 103539312, CN 1517307, CN 202717619, CN 2890035, JP 2003300076, JP 2006021086, JP 2008290053, JP H07256258, JP Hl 1 156365, JP HU I 97670, JP S6485190, KR 101255262, R 20010051296, KR 20050027297, RU 2008123246, RU 2229446, SK 7852001 , US 2004031759, US 201 10253542, US 2013146464, US 4238326, US 5304302, TW 1241987, CN 2437668, GE U2002924, JP H09108680, WO 9950186) . En general el uso del REACTOR DE ELECTRO DEIONIZACION CON POLARIZADORES IÓNICOS, reduce los tiempos de proceso, disminuye la capacidad instalada, aumenta la producción, evita la corrosión de componentes importantes, su costo es mucho menor que otros procesos, el área de instalación es muy reducida y los errores por operación, se ven reducidos al ser sistemas automatizados y que no dependen de la alimentación de otros productos como químicos o una mayor intervención de un operario experto.

2.- Los REACTORES DE ELECTRO DEIONIZACION CON POLARIZADORES IÓNICOS, no utilizan materiales adicionales como químicos, bacterias, lodos activos, etc, y sus productos pueden ser Re Utilizados por que están inertes y reducidos a moléculas más esenciales de fácil manejo y aplicación a procesos industriales o Naturales (Equilibrio Ecológico - Sustentabilidad).

3.-Los POLARIZADORES IÓNICOS de la presente invención que intervienen creando el campo magnético en el REACTOR DE ELECTRO DEIONIZACION, presentan el más óptimo funcionamiento de emisión de campo, ya que tienen el menor cancelamiento de sus dominios magnéticos comparado con otras invenciones encontradas en el análisis en el estado de la técnica, como son: algunas invenciones ocupan imanes que al aplicar energía eléctrica se cancelan sus dominios y hasta incluso pierden su electo magnético (CN 202430043, CN 202688060, KR 20120042170, CN 202386395) y sus campos son muy intensos (Macromolecular) para lograr una polarización o afectación a cada uno de los momentos magnéticos de ías moléculas. Otras como en el caso de los POLARIZADORES IÓNICOS, utilizan Magnetita para generar el movimiento o excitación de los electrones, pero sus dominios magnéticos, también son cancelados, porque los materiales con que están mezclados permiten el paso del efecto magnético (celulosa, limadura de fierro, solventes, cerámicos, etc) (US 5814221 A) y reducen en mucho la excitación de los electrones, además de no aplicar energía eléctrica para poíencializar los efectos de excitación, pero que al suministrar dicha energía, también pierde eficiencia porque son materiales que no conducen energía y no aportan nada a la potencialización de los momentos magnéticos que se busca generar, En la presente invención los POLARIZADORES IÓNICOS, que al tener mezclado magnetita er¡ varios tamaños de malla y combinados con Cuarzo (malla 200, no limitativo), se evita al máximo el cancelamiento de los dominios magnéticos, ya que el Cuarzo en un material Diamagnético, ei cual repele la polaridad de la Magnetita ya que se carga de ía misma polaridad (cargas del mismo signo se repelen) (Efecto de la ley de Lorenz) potencial! zando al máximo el efecto de los momentos magnéticos en conjunto con los diferentes tamaños de malla de ía magnetita (fig, 4). En adición a la presente invención el uso de Cuarzo en los POLARIZADORES IÓNICOS, que es un material Diamagnético, no conductor (no permeable a campos magnéticos generados por efecto de ía energía eléctrica) y PIEZOELÉCTRICO característica que al aplicar energía eléctrica a los POLARIZADORES IÓNICOS, genera una frecuencia que se sumara a la generada en la Magnetita, potencializando al Máximo el Campo Magnético generado en el REACTOR DE ELECTRO DEIONIZACION, logrando inhibir la frecuencia y momentos magnéticos de los electrones del Agua (fluido), Sales y/o contaminantes contenidos.

4.- En otras invenciones se encuentra ei uso de barras de diferentes materiales como son metales o cerárnicos(CN 2856023, JP 2000202463, JP 2004074333, JP 2007245053, KR 20100126108, US 5776346, US 6034013) y se observa que al aplicarles un diferencial de potencial y crear la Electrólisis, en el caso de Aguas Residuales se formaban pequeños conjuntos de moléculas en suspensión, que presumiblemente eran los contaminantes que existían en el fluido, pero estos permanecían en suspensión y con capacidad de reacción o dilución. Con las observaciones obtenidas y después de varias experimentaciones con el proceso de electrólisis, se observó que cuando se hacía incidir un campo eléctrico dentro de un campo magnético se lograba una mayor separación de ios contaminantes y por primera vez se observó la separación bien definida de dos fases, una totalmente clarificada y otra mucho más pequeña de solidos que se encontraban inertes, de ahí se comenzó a utilizar diferentes tipos de electrodos y al observar que se corroían por el efecto de la electrólisis, se buscó la forma de protegerlos, lográndose así ei REACTOR DE ELECTRO DEIONIZACION formado por las jaulas de Faraday y se buscó el aumenta!' el efecto del campo magnético de los POLARIZADORES IÓNICOS, encontrándose el mejor funcionamiento cuando estos contienen una mezcla de magnetita y cuarzo, porque se logra e! menor cancelamiento de sus dominios magnéticos, generando un campo magnético intenso (a nivel atómico) que logra el freno de los electrones del fluido y en conjunto con ei campo eléctrico la separación de las sales o contaminantes. Adicional los POLARIZADORES IÓNICOS presentan un ordenamiento polar sobre el Agua y oíros fluidos sin ia aplicación de energía Eléctrica, este fenómeno es provocado por la excitación de los electrones de la magnetita, que genera un ordenamiento de electrones en las paredes del polarizador por estar elaborados de materiales DIAMAGNÉTICOS o PARAMAGNÉTICOS, cargando de polaridad a estos mismos y permitiendo el acomodo molecular afectando principalmente los momentos magnéticos de los fluidos donde estén colocados (o conteniendo al fluido) y no a Macromoléculas como en el caso del uso de imanes, embobinados o cerámicas con un campo magnético intenso (Macromolecular) (1 a 1.5 Teslas). Al eliminar en esta invención los materiales que permitían el cancelamiento de los dominios magnéticos (celulosa, limadura de fierro, cerámicos, solventes, eíc), se incrementa el efecto de acomodo polar en los fluidos a diferencia de otras invenciones pero para garantizar un mejor efecto y disminuir los tiempos de acomodo molecular, se realizaron varias experimentaciones donde se determinó que los mejores materiales a utilizar para potencializar el efecto de excitación de electrones emitidos por la magnetita, serían los materiales DIAMAGNÉTICOS, pero se presentó el problema que al aplicar electricidad estos materiales conducían tanto la energía como tos campos magnéticos y lograban la cancelación nuevamente de los dominios magnéticos y por lo tanto su efecto era muy pobre y los tiempos de proceso muy largo, con esto se buscó materiales que no fueran conductores pero si DIAMAGNÉTICOS para favorecer la excitación de los electrones de la magnetita poíenciaiizando a los polarizadores sin el uso de energía eléctrica y durante la búsqueda y experimentación de materiales se determinó el uso de un material DIAMAGNÉTICO, NO CONDUCTOR Y ADEMÁS PIEZOELÉCTRJCO, como el Cuarzo, Turmalina, etc., en el caso del CUARZO dicho material no solo potencializaba los efectos del polarizador, para ordenar polarmente a los fluidos, sin el uso de energía eléctrica, sino también al ser PIEZOELÉCTRICO, generaba adicional al aplicar energía eléctrica, un frecuencia que se sumaría a la frecuencia generada a ia de la magnetita logrando resultados extraordinarios cuando se realizaba una electrólisis dentro de un campo magnético, así con esto se determinó las mejores condiciones y se creó la presente invención. Por lo anterior también se demuestra la actividad Inventiya en la creación de los POLARIZADORES IÓNICOS, porque se logra potencializar sus efectos de ordenamiento polar y de campo magnético en los fluidos por el uso del Cuarzo y eliminando materiales que cancelen los dominios magnéticos, incrementando la excitación de electrones y generando una frecuencia que se suma a 3a de ia magnetita al alimentar Energía Eléctrica. En los experimentos realizados con ios POLARIZÁDORES IÓNICOS, sin el uso de energía, se encuentra que con solo hacer pasar un fluido a través o lo largo de un polarizador con longitud de 40 cm, se logra el ordenamiento molecular a diferencia de otras invenciones que se tiene que dejar dichos polarizadores a razón de varios minutos it horas para logran dicho efecto.

Las características y descripciones de los REACTORES DE ELECTRO DEIONIZACÍQN CON POLARIZADORES IÓNICOS, en la presente invención, no son limitativas, ni cuantitativa ni cualitativamente y pueden ser aplicados en el Sector Primario: Agricultura, Ganadería, Piscicultura, Minería y Forestal; en el Secundario: Industria en General; en el Terciario: Servicios Municipales (Agua potable, Agua municipal), Turísticos, Comercio, Salud (Hospitales). Y en General donde se aplica el Uso del Agua Potable para beber (purificaderas de agua) o para uso humano (limpieza personal), Agua de Proceso (elaboración de productos de cualquier industria), o Agua Residual (de los desechos industriales o naturales), Fluidos en General como Aceites, Combustibles, lixiviados, Aguas Congéniías, Solidos conteniendo un porcentaje de Agua (Humedad) o cualquier tipo de fluido, que pueda ser polarizado, deionizado, procesado o cambiado sus propiedades Físicas, Químicas o Biológicas, por la acción del REACTOR DE ELECTRO DEIONIZACÍQN CON POLARIZADORES IÓNICOS (en sus distintos materiales de fabricación como metales, polímeros, cerámicas, etc.) y el uso o no uso de Energía Eléctrica. Esto podrá lograr: aumentar la solvencia (o Hidratación) del Agua para beber mejorando las funciones fisiológicas de cualquier ser vivo, la separación de Contaminantes Contenidos en el Agua, Cambio de pH, Modificación de la Viscosidad y Densidad de cualquier Fluido, Separación de Emulsiones, Aumento de la Eficiencia de Reacciones de elaboración de productos y otros como la combustión, Menor uso de energía para alcanzar el punto de ebullición, inhibir el efecto de incrustación de las sales disueiías en el Agua, inhibir la participación de ios contaminantes en las reacciones principales de elaboración de Productos, Variación en la Reticulación de las sales contenidas en los Fluidos, Re direccionamiento de enlaces, Modificación del Giro (Spin) o memento y frecuencia del movimiento de electrones de cualquier elemento, átomo o molécula de cualquier sustancia, con el uso de los POLARIZADORES IÓNICOS Con o Sin el Uso de Energía Eléctrica.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Breve Descripción de las figuras

La Figura 1, es una vista en perspectiva del reactor, mostrando un corte para visualización interna y conexiones.

La Figura 2, es una vista de un detalle de uno de ios polarizadores iónicos que conforma ei reactor. La Figura 3, es una vista de un detalle de uno de ios polarizadores iónicos que conforma el reactor. La Figura 4, es una vista de un detalle de uno de ios polarizadores iónicos que conforma el reactor. La Figura 5, es una vista en perspectiva del reactor, mostrando un corte para visualización interna. La Figura 6, es una vista en perspectiva del arreglo de los polarizadores iónicos que conforma el reactor.

La Figura 7, es una vista en perspectiva del primer alojamiento del reactor de la presente invención.

La Figura 8, es una vista en perspectiva del segundo alojamiento de la presente invención.

La Figura 9, es una vista en despiece de un primer y un segundo aisladores dei reactor de la presente invención.

La Figura 10, es una vista en despiece de un tercer aislador del reactor de la presente invención. La Figura 11, es una vista del reactor de la presente invención.

La Figura 12, es una vista en despiece del sistema de tratamiento por Electro Deionizacion conformado por más de un reactor como el de la presente invención, sistemas de filtración, purificación y polarización iónica. Descripción detallada de la invención

De acuerdo a las figuras 1 -9 presentadas, la presente invención se refiere a un REACTOR DE ELECTRO DEIONIZACIÓN que se comprende de una pluralidad de Polarizadores Iónicos (3 ) como el ilustrado en las figuras 3 y 4. Cada uno de los de polarizadores iónicos (1 ) se comprende una envolvente que puede ser de sección circular, cuadrada, irregular, eíc (no limitativa), que servirá como contenedor y estará elaborado de material Diamagnético del grupo de los que pertenece el cobre, latón, bismuto, antimonio, grafito, oro, etc, (no limitativo) o de materiales Paramagnéticos Acero , aluminio, polímeros, etc, (plásticos, hules, no limitativo) o sus aleaciones o mezclas de estos o cualquier material que sea susceptible de que sus electrones sean orientados mientras están bajo efecto de una excitación de electrones. Dicho Poiarizador (1) contendrá una mezcla de un material ferromagnético (2) del grupo de ¡os que pertenece el hierro (magnetita, fig.4), cobalto, tungsteno, níquel y otros metales y sus aleaciones entre ellos (permeables a campos magnéticos), en tamaños que serán de 25 hasta 500 mieras; y un material diamagnético (4), no conductor y piezoeléctrico como Sos de! grupo del Cuarzo, turmalina, sintéticos, etc.

La pluralidad de polarizadores iónicos ( 1) se conforma en un arreglo triangular o cuadrado, de modo que, si están dispuestos en una envolvente de sección circular son los más ideales; dependiendo del diámetro del reactor se puede introducir un arreglo de tres polarizadores iónicos (1 ) en triangulo o hasta 7 polarizadores como se ilustra en la figura 6, en ¡a modalidad ilustrada, la cual no es limitativa; el reactor comprende en la parte superior de cada uno de Sos polarizadores iónicos (1) un borne de conexión (5) de¡ mismo material o de algún material conductor, cada uno de ¡os bornes de conexión (5) de ios polarizadores iónicos (1 ) se unen entre sí por medio de una estructura conductora (6) que asegure el contacto perfecto entre ellos. La estructura conductora (6) tiene una configuración tal que conecta entre sí a todos ios polarizadores iónicos ( 5), por medio de! borne de conexión (5), dicha estructura conductora (6) es de un material conductor,

Dispuesto de manera concéntrica al arreglo de los polarizadores iónicos ( 1), se encuentra un primer alojamiento (7), que en la modalidad preferida es una malla, pero que no es limitativo a la misma, toda vez que dicho alojamiento puede ser cuadrado o de simetrías amorfas e incluso puede ser sólido, dicho primer alojamiento (7)tiene la función de cátodo y de blindaje a la pluralidad de polarizadores iónicos y que se extiende a toda la longitud del arreglo de ios polarizadores iónicos (1), y de tal forma que se tenga una separación entre las superficies externas de ios polarizadores iónicos ( 1) y una superficie interna del primer alojamiento (7).

Dispuesto de manera concéntrica al primer alojamiento (7), se encuentra un segundo alojamiento (8), que en la modalidad preferida es una malla, pero que no es limitativo a la misma, toda vez que dicho alojamiento puede ser cuadrado o de simetrías amorfas e incluso puede ser sólido, dicho segundo alojamiento (8) tiene la función de ánodo, y que se extiende a toda la longitud del primer alojamiento (7) y el arreglo de los polarizadores iónicos (1 ), y de tal forma que se tenga una separación entre una superficie externa del primer alojamiento (7) y una superficie interna del segundo alojamiento (8), como se ilustra en las figuras 8 y 9.

El arreglo anterior del primer alojamiento (7) y el segundo alojamiento (8), tiene la función de una doble jaula de Faraday, el arreglo de dos jaulas de Faraday colocadas concéntricamente una de la otra, será el que llevará a efecto el fenómeno de electrólisis que a pesar que los diferenciales de potencial que son muy pequeños (no limitativo), se tendrá un desgaste paulatino de la envolvente mayor en este caso el segundo alojamiento (8), siendo está fabricada de alambre de 1/8 de pulgada (no limitativo) con un diámetro de acuerdo al tamaño del reactor a construir, uno de los puntos relevantes a considerar en ¡a electrólisis es la área de los electrodos. En la presente invención, al no poder tener una pared continua porque se necesita el paso del agua, se colocan las jaulas, tratando de asegurar la mayor área posible. Como la forma cuadrada de la malla, genera diferentes direcciones de campo eléctrico (turbulencia de electrones) lo cual favorece al proceso, pero hace muy difícil la cuantificación de las áreas de transferencia, por lo tanto para asegurar el proceso y de acuerdo a experimentaciones se ha encontrado que cada jaula puede contar con tres o cuatro espiras, que aumentaran totalmente el área y el entrecruzado de los cuadros de las mallas, que favorecen la emisión de electrones (9) en una especie de turbulencia de electrones, las experimentaciones han demostrado que este proceso de tratamiento de agua (de la que es producto de procesos industriales químicos, biológicos o tísicos realizados por el hombre o la naturaleza) proporciona una eficiencia sorprendente contra cualquier proceso actual de tratamiento de agua residual (químico, bacteriológico, lodos activos o combinación de estos).

Otro aspecto de utilizar las jaulas de Faraday es que se protegerán los polarizadores colocados dentro de la jaula de Faraday central, como se ilustra en la figura 9 y se evitará la corrosión de los mismos, incrementando enormemente la vida útil de los polarizadores. Este tipo de arreglo de doble jaula de Faraday garantiza la mayor eficiencia de electrólisis al ser esta radial y permitir el paso del agua de entre sus mallas.

De acuerdo a la modalidad ilustrada en las figuras 9 y 10, como todo dispositivo eléctrico debe de llevar sus aisladores, así pues, el reactor de la presente invención comprende un primer aislador ( 10) dispuesto en la parte superior del reactor, dicho primer aislador (10) se configura de tal manera que cubre y aisla la parte superior del reactor y deja libres en su superficie a los bornes de conexión (5) y la estructura conductora (6); asimismo, el reactor comprende un segundo aislador ( 1 1) dispuesto en la parte inferior del mismo, dicho segundo aislador ( í 1 ) se configura de tal manera que, cubre y aisla la parte inferior.

Un tercer aislador ( 14) se dispone sobre el primer aislador (10), y se configura de tal manera que cubre y aísüa a los bornes de conexión (5) y la estructura conductora (6). El tercer aislador (14) que comprende un dispositivo electromecánico (19) que conecta una pluralidad de cables ( 16, 17, 18, 19). que tiene como función el suministrar y by pasear la energía eléctrica de acuerdo a ía conductividad dei fluido que se esté procesando.

El primer aislador ( 10) y el segundo aislador ( 1 1 ) sirven en el caso de esta invención como soportes tanto para los polarizadores como para el reactor de doble jaula de Faraday obteniéndose una unidad fácil de manufacturar y de manejar tanto en su instalación como en su mantenimiento. En el tercer aislador (14) se controla el suministro y manejo de ía energía eléctrica ya que se tiene un arreglo especial que es base también la invención y que se reclamara más adelante.

En todo proceso electrolítico se colocan los polos positivo y negativo en el mismo contenedor o reacíor, obteniéndose una gran acumulación de electrones que originan pérdidas de energía, que se denota por la elevación de la temperatura, ei propósito de la invención es reducir al máximo los consumos de energía. En la presente invención, se suministra electrones desde del polo negativo de la fuente de poder (0), estos se harán fluir en un arreglo de dos cables en paralelo, primeramente en el borne (5) de los polarizadores iónicos ( ! ) y la estructura conductora (6) para energizar a todos y crear el fenómeno de polarización y freno de electrones de los enlaces polares del agua y simultáneamente el segundo se conecta al borne (12) del primer alojamiento (7)que sirve de protección catódica a los polarizadores (3 ), después de energizar, dichos electrones fluirán por el fluido a tratar por que posee cierta conductividad que permite el paso a través de él (3), pero al ir disminuyendo dicha conductividad por la disminución de las sales que propician el paso de electrones, se tendrá consecuentemente un diferencial de potencia! y dicha caída provocara calentamientos y perdidas de energía, para evitar esto se proporciona el dispositivo de control de energía electromecánico (1 ), que tiene la función de compensar la energía y formar una especie de bypass (18) de la energía detenida por la disminución de flujo de electrones y que regresa a una fuente de poder (0) el excedente de energía, con esto logramos que toda ía energía suministrada coe excepción de la que se consumió por ei mismo efecto de polarización y emisión de electrones de choque en la electrólisis para separar los contaminantes, pase tanto por ei segundo alojamiento (8) y por el dispositivo electromecánico (19), para llegar final méate a una fuente de poder(O) donde se tendrá un arreglo electrónico que permite la compensación de la energía en conjunto con el dispositivo electromecánico, colocado en cada reactor (19) (fig.íO y 1 1). Nótese que el circuito es cerrado hasta la fuente de poder (0) que es el encargo en generar y controlar la demanda de electrones, este arreglo se replicara en cada uno de los pasos que se requieran en el proceso, como se ilustra en la figura 12, para ia separación de los contaminantes del agua, ya que se tratara de optimizar al máximo el consumo de energía.

En una modalidad ilustrada en la figura 12, se presenta un sistema, que consiste de: a) En una primera etapa: ai menos un reactor de electro-deionización para tratamiento de fluidos (S3), como el descrito previamente; y una fuente de energía de corriente directa (SI) con sistema de control y de bypass (S2) de la energía que no es utilizada.

b) Un tren de filtración (S5): comprende tanques de filtración (con materiales diversos de filtración como carbón activado, arenas, zeoíitas). Sistema de purificación (U.V.) por medio de Luz Ul travioleta o equipos de emisión de Ozono.

c) Una última sección de polarización (S6) y estabilización del producto final por medio de una pluralidad de Polarizadores.

En este sistema, el agua obtenida es pasada a otro Reactor donde por acción de ios Polarizadores iónicos sin inducción eléctrica, se lograra un acomodo de electrones que genera un mayor número de moléculas de Agua en un mismo volumen, aumentando su Solvencia o Hidratación que favorecerá a un sin número de reacciones donde sea utilizada. Dicho acomodo se logra por la excitación de electrones que tienen en las paredes de los polarizadores, ocasionada por materiales en su interior como son: magnetita y un material que impide se cancelen sus dominios magnéticos, dicho material es el Cuarzo, no solo impide el cancelamiento de dominios si no también aumenta dicha excitación por ser un material Diamagnético y piezoeléctrico, el cual genera una repulsión con la magnetita por tener momentos magnéticos que se repelen, ocasionando un constante flujo de electrones, que a su vez iníeractúan con los electrones de los materiales con que están hechos los Polarizadores Iónicos (Diamagnéticos y Paramagnéíicos, los Ferromagnéticos no por que inhiben el efecto).

La invención no es limitativa al Agua es aplicable a cualquier fluido, solidos conteniendo humedad o fluidos, o cualquier sustancia que pueda ser afectada en sus momentos y giros magnéticos de sus electrones, logrando modificaciones en sus características. Químicas, Físicas o Biológicas, como por ejemplo; Combustibles, Lixiviados, Aguas Congénitas, Agua de Mar, Aguas Residuales, Aceites, Pinturas, alimentos, etc, y aplicable en los sectores, Agrícola, Ganadero, Industrial, Turístico, Sector Salud, etc.

Un ejemplo del efecto de los polarizadores en donde se podrá diferenciar el cómo se comportan los campos magnéticos a nivel macro y a nivel cuántico, es el siguiente: en un vaso de precipitados se colocan 200 mililitros de agua potable fría, se coloca alguna sustancia que no se disuelva a temperatura ambiente como una bosa de té, se agita vigorosamente con un agitador de cristal; el resultado es que no se consigue ninguna dilución, en la misma mezcla se coloca un imán circular con 3000 gauss de campo magnético y se procede a hacer la misma operación, el resultado obtenido es el mismo, ninguna dilución; se extrae el imán y se coloca un polarizador de sección circular de ½" de diámetro y Í0 cm de longitud y se procede a agitar, obteniéndose en esta ocasión y casi inmediatamente la dilución de los iones deí té. Esto nos demuestra que la acción del campo magnético de ios imanes es tan grande que solo afecta a grandes conjuntos de moléculas de agua, haciendo ineficiente cualquier intento de alterar o trabajar con los enlaces iónicos polares y ios momentos magnéticos de los electrones del Agua

Claims

REIVINDICACIONES

1. Reactor de Electro-Deionización para tratamiento de fluidos, que comprende:

Una pluralidad de polarizadores iónicos ( i ) que conforman un arregio de polarizadores, cada uno de ellos comprendiendo una envolvente cuya función es la de un contenedor, una mezcla de tratamiento químico dispuesta dentro del contenedor, dicha mezcla se comprende de material ferromagnético en tamaños que serán de 25 hasta 500 mieras, y un materia! diamagnético, no conductor piezoeléctrico; y un borne (5) de conexión eléctrica;

Una estructura conectora (6) que conecta eléctricamente al borne (5) de cada uno de la pluralidad de polarizadores iónicos ( 1 );

Un primer alojamiento (7) dispuesto concéntricamente al arreglo de la pluralidad de polarizadores iónicos (1);

Una segundo alojamiento (8) dispuesto concéntricamente al primer alojamiento (7);

Un primer aislador ( 10) y un segundo aislador (1 1 ) que cubren y aislan el reactor;

Un tercer aislador ( 14) que comprende un dispositivo electromecánico (19) para generar y controlar la demanda de electrones, dicho dispositivo electromecánico (19) conecta una pluralidad de cables ( 15, 16, 17, 19) a la estructura conectora (6) que conecta eléctricamente al borne (5) de los polarizadores iónicos (í ) y a tos bornes ( 12) y ( 13).

2. Reactor de Electro-Deionización para tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque que la envolvente de los polarizadores iónicos (i ) puede ser de cualquier forma, tal como una sección circular, cuadrada, irregular.

3. Reactor de Electro-Deionización para tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el primer alojamiento (7) y el segundo alojamiento (8) se conforman como mallas.

4. Reactor de electro-deionización para tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación i , caracterizado porque que la envolvente de los polarizadores iónicos ( 1 ) se elabora de material Diamagnético del grupo de los que pertenece el cobre, latón, bismuto, antimonio, grafito, oro, etc

0 de materiales Pararnagnétieos Acero , aluminio, polímeros (plásticos, hules, cerámicos) etc o sus aleaciones o mezclas de estos o cualquier material que sea susceptible de que sus electrones sean orientados mientras están bajo efecto de un campo magnético a nivel sub- molecular,

5. Reactor de Electro-Deionización para tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el material erromagnético contenido en los polarizadores iónicos (1 ) es del grupo de ios que pertenec el hierro, magnetita, cobalto, tungsteno, níquel y oíros metales y sus aleaciones entre ellos y que son permeables a campos magnéticos.

6. Reactor de Electro-Deionización para tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el material diamagnético contenido en los polarizadores iónicos ( 1 ) es del grupo del Cuarzo, turmalina, sintéticos, etc,

7. Reactor de Electro-Deionización para tratamiento de fluidos de conformidad con ia reivindicación 1 , caracterizado porque el segundo alojamiento (8), está fabricado de alambre de 1/8 de pulgada con un diámetro de acuerdo al tamaño del reactor a construir

8. Reactor de Electro-Deionización para tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la estructura conductora (6) tiene una configuración tal qu conecta entre sí a todos los polarizadores iónicos (1 ), por medio del borne de conexión (5), dicha estructura conductora (6) es de un material conductor,

9. Reactor de Electro-Deionización para tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación

1 caracterizado porque ia estructura conductora (6) y ía pluralidad de polarizadores iónicos (1) se conforma en un arreglo triangular o cuadrado.

10. Reactor de Electro-Deionización para tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el primer alojamiento (7) que tiene la doble función de cátodo y de blindaje de los Polarizadores por efecto de reacciones de reducción en la electrólisis, dicha malla se extiende a toda la longitud del arreglo de los polarizadores iónicos ( l ).

11. Reactor de Electro-Deionización para tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo alojamiento (8) que tiene la función de ánodo, y que se extiende a toda la longitud del primer alojamiento (7) y eí arreglo de ios polarizadores iónicos (1).

12. Reactor de Electro-Deionización para tratamiento de fluidos de conforinidad con la reivindicación

1 , caracterizado porque el arreglo del primer alojamiento (7) y el segundo alojamiento (8), tiene la función de una doble jaula de Faraday, en donde, dicho arreglo de doble jaula de Faraday colocadas concéntricamente una de la otra, será el que llevará a efecto el fenómeno de electrólisis.

13. Reactor de Electro-Deionización para tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación i , caracterizado porque, el tercer aislador ( 14) se dispone sobre el primer aislador ( Í 0), y se configura de tal manera que cubre y aisla a los bornes de conexión (5) y la estructura conductora (6).

14. Reactor de Electro-Deionizactón para tratamiento de fluidos de conformidad con la reivindicación

1 , caracterizado porque el dispositivo electromecánico (19) tiene la función de compensar la energía y formar una especie de bypass (18) de la energía detenida por ía disminución de conductividad en el fluido a tratar, y que regresa a una fuente poder (0) el excedente de energía, con esto logramos que toda la energía suministrada con excepción de la que se consumió por el mismo efecto de polarización y emisión de electrones de choque para separar los contaminantes, se retome para su Re Uso.

15. Un sistema de tratamiento de fluidos, que comprende

d) Ea una primera etapa: al menos un reactor de electro-deionización para tratamiento de fluidos, como el reclamado en la reivindicación 1 ; y una fuente de energía de corriente directa con sistema electrónico de control de diferencial de potencial y de by pass de ia energía que no utilizada.

e) Un tren de filtración: comprende tanques de filtración (con materiales diversos de filtración como carbón activado, arenas, zeoütas). Sistema de purificación por medio de Luz Ultravioleta o equipos de emisión de Ozono, (no limitativo) Una última sección de polarización y estabilización del producto final por medio de una pluralidad de Polarizadores.

16. Polarizador iónico para tratamiento de fluidos, que comprende:

Una envolvente cuya función es la de un contenedor;

Una mezcla de tratamiento químico dispuesta dentro de la envolvente, dicha mezcla se comprende de material ferromagnético en tamaños que serán de 25 hasta 500 mieras, y un material diamagnético, no conductor piezoeléctrico de 25 hasta 500 mieras

17. Polarizador iónico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque que la envolvente puede ser de cualquier forma, tal como una sección circular, cuadrada, irregular.

18. Polarizador iónico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque que la envolvente se elabora de material Diamagnético del grupo de los que pertenece el cobre, latón, bismuto, antimonio, grafito, oro, etc o de materiales Paramagnéticos Acero, aluminio, polímeros (plásticos, hules) etc o sus aleaciones o mezclas de estos o cualquier material que sea susceptible de que sus electrones sean orientados mientras están bajo efecto de un campo magnético a nivel cuántico (micro molecular).

19. Polarizador iónico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el material ferroínagnético es del grupo de los que pertenece el hierro, magnetita, cobalto, tungsteno, níquel y otros metales y sus aleaciones entre ellos y que son permeables a campos magnéticos.

20. Polarizador iónico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el material diamagnético es del grupo del Cuarzo, turmalina, sintéticos, etc.