DISPOSITIVO DE DESALINIZACIÓN DEL AGUA DE MAR POR PULVERIZACIÓN A TEMPERATURA AMBIENTE.

Un dispositivo de desalinización de agua de mar que comprende una unidad de pulverización (10) del agua de mar en gotitas,

una unidad de vaporización (20) de dichas gotitas en vapor de agua, una unidad de separación (30) del vapor de agua y de las partículas de sal, y una unidad de condensación (40) del vapor de agua en agua dulce; estando caracterizado dicho dispositivo porque dicha unidad de pulverización comprende una entrada de agua de mar (12), una entrada de aire seco (14) a temperatura ambiente y un dispositivo de generación de ondas acústicas de frecuencia superior a 1 MHz enfocadas por medio de toberas (17) que reciben el agua de mar que proviene de dicha entrada de agua de mar de manera que se obtengan microgotitas de un diámetro comprendido entre aproximadamente 2,5 micras y aproximadamente 5 micras

Dispositivo de desalinizaci6n del agua de mar por pulverizaci6n a temperatura ambiente.

Dominio tecnico El presente invento se refiere a las tecnicas de desalinizaci6n del agua de mar basadas en la pulverizaci6n del agua de 5 mar en gotitas seguida de la vaporizaci6n del agua, y se refiere en particular a un dispositivo de desalinizaci6n del agua de mar que utiliza la pulverizaci6n a temperatura ambiente.

Estado de la tecnica Hoy dfa, el agua resulta un producto precioso por el hecho de que muchas regiones del mundo carecen de agua durante largos perfodos de tiempo. Sin embargo, los oceanos llenos de agua salada recubren las tres cuartas partes de la 10 superficie del globo. Se ha pensado por tanto desde hace tiempo en desalinizar el agua de mar para obtener agua dulce consumible.

Las tecnicas de desalinizaci6n del agua de mar estan basadas o bien en la destilaci6n, o bien en la filtraci6n. La tecnica mas antigua siempre utilizada es la destilaci6n en la que el agua es evaporada en m6dulos sucesivos. En cada m6dulo, el agua de mar residual se encuentra concentrada en sal despues de vaporizaci6n y la salmuera es recuperada y evacuada.

Esta tecnica no puede ser considerada mas que cuando la fuente caliente es practicamente gratuita, residuo de una central.

Las tecnicas basadas en la filtraci6n del agua de mar utilizan el principio de 6smosis inversa descrito en la patente francesa num. 2.850.038-A1. La presi6n osm6tica corresponde a la presi6n diferencial entre las dos partes de un recinto separadas por una membrana semipermeable. Por un lado de la membrana se encuentra el disolvente y por otro lado una 20 mezcla binaria de sal mas disolvente. En el equilibrio, el disolvente no atraviesa ya la membrana semipermeable pues la presi6n por el lado del disolvente/sal ha alcanzado la presi6n osm6tica. Cuando mecanicamente, la presi6n por el lado de disolvente/sal es aumentada y resulta superior a la presi6n osm6tica el disolvente puede atravesar la membrana. La presi6n osm6tica para el agua de mar es de aproximadamente 25 bares. Las presiones de funcionamiento para desalinizar el agua de mar son del orden de 70 a 100 bares. El inconveniente principal de esta tecnica es que es costosa por el hecho del elevado precio de las membranas semipermeables. Ademas, como la tecnica precedente, este dispositivo de contaminante pues la salmuera debe ser rechazada.

De manera que se remedien los inconvenientes presentados por las tecnicas mencionadas anteriormente, se ha puesto a punto una tecnica de vaporizaci6n del agua basada en la pulverizaci6n del agua de mar en gotitas previamente a la vaporizaci6n. Esta tecnica esta descrita en las patentes GB 1.233.483 y US 3.207.676 en que la pulverizaci6n del agua en gotitas es obtenida por expansi6n a presi6n en un recinto a traves de una tobera por vibraci6n de una placa sobre la que discurre una pelfcula de agua. La vaporizaci6n es obtenida gracias al calentamiento del recinto o del agua.

La patente DE 3.122.312 describe un dispositivo de desalinizaci6n en el que el agua de mar es pulverizada por medio de una onda acustica generada por un dispositivo piezoelectrico. Tal dispositivo utiliza la vibraci6n de un cono de metal de fino espesor sobre el que el agua a pulverizar puede discurrir, haciendose la pulverizaci6n al nivel de los vientres de vibraci6n. El diametro de las gotas para este genero de pulverizaci6n es del orden del centenar de micras y la frecuencia de vibraci6n es siempre inferior a 100 kHz.

Desgraciadamente, los dispositivos descritos anteriormente que utilizan la pulverizaci6n del agua de mar no tienen un rendimiento elevado en la medida en que las gotas de agua obtenidas tienen un diametro de al menos 100 micras y por tanto una superficie de intercambio demasiado pequena. Ademas, todos necesitan un aporte de calor, bien para el agua a desalinizar, o bien para el aire circundante.

Exposicion del invento Es por esta raz6n por la que el prop6sito del invento es realizar un dispositivo de desalinizaci6n del agua de mar por vaporizaci6n basado sobre la pulverizaci6n previa en gotitas ultrafinas de manera que se obtenga una superficie de intercambio maximo durante la vaporizaci6n, y esto sin aporte de calor.

45 El objeto del invento es por tanto un dispositivo de desalinizaci6n del agua de mar que comprende una unidad de pulverizaci6n del agua de mar en gotitas, una unidad de vaporizaci6n de las gotitas en vapor de agua, una unidad de separaci6n del vapor de agua y de las partfculas de sal, y una unidad de condensaci6n del vapor de agua en agua dulce. La unidad de pulverizaci6n comprende una entrada de agua de mar, una entrada de aire seco a temperatura ambiente y un dispositivo de generaci6n de ondas acusticas de frecuencia superior a 1 MHz enfocadas por medio de toberas que 50 reciben el agua de mar que proviene de la entrada de agua de mar de manera que se obtengan microgotitas de un diametro comprendido entre aproximadamente 2, 5 micras y aproximadamente 5 micras.

Otro objeto del invento es un sistema de desalinizaci6n de agua de mar constituido por una pluralidad de dispositivos de desalinizaci6n segun el invento, que comprenden una bomba de circulaci6n de aire que recibe el aire que sale de la unidad de condensaci6n del ultimo dispositivo de desalinizaci6n por la salida asf como por una entrada de aire si es necesario hacer entrar en el circuito aire seco ademas del aire que es recuperado en esta salida. Una entrada de agua de mar proporciona el agua de mar necesaria para el funcionamiento de todos los dispositivos de desalinizaci6n, incluyendo cada dispositivo salvo el ultimo a la salida de su unidad de condensaci6n una valvula de 3 vfas adaptada para tomar la cantidad de agua de mar necesaria y enviarla a la unidad de pulverizaci6n del dispositivo.

Descripcion breve de las figuras Los prop6sitos, objetos y caracterfsticas del invento apareceran mas claramente con la lectura de la descripci6n que sigue, hecha con referencia a los dibujos en los que:

La fig. 1 es un esquema funcional que representa un dispositivo de desalinizaci6n del agua de mar segun el invento; y La fig. 2 es un esquema funcional que representa un sistema de desalinizaci6n del agua de mar constituido por varios dispositivos de desalinizaci6n segun el invento, ilustrados en la fig. 1.

Descripcion detallada del invento El dispositivo segun el invento esta constituido por una unidad de pulverizaci6n 10, una unidad de vaporizaci6n 20, una unidad de separaci6n 30 y una unidad de condensaci6n 40.

El agua de mar es proporcionada a la unidad de pulverizaci6n 10 por una entrada 12 y una circulaci6n de aire seco no saturado en humedad es proporcionada por una entrada 14. La pulverizaci6n es realizada por medio de un dispositivo de generaci6n de ondas acusticas de alta frecuencia 16 y toberas 17 que reciben agua de mar de manera que obtengan microgotitas de un diametro de algunas micras. El dispositivo 16 es de preferencia un dispositivo piezoelectrico que genera una onda acustica que se propaga y se concentra en el medio a pulverizar por medio de las toberas 17. El lfquido es llevado a debil presi6n a las toberas y forma un chorro a la salida de estas. La onda acustica enfocada por cada tobera se encuentra concentrada en el chorro. La fuerte intensidad acustica arranca entonces microgotitas de la pared de este chorro. La circulaci6n del aire es tal que arrastra en su trayectoria a las finas gotitas de agua mientras que las gotas gruesas son evacuadas por una salida 18.

Segun una caracterfstica esencial del invento, el dispositivo piezoelectrico 16 genera una alta frecuencia acustica de al menos 1 MHz, y de preferencia de 2 MHz, que presenta la ventaja de pulverizar el agua en gotitas muy finas cuyo diametro esta generalmente comprendido entre 2, 5 y 5 micras, es decir aproximadamente 6 millones de gotitas por 1 g de agua y una superficie de intercambio entre los gotitas de agua y el aire del orden de 2 m2cuadrados por 1 g de agua.

Las finas gotitas arrastradas por el aire entran en la unidad de vaporizaci6n 20 por una entrada 22. El tamano de las gotitas permite una relaci6n de superficie y volumen suficiente para efectuar una vaporizaci6n a temperatura ambiente. La gran superficie de intercambio entre el aire y las gotitas de lfquido pulverizado permite a las gotitas vaporizarse rapidamente. El tiempo de vaporizaci6n depende del fndice de humedad relativa del aire pues cuanto mas pr6ximo esta el aire de la saturaci6n mas larga es esta vaporizaci6n. Es por ello por lo que es necesario que el flujo de aire que arrastra las gotitas este seco. Sin embargo, para... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de desalinizaci6n de agua de mar que comprende una unidad de pulverizaci6n (10) del agua de mar en gotitas, una unidad de vaporizaci6n (20) de dichas gotitas en vapor de agua, una unidad de separaci6n (30) del vapor de agua y de las partfculas de sal, y una unidad de condensaci6n (40) del vapor de agua en agua dulce; estando caracterizado dicho dispositivo porque dicha unidad de pulverizaci6n comprende una entrada de agua de mar (12) , una entrada de aire seco (14) a temperatura ambiente y un dispositivo de generaci6n de ondas acusticas de frecuencia superior a 1 MHz enfocadas por medio de toberas (17) que reciben el agua de mar que proviene de dicha entrada de agua de mar de manera que se obtengan microgotitas de un diametro comprendido entre aproximadamente 2, 5 micras y aproximadamente 5 micras.

2. Un dispositivo segun la reivindicaci6n 1, en el que dicho dispositivo de generaci6n de ondas acusticas (16) es un dispositivo piezoelectrico que genera ondas acusticas que se propagan en el agua de mar llevada a baja presi6n en cada una de dichas toberas (17) y forma un chorro a la salida de estas.

3. Un dispositivo segun la reivindicaci6n 1, en el que las ondas acusticas generadas por dicho dispositivo de generaci6n de ondas acusticas (16) tienen una frecuencia de 2 MHz.

4. Un dispositivo segun la reivindicaci6n 1, 2 o 3, en el que dicha unidad de vaporizaci6n (20) incluye una estructura laberfntica (24) que obliga a dichas gotitas a recorrer un trayecto suficientemente largo para ser transformadas en una mezcla de aire humedo y cristales de sal al llegar a la salida de dicha unidad de vaporizaci6n.

5. Un dispositivo segun la reivindicaci6n 4, en el que dicha unidad de separaci6n (30) comprende un filtro electrostatico

(34) y en el que las partfculas s6lidas de sal son, en primer lugar, polarizadas haciendo pasar la mezcla por un campo electrico muy intenso y, luego, atrafdas por placas metalicas que tienen una polarizaci6n opuesta a la carga de las partfculas.

6. Un dispositivo segun la reivindicaci6n 5, en el que dicha unidad de condensaci6n (40) comprende un condensador (44) destinado a condensar vapor de agua contenido proporcionado por dicha unidad de separaci6n (30) , recibiendo dicho condensador el agua de mar a desalinizar a una temperatura comprendida entre 10° C y 15° C .

7. Un dispositivo segun la reivindicaci6n 6, que comprende ademas una bomba de circulaci6n de agua de mar (52) que recibe el agua de mar que proviene de dicho condensador (44) de manera que lo envfe a la entrada (12) de dicha unidad de pulverizaci6n (10) .

8. Un dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende ademas una bomba de circulaci6n de aire (58) que proporciona el aire seco que proviene de dicha unidad de condensaci6n (40) a la entrada de aire seco de dicha unidad de pulverizaci6n (10) .

9. Un sistema de desalinizaci6n de agua de mar constituido por una pluralidad de dispositivos de desalinizaci6n segun una de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende una bomba de circulaci6n de aire (70) que recibe el aire que sale de la unidad de condensaci6n del ultimo dispositivo de desalinizaci6n (68) por la salida (69) asf como por una entrada de aire (72) , si es necesario hacer entrar en el circuito aire seco ademas del aire que es recuperado en dicha salida (69) .

10. Un sistema segun la reivindicaci6n 9, que comprende una entrada de agua de mar (74) que proporciona el agua de mar necesaria para el funcionamiento de todos los dispositivos de desalinizaci6n, incluyendo cada uno de dichos dispositivos salvo el ultimo en la salida de su unidad de condensaci6n una valvula de 3 vfas destinada a tomar la cantidad de agua de mar necesaria y enviarla a la unidad de pulverizaci6n de dicho dispositivo.