DESALINIZACIÓN DEL AGUA DEL MAR POR PRECIPITACIÓN SECUENCIAL DE LAS SALES MARINAS, SIN CONSUMO ENERGÉTICO Y REUTILIZANDO REACTIVOS.
Desalinización del agua del mar por precipitación secuencial de las sales marinas,
sin consumo energético y reutilizando reactivos.
En la fig.1 vemos como se introduce CO2 y NH3 en agua de mar, para que reaccionen dando lugar a NH4Cl en disolución y NaHCO3 precipitado ver fig.2.
Por filtración pasamos el NH4Cl al siguiente tanque donde reacciona con el bicarbonato cálcico Ca(HCO3)2 ver figura 3 para dar CaCl2 precipitado, CO2 y amoniaco gas que reinsertaremos en el proceso. Y obtenemos agua dulce Fig.5. El CaCl2 precipitado lo hacemos reaccionar con el NaHCO3 que proviene de la fig.2 en un tanque aparte con la mínima cantidad de agua posible fig.6, para dar una disolución concentrada de NaCl, CO2 gas que reutilizaremos y CaCO3 precipitado fig.7.
Filtramos y evaporamos para obtener sal común. Posteriormente el CaCO3 lo haremos reaccionar junto al ión bicarbonato que proviene de la adición de CO2 para dar el una disolución bicarbonato cálcico fig.8 que reinsertaremos en nuestro ciclo en la fig.3.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200902085.
Solicitante: FUNDACIÓN INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN PARA EL DESARROLLO SOCIAL.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: PORCAR ORTI,JAVIER.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01D53/62 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › Oxidos de carbono.
- C01D7/18 QUIMICA; METALURGIA. › C01 QUIMICA INORGANICA. › C01D COMPUESTOS DE LOS METALES ALCALINOS, es decir, DE LITIO, SODIO, POTASIO, RUBIDIO, CESIO O FRANCIO (hidruros metálicos C01B 6/00; sales de oxácidos de halógenos C01B 11/00; peróxidos, sales de los perácidos C01B 15/00; sulfuros o polisulfuros C01B 17/22; tiosulfatos, ditionitos, politionatos C01B 17/64; compuestos que contienen selenio o teluro C01B 19/00; compuestos binarios del nitrógeno con metales C01B 21/06; azidas C01B 21/08; amidas metálicas C01B 21/092; nitritos C01B 21/50; fosfuros C01B 25/08; sales de los oxácidos del fósforo C01B 25/16; carburos C01B 32/90; compuestos que contienen silicio C01B 33/00; compuestos que contienen boro C01B 35/00; cianuros C01C 3/08; sales del ácido ciánico C01C 3/14; sales de cianamida C01C 3/16; tiocianatos C01C 3/20; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; obtención a partir de mezclas, p. ej. a partir de minerales, de compuestos metálicos que son los compuestos intermedios de un proceso metalúrgico para la obtención de un metal libre C22B; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01D 7/00 Carbonatos de sodio, potasio o metales alcalinos en general. › Preparación por el proceso de amoniaco-sosa.
Fragmento de la descripción:
Desalinización del agua del mar por precipitación secuencial de las sales marinas, sin consumo energético y reutilizando los reactivos.
Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere a la desalinización del agua del mar, mediante un proceso de precipitación de las sales marinas que están disueltas en el agua del mar, en diferentes fases ó secuencias, para la obtención de agua dulce, recuperando los reactivos empleados en el proceso y sin coste energético.
El presente proceso supone un avance cualitativo en los procesos conocidos hasta ahora, cuyas mejoras afectan al ahorro energético y la contaminación medioambiental.
Objeto de la invención
La obtención de agua dulce, para el consumo humano y para uso agrícola, es una prioridad a nivel científico, para evitar que la falta de recursos hídricos derive en conflictos entre comunidades y países. Son conocidos los numerosos procesos tecnológicos que han buscado la desalación de agua del mar como fuente natural para la obtención de agua dulce, existiendo en la actualidad procesos de desalación por ósmosis inversa y procesos de evaporación y destilación que tienen por objetivo la desalación. Los costes de inversión, los costes energéticos desalación. Los costes energéticos de dichos sistemas y el coste económico del agua dulce que se pone a disposición de los agricultores y usuarios, hacen que dichos sistemas de desalación, no se hayan aplicado de forma generalizada, especialmente en sociedades con pocos recursos económicos que son, quizás, los que más necesitan los recursos hídricos para su desarrollo.
Asimismo hemos de destacar que la tecnología actual más extendida en la desalación del agua del mar, es la ósmosis inversa, cuyo proceso supone un alto coste energético y produce una importante contaminación con la salmuera de rechazo, que al ser vertida al mar, incrementa la salinidad marina.
Para evitar los inconvenientes de estas tecnologías, el titular de la presente invención, ha desarrollado un proceso de desalación del agua del mar, que no necesita energía para la obtención del agua dulce, partiendo de un proceso físico químico, que elimina los iones de las sales marinas, mediante una precipitación secuencial, lo que permite abaratar los costes del agua dulce obtenida. No produce salmuera de rechazo, y se eliminan los iones disueltos en el agua del mar, reconvirtiéndolos en sal común. Estas características, son el objeto de la presente invención.
Descripción de la invención
En una torre de platos ó depósito de reacción, introducimos el agua del mar, que previamente hemos filtrado. En la torre de platos ó depósito de reacción, añadimos anhídrido carbónico (CO2) y amoniaco (NH3), ambos en forma de gas. El CO2 se diluye en el agua formando el ion bicarbonato (HCO3-) y el amoniaco (NH3) al diluirse forma el ion amonio (NH4+). La reacción con los iones disueltos que contiene el agua de mar, y que son el cloro, sodio, calcio y magnesio, principalmente, reaccionan con el ion bicarbonato HCO3- y amonio NH4+, para la formar cloruro amónico (NH4Cl), bicarbonato sódico (NaHCO3), carbonato cálcico (CaCO3) y carbonato de magnesio (MgCO3). El bicarbonato sódico NaHCO3, el carbonato cálcico CaCO3 y el carbonato de magnesio MgCO3, precipitan, quedando solo en disolución el cloruro amónico NH4Cl. El bicarbonato sódico NaHCO3, el carbonato cálcico CaCl2 y el carbonato de magnesio MgCO3, precipitados se retiran de la torre de platos.
Después de esta primera secuencia de precipitación, solo queda disuelto en el agua el cloruro amónico NH4Cl, que lo pasamos a otro depósito de reacción.
En este segundo depósito añadimos a la disolución bicarbonato cálcico Ca(HCO3)2 en disolución, para que reaccione con el cloruro amónico NH4Cl.
En dicha reacción el ion cloro Cl- reacciona con el ion calcio Ca2+, para formar el cloruro cálcico CaCl2 y el amoniaco NH3 y el anhídrido carbónico CO2, previa agitación y vacío, se desprenden en forma de gas, que lo recuperamos e introducimos de nuevo en el primer reactor ó torre de platos.
El cloruro cálcico CaCl2 precipita y se recoge para su reutilización.
En esta segunda secuencia de precipitación, el agua del mar, ha quedado libre de los iones cloro Cl-, sodio Na+, calcio Ca2+ y magnesio Mg2+, que es la mayor concentración de iones salinos que contiene. Dicha agua dulce, libre de sales, es recogida para su utilización para uso agrícola y para el consumo humano, previa su potabilizacion.
Para recuperar el bicarbonato cálcico Ca(HCO3)2, como uno de los reactivos que forman parte del proceso, utilizamos dos fases, que tienen lugar en dos depósitos de reacción sucesivos. En un primer depósito, hacemos reaccionar, en disolución acuosa, el cloruro cálcico con el bicarbonato sódico, para formar:
El anhídrido carbónico (CO2), se desprende en forma de gas y lo recuperamos para el proceso siguiente.
El carbonato cálcico (CaCO3) precipita y es recogido para la siguiente fase y el cloruro sódico (NaCl) que queda en disolución saturada, es retirado del depósito para que mediante evaporación se obtenga sal común.
En un segundo depósito, el anhídrido carbónico (CO2) lo introducimos en disolución acuosa para formar el ión carbónico (HCO3-) y le añadimos el carbonato cálcico (CaCO3) obtenido anteriormente, para conseguir el paso de carbonato cálcico CaCO3 a bicarbonato cálcico Ca(HCO3)2, que es soluble en el agua, de acuerdo con la reacción:
Una vez obtenido el bicarbonato cálcico Ca(HCO3)2 que es soluble en agua, lo introduciremos en el depósito de reacción descrito que solo contiene cloruro amónico (NH4Cl), para que reaccionen de la siguiente forma:
Como ya hemos indicado, el anhídrido carbónico CO2 y el amoniaco NH3, mediante agitación y vacío, se recuperan en forma de gas, para la fase inicial del proceso. El cloruro cálcico CaCl2 se reutiliza de nuevo para la segunda fase, donde hacemos reaccionar el bicarbonato sódico NaHCO3 con el cloruro cálcico CaCl2.
El proceso permite la obtención de agua dulce, recuperando el anhídrido carbónico CO2, el amoniaco NH3 y bicarbonato cálcico Ca(HCO3)2 que son los reactivos necesarios para eliminar los iones disueltos en el agua del mar.
Breve enunciado de la figura
En la fig. 1 vemos el desarrollo del proceso. Así (1) vemos como se introduce CO2 y NH3 en agua de mar, para que reaccionen dando lugar a NH4Cl en disolución y NaHCO3 precipitado (2).
Por filtración pasamos el NH4Cl al siguiente tanque donde reacciona con el bicarbonato cálcico Ca(HCO3)2 (3) para dar CaCl2 precipitado, CO2 y amoniaco gas que reinsertaremos en el proceso (4). Y obtenemos agua dulce (5).
El CaCl2 precipitado lo hacemos reaccionar con el NaHCO3 (2) en un tanque a parte con la mínima cantidad de agua posible (6), para dar una disolución concentrada de NaCl, CO2 gas que reutilizaremos y CaCO3 precipitado (7).
...
Reivindicaciones:
1. Desalinización del agua del mar por precipitación secuencial de las sales marinas, sin consumo energético y reutilizando los reactivos, consistente en la disolución del anhídrido carbónico CO2 y amoniaco NH3 en agua del mar, para que en su reacción con los iones sodio Na+ y cloro Cl-, disueltos en el agua del mar, se forme bicarbonato sódico NaHCO3 y cloruro amónico NH4Cl. El bicarbonato sódico NaHCO3 precipita y el cloruro amónico NH4Cl se queda en disolución.
Se hace reaccionar el cloruro amónico NH4Cl en disolución, con bicarbonato cálcico Ca(HCO3)2, en disolución, para que en su reacción se forme cloruro cálcico CaCl2, que precipita y se desprenda, mediante agitación y vacío, el anhídrido carbónico CO2 y el amoniaco NH3 en forma de gas, que se recuperan para el proceso anterior. El agua queda libre de iones y en consecuencia es agua dulce para uso agrícola ó consumo humano.
2. Desalinización del agua del mar por precipitación secuencial de las sales marinas, sin consumo energético y reutilizando los reactivos, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, consistente en recuperar los reactivos utilizados, haciendo reaccionar, en disolución acuosa el bicarbonato sódico NaHCO3 con el cloruro cálcico CaCl2, para obtener carbonato cálcico CaCO3, cloruro sódico NaCl y anhídrido carbónico CO2 en forma de gas. Dicho anhídrido carbónico CO2, previamente disuelto, se hace reaccionar con el carbonato cálcico CaCO3 para obtener bicarbonato cálcico Ca(HCO3)2 en disolución.
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