MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE DE INVENCIÓN Nº 200801910, POR: SISTEMA DE DESALACIÓN Y ELIMINACIÓN DE BORO DE AGUA DEL MAR CON ALTO RENDIMIENTO ENERGÉTICO.

Mejoras introducidas en la Patente de invención Nº200801910, por:

sistema de desalación y eliminación de boro de agua del mar con alto rendimiento energético.

Sistema de ósmosis inversa que comprende: un primer paso (I) con un contenedor (21) de membranas de osmosis inversa con interconector ciego, que se alimenta con agua salobre o agua de mar (1);

un primer segundo paso (II);

y un segundo segundo paso (III); los segundos pasos (II) y (III) comprenden contenedores de membranas de osmosis inversa (22,23) y (24,25) respectivamente.

El primer segundo paso (II) se alimenta con el permeado (6') de la primera etapa del primer paso (I), y el segundo segundo paso (III) se alimenta con la mezcla del permeado (5') de la segunda etapa del primer paso (I) y del rechazo (9') del primer segundo paso (II).

El permeado (19') global se obtiene de la mezcla del permeado (11') del primer segundo paso (II) y del permeado (18') del segundo segundo paso (III).

El rechazo (16') global del segundo segundo paso (III) se introduce en la aspiración (1'), mientras que el rechazo global (4') del primer paso (I) alimenta a un recuperador de energía (26) que aprovecha la energía de dicho rechazo.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200802978.

Solicitante: ACCIONA AGUA, S.A.U.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: PALACIOS DOÑAQUE,ENRIC, FARIÑAS IGLESIAS,Manuel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D61/02 SECCION B — 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 61/00 Procedimiento de separación que utilizan membranas semipermeables, p. ej. diálisis, ósmosis o ultrafiltración; Aparatos, accesorios u operaciones auxiliares, especialmente adaptados para ello (separación de gases o vapores por difusión B01D 53/22). › Osmosis inversa; Hiperfiltración.
  • B01D61/06 B01D 61/00 […] › Recuperación de energía.
  • C02F1/44 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS.C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro  B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 1/00 Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla (C02F 3/00 - C02F 9/00 tienen prioridad). › por diálisis, ósmosis u ósmosis inversa.

Fragmento de la descripción:

Mejoras introducidas en la patente de invención nº P 200801910, por: "Sistema de desalación y eliminación de boro de agua del mar con alto rendimiento energético".

Objeto de la invención

La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a unas mejoras introducidas en la Patente de Invención nº 200801910.

El objeto de la invención es proporcionar un sistema de desalación y eliminación de Boro del agua de mar perfeccionado en su rendimiento energético que comprenda un contenedor de presión o contenedor de membranas de ósmosis inversa del tipo de los que incorporan un interconector ciego o split ciego, manteniendo la calidad de agua permeada en cuanto a salinidad y eliminación de Boro, minimizando el caudal de vertido de salmuera de rechazo y minimizando el consumo de energía.

Antecedentes de la invención

Como ya se indicaba en la patente de invención nº 200801910, en la actualidad la mayoría de los sistemas de ósmosis inversa aplicados a la desalación y eliminación de Boro del agua de mar implican un costo energético importante derivado de la instalación de bombeo que requiere (un bombeo de agua de mar a un primer paso de ósmosis inversa y un bombeo de la alimentación del agua permeada del primer paso a un segundo paso de ósmosis inversa).

Dicho costo energético es debido fundamentalmente a que en los sistemas convencionales la bomba que impulsan el agua permeada del primer paso al segundo paso debe dimensionarse para poder vencer la presión osmótica del agua permeada procedente del primer paso, además de la resistencia específica que ofrecen las membranas del contenedor del segundo paso, para dar el caudal deseado de permeado.

Así, los contenedores de presión o contenedores de membranas de ósmosis inversa dispuestos en cada paso tienen alojados en su interior las membranas de ósmosis inversa conectadas en serie, recogiéndose el agua permeada por uno de los extremos del contenedor, ello implica que el contenido de sales del agua permeada obtenida por el conjunto de membranas instaladas en cada contenedor sea una mezcla progresiva de todas las sales que atraviesan las membranas. Al ser las membranas de las últimas posiciones las que dejan pasar más sales, tienen por lo tanto una presión osmótica relativa nada despreciable.

De otro lado, se conoce en el estado de la técnica la utilización de unos dispositivos denominados interconectores ciegos o splits ciegos, que dispuestos correctamente en un contenedor de presión o contenedor de membranas de ósmosis inversa permite la interconexión de los conductos de agua permeada en dos grupos de membranas. Este interconector básicamente consiste en un elemento obstructor del flujo de agua permeada, instalado en una posición determinada entre dos membranas de un mismo contenedor, de forma que el resultado técnico que produce es la obtención de dos caudales de salida de agua permeada y por tanto la subdivisión del contenedor en dos grupos de membranas o etapas.

Descripción de la invención

Con el fin de proporcionar un sistema de desalación y eliminación de Boro de alto rendimiento energético o coste energético mínimo, se proporciona un sistema que consta de un primer paso de ósmosis inversa y dos segundos pasos de ósmosis inversa aplicados según se describe a continuación.

En un primer paso, el sistema es alimentado con agua salobre o agua del mar mediante medios de bombeo convencionales como una bomba de alta presión, que alimenta a un contenedor de presión o contenedor de membranas, con la característica de que dicho contenedor de presión o contenedor de membranas lleva incorporado un interconector ciego o split ciego quedando dividido en dos etapas, de forma que se pueden extraer por cada uno de los extremos del contenedor de forma independiente, dos permeados diferentes.

En la presente memoria por "contenedor con interconector ciego" nos referimos indistintamente a los contenedores de presión o contenedores de membranas de ósmosis inversa que poseen interconector ciego tanto si constituyen un grupo de contenedores propiamente dichos, o si es un único contenedor de presión o contenedor de membranas con interconector ciego.

Análogamente, en la presente memoria por "contenedor de presión o contenedor de membranas de ósmosis inversa" nos referimos indistintamente, tanto a un único contenedor de presión o contenedor de membranas de ósmosis inversa, como al grupo de contenedores de presión o contenedores de membranas de ósmosis inversa conectados entre sí.

A la salida del contenedor con interconector ciego del primer paso se obtienen dos corrientes de agua permeada, correspondientes a los dos grupos de membranas en las que queda dividido dicho contenedor gracias al interconector ciego, quedando dividido de este modo el contenedor en dos etapas, primera etapa y segunda etapa respectivamente.

En la presente invención, el agua permeada de la primera etapa del primer paso, correspondiente al primer grupo de membranas en el que queda dividido el contenedor con interconector ciego, alimenta a un primer segundo paso del sistema que esta formado por dos etapas de membranas de alto flujo y baja presión o de flujo medio y media presión, sin ser requeridos medios de bombeo.

El rechazo de la segunda etapa de este primer segundo paso es mezclado con el permeado de la segunda etapa del primer paso. La mezcla resultante alimenta a otro segundo paso, denominado segundo segundo paso, que también se encuentra formado por dos etapas, pudiéndose intercalar una bomba Booster o de baja presión para la alimentación de este segundo paso.

El permeado global del sistema de la invención, es la mezcla de los perneados globales obtenidos a las salidas de los segundos pasos.

Por otra parte, el caudal de rechazo global del segundo segundo paso es enviado a la aspiración de la bomba de agua de mar que alimenta a todo el sistema de ósmosis inversa. De esta forma, el agua del mar sufre una dilución y por tanto disminuye la presión osmótica y como consecuencia también hace la presión total de alimentación a las membranas del primer paso, obteniendo así un ahorro energético.

Adicionalmente, para obtener un alto rendimiento energético en el sistema de ósmosis inversa propugnado en la presente invención, se instala un recuperador de energía que se alimenta del rechazo del primer paso, aprovechando la cantidad de movimiento de este rechazo para impulsar otro caudal. El caudal impulsado por el recuperador de energía, procede de la aspiración del agua salobre o agua del mar. Por otro lado, está previsto que este dispositivo recuperador de energía alimente una bomba Booster de baja presión que impulsa nuevamente el agua procedente del recuperador de energía al primer paso del sistema.

Con la configuración de sistema de ósmosis inversa descrito, se consigue un ahorro energético debido a que se recupera energía del primer paso del sistema. El hecho de alimentar un segundo paso mediante agua permeada de la primera etapa del primer paso, sin ninguna bomba, ofrece un sustancial ahorro energético ya que permite el aprovechamiento de la presión del caudal de permeado de la primera etapa del primer paso. Además, la mezcla del rechazo global de salmuera del segundo paso con el agua de mar a la aspiración de la bomba de alta presión que alimenta el primer paso de membranas, conlleva una disminución de la concentración de sales del agua bombeada al primer paso de membranas con una presión menor de bombeo, con el consecuente ahorro energético.

Breve enunciado de las figuras

Para complementar la descripción de la invención y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las sus características, se acompaña a la presente memoria descriptiva las siguientes figuras:

Figura 1.- Representa un sistema convencional de ósmosis inversa con dos pasos y bomba Booster intermedia.

Figura 2.- Representa un contenedor de presión o contenedor de membranas de ósmosis inversa con interconector ciego o split ciego.

Figura 3. - Representa el sistema de ósmosis inversa de la invención.

Referencias 1:agua salobre o agua de mar. 2:aspiración, del sistema convencional de ósmosis inversa en dos pasos, procedente del agua salobre o agua del mar. 3:entrada al contenedor del primer paso, del sistema convencional de ósmosis inversa en dos pasos. 4:salida del rechazo del primer paso. 5:salida del permeado del primer...

 


Reivindicaciones:

1. Mejoras introducidas en la patente de invención nº 200801910, por: Sistema de desalación y eliminación de boro de agua del mar con alto rendimiento energético, caracterizado porque comprende:

un primer paso (I) de ósmosis inversa que comprende un contenedor (21) de membranas de ósmosis inversa con interconector ciego, que queda dividido en una primera etapa y una segunda etapa correspondientes a los dos caudales de permeado del contenedor con interconector ciego respectivamente, y cuyo caudal de alimentación (3') proviene de la mezcla de un caudal (2') de la aspiración (1') de agua salobre o agua de mar (1) impulsada a través de una bomba de alta presión (15) y de un caudal (23') procedente de un dispositivo recuperador de energía (26);

un primer segundo paso (II) de ósmosis inversa que comprende dos contenedores (22) y (23) de membranas de ósmosis inversa, correspondientes a una primera y una segunda etapa, respectivamente, de este primer segundo paso (II), siendo alimentado este primer primer segundo paso (II) con el permeado (6') de la primera etapa del primer paso (I); y

un segundo segundo paso (III) de ósmosis inversa que comprende dos contenedores (24) y (25) de membranas de ósmosis inversa, correspondientes a una primera y una segunda etapa respectivamente, de este segundo segundo paso (III), siendo alimentado este segundo segundo paso (III) con la mezcla (12') del permeado (5') de la segunda etapa del primer paso (I) y del rechazo (9') de la segunda etapa del primer segundo paso (II);

siendo el permeado (19') global del sistema, la mezcla resultante del permeado (11') global del primer segundo paso (II) y del permeado (18') global del segundo segundo paso (III);

siendo el rechazo (16') global del segundo segundo paso (III) introducido en la aspiración (1') del sistema; y

siendo el rechazo (4') global del primer paso (I) empleado en el recuperador de energía (26), para aprovechar la energía de dicho rechazo (4').

2. Mejoras introducidas en la patente de invención nº 200801910, por: Sistema de desalación y eliminación de boro de agua del mar con alto rendimiento energético, según la reivindicación 1, caracterizado porque los contenedores (22) y (23) correspondientes a la primera y segunda etapa respectivamente, del primer segundo paso (II), están constituidos por membranas de alto flujo y baja presión o de flujo medio y media presión.

3. Mejoras introducidas en la patente de invención nº 200801910, por: Sistema de desalación y eliminación de boro de agua del mar con alto rendimiento energético, según la reivindicación 1, caracterizado porque los contenedores (24) y (25) correspondientes a la primera y segunda etapa respectivamente, del segundo segundo paso (III), están constituidos por membranas de alto flujo y baja presión o de flujo medio y media presión.

4. Mejoras introducidas en la patente de invención nº 200801910, por: Sistema de desalación y eliminación de boro de agua del mar con alto rendimiento energético, según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo segundo paso (iii) comprende una bomba (16) Booster o de baja presión intercalada en la alimentación (12'-13') de dicho segundo segundo paso (III).

5. Mejoras introducidas en la patente de invención nº 200801910, por: Sistema de desalación y eliminación de boro de agua del mar con alto rendimiento energético, según la reivindicación 1, caracterizado porque el recuperador de energía (26) se intercala en el rechazo (4'-22') del primer paso (I), de manera que se aprovecha la energía del rechazo (4') en impulsar un caudal (20') procedente de la aspiración (1') a la alimentación (3') del contenedor (21) de membranas de ósmosis inversa con interconector ciego del primer paso (I).

6. Mejoras introducidas en la patente de invención nº 200801910, por: Sistema de desalación y eliminación de boro de agua del mar con alto rendimiento energético, según la reivindicación 5, caracterizado porque en el caudal (21'-23') impulsado por el recuperador de energía (26) se intercala una bomba (17) Booster o de baja presión.

7. Mejoras introducidas en la patente de invención nº 200801910, por: Sistema de desalación y eliminación de boro de agua del mar con alto rendimiento energético, según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque en el sistema se dosifica un antincrustante en el caudal de mezcla (12') del rechazo (9') de la segunda etapa del primer segundo paso (II) y del permeado (5') de la segunda etapa del primer paso (I).

8. Mejoras introducidas en la patente de invención nº 200801910, por: Sistema de desalación y eliminación de boro de agua del mar con alto rendimiento energético, según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque en el sistema se dosifica un alcalinizante en el caudal de mezcla (12') del rechazo (9') de la segunda etapa del primer segundo paso (II) y del permeado (5') de la segunda etapa del primer paso (I).

9. Mejoras introducidas en la patente de invención nº 200801910, por: Sistema de desalación y eliminación de boro de agua del mar con alto rendimiento energético, según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque en el sistema se dosifica un antincrustante y un alcalinizante en el caudal de mezcla (12') del rechazo (9') de la segunda etapa del primer segundo paso (II) y del permeado (5') de la segunda etapa del primer paso (I).


 

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