Procedimiento de tratamiento de salmuera.

La presente invención se refiere a un método de tratamiento de salmueras,

consistente en la inyección de determinados reactivos en la dosis apropiada seguida de una etapa de extracción para recuperar los diferentes agentes obtenidos con el fin de reutilizarlos a la vez que puede adecuar las salmueras para otro tipo de procesos industriales, consiguiendo compensar parte de los costes y el impacto ambiental de las instalaciones desaladoras.

Procedimiento de tratamiento de salmuera.

La presente invención se refiere a un método de tratamiento de salmueras, consistente en la inyección de determinados reactivos en la dosis apropiada seguida de una etapa de extracción para recuperar los diferentes agentes obtenidos con el fin de reutilizarlos a la vez que puede adecuar las salmueras para otro tipo de procesos industriales, consiguiendo compensar parte de los costes y el impacto ambiental de las instalaciones desaladoras. La presente invención se encuadra dentro del campo técnico del tratamiento de fluidos. Más específicamente, la invención se encuadra dentro del campo técnico del tratamiento de salmueras. Más específicamente, la invención se encuadra dentro del campo técnico de la valorización de salmueras procedentes de plantas desaladoras, para la recuperación de productos útiles para diversos fines y la fijación acelerada de CO2.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Las tecnologías de desalación son procesos ampliamente empleados en la generación de agua para diferentes usos. El principal subproducto de estos procesos es la disolución concentrada denominada salmuera o corriente rechazo, que presenta un alto contenido en sales y que, habitualmente, es vertida al medio receptor.

Hoy en día, debido a los problemas medioambientales que puede causar su vertido y por las propiedades físicoquímicas de las salmueras, dicho residuo puede ser objeto de una valorización que repercuta directamente en la reducción de los costes y del impacto ambiental.

En este sentido, la valorización de las salmueras puede encaminarse a distintos fines, entre ellos la recuperación de productos útiles para auto-suministro de la misma planta desaladora o también para su venta a otras industrias que empleen dichos agentes en sus procesos, adecuación de las mismas como materia prima en otras industrias, fijación de CO2, …. Por ello, se han desarrollado diferentes procesos físico-químicos de extracción de productos útiles de las salmueras, usualmente carbonato de calcio, carbonato de magnesio, carbonato de sodio, cloruro de sodio, cloruro de calcio, sulfato de calcio, sulfato de sodio, sulfato de magnesio, hidróxido de magnesio, sales conjuntas, etc.

La valorización de la salmuera consiste básicamente en proporcionar a la misma determinados agentes químicos que por diversos mecanismos de reacción generarán unos precipitados susceptibles de aprovechamiento y/o adecuarán la salmuera para otro tipo de fines tras separarlos previamente.

Preferiblemente, algunos de estos reactivos a añadir son hidróxidos tales como NaOH o Ca (OH) 2.

En la bibliografía se encuentran diferentes métodos de extracción de agentes químicos han sido objeto de patentes. Algunos ejemplos de patentes se comentan a continuación:

- US7595001 “Process for the treatment of saline water”, en la cual se recuperan productos útiles a partir de aguas salinas con el problema de un alto contenido en sólidos disueltos totales, en el rango de 1 a 60 g/l. En esta patente se emplean CaO, Ca (OH) 2 o mezcla de ambos para obtener, en una primera etapa, CaCO3 precipitado (PCC) o un hidróxido de magnesio y yeso (GMH) , según el tipo de agua. En una segunda etapa adicionan CaCl2, NaOH, etc (según el tipo de agua) para obtener más PCC, Na2CO3, etc.

- US7198722 “Process for pre-treating and desalinating sea water”, en la cual se recuperan CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2, Na2CO3, NaCl, Na2SO4, Ca (HCO3) 2, y otras sales conjuntas de agua de mar (no de salmuera, como en el caso de la presente invención) usando, entre otros, NaOH, Na2CO3, KOH, K2CO3, Ca (OH) 2, CaCO3, Al (OH) 3, Al2 (SO4) 3, K2SO4, y siendo retirados después para alimentar la corriente de agua de mar purificada a una proceso de desalación.

- US2793099 “Processes for the manufacture of various chemicals from sea water” en la cual se recuperan Mg (OH) 2, Ca2SO4 y NaCl adicionando al agua de mar (no es el caso de salmuera residual) , en una primera etapa, dolomita o cal para precipitación del Mg (OH) 2, separando por gravedad y, posteriormente, concentrando por evaporación los otros dos compuestos.

Por lo tanto se hace necesario el desarrollar nuevos procedimientos de tratamiento de salmueras, mediante los cuales se consiga valorizarla al objeto de conseguir los hitos comentados previamente.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento de tratamiento de salmuera preferiblemente de plantas desaladoras mediante el cual se obtienen las siguientes ventajas:

- Extracción de agentes químicos de la salmuera generada como sub-producto (CaCO3, Mg (OH) 2, etc...) para auto-suministro de la planta desaladora al objeto de disminuir costes e impacto ambiental ya que puede producirse la cantidad justa de agente remineralizante y además a menor precio que si se comprara externamente en cualquiera de sus variantes.

- Extracción de agentes químicos de la salmuera generada como sub-producto (CaCO3, Mg (OH) 2, etc...) para suministro a otro tipo de industrias que empleen dichos agentes en sus procesos, como serían la venta del Mg (OH) 2 como complemento alimenticio en el pienso o el carbonato mixto de calcio magnesio MgCaCO3 como fertilizante para regular el pH del suelo.

- Adecuación de la salmuera generada como sub-producto en el proceso de desalación para suministro en industrias ajenas que empleen salmueras en sus

procesos. Un ejemplo no limitante se encuentra en la industria cloro-alcalina ya que con la presenta invención se eliminan de la salmuera parte de los agentes que esta industria considera impurezas y que someten a pretratamiento antes de su entrada al proceso productivo. Por tanto, una salmuera adecuada minimiza la cantidad de NaCl en forma sólida que esta industria tiene que aportar ya que la salmuera lo contiene en mayor concentración que el agua de mar que habitualmente se emplea como materia prima de partida.

- Posibilidad de emplear CO2 y/o gases de combustión con mayor o menor riqueza en CO2 al objeto de complementar el proceso y de fijar CO2 (reducción de emisiones)

- Combinación total o parcial de los cuatro puntos anteriores simultáneamente.

- Posibilidad de trabajar en continuo, discontinuo, etc. Versatilidad y flexibilidad

- Posibilidad de controlar cualitativa y cuantitativamente los agentes químicos que deben ser extraídos (ej. se puede separar cada producto que se forma mediante precipitación selectiva a su pH típico y que varía en función de las actividades iónicas, pKs, … Sin ser limitante y dependiendo de cada caso, en general, trabajar a un pH mayor o igual a 9 se favorece que precipiten los carbonatos mientras que a un pH mayor o igual a 10.5 se favorece la precipitación de hidróxidos.

- Versatilidad en el sistema para extraer los químicos precipitados: filtros prensa, decantador, evaporación del agua en el fango generado, etc.

- Posibilidad de recircular parte de los fangos generados para acelerar la decantación/sedimentación de los compuestos generados.

- Posibilidad de controlar la presión y/o la temperatura del sistema para aumentar la dilución de los reactivos y aumentar el rendimiento del proceso.

- Sistema alineado estratégicamente con la idea de vertido cero en plantas desaladoras y con la idea de salmueras como sumidero de CO2 (sostenibilidad) .

Por lo tanto un primer aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento de tratamiento de salmuera que comprende las siguientes etapas:

a) Adición de agentes químicos a una corriente de salmuera;

b) Inyección de la mezcla procedente de la etapa a) en una cámara de reacción;

c) Extracción de los productos obtenidos en la etapa b)

d) Separación de los productos obtenidos tras la etapa c) ;

e) Secado de los productos resultantes en etapa c) .

Según una realización preferida, los agentes químicos que se adicionan a la corriente de salmuera se seleccionan del grupo formado por NaOH, Ca (OH) 2, CaCl2 y/o CaO.

Según una realización preferida la adición de los agentes químicos se realiza en línea antes de una... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de tratamiento químico de salmuera, que comprende las siguientes etapas: a) Adición de agentes químicos a una corriente de salmuera; b) Inyección de la mezcla procedente de la etapa a) en una cámara de reacción; c) Extracción de los productos obtenidos en la etapa b) d) Separación de los productos obtenidos tras la etapa c) ; y e) Secado de los productos resultantes en etapa c) .

2. El procedimiento según la reivindicación 1, donde los agentes químicos que se añaden a la corriente de salmuera se seleccionan del grupo formado por NaOH, Ca (OH) 2, CaCl2 y/o CaO.

3. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, donde los agentes químicos se adicionan en línea antes de una cámara de reacción y mezcla.

4. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, donde los agentes químicos se adicionan en una cámara de reacción y mezcla.

5. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde además se dosifican a la corriente de salmuera, suplementos seleccionados entre dióxido de carbono o gases de combustión que contienen CO2.

6. El procedimiento según la reivindicación 5, donde el suplemento que se dosifica es CO2.

7. El procedimiento según la reivindicación 6, donde la dosificación del CO2 se hace en línea.

8. El procedimiento según la reivindicación 6, donde la dosificación de CO2 se hace en una cámara de reacción y mezcla de la etapa b) mediante burbujeo.

9. El procedimiento según la reivindicación 8, donde la dosificación de CO2 se realiza mediante burbujeo en un absorbedor que está totalmente inundado, con o sin relleno sumergido.

10. El procedimiento según la reivindicación 6, donde la dosificación de CO2 se realiza mediante un absorbedor parcialmente inundado con o sin relleno interno.

11. El procedimiento según la reivindicación 10, donde la dosificación de CO2 se realiza mediante una torre de absorción parcialmente inundada con un rociador de lluvia o pulverizador tipo spray, con o sin relleno interno.

12. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 ó 11, donde el exceso de CO2 no reaccionado se recircula de cabeza a cola del sistema de dosificación correspondiente

13. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, donde los agentes químicos añadidos a la corriente de salmuera deben permanecer en la cámara de reacción y mezcla de la etapa b) un tiempo hidráulico de residencia menor o igual a 120 minutos.

14. El procedimiento según la reivindicación 13, donde el tiempo hidráulico de residencia es menor o igual a 60 minutos.

15. El procedimiento según la reivindicación 14, donde el tiempo hidráulico de residencia es menor o igual a 30 minutos.

16. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, donde la mezcla presente en la cámara de reacción y mezcla de la etapa b) se mantiene a un pH de desde 7 hasta 14.

17. El procedimiento según la reivindicación 16, donde la mezcla se mantiene a un pH de desde 9 hasta 12.

18. El procedimiento según la reivindicación 17, donde la mezcla se mantiene a un pH de desde 10 hasta 11.

19. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, donde la mezcla presente en la cámara de reacción y mezcla de la etapa b) se mantiene a una presión menor o igual a 20 atmósferas.

20. El procedimiento según la reivindicación 19, donde la mezcla presente se mantiene a una presión menor o igual a 10 atmósferas.

21. El procedimiento según la reivindicación 20, donde la mezcla presente se mantiene a una presión menor o igual a 5 atmósferas.

22. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, donde la etapa c) de extracción de los productos obtenidos en la etapa b) , se lleva a cabo mediante una precipitación a un intervalo de pH de desde pH 7 a 14.

23. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, donde la etapa c) de extracción de los productos obtenidos en la etapa b) , se lleva a cabo mediante una precipitación a un intervalo de pH de desde pH 9 a 12.

24. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 22 ó 23, donde tras la etapa c) de extracción de los productos obtenidos procedentes de la salmuera, estos son reconducidos en una cantidad menor o igual al 25% con respecto al total de nuevo a la etapa c) de extracción.

25. El procedimiento según la reivindicación 24, donde el porcentaje a reconducir es menor o igual al 10% con respecto al total.

26. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, donde la etapa d) de separación se lleva a cabo por microfiltración, ultrafiltración, filtros de anillas, centrifugación, decantación o cualquier combinación de las mismas.

27. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26, donde la etapa e) de secado se lleva a cabo mediante espesadores, mediante evaporación de agua del fango en eras de secado, filtros de vacío, filtros de prensa, filtros banda, centrífugas o cualquier combinación de las mismas.

Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3