PROCESO PARA INTRODUCIR UNA SOLUCIÓN EN UN APARATO DE ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO.

Proceso para introducir una solución en un aparato de enfriamiento evaporativo La presente invención se refiere a un método para introducir una solución en un aparato de enfriamiento. En particular, aunque no exclusivamente, la presente invención se refiere a un método para retirar calor de una fuente de calor. Los cambiadores de calor a menudo se usan para retirar el exceso de calor de procesos industriales. Los cambiadores de calor típicos incluyen cambiadores de calor del tipo carcasa y tubos, que comprenden una longitud de tubo parcialmente encerrada dentro una cubierta o carcasa. Una corriente de proceso industrial, que contiene un exceso de calor, se introduce en el tubo, mientras que un refrigerante, tal como agua, se hace pasar por la carcasa, a través de una entrada y salida diferentes. El agua retira el exceso de calor de la corriente de proceso. De esta manera, el agua que sale de la carcasa está a una mayor temperatura que el refrigerante que entra en la carcasa. La corriente de agua calentada se enfría en una torre de enfriamiento antes de recircularla de vuelta a través de la carcasa. De esta manera, la retirada de calor puede realizarse de una manera continua. La mayor parte de las torres de enfriamiento contienen un material de relleno poroso, conocido como carga (relleno). El agua se introduce en la parte superior de la torre de enfriamiento, y gotea hacia abajo a través de la carga mientras que se sopla aire a través de la carga, provocando que parte del agua se evapore. La pérdida de calor por evaporación (enfriamiento evaporativo) reduce la temperatura del agua restante. El agua enfriada se recircula al cambiador de calor. A medida que ocurre la evaporación, los contaminantes tales como sólidos disueltos, se acumulan en el agua de recirculación. Dichos contaminantes pueden provocar el ensuciamiento, por ejemplo, como resultado del crecimiento biológico, formación de incrustación, corrosión y/o deposición de lodo. El nivel de contaminación puede reducirse retirando una parte del agua de recirculación del sistema. La retirada de agua de esta manera se conoce como purga. Para reemplazar la perdida de agua total del sistema, se introduce agua de constitución. El agua de constitución se trata, por ejemplo, con un inhibidor de incrustación, inhibidores de corrosión, biocidas y dispersantes. Estos aditivos tienden a ser caros y tienen que añadirse continuamente al agua de constitución, añadiéndose al coste del proceso global. La calidad del agua del sistema de enfriamiento tiene un efecto significativo sobre la eficacia térmica y la vida de la torre de enfriamiento y de los cambiadores de calor. En un enfriador de aire, el aire templado de los alrededores se sopla a través de la carga o material de relleno húmedo. El calor del aire se transfiere al material de carga húmedo, provocando que el agua contenida en la carga se evapore. Como resultado, el aire que surge del enfriador está a una menor temperatura que el aire introducido en el enfriador. A medida que el agua se evapora, los contaminantes en el agua pueden depositarse sobre el material de carga. Dichos depósitos tiene un efecto perjudicial sobre la eficacia térmica y la vida del enfriador de aire. El documento JP 09 060320 A describe un aparato para introducir una solución en un aparato de enfriamiento evaporativo usando un dispositivo de membranas de ósmosis inversa. De acuerdo con la presente invención, un proceso para introducir una solución en un aparato de enfriamiento evaporativo, comprendiendo dicho proceso a) colocar una membrana selectivamente permeable entre una primera solución y una segunda solución que tiene una mayor concentración de soluto que la primera solución, de manera que el disolvente de la primera solución fluye a través de la membrana selectivamente permeable para diluir la segunda solución, b) introducir la segunda solución en un aparato de enfriamiento evaporativo en el que el disolvente se retira de la segunda solución por evaporación, y c) reciclar la segunda solución de la etapa b) a la etapa a) para extraer el disolvente de la primera solución; caracterizado por que la segunda solución se forma introduciendo al menos un soluto en al menos un disolvente; y la primera solución es agua de mar, agua salobre, agua de río y/o agua residual. Preferentemente, el aparato de enfriamiento evaporativo es una torre de enfriamiento o enfriador de aire. Los enfriadores de aire adecuados incluyen enfriadores de aire para uso doméstico e industrial. La naturaleza selectiva de la membrana evita que el soluto o solutos indeseables y otros contaminantes en la primera solución pasen a la segunda solución. 2 E05750234 27-12-2011   La primera solución puede ser una corriente acuosa impura, tal como agua de mar, agua salobre, agua de río y corrientes residuales, por ejemplo de un proceso industrial o agrícola. Cuando se usan dichas soluciones, se permite que el agua pase selectivamente a través de la membrana para diluir la segunda solución. La segunda solución puede tener una composición conocida. Por ejemplo, en una realización, la segunda solución se forma introduciendo una cantidad conocida de un soluto en una cantidad conocida de disolvente. De esta manera, la segunda solución puede consistir básicamente en un soluto seleccionado disuelto en un disolvente seleccionado. Esta segunda solución puede formarse antes de la etapa a). Formando la segunda solución de esta manera, puede producirse una solución sustancialmente limpia. De esta manera, la segunda solución puede tener una concentración reducida de partículas suspendidas, materia biológica y/u otros componentes que pueden provocar el ensuciamiento del sistema de enfriamiento. Más preferentemente, la segunda solución está sustancialmente libre de dichos componentes. En una realización, se incluyen en la segunda solución aditivos tales como inhibidores de incrustación, inhibidores de corrosión, biocidas y/o dispersantes. La segunda solución puede recircularse en un bucle cerrado, por ejemplo de manera que se reutilice continuamente en las etapas a) y b). En dicha realización, los componentes de la segunda solución se "inmovilizan" eficazmente dentro del bucle. De esta manera, una vez que se forma la segunda solución, la adición adicional de soluto y/o aditivos, tales como inhibidores de incrustación, inhibidores de corrosión, biocidas y/o dispersantes, puede no ser necesaria. El disolvente en la segunda solución es preferentemente agua. El soluto (agente osmótico) en la segunda solución es, preferentemente, un soluto soluble en agua, tal como una sal soluble en agua. Las sales adecuadas incluyen sales de amonio y metales tales como metales alcalinos (por ejemplo, Li, Na, K) y metales alcalinotérreos (por ejemplo, Mg y Ca). Las sales pueden ser fluoruros, cloruros, bromuros, yoduros, sulfatos, sulfitos, sulfuros, carbonatos, hidrogenocarbonatos, nitratos, nitritos, nitruros, fosfatos, aluminatos, boratos, bromatos, carburos, cloruros, percloratos, hipocloritos, cromatos, fluorosilicatos, fluorosilicatos, silicatos, cianuros y cianatos. Pueden empelarse una o más sales. En una realización preferida, el soluto de la segunda solución es una sal de sodio y/o potasio. De esta manera, la segunda solución puede formarse disolviendo una cantidad conocida de una sal de sodio y/o potasio en agua. En una realización, la segunda solución se forma disolviendo un cloruro de sodio en agua. En una realización preferida adicional la segunda solución puede ser una solución de amoniaco y dióxido de carbono, con una especie acuosa resultante: carbonato de amonio, bicarbonato de amonio y carbamatos de amonio (véase el documento WO 02/0608025). La segunda solución usada inicialmente en la etapa a) puede tener una concentración de soluto o sales disueltas totales (TDS) que es mayor que la concentración de soluto o TDS de la primera solución. En la etapa a) de la presente invención, la primera solución se pone en un lado de una membrana semi-permeable. Una segunda solución que tiene una mayor concentración de soluto (y, por lo tanto, una menor concentración de disolvente), se pone en el lado opuesto de la membrana. Como resultado, el disolvente pasa a través de la membrana del lado de la concentración baja de soluto (alta concentración de disolvente) al lado de concentración alta de soluto (baja concentración de disolvente). El flujo ocurre a lo largo de un gradiente de concentración. De esta manera, no se requieren altas presiones para inducir el flujo de disolvente. Sin embargo, puede aplicarse un diferencial de presión a través de la membrana, por ejemplo para aumentar el flujo de agua. Después de que el disolvente (por ejemplo, agua) de la primera solución hubiera pasado a la segunda solución, la segunda solución puede estar a una presión elevada (presión osmótica cuando se usa agua... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para introducir una solución en un aparato de enfriamiento evaporativo, comprendiendo dicho proceso a) colocar una membrana (16) selectivamente permeable entre una primera solución (18) y una segunda solución (20), que tiene una mayor concentración de soluto que la primera solución (18), de manera que el disolvente de la primera solución (18) fluye a través de la membrana (16) selectivamente permeable para diluir la segunda solución, b) introducir la segunda solución (20) en un aparato de enfriamiento evaporativo (14), en el que el disolvente se retira de la segunda solución (20) por evaporación, y c) reciclar la segunda solución (20) de la etapa b) a la etapa a) para extraer el disolvente de la primera solución (18), caracterizado por que la segunda solución (20) se forma introduciendo, al menos, un soluto en al menos un disolvente; y la primera solución (18) es agua de mar, agua salobre, agua de río y/o agua residual. 2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que, en la etapa a) la segunda solución (20) se recircula a través de al menos las etapas a) y b) en un bucle cerrado. 3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 que, después de la etapa a), comprende d) poner en contacto la segunda solución (20) con una fuente de calor para retirar el calor de la fuente de calor. 4. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 3, en el que en la segunda solución (20) se usa como un refrigerante en un cambiador de calor para retirar el calor de la fuente de calor. 5. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 3 y 4, en el que, en la etapa c), la segunda solución (20) se recircula a través de al menos las etapas a), b) y d) en un bucle cerrado. 6. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que la etapa d) se realiza después de la etapa b). 7. Un proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que el aparato de enfriamiento evaporativo (14) comprende un enfriador de aire. 8. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el aparato de enfriamiento evaporativo (14) comprende una torre de enfriamiento. 9. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el soluto introducido en la segunda solución es un soluto soluble en agua. 10. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el soluto introducido en la segunda solución es una sal de amonio, metal alcalino y/o metal alcalinotérreo. 11. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la sal es un fluoruro, cloruro, bromuro, yoduro, sulfato, sulfito, sulfuro, carbonato, bicarbonato, carbamato, hidrogenocarbonato, nitrato, nitrito, nitruro, fosfato, aluminato, borato, bromato, carburo, cloruro, perclorato, hipoclorito, cromato, fluorosilicato, fluorosilicato, fluorosulfato, silicato, cianuro y/o cianato. 12. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la primera y/o segunda soluciones comprenden aditivos seleccionados entre al menos un inhibidor de incrustación, inhibidor de corrosión, biocida o dispersante. 13. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la presión generada por el flujo de disolventes a través de la membrana en la etapa a) se usa para ayudar en la transferencia de la segunda solución en la etapa b). 14. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa a) se realiza i) colocando una membrana selectivamente permeable entre una primera solución y una segunda solución, que tiene una mayor concentración de soluto que la primera solución, de manera que el disolvente de la primera solución fluye a través de la membrana selectivamente permeable para diluir la segunda solución, y ii) colocando una membrana selectivamente permeable entre la segunda solución diluida y una solución adicional que tiene una mayor concentración de soluto que la segunda solución diluida, de manera que el disolvente de la segunda solución diluida fluye a través de la membrana selectivamente permeable para diluir la solución adicional. 8 E05750234 27-12-2011   9 E05750234 27-12-2011   E05750234 27-12-2011