PROCEDIMIENTO DE DESCOMPOSICIÓN DE SOLUCIONES EN AGUA DESTILADA Y SALES SECAS, Y CORRESPONDIENTE INSTALACIÓN PARA LA PUESTA EN PRÁCTICA DEL MISMO.

Procedimiento de descomposición de soluciones en agua destilada y sales secas,

y correspondiente instalación para la puesta en práctica del mismo.

El procedimiento y la instalación tienen por finalidad separar, de una suspensión o solución de agua, agua destilada por una parte y sales secas y clasificadas por otra, llevándose a cabo un proceso en el que tiene lugar una primera filtración de la solución, seguida de una aplicación de temperatura y presión de baja en intercambiador, para seguidamente separar por una parte salmuera concentrada y por otra parte vapor saturado, para hacer pasar la salmuera a través de un agitador, al que es posible complementarse con ultrasonidos de alta y baja frecuencia, para a continuación pasar dicha salmuera por un separador en el que tiene lugar la separación de sales secas que son recogidas en una gaveta y la separación de vapor seco que es enviado de nuevo a los intercambiadores citados en primer lugar, para finalmente conseguir una licuación de agua destilada que es recogida en un tanque de almacenamiento.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento de descomposición de soluciones en agua destilada y sales secas, al objeto de obtener de las soluciones o suspensiones de agua, un agua desmineralizada y sales secas, todo ello en un proceso en el que participan tres fases bien diferenciadas, una de filtración, una segunda de sometimiento de la solución a una presión y temperatura medias, y finalmente una tercera fase en la que el flujo de la solución se somete a elevadas temperaturas y presión.

Es igualmente objeto de la invención la instalación para la puesta en práctica del procedimiento, en la totalidad del agua correspondiente a la suspensión o solución correspondiente, se obtiene en forma de agua destilada, recuperando por otro lado la totalidad de las sales, todo ello de forma separada y perfectamente clasificadas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente no se conoce ningún proceso ni instalación que permita de forma industrial obtener agua desmineralizada o destilada y sales sin salmuera residual.

Para conseguir agua desmineralizada se puede utilizar el conocido sistema de ósmosis inversa, o bien un calentamiento de la suspensión o solución seguido de un vacío para disminuir la temperatura de ebullición.

Como es sabido, la técnica de ósmosis inversa se basa en la aplicación, mediante presión y microtubos, de la filtración de la solución, con un desecho de la salmuera del 55% del flujo tratado, cuando alcanza un cierto grado de saturación.

El sistema de ósmosis inversa lleva consigo una serie de problemas e inconvenientes, tanto medio ambientales como de un elevado costo de energía, independientemente de mantenimiento, recambios, etc., sin olvidarse de que las aguas obtenidas contienen sales iniciales concentradas, ya que durante el proceso se añaden productos químicos, tanto para provocar la precipitación de algunas sales, como para el proceso de limpieza de las membranas utilizadas en la osmosis inversa, eliminándose todo ello junto con el residuo de salmuera concentrado.

El sistema basado en el calentamiento seguido de vacío, utiliza calor y vacío para disminuir la temperatura de ebullición, sistema que ya se ha utilizado desde hace años en los barcos para rellenar los tanques de agua dulce, aunque también deja como residuo salmuera. En este caso la energía que normalmente se utiliza es el

calor procedente del agua de refrigeración de los motores o de los condensadores de otras plantas, es decir que no se requiere tanta energía como en el proceso de ósmosis inversa.

No obstante pueden citarse documentos correspondientes a patentes de invención, y entre ellas las siguientes:

EP 1982958 A1 que obtiene energía de un motor de combustión, lo que implica de partida la no utilización de energías renovables, con el consiguiente costo del motor y su mantenimiento que resultan caros, sin olvidarse del combustible, que es un componente de elevado costo y con alto poder de contaminación.

En este documento de la comentada patente EP 1982958 A1, para secar los residuos se utiliza aire caliente, de 50 manera que para liberar los aromáticos, cuando existan, presumiblemente se les soltará en el aire, con lo que además de no conseguir una recuperación de los mismos, se lleva a cabo una contaminación del medio ambiente.

Para la evaporación del agua se utiliza la ebullición, con lo que el rendimiento es ínfimo.

En este documento se parte de una ósmosis inversa, es decir productos químicos abundantes, así como

membranas de delicada y constante manutención, con escasa duración y personal cualificado.

Para evitar incrustaciones se recurre a la precipitación de algunas sales mediante más productos químicos, secándolos con aire caliente, con lo que se sigue produciendo más residuos inútiles y contaminantes, a fin de intentar conseguir una salmuera que solo contenga cloruro sódico.

La obtención del agua desalinizada se consigue mediante la aplicación de calor y por ebullición en superficie y con vacío, sistema utilizado hace muchísimos años en todo tipo de buques, y por lo tanto con una tecnología totalmente caducada.

Asimismo, puede citarse el documento correspondiente a la patente WO 2008/137924 A1, en cuyo documento se afirma que no puede separar materiales orgánicos, por lo que ya existe una limitación a la hora de separar el agua de las sales.

En concreto en esta patente o documento se lleva a cabo una coagulación con sulfato de aluminio, potenciando su efecto mediante la aplicación de ultrasonidos, coagulación que consiste en desestabilizar los coloidales por neutralización de sus cargas, dando lugar a la formación de un flóculo o precipitado, de manera tal que la coagulación de las partículas coloidales se consigue añadiendo al agua un producto químico (electrolito) denominado coagulante, utilizando normalmente sales de hierro y aluminio, de manera tal que una vez dosificado y mezclado el sulfato de aluminio se produce una coagulación y al aplicar ultrasonidos a la mezcla, se potencian las propiedades del sulfato de aluminio, acelerando la coagulación y decantando la parte de las sales, es decir los sólidos en suspensión y materia orgánica no diluida en el agua.

Con esta aplicación se obtiene un lodo que debe ser retirado por un gestor, y un agua con una conductividad alta por uso de aluminio.

Otro documento correspondiente al estado de la técnica es la patente francesa FR 2379482 A1, en la que se describe un sistema de desalación de agua de mar, por evaporación, saturación del aire por humedad y condensación, de manera que en el sistema descrito en esta patente, se renueva continuamente el agua entrante, suministrando calor a través de la refrigeración de los motores, siendo revertida al mar, sin introducción de ningún tipo de corriente de aire y disponiendo en la parte superior un intercambiador con una bomba de vacío y un tubo de salida al tanque de almacenamiento.

Es decir, en esta patente francesa lo que se hace es calentar y lanzar el agua en un chorro abundante de aire caliente, para acercarse al punto de saturación y luego enfriarlo produciendo la condensación, sin conseguir, obviamente, eliminar la salmuera que se produce inevitablemente en el proceso, arrastrando ésta consigo las sales al mar, es decir que no se lleva a cabo una recuperación de sales.

Por último, cabe citar la patente alemana DE 3222537 A1, en la que se describe un proceso similar al anteriormente comentado, es decir a la creación de un componente salino saturado para enfriarse y condensarlo, dando lugar a una salmuera que se devuelve al mar, con la correspondiente contaminación tanto para las algas como para los moluscos, peces y toda la fauna y flora marina.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El procedimiento que se preconiza, así como la instalación para la puesta en práctica del mismo, han sido concebidos para resolver todos los problemas anteriormente referidos, teniendo por finalidad la de poder separar por primera vez de las suspensiones o soluciones, la totalidad del agua en forma de agua destilada y recuperar además la totalidad de las sales de forma separada y perfectamente clasificada.

Es decir, se consigue la separación de una solución o suspensión en sus componentes, sin ningún tipo de solución residual, puesto que no hay salmueras residuales, en base a una compresión a alta presión controlada, seguida de un oportuno calentamiento por debajo de su curva limite y una eyección horizontal a alta velocidad dentro de un túnel recalentado y a baja presión, pero sin inyectar aire, dando el vapor y las sales por separado, quedando éstas secas y clasificadas según su punto de impacto sobre una gaveta prevista en el fondo del propio túnel recalentador.

Cuando se quiera una fina clasificación de las sales y en la propia fase de vapor saturado seco, se le adiciona un campo ionizante, seguido de un campo eléctrico direccional.

Por otra parte, cabe decir que en la instalación utilizada para llevar a cabo el procedimiento de la invención, se utilizarán concentradores solares parabólicos, y como elemento transmisor del calor aceite térmico, lo que posibilita situar el invento en el campo de las energías renovables y limpias.

También se pueden aplicar ultrasonidos de alta y baja frecuencia para descomponer los cristales complejos en cristales simples y pequeños, manteniéndolos en suspensión, en ningún caso provocando su precipitación, así como la destrucción de cualquier elemento vivo.

El procedimiento es aplicable igualmente en la eliminación de los urines y alpechines, y en general de los elementos clásicos, permitiendo la reutilización...

1ª. Procedimiento de descomposición de soluciones en agua destilada y sales secas, que teniendo por finalidad separar el agua de las sales correspondientes a una solución o suspensión, para conseguir por una parte agua destilada y por otra parte sales secas clasificadas, se caracteriza porque comprende las siguientes fases operativas:

-Filtración de la solución para eliminación de objetos extraños;

-Compresión de la solución filtrada y calentamiento de la misma a baja presión y temperatura, haciéndose pasar dicha solución filtrada a través de intercambiadores de calor en contracorriente y a través de un intercambiador-caldera, todo ello en una fase de baja presión y temperatura;

-Paso de la solución procedente de los intercambiadores a través de un separador de baja, en el que se obtiene salmuera, que se precipita al fondo del separador y vapor de agua que es sometido a una compresión y temperatura alta, haciendo retornar a los intercambiadores de la fase de baja presión y temperatura al vapor seco;

-Depositado de la salmuera concentrada en el fondo del separador sobre un recipiente de recogida, con una agitador para completar la fase de baja presión y temperatura;

-Envío por una parte de la salmuera procedente de la fase de baja presión y temperatura a una fase de alta presión y temperatura en la que se somete a un calentamiento y presión elevadas, sobre un intercambiadorcaldera de alta;

-Paso de dicha salmuera calentada a un separador de alta, efectuándose el envío mediante un eyector para obtener sales y vapor saturado seco o separado;

-Recogida de las sales en el fondo del separador, sobre una gaveta prevista en el mismo, mientras que el vapor saturado seco es enviado a contracorriente sobre el intercambiador-caldera de la fase de presión y calentamiento baja, cediendo calor al flujo primario pasante por los intercambiadores de dicha fase de presión y calentamiento de baja, para su envío definitivo a un tanque de almacenamiento.

2. Instalación para la puesta en práctica del procedimiento de descomposición de soluciones en agua destilada y sales secas de la 1ª reivindicación, caracterizado porque comprende tres etapas o fases correspondientes a un sistema de filtrado de la solución que se pretende descomponer en agua destilada y sales secas; una segunda etapa o fase de presionado y calentamiento de baja; y una tercera fase o etapa de presionado y calentamiento de alta, comprendiendo la 1ª etapa de filtrado una bomba (2) para la impulsión del flujo de la solución entrante (1) , a continuación de cuya bomba (2) se incluye un filtro primario (3) , seguido de una bomba de alimentación (4) y a continuación de ella un segundo filtro secundario (5) , desde el cual el flujo de la solución es enviado a la fase de presión y calentamiento de baja, que incluye tres intercambiadores (6, 7 y 8) , seguidos de un cuarto intercambiador-caldera de baja (9) , y a continuación del mismo un separador (10) en el que se aplica la solución pasante por los intercambiadores mediante un eyector (11) , teniendo lugar en el separador de baja (10) la precipitación al fondo de la salmuera y por otra parte del vapor saturado que es aplicado a los intercambiadores (6, 7 y 8) , mediante una bomba de vacío (13) , con la especial particularidad de que a continuación se ha previsto un agitador (16) receptor de la salmuera depositada en el separador de baja (12) , comprendiendo además la fase de presión y temperatura de baja las bombas de vacío (14, 15) y una bomba (10) de circulación de aceite térmico utilizado en el calentamiento, mientras que el agitador (16) es susceptible de contar con ultrasonidos se baja y alta frecuencia, desde el cual y a través de una bomba de alta presión (17) envía la salmuera hacia un intercambiador-caldera de alta (18) , desde el cual y previo paso por válvulas (19, 20) , y a través de un eyector (21) , introducir la salmuera en un separador de alta (24) donde se ha previsto un túnel (22) para paso de vapor seco y para la recogida de las sales en una gaveta (23) prevista en el fondo de dichos separador (24) , siendo el vapor seco aplicado al intercambiador (8) perteneciente a la fase de presión y temperatura de baja, haciéndolo pasar por los intercambiadores (7, 6) para, a través de una bomba de vacío (15) , impulsar el vapor seco licuado a un tanque de almacenamiento (25) ; habiéndose previsto que el agitador (16) , la bomba de alta presión (17) , el intercambiador-caldera (18) , las válvulas (19, 20) , el inyector (21) y el separador (24) con su túnel de vacío (22) correspondan a la etapa de presión y temperatura de alta.