Sistema de desalinización que comprende membranas apiladas.

Un sistema de desalinización que comprende una pluralidad de recipientes a presión (PV,

30) alargados, teniendocada uno un eje longitudinal y estando adaptado para recibir en el interior del mismo una pluralidad n de membranasde desalinización (40) de un diámetro D, caracterizado el sistema de desalinización porque:

los PV (30) están orientados de tal modo que el eje longitudinal de los mismos es de una orientación vertical,pesando las membranas (40) aproximadamente 80 kg y estando apiladas una encima de la otra, con los ejeslongitudinales de las mismas coincidiendo con el eje longitudinal del PV (30), en el quen es por lo menos 5 y D es por lo menos 40 cm (16"), o n es por lo menos 4 y D es por lo menos 46 cm (18"),para limitar un desplazamiento de cada membrana (40) a menos de 3 mm, a una diferencia de temperatura de5 ºC, mediante un peso acumulado de las membranas (40) colocadas sobre las mismas, en el que el PV (30)se encuentra libre de cualquier conjunto de calzas adaptado para evitar el desplazamiento de los miembros enel interior del PV (30) y

comprendiendo además el sistema de desalinización un mecanismo de carga para cargar los miembros ensentido vertical.

Sistema de desalinización que comprende membranas apiladas Campo de la invención La presente invención se refiere a sistemas de desalinización, en particular a sistemas de desalinización de ósmosis inversa (RO) , incluyendo una pluralidad de recipientes a presión, membranas de desalinización usadas en el interior de los mismos, equipo para el montaje de dichas membranas y medios para estimar sus condiciones de funcionamiento.

Antecedentes de la invención Los sistemas de desalinización de RO se conocen bien en la técnica. Con referencia a la figura 1, se muestra un ejemplo de un sistema de desalinización de RO:

El sistema de desalinización de RO del tipo que se describe anteriormente, designado en general en 1, comprende una pluralidad de recipientes a presión (PV) 2 sujetos por una construcción de soporte 3, comprendiendo la construcción 3 unos soportes 4 para soportar cada uno de los PV 2 en una orientación horizontal. Cada uno de los PV se encuentra, de hecho, suspendido mediante la construcción de soporte 3 de tal modo que éste se soporta desde debajo en diversos puntos a lo largo de su longitud.

Cada PV 2 tiene unos extremos anterior y posterior y tiene un tubo de permeado dispuesto de forma central que está conectado a una línea de producto delantera 5 en el extremo anterior del PV y a una línea de producto trasera (que no se observa) en el extremo posterior del PV. Cada PV 2 está conectado adicionalmente en su extremo anterior a una línea de alimentación 6 para suministrar al fluido en bruto de PC que va a desalinizarse, y en su extremo posterior a una línea (que no se observa) de salmuera (salmuera) .

Cada uno de los PV 2 tiene una pluralidad de membranas de RO 10 montadas en el interior del mismo, cuyo diseño típico se muestra en la figura 2. Según se observa en la figura 2, la membrana 10 comprende un tubo de permeado perforado 12 con una lámina de membrana de múltiples capas 14 enrollada sobre el mismo constituyendo un núcleo de membrana, y una funda exterior de encapsulación 18.

La lámina de membrana de múltiples capas enrollada 14 define un lado de rechazo sobre una superficie de la misma, que entra en contacto con el agua de alimentación, y un lado de permeado sobre la superficie opuesta de la misma, que entra en contacto con el agua de alimentación que ha pasado a través de la lámina por ósmosis inversa, es decir, el permeado. El tubo de permeado 12 está formado con unos orificios 13 que están adaptados para recoger dicho permeado, que está adaptado para su retirada desde el PV a través de sus orificios centrales anterior y posterior 12a y 12b constituidos respectivamente, por unos extremos anterior y posterior del tubo de permeado 12 de la membrana 10.

La lámina de membrana de múltiples capas 14 comprende dos capas de membrana 14a, una capa de permeado 14b colocada entre las mismas, y un separador de alimentación 16. La lámina de membrana de múltiples capas 14 está enrollada sobre el tubo de permeado 12, estando su extremo anterior 12a adaptado para una comunicación de fluidos con la línea de alimentación 6, constituyendo de ese modo un orificio de entrada de alimentación circunferencial 17a del PV para conducir el fluido en bruto que va a desalinizarse al mismo, y estando su extremo posterior 12b adaptado para una comunicación de fluidos con la línea de salmuera, constituyendo de ese modo un orificio de salida de salmuera circunferencial 17b del PV para la retirada de la salmuera del mismo.

Durante el funcionamiento, el agua de alimentación F se proporciona al orificio de entrada de alimentación circunferencial 17a en el extremo anterior 12a del PV, para fluir en sentido axial en la dirección de las flechas 19. El permeado P se recoge por el tubo de permeado 12 para salir a través de los orificios centrales anterior y posterior 15a, 15b, respectivamente, y la salmuera (a la que veces se hace referencia como el ‘concentrado’) B se retira a través del orificio de salida circunferencial 17b en el extremo posterior 12b del PV.

Durante el montaje, la membrana 10 está ubicada en el interior del PV 2 de tal modo que los orificios de permeado anterior y posterior 15a, 15b están conectados a las líneas de permeado anterior y posterior 5 respectivamente, el orificio circunferencial anterior 17a está conectado a la línea de alimentación 6, y el orificio circunferencial posterior 17b está conectado a la línea de salmuera.

Cuando se carga una membrana 10 en el PV 2, la membrana 10 se inserta en el PV 2 en sentido horizontal, y se desplaza en el interior del PV 2 hasta que esta alcanza su ubicación deseada en el interior del mismo. Cuando se descarga una membrana 10, ambos extremos del PV 2 están abiertos, mediante lo cual la membrana 10 puede empujarse desde un lado del PV 2 para salir desde el otro lado de la misma.

No obstante, se conocen unos diseños en los que los PV se disponen en sentido vertical, es decir, teniendo el PV un extremo superior y un extremo inferior, y en los que la carga y descarga de las membranas se realizaba a través del extremo superior del PV. Debido a que la carga y descarga de las membranas es un proceso generalmente

complicado y que consume mucho tiempo, se sabe que tales PV emplean un pequeño número de membranas, por ejemplo una o dos, y son de un diámetro más pequeño (y son, por lo tanto, de un peso correspondientemente más pequeño) .

Los siguientes documentos se incluyen en el estado de la técnica: la publicación WIPO con n.º 98/23361 a nombre de KEEFER BOWIE da a conocer un aparato de ósmosis inversa modular que tiene unas columnas paralelas de elementos de membrana en el interior de un único recipiente a presión con una abertura estrecha en el diámetro de una única columna de membranas. La publicación WIPO con n.º 03/039708 a nombre de IONICS da a conocer la producción de unas salidas de permeado separadas o separables de dos (o más) calidades diferentes, o bien disponiendo los recipientes a presión para dividir el flujo de permeado a partir de los elementos para dar dos corrientes o controlando la presión y/o la contrapresión que actúan sobre unos elementos de filtro individuales separados o subgrupos de uno o más elementos de filtro en el interior de un único recipiente para potenciar el funcionamiento y/o el rendimiento. La patente de los EE. UU. con n.º 6.942.797 a nombre de CHANCELLOR da a conocer múltiples membranas dispuestas una al lado de otra en el interior de un recipiente a presión con el fin de reducir el número de acoplamientos a los filtros (membranas) .

Sumario de la invención De acuerdo con un aspecto de la presente invención que se describe a continuación, se proporciona un sistema de desalinización. Se dan meramente como ejemplos, sin formar parte de la presente invención: membranas de desalinización, disposiciones para el montaje de membranas de desalinización en un sistema de desalinización, procedimientos de sus operaciones y procedimientos para supervisar el funcionamiento de los mismos que son particularmente adecuados para la desalinización por ósmosis inversa (RO) , si bien pueden usarse en otros tipos de sistemas de desalinización tales como nanofiltración (NF) , microfiltración (MF) y ultrafiltración (UF) . Esto es adecuado para la membrana en espiral que se describe con detalle en la presente descripción y también es adecuado para las membranas de fibras huecas.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de desalinización que comprende una pluralidad de recipientes a presión (PV) alargados, teniendo cada uno un eje longitudinal y estando adaptado para recibir en el interior del mismo una pluralidad n de membranas de desalinización de un diámetro D, caracterizado el sistema de desalinización porque: los PV están orientados de tal modo que el eje longitudinal de los mismos es de una orientación vertical, pesando las membranas aproximadamente 80 kg y estando apiladas una encima de la otra, con los ejes longitudinales de las mismas coincidiendo con el eje longitudinal del PV, en el que n es por lo menos 5 y D es por lo menos 40 cm (16”) , o n es por lo menos 4 y D es por lo menos 46 cm (18”) , para limitar un desplazamiento de cada membrana a menos de 3 mm, a una diferencia de temperatura de 15 ºC, mediante un peso acumulado de las membranas colocadas sobre las mismas, en el que el PV se encuentra libre de cualquier conjunto de calzas adaptado para evitar el desplazamiento de los miembros en el interior del PV y comprendiendo además el sistema de desalinización un mecanismo de carga para cargar los miembros en sentido vertical.

Debería observarse también que, debido a la orientación vertical de los PV, y los parámetros n y D, el peso de las membranas... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de desalinización que comprende una pluralidad de recipientes a presión (PV, 30) alargados, teniendo cada uno un eje longitudinal y estando adaptado para recibir en el interior del mismo una pluralidad n de membranas de desalinización (40) de un diámetro D, caracterizado el sistema de desalinización porque:

los PV (30) están orientados de tal modo que el eje longitudinal de los mismos es de una orientación vertical, pesando las membranas (40) aproximadamente 80 kg y estando apiladas una encima de la otra, con los ejes longitudinales de las mismas coincidiendo con el eje longitudinal del PV (30) , en el que n es por lo menos 5 y D es por lo menos 40 cm (16”) , o n es por lo menos 4 y D es por lo menos 46 cm (18”) , para limitar un desplazamiento de cada membrana (40) a menos de 3 mm, a una diferencia de temperatura de 15 ºC, mediante un peso acumulado de las membranas (40) colocadas sobre las mismas, en el que el PV (30) se encuentra libre de cualquier conjunto de calzas adaptado para evitar el desplazamiento de los miembros en el interior del PV (30) y comprendiendo además el sistema de desalinización un mecanismo de carga para cargar los miembros en sentido vertical.

2. El sistema de desalinización de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la totalidad de los PV (30) se montan en un extremo inferior en sentido vertical sobre una superficie de base horizontal (21) con el eje longitudinal de los PV perpendicular a la superficie de base horizontal (21) y dispuesto para posibilitar la carga y descarga de las membranas (40) en cada PV (30) a través de un extremo superior del PV (30) .

3. El sistema de desalinización de acuerdo con la reivindicación 2, en el que los extremos inferior y superior de los PV (30) están adaptados para la conexión con unas rejillas de tuberías inferiores y superiores (PGB y PGT, respectivamente) para suministrar al sistema el fluido que va a desalinizarse, y eliminar del sistema el permeado producido de ese modo, y salmuera.

4. El sistema de desalinización de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la rejilla de tuberías inferior (PGB) está dispuesta sobre la superficie de base horizontal (21) constituyendo una superficie de base inferior (21B) , y la rejilla (PGT) de tuberías superior está dispuesta sobre una superficie de base superior (21T) ubicada por encima de la superficie de base inferior (21 B) .

5. El sistema de desalinización de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la superficie de base inferior (21B) constituye una plataforma de mantenimiento inferior por lo menos para la rejilla (PGB) de tuberías inferior, y la superficie de base superior (21T) constituye una plataforma de mantenimiento superior por lo menos para la rejilla (PGT) de tuberías superior y para la carga/ descarga de las membranas (40) .

6. El sistema de desalinización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3-5, en el que la rejilla (21B) de tuberías inferior proporciona un suministro de alimentación y una retirada de permeado anterior, y la rejilla (21T) de tuberías superior proporciona una retirada de permeado posterior y salmuera.

7. El sistema de desalinización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3-5, en el que dicha rejilla (21B) de tuberías inferior proporciona una retirada de permeado posterior y salmuera, y dicha rejilla (21T) de tuberías superior proporciona un suministro de alimentación y una retirada de permeado anterior.

8. El sistema de desalinización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3-5, en el que algunos de los PV

(30) están conectados de acuerdo con una configuración de rejillas de tuberías de acuerdo con la reivindicación 6, y algunos de acuerdo con una configuración de rejillas de tuberías de acuerdo con la reivindicación 7.