Procedimiento y planta de obtención de agua destilada, sales, hidrógeno y oxígeno a partir de una solución salina.
Procedimiento y de obtención de agua destilada, sales secas y clasificadas,
electricidad, hidrógeno y oxígeno a partir de una solución o suspensión salina, que comprende (a) filtración de la solución o suspensión salina, (b) compresión y calentamiento, (c) obtención de salmuera concentrada y vapor de agua, (d) compresión y calentamiento de la salmuera y vapor saturo seco que se envía a una turbina (26) que arrastra un alternador (27) que envía corriente eléctrica a un tanque de electrólisis (32) donde se descompone parte del agua destilada en hidrógeno y oxígeno y (e) envío del vapor saturo seco al tanque de almacenamiento (5). La invención también proporciona una planta para realizar el procedimiento de la invención y uso de dicha planta.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201430270.
Solicitante: BARBERO FERRANDIZ,JOSE ANTONIO.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: BARBERO FERRANDIZ,JOSE ANTONIO.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01D1/18 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 1/00 Evaporación (secado de materiales sólidos y objetos por evaporación de líquidos retenidos F26B). › para obtener sólidos secos (B01D 1/24 tiene prioridad).
- C02F1/04 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 destilación o evaporación.
- C02F103/08 C02F […] › C02F 103/00 Naturaleza del agua, el agua residual, las aguas de alcantarilla o los fangos a tratar. › Agua marina, p. ej. para desalinización.
- C25B1/04 C […] › C25 PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS. › C25B PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS PARA LA PRODUCCION DE COMPUESTOS ORGANICOS O INORGANICOS, O DE NO METALES; SUS APARATOS (protección anódica o catódica C23F 13/00; crecimiento de monocristales C30B). › C25B 1/00 Producción electrolítica de compuestos inorgánicos o no metales. › por electrólisis del agua.
Fragmento de la descripción:
Procedimiento y planta de obtención de agua destiladada, sales, hidrógeno y oxígeno a partir de una solución salina
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a la desalinización de soluciones y suspensiones, la producción de electricidad y la producción de oxígeno e hidrógeno. En concreto, la presente invención proporciona un procedimiento de descomposición de soluciones y suspensiones salinas en agua destilada y sales secas y clasificadas, en el que también se produce electricidad e hidrógeno y oxígeno por electrólisis del agua.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El documento WO2013/160515 describe un procedimiento para la descomposición de soluciones o suspensiones en agua destilada y sales secas, que comprende las fases de:
- filtración de una solución,
- compresión de la solución a baja presión y temperatura, obteniéndose una salmuera concentrada y agua libre de sales,
- compresión de la salmuera concentrada a alta presión y calentamiento a alta temperatura y
- eyección mediante micronizador de dicha salmuera a un túnel separador recalentado, obteniéndose vapor saturo seco y sales secas y clasificadas.
- recogida de las sales y envío del vapor saturo seco a un intercambiador y posteriormente a un tanque de almacenamiento.
Dicho documento también describe la instalación para la puesta en práctica de dicha procedimiento de descomposición de soluciones o suspensiones en agua destilada y sales secas.
Dicho documento, sin embargo, no describe la producción de oxígeno e hidrógeno ni la generación de electricidad en una turbina accionada por vapor de agua.
El problema técnico a resolver que plantea el estado de la técnica consiste en proporcionar un procedimiento para la descomposición de soluciones o suspensiones en agua destilada y sales secas y clasificadas energéticamente más eficiente que el descrito en D1.
La presente invención soluciona el problema planteado mediante el objeto definido en las reivindicaciones de la presente solicitud.
En la presente invención, se genera electricidad, oxígeno e hidrógeno, que es un combustible inagotable y limpio. Por tanto, esta electricidad y el hidrógeno, que se puede utilizar para generar más electricidad o calor, convierten al procedimiento de la invención en un procedimiento más energéticamente eficiente que los procedimientos del estado de la técnica. El hidrógeno también puede transportarse a cualquier otro lugar para generar electricidad, como combustible de automoción o calor, allí donde se necesite.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención proporciona un procedimiento de obtención de agua destilada, sales secas y clasificadas, electricidad, hidrógeno y oxígeno a partir de una solución o suspensión salina, que comprende:
(a) filtración de la solución o suspensión salina,
(b) compresión a una presión de entre 20 y 40 Kg/cm2 y calentamiento a una temperatura de entre 80 y 90 Cº de la solución filtrada obtenida en la etapa (a) y envío de la solución filtrada a través de intercambiadores de calor (8, 9, 35, 10) ,
(c) envío de la solución procedente de los intercambiadores de calor (8, 9, 35, 10) a un separador (13) en el que se obtiene una salmuera concentrada que se precipita al fondo del separador (13) y se envía posteriormente a un agitador (15) y vapor de agua que se comprime y se envía al intercambiador de calor (8) y posteriormente al tanque de almacenamiento (5) , dentro del cual existe otro intercambiador (6) ,
(d) compresión a una presión de entre 60 y 80 Kg/cm2 y calentamiento a una temperatura de entre 120 y 160ºC de la salmuera y envío de la salmuera a través de un eyector micronizador (22) a un túnel separador (23) recalentado a una temperatura entre 170 y 180 Cº en el que las sales secas se precipitan al fondo de una gaveta (24) y vapor saturo seco que se envía a una turbina (26) que arrastra un alternador (27) que envía corriente eléctrica a un
distribuidor (30) y de este a la red y/o a un rectificador (32) que a su vez la envía a un tanque de electrólisis (32) donde se descompone parte del agua destilada en hidrógeno y oxígeno,
(e) envío del vapor saturo seco obtenido en la etapa (d) a los intercambiadores de calor (35, 10) , y posteriormente al tanque de almacenamiento (5) ,
en adelante, procedimiento de la invención.
En la etapa (c) del procedimiento de la invención, se envía la solución procedente de los intercambiadores de calor (6, 8, 9, 35, 10) mediante el eyector-micronizador (12) al separador (13) , en el que se obtiene una salmuera que se precipita al fondo del separador y se deja caer a un agitador (15) y mediante válvulas termostáticas (16) se permite su paso a la bomba de alta presión (17) , o se retorna mediante la bomba (18) al interior del separador (13) , hasta alcanzar la temperatura deseada, mediante un intercambiador-caldera (14) . El vapor de agua que se comprime y se envía al intercambiador de calor (8) y posteriormente al tanque de almacenamiento (5) .
En la etapa (d) del procedimiento de la invención, tras la compresión de la salmuera, mediante la bomba de alta presión (17) , entre 60 y 80 Kg/cm2 y calentamiento a una temperatura de entre 120 y 160ºC de la misma, mediante el intercambiador-caldera (19) , a través de la válvula electrotérmica (20) de cierre y la de regulación (21) , alcanza el eyector-micronizador (22) y a través de este se introduce en el túnel separador (23) , recalentado a una temperatura entre 170 y 180 Cº, en el que las sales secas se precipitan al fondo de una gaveta (24) y vapor saturo seco que se envía, a través de un conducto acelerador (25) , a una turbina (26) , que arrastra un alternador (27) , que envía corriente eléctrica a un cuadro de distribución (30) , y ese indistinta o simultáneamente, la envía o distribuye, a la red
(31) o a un rectificador (32) , o a ambos a la vez. Del rectificador (32) se alimenta el tanque de electrólisis (33) , donde se descompone parte del agua destilada en hidrógeno y oxígeno.
En la etapa (d) del procedimiento de la invención se realiza una eyección-explosión horizontal o ligeramente inclinada a alta velocidad dentro de un túnel separador (23) , sin inyectar aire, dando lugar a vapor saturo seco y sales secas, que se desprenderán siguiendo trayectorias diferentes según tamaño y peso específico, impactando sobre la gaveta situada en el fondo, en puntos diferentes, por tanto clasificadas.
A la salida del túnel separador (23) se colocó un conducto acelerador (25) y al final de este se ha intercalado una turbina (26) que arrastra un alternador (27) .
La corriente producida por el alternador (27) se puede indistinta o conjuntamente, mediante un cuadro de distribución (30) , enviar a la red (31) o a un proceso rectificador (32) , que alimenta una cuba electrolítica (33) de descomposición del agua en oxígeno e hidrógeno.
En la etapa (e) del procedimiento de la invención, el vapor llega al recuperador de alta (34) , y tras atravesar el intercambiador (35) , es enviado mediante la bomba de vacío (36) al intercambiador (10) , y de este punto, junto al flujo procedente del resto de los intercambiadores (8, 9, 10) de la etapa (d) al tanque de almacenamiento (5) .
En el procedimiento de la invención se utilizan energías renovables casi en su totalidad, más del 95%, concretamente energía solar térmica obtenida mediante concentradores cilindro-parabólicos, utilizando como vector de trasporte aceite térmico, para obtener la energía de calentamiento necesaria.
En el procedimiento de la invención, no es necesario utilizar productos químicos, ni membranas, ni aire caliente o frio, ni ultrasonidos para precipitar sales. El agua que se obtiene es destilada y no tiene resto alguno de sales, siendo el 100% del flujo entrante.
En el procedimiento de la invención se obtiene además del agua destilada y las sales secas y clasificadas, energía eléctrica, oxigeno e hidrogeno, en consecuencia un valor añadido, y un mejor aprovechamiento de la instalación, además de una mejor recuperación del calor necesario, lo que abaratara sustancialmente el coste de explotación, que añadido a un bajísimo coste de mantenimiento permite obtener un espléndido rendimiento.
Por otra parte, el procedimiento de la invención se realiza exclusivamente con energía solar térmica y a temperaturas relativamente bajas, generando además más energía eléctrica de la que consume, es totalmente autónomo y en consecuencia realizable en cualquier punto sin depender de suministros externos.
El procedimiento de la invención es aplicable a la eliminación...
Reivindicaciones:
1. Procedimiento de obtención de agua destilada, sales secas y clasificadas, electricidad, hidrógeno y oxígeno a partir de una solución o suspensión salina, que comprende:
(a) filtración de la solución o suspensión salina,
(b) compresión a una presión de entre 20 y 40 Kg/cm2 y calentamiento a una temperatura de entre 80 y 90 Cº de la solución filtrada obtenida en la etapa (a) y envío de la solución filtrada a través de intercambiadores de calor (8, 9, 35, 10) ,
(c) envío de la solución procedente de los intercambiadores de calor (8, 9, 35, 10) a un separador (13) en el que se obtiene una salmuera concentrada que se precipita al fondo del separador (13) y se envía posteriormente a un agitador (15) y vapor de agua que se comprime y se envía al intercambiador de calor (8) y posteriormente al tanque de almacenamiento (5) , dentro del cual existe otro intercambiador (6) ,
(d) compresión a una presión de entre 60 y 80 Kg/cm2 y calentamiento a una temperatura de entre 120 y 160ºC de la salmuera y envío de la salmuera a través de un eyector micronizador (22) a un túnel separador (23) recalentado a una temperatura entre 170 y 180 Cº en el que las sales secas se precipitan al fondo de una gaveta (24) y vapor saturo seco que se envía a una turbina (26) que arrastra un alternador (27) que envía corriente eléctrica a un distribuidor (30) y de este a la red y/o a un rectificador (32) que a su vez la envía a un tanque de electrólisis (32) donde se descompone parte del agua destilada en hidrógeno y oxígeno,
(e) envío del vapor saturo seco obtenido en la etapa (d) a los intercambiadores de calor (35, 10) , y posteriormente al tanque de almacenamiento (5) .
2. Planta para realizar el procedimiento de obtención de agua destilada, sales secas y clasificadas, electricidad, hidrógeno y oxígeno según la reivindicación 1, que comprende una bomba (1) para la impulsión del flujo entrante, a continuación un filtro primario (2) , seguido de un filtro secundario (3) , una bomba de alimentación (4) y a continuación un intercambiador (6) situado en el interior del tanque de almacenamiento (5) , desde el cual el flujo es enviado a una bomba de media presión (6) , intercambiadores de calor (8, 9, 35, 10) , seguidos de un intercambiador-caldera (11) , alimentado por un flujo de aceite térmico regulado por una válvula termostática (39) , a continuación del intercambiador-caldera (11) hay un eyector-micronizador (12) insertado en un separador
(13) que está conectado a una bomba de vacío (40) que extrae parte del flujo y lo envía al intercambiador (8) y posteriormente al tanque de almacenamiento (5) , el separador (13) contiene un intercambiador (14) de aceite térmico, a continuación del separador (13) hay un agitador (15) , seguido de dos válvulas termostáticas (16) , una bomba de alta presión (17) seguida de un intercambiador-caldera (19) y este de una válvula electrotermica (20) para la eventual desviación y una válvula de regulación (21) , a continuación un eyector (22) , que microniza la salmuera en el interior de un túnel separador (23) , que tiene en su fondo una gaveta (24) dividida en celdillas para recoger las sales clasificadas, a continuación del túnel separador (23) hay un depresor acelerador (25) , una turbina (26) que arrastra el alternador (27) , conectado a un cuadro de distribución (30) que envía corriente a la red (31) y/o al rectificador (32) y de este al tanque de electrólisis (33) .
3. Uso de la planta según la reivindicación 2 para obtener agua destilada, sales secas y clasificadas, electricidad, hidrógeno y oxígeno a partir de una solución o suspensión salina.
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