Procedimiento y dispositivo para el tratamiento de aguas de lastre con acroleína.

Dispositivo para el tratamiento de agua de lastre con acroleína a bordo de barcos,

en el que el dispositivo presenta una conexión a un conducto principal de agua de lastre (2) de un dispositivo de agua de lastre, comprendiendo:

un dispositivo reactor con una conexión (48) para derivado de acroleína, una conexión (50) para ácido catalizador y una conexión (52) para agua para generar una solución acuosa de acroleína,

un conducto de ramificación (10) en la tubería principal de agua de lastre (2), que está unida con la tubería principal de agua de lastre (2) para la derivación de una corriente parcial de agua de lastre y para la realimentación de la corriente principal de agua de lastre derivada,

un dispositivo de mezcla (24) unido con la tubería de ramificación (10) para la dilución de la solución acuosa de acroleína generada en el dispositivo reactor;

una tubería de alimentación de solución de acroleína (34, 42) del dispositivo reactor en cubierta del barco al dispositivo de mezcla (24) del conducto de ramificación (10) en la conducción principal de agua de lastre (2); y

un dispositivo de alimentación (4) en el conducto principal de agua de lastre (2) para la alimentación de la solución acuosa de acroleína del dispositivo de mezcla (24) a la conducción principal de agua de lastre (2).

Procedimiento y dispositivo para el tratamiento de aguas de lastre con acroleína La invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para el tratamiento de agua de lastre con acroleína.

Es conocido ya, que el agua de lastre de los barcos se puede desinfectar mediante la utilización de acroleína. Incluso una adición de 5 a 15 ppm de acroleína al agua de lastre puede eliminar bacterias, algas, mejillones cebra y otros organismos del zooplancton y, por lo tanto, se puede llevar a cabo el paso de un puerto a otro de forma segura. La ventaja de la utilización de acroleína es su duración, en especial contra larvas de mejillones zebra y el hecho de que la acroleína se descompone por sí sola después de algunos días, es decir, al soltar el agua de lastre en el puerto de destino, no tiene lugar ninguna nueva carga nociva para la dársena del puerto por este biocida.

Contra estas ventajas se encuentra el hecho de que la manipulación, transporte y almacenamiento de acroleína pura no se puede llevar a cabo en los barcos, porque la acroleína genera un líquido muy tóxico con efecto de gas lacrimógeno y el personal de a bordo estaría obligado a llevar a cabo la manipulación de este biocida solamente vestido de forma completa con ropas de protección ABC y con utilización de máscaras contra gases.

Las soluciones acuosas de acroleína no son tóxicas y se pueden manipular de manera segura, no obstante, la duración de estas soluciones es de solamente algunos días, de manera que la utilización en barcos es imposible por problemas logísticos.

Por el documento DE-GM 20 2007 004 912 se conoce un dispositivo en el que el agua de lastre es bombeada mediante una bomba de elevación de presión mediante una bomba de chorro de agua y la zona de depresión de la bomba de chorro de agua está conectada hidráulicamente mediante una válvula ajustable con un recipiente de reacción que presenta exteriormente aberturas de alimentación separadas para acroleína acetal, ácido y agua de hidrólisis. En el recipiente de reacción se genera una solución acuosa de acroleína que se mezcla con el agua de lastre en la bomba de chorro de agua, de manera que los organismos que se encuentran en el agua de lastre son exterminados por la acción de la acroleína. En el dispositivo, según el documento DE-GM 20 2007 004 912 la acroleína acetal se puede utilizar de manera directa sin que sea necesaria la mezcla previa con un medio de solución. Lo mismo ocurre con los ácidos utilizados como catalizador, que se pueden dosificar en el dispositivo sin dilución previa con agua. El agua de hidrólisis es recogida de la red de a bordo. Si bien mediante este dispositivo se solucionan los problemas de manipulación, transporte y almacenamiento de acroleína en barcos, al aumentar las exigencias de caudal surgen problemas de dimensionado, en especial, en la bomba de chorro de agua y en el recipiente de reacción.

El documento EP 0 639 533 B1 da a conocer un procedimiento y un dispositivo para proporcionar acroleína como biocida a una corriente de desagüe para evitar la formación de algas y plantas. En el procedimiento de la invención se utiliza un acroleína acetal como precursor del agente biocida y se desacetaliza en el dispositivo según la invención, no siendo necesaria energía eléctrica alguna para el accionamiento del dispositivo. El procedimiento para facilitar acroleína al flujo de desagüe, en el que la acroleína se forma fuera del agua de desagüe por desacetalización de un acetal de acroleína con un alcohol con 1 a 4 átomos de carbono y de 1 a 3 grupos hidroxilo en fase acuosa en presencia de un ácido mineral, consiste en que una solución de 25 a 95% en peso del acroleína acetal en un disolvente y una solución acuosa de ácido mineral de 3 a 30% en peso, procedentes de recipientes de reserva resistentes a la presión se someten a presión en una cámara de mezcla, por la aplicación de una presión de una botella de gas a presión, en especial una botella de acero de N2, de manera que la proporción de mezcla se ajusta mediante dispositivos de dosificación en las conducciones de alimentación, de manera que la mezcla de reacción contiene por Mol de acroleína acetal, como mínimo, 1 Mol de agua y entre 0, 01 y 0, 1 Moles de ácido mineral, de manera que la mezcla de reacción conseguida en la zona de mezcla se conduce al principio mediante una parte tubular y, a continuación, mediante una parte en forma de recipiente de un reactor de desacetalización, de manera que el tiempo de permanencia medio en el reactor de forma tubular es, como mínimo, de 10 segundos, y en el reactor en forma de recipiente es, como mínimo, de 2 minutos y que se conduce la mezcla de reacción procedente del reactor con forma de recipiente, al flujo de agua de desagüe que se debe tratar.

El documento DE 199 35 912 A1 se refiere a procedimiento para el tratamiento de un medio líquido con un medio de tratamiento formado in situ, como mínimo, a base de dos componentes de reacción y un dispositivo para ello. Según la invención, la formación del medio de tratamiento y el tratamiento tienen lugar paralelamente uno con respecto a otro, de manera que los componentes de reacción son almacenados en un segundo reactor, constituido en forma de tubo o manguito situado dentro de un primer reactor, y que en el paso del medio de tratamiento constituido en el segundo reactor se dosifica al segundo reactor. El procedimiento y el dispositivo son apropiados en especial para la preparación y utilización simultánea de medios de tratamiento que contienen ácido peroxifórmico.

Es objetivo de la invención dar a conocer un dispositivo simple en su construcción y un procedimiento mediante el cual el agua de lastre pueda ser tratada con acroleína a bordo de barcos, incluso con caudales importantes, con una complicación constructiva soportable.

Para solucionar el objetivo, el dispositivo de la invención comprende para el tratamiento de agua de lastre con acroleína, un dispositivo según la reivindicación 1 y un procedimiento para el tratamiento de agua de lastre con acroleína, según la reivindicación 5.

Una disposición ventajosa del dispositivo de la invención se caracteriza por el hecho de que el dispositivo de reacción presenta un generador dotado, como mínimo, de un racor de conexión para un derivado de acroleína y un racor de conexión para agua, así como un racor de conexión para una solución de acroleína, de manera que el generador esté dispuesto para la mezcla previa del derivado de acroleína con agua, disponiendo también de un reactor de manguito, que presenta un racor de entrada unido mediante un conducto con el racor de salida del generador y un racor de salida para conducir la solución de acroleína tratada y cuyo volumen está dispuesto de forma tal para ajustar el tiempo de permanencia de la solución de acroleína en el reactor de manguito, en el que tendrá lugar la solución del derivado de acroleína en agua. Después de que el generador haya sido instalado de manera usual en cubierta, mientras el manguito del reactor de manguito conduce desde la cubierta al depósito de agua de lastre, el reactor de manguito facilita suficiente volumen para recibir la cantidad necesaria de agua de hidrólisis y de derivado de acroleína y también un tiempo de permanencia suficiente para esta mezcla en el generador y el reactor de manguito, de manera que en la salida del reactor de manguito se dispone de una solución de acroleína, en la que tiene lugar la hidrólisis del derivado de acroleína en agua.

Una disposición ventajosa del dispositivo de la invención se caracteriza, por lo tanto, en que el dispositivo de mezcla comprende una tobera de mezcla con un cono de entrada que se estrecha en el sentido de la corriente, que tiene un acoplamiento de alimentación para la conexión a un conducto de agua a presión, con un cono de salida que se ensancha en el sentido de la corriente, que tiene una conexión de salida para la unión a una conducción de alimentación para la alimentación de la solución acuosa de acroleína del dispositivo de mezcla a un lugar de destino, así como, como mínimo, un acoplamiento de aspiración, que desemboca en una zona de depresión de la tobera de mezcla, que está unido con una conducción de alimentación de solución de acroleína de un dispositivo reactor para la generación de una solución acuosa de acroleína, y una bomba de aumento de la presión que está dispuesta más allá en el sentido de la corriente con respecto a la tobera de mezcla y que está conectada con una conducción complementaria de agua de lastre, que está constituida por una conducción complementaria de una conducción principal de agua de lastre para una corriente parcial de dicha agua de lastre, de manera que la potencia... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para el tratamiento de agua de lastre con acroleína a bordo de barcos, en el que el dispositivo presenta una conexión a un conducto principal de agua de lastre (2) de un dispositivo de agua de lastre, comprendiendo:

un dispositivo reactor con una conexión (48) para derivado de acroleína, una conexión (50) para ácido catalizador y una conexión (52) para agua para generar una solución acuosa de acroleína, un conducto de ramificación (10) en la tubería principal de agua de lastre (2) , que está unida con la tubería principal de agua de lastre (2) para la derivación de una corriente parcial de agua de lastre y para la realimentación de la corriente principal de agua de lastre derivada, un dispositivo de mezcla (24) unido con la tubería de ramificación (10) para la dilución de la solución acuosa de acroleína generada en el dispositivo reactor; una tubería de alimentación de solución de acroleína (34, 42) del dispositivo reactor en cubierta del barco al dispositivo de mezcla (24) del conducto de ramificación (10) en la conducción principal de agua de lastre (2) ; y un dispositivo de alimentación (4) en el conducto principal de agua de lastre (2) para la alimentación de la solución acuosa de acroleína del dispositivo de mezcla (24) a la conducción principal de agua de lastre (2) .

2. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque, el dispositivo de reacción comprende un generador

(46) con, como mínimo, un racor de conexión (48) para derivado de acroleína y un racor de conexión (52) para agua limpia y un racor de conexión (44) para una solución de acroleína, de manera que el generador (46) está dispuesto para la mezcla previa del derivado de acroleína con agua y un reactor tubular (36) que presenta un racor de entrada unido mediante una tubería con el racor de salida del generador (46) y un racor de salida para conducir la solución de acroleína tratada y cuyo volumen está dispuesto de forma tal para ajustar un tiempo de permanencia de la solución de acroleína en el reactor tubular (36) , en el que se completa la solución del derivado de acroleína en agua.

3. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque, el dispositivo de mezcla comprende: una tobera de mezcla (24) con un cono de entrada (96) que se estrecha en la dirección de la corriente, que tiene un racor de entrada para la conexión de una tubería de agua a presión (22) con un cono de salida (94) que se ensancha en la dirección de la corriente, que posee un racor de salida para la conexión a una tubería de alimentación (29) para la alimentación de solución acuosa de acroleína desde el dispositivo de mezcla a un punto de destino, así como, como mínimo, un racor de aspiración (30) que desemboca en una zona de depresión de la tobera de mezcla (24) que está unido con un conducto de alimentación de solución de acroleína (34) desde un dispositivo reactor (36, 46) para la generación de una solución acuosa de acroleína y una bomba de elevación de la presión (20) que está dispuesta aguas arriba de la tobera de mezcla (24) y que está conectada con una tubería de ramificación (14, 18) de agua de lastre, la cual está constituida por una conducción ramificada de una conducción principal de agua de lastre (2) para una corriente parcial del agua de lastre, de manera que la potencia de la bomba de aumento de la presión (30) está dimensionada con dependencia del estrechamiento del cono de entrada (96) de la tobera de mezcla (24) de forma tal que para la potencia nominal de la bomba de elevación de presión (20) en la zona de la tobera de mezcla (24) entre el cono de entrada (96) y el cono de salida (94) se alcanza una velocidad de la corriente de agua de 20 a 25 m/seg.

4. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque, el dispositivo de alimentación presenta una tobera anular (4) que está dispuesta para su utilización en la conducción principal de agua de lastre (2) , de manera que la tobera anular (4) presenta una anilla de tobera que presenta a su vez múltiples aberturas de tobera (6) distribuidas en la periferia interna del anillo de tobera.

5. Procedimiento para el tratamiento de agua de lastre con acroleína a bordo de barcos, en el que un derivado de acroleína, ácidos catalizadores y agua de hidrólisis, se mezclan en un dispositivo reactor para la generación de una solución acuosa de acroleína, una corriente principal de agua de lastre ramificada en un punto de derivación de la corriente principal de agua de lastre se mezcla con la solución acuosa de acroleína generada en el dispositivo reactor siendo diluida, de manera que la solución acuosa de acroleína generada en el dispositivo reactor es conducida mediante un conducto de alimentación de solución de acroleína del dispositivo reactor en la cubierta del barco a un dispositivo de mezcla previsto en la conducción de ramificación, y de manera que la corriente parcial de agua de lastre tratada con solución de acroleína es realimentada aguas arriba del punto de ramificación mediante el dispositivo de mezcla a la corriente principal de agua de lastre.

6. Procedimiento, según la reivindicación 5, caracterizado porque, el dispositivo reactor para la generación de una solución acuosa de acroleína recibe adicionalmente la alimentación de un catalizador de disgregación.

7. Procedimiento, según la reivindicación 5, caracterizado porque, la corriente parcial de agua de lastre recibe adicionalmente la alimentación de un acelerador de descomposición.

8. Procedimiento, según la reivindicación 5, caracterizado porque, se deriva una corriente parcial de agua de lastre de aproximadamente 10% de la corriente principal de agua de lastre.

9. Procedimiento, según la reivindicación 5, caracterizado porque, cuando el contenido nominal de acroleína en la corriente principal de agua de lastre tratada con acroleína, alcanza una concentración aproximadamente de 15 ppm de acroleína y la corriente parcial de agua de lastre es el 10% de la corriente principal de agua de lastre, la proporción de un derivado de acroleína y del agua de hidrólisis en el dispositivo reactor, se escogen de manera tal que la solución de acroleína que sale del dispositivo de reacción tiene una concentración de 150000 ppm de acroleína, y porque la corriente parcial de agua de lastre después de la mezcla de la solución de acroleína tiene una concentración de 150 ppm de acroleína.

10. Procedimiento, según la reivindicación 5, caracterizado porque, la solución de acroleína procedente del dispositivo reactord en la mezcla con la corriente parcial de agua de lastre es diluida en una proporción de aproximadamente 1:500 hasta 1:1000 mediante la corriente parcial de agua lastre y porque la corriente parcial de agua de lastre tratada con acroleína es diluida en una relación 1:5 a 1:10 mediante la corriente principal de agua de lastre cuando el contenido nominal de acroleína en el agua de lastre tratada con acroleína asciende aproximadamente de 5 a 15 ppm y la corriente parcial de agua lastre es de 10% de la corriente principal de agua de lastre.

11. Procedimiento, según la reivindicación 5, caracterizado porque, para la mezcla de la corriente parcial de agua de lastre y la solución de acroleína se utiliza una tobera de mezcla accionada por la corriente parcial de agua de lastre, del tipo de una bomba de chorro de agua a cuya zona de depresión se alimentan la solución de acroleína y el acelerador de descomposición.

12. Procedimiento, según la reivindicación 5, caracterizado porque, la presión y la velocidad de paso de la corriente parcial de agua de lastre se escogen de manera tal que en la tobera de mezcla se alcanza una velocidad de paso 25 del agua de 20 a 25 m/seg.