ES1207636U - Dispositivo desalinizador de bajo consumo específico - Google Patents

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Abstract

1. Dispositivo de destilación por compresión mecánica de vapor de carcasa (15) e intercambiador de calor latente; caracterizado porque el intercambiador de calor latente comprende al menos una cámara con la cara interior evaporadora y la cara exterior condensadora; la cara evaporadora del intercambiador de calor latente está cubierta, al menos en parte, por microsurcos o micro-ranuras por las que fluye la solución salina formando meniscos y el vapor de agua primario (4) se evapora desde el extremo del menisco; la cara condensadora del intercambiador de calor latente está cubierta, al menos en parte por microsurcos u otra estructura capilar sobre la que el vapor secundario (5) se condensa en régimen de condensación capilar; el dispositivo mecánico de elevación de la presión del vapor (3) está configurado para elevar la presión del vapor primario (4) y suministrar vapor secundario (5) con una diferencia de temperatura reducida.

Description

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ordenadamente desde el extremo superior del menisco. De modo que el agua tiende a distribuirse de modo ordenado dentro de los capilares, formando meniscos evaporadores, gracias a la combinación de la evaporación en confinamiento dentro de la cámara y a la estructura capilar que cubre, al menos en parte, la cara evaporadora.
-Si la configuración del dispositivo es de intercambiador de calor latente con la cara exterior evaporadora y la cara interior condensadora, entonces el dispositivo tiene un espacio suficiente entre el haz de tubos o cámaras 24 y la carcasa 15 para que el vapor primario evaporado sobre la cara evaporadora de estos tubos o cámaras 24 fluya hasta el punto de succión del vapor primario 4.
-Si la configuración del dispositivo es de intercambiador de calor latente con la cara interior evaporadora y la cara exterior condensadora, las cámaras 13, 14, 16 están confinadas dentro un espacio cerrado por unas paredes 22, 26 que forman una carcasa interior dentro de la carcasa exterior 15. Entre la carcasa exterior 15 y las paredes 22, 26 que forman la carcasa interior queda un espacio 23, 25, al menos parcial, para que el vapor primario evaporado dentro de las cámaras 13, 14, 16 fluya hasta el punto de succión del vapor primario 4. El vapor secundario 5 fluye dentro de la carcasa interior confinada en el interior de las paredes 22, 26 de modo que el vapor secundario accede a la pared exterior de las cámaras 13, 14, 16 donde se condensa.
-Dispone de los habituales mecanismos de captura de gotas, demister, para evitar la entrada de gotas de solución salina en fase líquida dentro del circuito del vapor secundario
5.
-Para reducir el coste energético, la temperatura de trabajo del dispositivo es igual o similar a la temperatura ambiente de la solución salina a desalinizar. El dispositivo también puede funcionar a temperaturas superiores a la temperatura ambiente del agua a desalinizar.
-De acuerdo a la Figura 2, la sección 21 de la pared de la cámara o del tubo del intercambiador de calor latente es en forma de zigzag, almenado u ondulado. De modo que entre el exterior del menisco condensador y el extremo superior del menisco evaporador hay un trayecto térmico 19 libre de capas de agua. La ausencia de capas de agua en el trayecto térmico 19 evita la resistencia térmica que crean las capas de agua, lo cual permite que el coeficiente de transferencia de calor latente del intercambiador sea elevado y el diferencial de temperatura entre el vapor primario y el vapor secundario sea bajo. De forma que este intercambiador de calor latente sólo requiere el diferencial de temperatura siguiente entre vapor primario y vapor secundario:
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-Intercambiador de calor latente con evaporación capilar sobre su cara exterior y condensación capilar sobre su cara interior; o intercambiador de calor latente con evaporación capilar sobre su cara interior y condensación capilar sobre su cara exterior. -Intercambiador de calor latente formado por tubos o por cámaras. Teniendo en cuenta que los tubos se pueden considerar como un subconjunto de las cámaras, compuesto por cámaras de sección circular. -Tubos o cámaras del intercambiador de calor latente en posición vertical o en posición horizontal.
De acuerdo a la figura 3 el dispositivo desalinizador mediante un bajo incremento mecánico de la presión del vapor primario es de carcasa horizontal con intercambiador de calor latente de cámaras o tubos horizontales 24 evaporadores –condensadores con la cara interior condensadora y la cara exterior evaporadora. En esta configuración hay una entrada por la que se introduce 1 la solución salina a desalinizar que previamente ha pasado por un dispositivo de desaireación para eliminar los gases incondensables disueltos. La solución salina a desalinizar entra 1 a la presión necesaria para el correcto funcionamiento del mecanismo de aporte 2 de la solución salina en los microsurcos o micro ranuras de la cara exterior evaporadora de los tubos o cámaras de intercambio de calor latente 24. El mecanismo de aporte del agua 2 puede ser por vertido, ducha, spray, nebulización o aspersión. El resto de agua salada se extrae 8 desde el fondo de la carcasa. El vapor primario 4 evaporado sobre la cara exterior evaporadora de los tubos o cámaras 24 es aspirado por el dispositivo 3 de elevación de la presión que incrementa la presión del vapor primario 4 dando lugar al vapor secundario 5. El vapor secundario 5 se introduce dentro de los tubos o cámaras 24 evaporadores-condensadores, donde se condensa en régimen de condensación capilar. El agua condensada sale por un extremo del tubo o cámara horizontal 24 y se canaliza 7 fuera de la carcasa 15.
De acuerdo a la figura 4 y a la figura 5, el dispositivo desalinizador mediante un bajo incremento mecánico del vapor primario es de carcasa horizontal con intercambiador de calor latente de cámaras horizontales evaporadoras–condensadoras, incluidas las de sección circular, con la cara interior evaporadora y la cara exterior condensadora. En el interior de la cámara hay un conducto 9 de aporte del agua a desalinizar. Este aporte de la solución a desalinizar es tipo vertido, ducha, aspersión, nebulización o spray. El excedente de agua a desalinizar 10 se acumula en el fondo de la cámara y al menos desde un extremo de las cámaras se extrae 12 fuera de la carcasa. El vapor primario 4 evaporado sobre la cara interior evaporadora se extrae desde al menos un extremo de las cámaras. El vapor primario 4 se canaliza hasta el punto de aspiración del dispositivo 3 de elevación de presión 10
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es decir un ciclo de producción de agua desalinizada, con un coste energético que puede estar por debajo de 1,3kWh por metro cúbico de agua de mar desalinizada, más la energía necesaria para las funciones periféricas. Lo cual sitúa a este nuevo dispositivo de desalinización como el dispositivo de desalinización industrial de menor consumo 5 energético por m3 de agua de mar desalinizada. Este consumo específico es, actualmente, el más cercano al límite teórico de 0,7 kWh/m3 de producción de agua fresca a partir de agua de mar. Con la ventaja añadida que esta energía puede ser de baja intensidad y puede ser aportada íntegramente por una fuente renovable, es decir, con un impacto prácticamente nulo en la huella de CO2, lo cual comporta un cambio de paradigma en el mundo de la
10 desalinización y permite que comunidades con pocos recursos energéticos y económicos puedan acceder a agua segura.
El dispositivo objeto de esta descripción se puede implementar en una configuración de alta capacidad con conexión a la red y se puede implementar bajo una configuración de bajo coste pensada para comunidades en zonas remotas o de bajos recursos y que puede
15 funcionar a partir de energía renovable de baja intensidad, off-grid.
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Claims (1)

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