ES2844941T3 - Aparato de desalinización de agua de mar para desalinizar agua de mar - Google Patents

Abstract

Aparato de desalinización de agua de mar (100) para desalinizar agua de mar (14) mediante destilación, que comprende una primera unidad (10) para desalinizar agua de mar (14), teniendo la primera unidad (10) al menos una primera tubería (15) para conducir y calentar agua de mar (14), en donde al menos una sección (16) de la al menos una primera tubería (15) presenta un primer ángulo con respecto a la horizontal, en donde el primer ángulo es de 0° o de entre 0° y 30°, y en donde al menos una sección (16) puede estar completamente rodeada de un medio calefactor (17) para calentar el agua de mar (14), caracterizado porque el aparato de desalinización de agua de mar no comprende ningún dispositivo de pulverización para rociar agua de mar desde arriba sobre las tuberías, en donde la primera unidad (10) del aparato de desalinización de agua de mar (100) comprende al menos una segunda tubería (18), en donde al menos una sección (19) de la segunda tubería presenta un segundo ángulo con respecto a la horizontal, siendo el segundo ángulo con respecto a la horizontal de 0° o de entre 0° y 30°, en donde la primera unidad (10) del aparato de desalinización de agua de mar (100) tiene una primera zona final (10b) y una segunda zona final (10c), en donde en la primera zona final (10b) está dispuesta una zona de entrada (20) para admitir el agua de mar (14) en la al menos una primera tubería (15), en donde la al menos una primera tubería (15) tiene una abertura de entrada (15d) en la zona de entrada (20), en donde en la segunda zona final (10c) de la primera unidad (10) está dispuesta una zona de desviación (22) para desviar el agua de mar (14) desde la al menos una primera tubería (15) a la al menos una segunda tubería (18), y en donde la segunda zona final (10c) tiene una abertura de escape (23) para el escape del vapor (24) formado en la al menos una primera tubería.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de desalinización de agua de mar para desalinizar agua de mar

El campo técnico

La invención se refiere a un aparato de desalinización de agua de mar para desalinizar el agua de mar mediante la destilación según la reivindicación 1 así como un procedimiento para desalinizar el agua de mar según la reivindicación 9.

Estado de la técnica

Se conocen varios procesos para desalinizar el agua de mar gracias al estado de la técnica. Por ejemplo, los sistemas de evaporadores o los sistemas de ósmosis inversa se usan para desalinizar el agua de mar y así producir agua potable. Mientras que los sistemas basados en la ósmosis inversa requieren principalmente energía eléctrica, los sistemas de evaporación, además de la energía eléctrica, usan tamnién la energía térmica del circuito de refrigeración de los motores. Entre los sistemas de evaporadores de última generación, son particularmente conocidos los sistemas de Flash de Etapa Múltiple (MSF) o de Placa de Evaporador Múltiple (MEP). Los sistemas de evaporadores de tubo ascendente también son conocidos en el estado de la técnica.

Las principales desventajas de los sistemas MSF y MEP son el alto uso de energía eléctrica y el gran requerimiento de espacio de los propios sistemas, lo cual es particularmente desfavorable en una nave con espacio limitado. Además, las instalaciones de MEP requieren más trabajos de mantenimiento y reparación, ya que las placas de los intercambiadores de calor que se usan en ellas deben liberarse de la llamada "incrustación", un depósito de carbonato de calcio. La formación de incrustaciones también desempeña un papel importante en los sistemas de evaporadores de tubo ascendente, cuyos tubos se "incrustan" regularmente, por lo que es necesario limpiar los tubos, lo que lleva mucho tiempo.

El documento DE 21 17543 A1 revela un proceso y un evaporador para evaporar un líquido. El aparato comprende un haz de tubos intercambiadores de calor a través de los cuales se hace pasar el vapor. Por medio de un dispositivo de pulverización, el líquido fresco se pulveriza desde arriba sobre el haz de tubos, de modo que se produce un intercambio de calor entre el vapor de los tubos y el líquido.

El documento EP 2475 442 B1 revela un evaporador multiefecto para la producción media-baja de destilados, que presenta solo una torre de evaporación, mientras que el documento US 2012/261248 A1 revela un evaporador de "flash multietapa".

Descripción de la invención: Objetivo, solución, ventajas

El objetivo de la presente invención es mejorar un aparato de desalinización de agua de mar de tal manera que se reduzca el uso de energía eléctrica para la desalinización. Al mismo tiempo, se deben reducir significativamente las necesidades de espacio y el peso del aparato de desalinización.

Esto se consigue con un aparato de desalinización de agua de mar por destilación, que comprende una primera unidad para desalinizar el agua de mar, teniendo dicha primera unidad por lo menos una primera tubería para conducir y calentar el agua de mar. Al menos una sección de dicha primera tubería puede ser así completamente rodeada por un medio calefactor para calentar el agua de mar y presenta un primer ángulo con respecto a la horizontal, que es de 0° o de entre 0° y 30°.

Por aparato de desalinización de agua de mar se entiende principalmente un sistema de evaporador para desalinizar el agua de mar. El aparato de desalinización de agua de mar se usa principalmente para obtener agua potable como destilado de agua de mar y/o agua técnica, lo que se logra en particular mediante la eliminación de sales y minerales. El término "destilación" debe entenderse como un proceso de separación térmica para separar el vapor, que no contiene sales ni minerales, del agua de mar, que luego se condensa, preferentemente tras la adición de los electrolitos adecuados, para formar agua potable. En particular, se trata de la destilación al vacío, es decir, la destilación a presión reducida en comparación con la presión normal.

El aparato de desalinización de agua de mar tiene al menos una primera unidad para desalinizar el agua de mar. La primera unidad de desalinización de agua de mar está configurada para evaporar al menos una parte del agua de mar, calentándola a la temperatura de ebullición. La primera unidad de desalinización de agua de mar está configurada, además, para separar el vapor generado en la primera unidad del agua de mar no evaporada restante. La primera unidad está diseñada en particular como un evaporador de película. Preferentemente, el aparato de desalinización de agua de mar tiene varias unidades para desalinizar el agua de mar que están unidas entre sí.

Por tubería se entiende principalmente un medio de transporte o de transferencia de un fluido, tal como el agua de mar o, debido a la evaporación parcial, una mezcla de agua de mar y vapor de agua, por lo que al menos una primera tubería está diseñada principalmente como un tubo. La primera tubería, por lo menos, está configurada en particular como un cuerpo cilíndrico hueco con un diámetro redondo.

Al menos una sección de la al menos una primera tubería tiene un primer ángulo con la horizontal, siendo el primer ángulo de 0° o de entre 0° y 30°. Por la horizontal se entiende una tubería horizontal. Así, en la orientación estándar del desalinizador, en particular cuando el desalinizador está preparado para funcionar o cuando el desalinizador está en funcionamiento, la sección de la primera tubería, como mínimo, está en el primer ángulo con respecto a la horizontal. El desalinizador está en su orientación estándar cuando se coloca en una superficie horizontal, especialmente cuando está listo para funcionar o cuando el desalinizador está en funcionamiento. En el caso de que el aparato de desalinización se coloque en una nave, la orientación estándar se caracteriza por una orientación sin oleaje significativo. El aparato de desalinización es preferentemente adecuado para ser colocado y puesto en funcionamiento en una nave.

Al menos una sección de la primera tubería es principalmente recta. Por lo tanto, no tiene ninguna curvatura. Además, al menos una sección puede tener una curvatura, la sección que tiene un primer extremo y un segundo extremo, presentando entonces una línea imaginaria central y rectilínea de unión entre el primer extremo y el segundo extremo un primer ángulo con la horizontal.

En particular, al menos una sección se extiende por lo menos en un 20 %, preferentemente al menos en un 35 %, y preferentemente al menos en un 50 %, más preferentemente al menos en un 75 %, de la longitud de la primera tubería. En una forma de realización particularmente preferente, la sección se extiende a lo largo de toda la longitud de la primera tubería, de modo que toda la primera tubería presenta un primer ángulo con respecto a la horizontal. En particular, la primera tubería es recta. En particular, la primera tubería se extiende por lo menos en un 35 %, preferentemente en un 50 %, más preferentemente en un 75 %, de la longitud de la primera unidad del aparato de desalinización.

Para calentar el agua de mar, la al menos una sección de la primera tubería está configurada de tal manera que puede quedar completamente rodeada de un medio calefactor. En particular, al menos una sección está completamente rodeada por un medio calefactor. El medio calefactor es principalmente un fluido, en particular un líquido, encontrándose este, sobre todo, bajo presión. Esto tiene la ventaja de que la temperatura de ebullición del medio calefactor presurizado se establece más alta que bajo la presión normal, de modo que puede adoptar una temperatura más alta mientras mantiene su estado líquido. En particular, el medio de transferencia de calor es un refrigerante de motor que sirve para eliminar el calor del motor, preferentemente el agua de refrigeración del motor. Además, el medio de transferencia de calor puede ser el vapor. La al menos una sección de la primera tubería puede estar, o preferentemente está, de manera continua rodeada por el medio calefactor, en particular a lo largo de toda la dirección circunferencial.

Debido a la alineación esencialmente horizontal de la sección de al menos una primera tubería, especialmente en un primer ángulo de 0°, el esfuerzo de mantenimiento de toda la planta desalinizadora se reduce considerablemente. Se evita la llamada descamación, es decir, la formación de una costra dentro dla primera tubería debido al carbonato de calcio. Esto se debe a que la disposición casi horizontal no da lugar a una ruptura de la película líquida continua del agua de mar, como ocurre en el estado actual de la técnica en la denominada "zona seca". Debido a la disposición según la invención, no hay ningún punto estático dentro dla primera tubería en el que se puedan formar depósitos, por lo que la probabilidad de que se formen depósitos en la primera unidad es muy reducida.

Además, la disposición del aparato de desalinización en una nave hace que sea particularmente fácil de limpiar, ya que la disposición esencialmente horizontal significa que no hay que tener en cuenta la altura de los recintos sino solo el ancho o la longitud de los mismos. Esto significa que la cubierta de la nave en particular no estorba al limpiar el dispositivo. Esto permite limpiar el interior de la primera con una simple escoba o una lanza ultrasónica, minimizando así el esfuerzo requerido.

Además, la resistencia al flujo se reduce significativamente más en comparación con el estado de la técnica por la solución basada en la invención. Esto da como resultado el mínimo consumo de energía posible. Así pues, la presente invención tiene en cuenta, en particular, requisitos más estrictos y futuros, que requieren una reducción del consumo de energía por razones de protección del medio ambiente. Al mismo tiempo, la necesidad de espacio y el peso muerto del aparato de desalinización según la invención son significativamente menores.

En una disposición con un primer ángulo entre 0° y 30°, el resultado principal es una dirección de flujo predeterminada del vapor formado en la primera tubería. Incluso entonces se consiguen las ventajas mencionadas. Por ejemplo, la elección del ángulo antes mencionado crea una posible zona de formación de escamas, especialmente en un extremo de la tubería, que es fácil de limpiar, sobre todo en las proximidades de una abertura de acceso designada.

Según la invención, el aparato de desalinización no incluye un dispositivo de pulverización configurado para rociar agua de mar desde arriba sobre las tuberías. Los dispositivos de desalinización de agua de mar que incluyen un dispositivo de pulverización, y que se basan en el hecho de que el agua de mar se evapora en el exterior de las tuberías con un medio calefactor, tal como el vapor, en el interior, tienen varios inconvenientes, algunos de los cuales se describen a continuación:

Se requiere energía adicional para distribuir el agua de mar, normalmente por medio de bombas. En cambio, según la presente invención, el aparato de desalinización de agua de mar no requiere ninguna energía adicional, ya que el agua de mar es suministrada automáticamente por medio de la presión negativa. Así pues, el aparato de desalinización está configurado para lograr el flujo de agua de mar a través de las tuberías sin el uso de energía adicional, especialmente sin bombas.

Además, los depósitos que se crean debido a la aparición de escmas y que se forman en el exterior de las tuberías apenas apenas se pueden eliminar. Esto se debe a que el exterior de las tuberías es difícilmente accesible y por lo tanto los depósitos solo pueden ser tratados químicamente con gran esfuerzo. Con el actual aparato de desalinización de agua de mar, los depósitos que solo se pueden formar en las tuberías se pueden eliminar desde el exterior de manera sencilla, ya que la disposición esencialmente horizontal significa que no hay que tener en cuenta las alturas de los recintos, sino solo las anchuras o las longitudes de los mismos y, por lo tanto, la cubierta de la nave no estorba durante la limpieza. Por lo tanto, es posible limpiar el interior de los tubos con una simple escoba o una lanza ultrasónica, minimizando el esfuerzo y el gasto que ello supone. Esto significa que la limpieza mecánica también es posible aquí, además de la limpieza química.

Además, en los dispositivos de desalinización que rocían agua de mar desde arriba sobre las tuberías, la evaporación en las tuberías (evaporación de película) es mucho menos turbulenta que la evaporación en las tuberías, como ocurre en el aparato de desalinización en cuestión. Con la evaporación de la película, el calor transferible/m2 es menor, lo que da lugar a mayores superficies de transferencia, por lo que la evaporación es generalmente más ineficaz.

Además, en los dispositivos de desalinización de agua de mar que comprenden un dispositivo de pulverización para rociar las tuberías, la humectación de las tuberías con agua dulce es muy poco homogénea. Los tubos superiores están muy mojados, mientras que los inferiores están cada vez menos mojados por el proceso de evaporación ascendente. A fin de evitar las zonas en que se produce la "desecación" (sequedad), se elige una tasa de humectación más alta de lo que es físicamente necesario y conveniente. El peligro de que se sequen las tuberías de la unidad de desalinización se reduce considerablemente porque las tuberías están, por así decirlo, en el agua de mar. El exceso de agua de mar se descarga por encima de las tuberías.

De acuerdo con la invención, la primera unidad del aparato de desalinización comprende al menos una segunda tubería, de la cual al menos una sección tiene un segundo ángulo con respecto a la horizontal, siendo dicho segundo ángulo con respecto a la horizontal de 0° o de entre 0° y 30°. Además, preferentemente el primer ángulo corresponde al segundo ángulo de modo que al menos las secciones de la primera tubería y de la segunda tubería, en particular todas las tuberías, sean paralelas entre sí. La segunda tubería está diseñada preferentemente como un tubo.

Preferentemente, el primer ángulo y/o el segundo ángulo es de 0° o de entre 0° y 20°, en particular de entre 0° y 10°, especialmente preferentemente de entre 0° y 5°, con respecto a la horizontal. En otras palabras, al menos una sección de la primera y/o de la segunda tubería es sustancialmente paralela a la horizontal.

En particular, al menos una sección de la segunda tubería se extiende sobre al menos el 20 %, preferentemente al menos el 35 %, y preferentemente al menos el 50 %, más preferentemente al menos el 75 %, de la longitud de la segunda tubería. En una forma de realización particularmente preferente, la sección se extiende a lo largo de toda la longitud de la segunda tubería, de modo que toda la segunda tubería tiene un segundo ángulo con respecto a la horizontal. En particular, la segunda tubería es recta. En particular, la segunda tubería se extiende por lo menos en un 35 %, más preferentemente en un 50 %, más preferentemente en un 75 %, de la longitud de la primera unidad del aparato de desalinización.

En particular, la al menos una primera y/o una segunda tubería de la primera unidad, preferentemente toda la primera unidad, está configurada como un recipiente de evaporación al vacío. En otras palabras, hay una depresión en al menos una primera tubería, preferentemente en toda la primera unidad, de manera que el agua de mar en al menos una primera y/o una segunda tubería hierve a una temperatura más baja que en condiciones normales.

De acuerdo con la invención, la primera unidad del aparato de desalinización de agua de mar tiene una primera zona de extremo y una segunda zona de extremo opuesta, en donde una zona de entrada para admitir agua de mar en la al menos una primera tubería está dispuesta en la primera zona de extremo, y en donde la al menos una primera tubería tiene una abertura de entrada en la zona de entrada. La zona de entrada está configurada en particular como una cubeta de entrada desde la cual el agua de mar fresca, también llamada suministro, se alimenta a la al menos primera tubería.

En particular, la primera unidad del aparato de desalinización comprende un gran número de primeras tuberías. La pluralidad de las primeras tuberías y/o la pluralidad de las segundas tuberías comprenden cada una de ellas al menos dos primeras y/o dos segundas tuberías. La pluralidad de las primeras y/o segundas tuberías es principalmente un haz de tuberías. Las primeras y/o las segundas tuberías están preferentemente dispuestas una sobre otra en la dirección de la altura de la primera unidad. Además, la primera unidad comprende el mismo número de primeras tuberías que las segundas.

En particular, las primeras tuberías y/o las segundas tuberías están realizadas del mismo tamaño. En particular, tienen el mismo diámetro. En particular, el tamaño de las primeras tuberías corresponde al tamaño de las segundas tuberías. Preferentemente, todas las primeras tuberías discurren paralelas entre sí, mientras que ventajosamente todas las segundas tuberías discurren paralelas entre sí. Es particularmente preferente que las primeras tuberías discurran paralelas a las segundas.

De acuerdo con la invención, el segundo extremo de la primera unidad tiene un zona de desviación para desviar el agua de mar de la al menos una primera tubería a la al menos una segunda tubería. La primera tubería, al menos, desemboca en la zona de desviación. En particular, tiene una abertura de salida en la zona de desviación, de modo que el agua de mar puede fluir desde la al menos una primera tubería hacia la zona de desviación. Además, la al menos una segunda tubería tiene una abertura de entrada en la zona de desviación, de tal modo que el agua de mar pueda fluir desde la zona de desviación hacia la al menos una segunda tubería. La primera unidad está configurada de tal manera que el agua de mar de la zona de entrada en la primera zona final fluye por lo menos por la al menos una primera tubería en dirección a la segunda zona final y que el agua de mar de la zona de desviación recorre por lo menos una segunda tubería de vuelta en dirección a la primera zona final. La dirección del flujo de la al menos una primera tubería y de la de al menos una segunda tubería es, por lo tanto, contraria de manera especilmente preferente.

La zona de desviación está especialmente configurada como una cubeta de desviación, preferentemente como una cámara de evaporación. En particular, esta no tiene tuberías, sino el agua procedente de las varias primeras tuberías puede mezclarse entre sí en la zona de desviación para que el vapor pueda disolverse y escapar. En particular, cada primera tubería tiene una abertura de salida respectiva y cada segunda tubería tiene una abertura de entrada respectiva en la zona de desviación.

De acuerdo con la invención, la segunda zona final de la primera unidad tiene una abertura de escape para la fuga del vapor formado en la al menos una primera tubería. La abertura de escape sirve principalmente para descargar el vapor de la al menos una primera tubería en un recinto de vapor de la primera unidad. En particular, la zona de desviación tiene la abertura de escape. Al calentar el agua de mar en la al menos una primera tubería, el agua de mar dentro del tubo se lleva a ebullición, de modo que se forma vapor y una mezcla de agua de mar y vapor se mueve hacia la segunda zona final. El escape del vapor debido a la zona de desviación y la apertura del escape evita las velocidades excesivas de vapor en la tubería y la pérdida de presión asociada, lo que a su vez aumenta la temperatura de evaporación. Debido a la descarga de vapor, en la al menos una segunda tubería no se puede dar lugar a pérdidas adicionales de corriente.

En particular, el número de segundas tuberías es mayor que el número de primeras tuberías. El precalentamiento en las primeras tuberías requiere menos superficie a diferencia de la evaporación, lo que puede lograrse con menos tubos. Además, la distribución ddel suministro se simplifica si se distribuye en menos tubos.

En particular, la al menos una primera tubería y/o la al menos una segunda tubería se extienden de manera continua desde la primera zona final de la primera unidad hasta la segunda zona final de la primera unidad.

Alternativamente, la al menos una primera tubería en una primera sección de tubería puede extenderse de manera continua desde la primera zona final hasta una primera zona intermedia, en donde la al menos una primera tubería en una segunda sección de tubería se extiende de manera continua desde la primera zona intermedia hasta la segunda zona final. La primera zona intermedia es principalmente una cubeta intermedia, en particular una cámara de evaporación. La primera zona intermedia está configurada en particular de tal manera que no tiene ninguna tubería, sino que el agua de mar de las primeras secciones de tubería de la pluralidad de las primeras tuberías puede mezclarse entre sí antes de entrar en las segundas secciones de tubería de las primeras tuberías. La primera sección de tubería de la al menos una primera tubería tiene preferentemente una abertura de entrada en la zona de entrada y en la primera zona intermedia una abertura de salida, mientras que la segunda sección de tubería de la al menos una primera tubería tiene una abertura de entrada en la primera zona intermedia y una abertura de salida en la zona de desviación.

En particular, la primera sección intermedia tiene una abertura de escape para el escape del vapor formado en la primera sección de tubería de la al menos una primera tubería. Además, la zona de desviación puede tener una abertura de escape para el escape del vapor formado en la segunda sección de tubería de la al menos una primera tubería. La división de la primera tubería en varias secciones de tubería y la disposición de una primera zona intermedia entre las secciones de tubería así como una abertura de escape sirven para reducir una caída de presión a lo largo de la longitud de la primera tubería o de la longitud de la primera unidad. Dependiendo de la longitud de la primera unidad, la al menos una primera tubería también puede dividirse en más de dos secciones de tubería, cada una de ellas con zonas intermedias entre ellas, incluyendo aberturas de escape.

Preferentemente, la primera unidad tiene un zona de zona en la primera zona final. La zona de salida está separada de la zona de entrada. En particular, la al menos una segunda tubería se extiende de manera continua desde la zona de desviación en la segunda zona final hasta la zona de zona de la primera zona final. La zona de zona se usa para descargar el líquido residual de la primera unidad. El líquido descargado de la primera unidad procede del agua de mar previamente introducida, pero tiene un mayor contenido de sal después de pasar por la primera unidad, ya que una parte del agua de mar ya ha formado vapor. Además, la zona de descarga tiene una abertura de escape para el vapor que se forma dentro de la al menos una segunda tubería. En particular, la zona de zona está configurada como una cubeta de salida, principalmente como una cámara de evaporación.

Alternativamente, la al menos una segunda tubería se extiende en una primera sección de tubería de manera continua desde la zona de desviación en la segunda zona final hasta una segunda zona intermedia y en una segunda sección de tubería de manera continua desde la segunda zona intermedia hasta la zona de salida en la primera zona final. La segunda sección intermedia tiene preferentemente una abertura de escape para el escape del vapor formado en la primera sección de tubería de la segunda tubería.

Es ventajoso tener una abertura de acceso en la primera y/o en la segunda zona final para acceder a la al menos una primera y/o una segunda tubería. La abertura de acceso es principalmente una abertura con bridas. Sin embargo, en particular no se trata de un registro de revisión. En particular, la abertura de acceso es más pequeña que un registro de revisión. La abertura de acceso puede cerrarse con un cierre desmontable, en particular con una tapa con bridas, en particular para el funcionamiento del aparato de desalinización.

La provisión de al menos una abertura de acceso sirve sobre todo para la limpieza sencilla de las tuberías, algo que es es muy complicado en el estado actual de la técnica debido al modo de construcción de los dispositivos de desalinización de agua de mar conocidos y que solo es posible mediante el uso de registros de revisión o el desmantelamiento completo del aparato de desalinización. También es posible reemplazar fácilmente las tuberías o secciones de tubería gracias a las aberturas de acceso. La omisión de los registros de revisión reduce el espacio de instalación necesario del aparato de desalinización, mientras que su peso también se reduce proporcionalmente.

En particular, la primera unidad tiene una cubeta de calor en la que se dispone el medio calefactor de la primera unidad, así como al menos una gran parte de la primera y/o de la segunda tubería. En la primera zona del extremo y/o en la segunda zona del extremo, la cubeta de calentamiento tiene en cada una de ellas una sección de pared, en particular una placa tubular. La sección de la pared respectiva separa en particular la cubeta de calentamiento de la cubeta de entrada y de la cubeta de salida o de la cubeta de desviación. En particular, la al menos una primera tubería y/o la al menos una segunda tubería están abocardadas en la sección de pared. Con esto se elimina la necesidad de las juntas de los paneles usados allí, necesarios según el estado actual de la técnica y que resultan particularmente fáciles de contaminar.

La zona de desviación y/o la zona de salida y/o la zona de entrada puede estar unidos a la cubeta de calentamiento en dirección longitudinal, pero también puede estar dispuesta lateralmente a la cubeta de calentamiento. La primera y/o la segunda zona intermedia también pueden unirse al lado de la cubeta de calentamiento.

Ventajosamente, el aparato de desalinización de agua de mar presenta una segunda unidad para desalinizar el agua de mar, presentando la segunda unidad una zona de entrada para admitir el líquido, estando la zona de salida de la primera unidad unida a la zona de entrada de la segunda unidad. Así, un líquido descargado de la primera unidad puede ser suministrado a la segunda unidad. El líquido descargado de la primera unidad es principalmente el resto del agua de mar después de pasar por la primera unidad, en otras palabras, una salmuera producida en la primera unidad, es decir, una solución acuosa de sales con un mayor contenido de sal en comparación con el agua de mar original suministrada originalmente a la primera unidad. Esta es transportada desde la primera unidad a la segunda, en particular a través de al menos un tubo de succión. Además, se puede introducir más agua de mar "fresca", es decir, agua de mar que no ha pasado por la primera unidad, en la zona de entrada de la segunda unidad. Estrictamente hablando, ya es la salmuera al final del segundo tubo y no el agua de mar introducida originalmente en la primera unidad.

La segunda unidad está configurada en particular de acuerdo con las realizaciones anteriores de la primera unidad. En particular, el recinto de vapor de la primera unidad, en el que se recoge el vapor producido dentro de la primera unidad, está unido a la segunda unidad de tal manera que el vapor recogido en el recinto de vapor sirve en la segunda unidad como medio calefactor para calentar la al menos una primera tubería de la segunda unidad. Para ello, en particular, las aberturas de escape de la primera unidad están conectadas al recinto de vapor, en particular a través de las tuberías correspondientes. Ventajosamente, la primera unidad además tiene un separador de gotas. El eliminador de gotas evita que las gotas de salmuera arrastradas por el vapor entren en la zona de condensación. El eliminador de gotas está configurado de tal manera que la salmuera se aglomera en él y vuelve a caer en la salmuera.

El aparato de desalinización tiene de manera particularmente preferente una pluralidad de unidades, en particular por lo menos tres o cuatro unidades, que están unidas entre sí. A cada unidad siguiente de la unión se le asigna una nueva etapa o, en otras palabras, uuna potencia. Aquí, el medio calefactor de la primera unidad está formado por un refrigerante de motor, mientras que en las unidades posteriores el vapor formado en la unidad anterior sirve como medio calefactor. Alternativamente, el vapor también puede ser usado como un medio calefactor en la primera potencia. Al usar más de una unidad, la entrada de energía del aparato desalinizador se reduce con un número cada vez mayor de unidades o potencias.

El aparato de desalinización también tiene un condensador para condensar el vapor. El recinto de vapor de la última unidad está unido principalmente al condensador, de modo que el vapor del condensador se transforma en el estado líquido y así se produce agua potable y/o agua técnica.

Además, el vapor I de la última unidad es alimentado al condensador para la producción de agua potable y/o agua técnica.

El vapor generado en una unidad del aparato de desalinización se condensa en la siguiente unidad. El calor de la condensación causa la evaporación del agua de mar en la potencia posterior. Esto se repite en las potencias posteriores.

El vapor generado en la última unidad es alimentado al condensador donde el vapor se condensa. El condensado resultante es recogido y alimentado a la siguiente unidad a través de una tubería de conexión. Al final, el condensado de la última unidad se alimenta al condensador. En el condensador se descarga el condensado recogido.

Además, el aparato de desalinización tiene un sistema de control para la regulación del nivel. Con ayuda del sistema de control se regula el nivel, es decir, el nivel del agua o de la mezcla de agua y vapor en la primera unidad. Preferentemente, el nivel se controla en todas las unidades del aparato de desalinización. Para ello, el aparato de desalinización dispone de un sensor de nivel en la primera unidad, preferentemente en cada unidad. El indicador de nivel es un sensor, preferentemente un flotador o un sensor ultrasónico. El detector de nivel se encuentra principalmente en la zona de desviación y/o en una zona intermedia y/o en la zona de descarga. El detector de nivel está configurado para dar al sistema de control información sobre el nivel de la mezcla de agua y vapor en la unidad respectiva, mientras que el sistema de control está configurado para controlar el suministro de agua de mar a la primera unidad y/o a las otras unidades. Esto sirve para regular el nivel, en particular para mantenerlo a un nivel constante a fin de evitar la formación de escamas, manteniendo el nivel siempre por encima de la fila superior de tubos de la unidad.

Además, el aparato de desalinización puede tener preferentemente una fuente de calor para calentar el agua de mar antes de que sea alimentada a la primera unidad y/o a las otras unidades. Además, el aparato de desalinización comprende ventajosamente un aireador para airear el aparato de desalinización.

En otro aspecto, la invención se refiere a un procedimiento para desalinizar el agua de mar, comprendiendo el procedimiento la conducción del agua de mar a través de al menos una primera tubería para conducir y calentar el agua de mar de una primera unidad para desalinizar el agua de mar del aparato de desalinización de agua de mar, en donde al menos una sección de la al menos una primera tubería tiene un primer ángulo con respecto a la horizontal, en donde el primer ángulo es de 0° o de entre 0° y 30°, y en donde al menos una sección está totalmente roceada por un medio calefactor para calentar el agua de mar. En particular, el procedimiento comprende además la conducción a través de al menos una segunda tubería. De acuerdo con la invención, el procedimiento comprende el uso de un aparato de desalinización de agua de mar descrito anteriormente.

El proceso es principalmente una evaporación de película multietapa, en la que cada etapa está asociada a una unidad de un aparato de desalinización de agua de mar. En particular, se hace pasar el agua de mar primero por el condensador antes de ser alimentada a la primera unidad, de modo que se enfría el vapor generado y recogido en el aparato de desalinización.

Al menos una parte del agua de mar que pasa por el condensador se dirige a la zona de entrada de la primera unidad y pasa por lo menos a través de la primera unidad, y preferentemente de varias unidades. Para calentar el agua de mar, la primera unidad usa en particular el refrigerante de motor, mientras que las unidades siguientes usan el vapor generado en la unidad anterior. El líquido que queda en la unidad anterior después de pasar ella tiene un mayor contenido de sal en cada etapa adicional y se alimenta a la siguiente etapa. El líquido que queda al final de la última cámara tiene un alto contenido de sal y por lo tanto también se denomina salmuera. Esta salmuera es aspirada y descargada en particular por una bomba.

El procedimiento también incluye el uso de un sistema de control para el agua de mar suministrada a la primera unidad y/o a las otras unidades, en particular mediante un sistema de control de sensor de nivel dinámico. En particular, cada unidad está asociada a un detector de nivel (que está configurado sobre todo como sensor, en particular un flotador o un sensor ultrasónico) que proporciona información de nivel a un sistema de control del dispositivo, en otras palabras, de un nivel de la mezcla de agua y vapor en la unidad respectiva. El nivel se regula de tal manera que las tuberías de la unidad en cuestión están constantemente mojados, evitando así la formación de zonas de desecación.

Además, el procedimiento comprende en particular la aireación del aparato de desalinización a través del condensador, en particular después de que una cierta cantidad de agua de mar haya pasado por el aparato de desalinización. Por aireación se entiende, en particular, la reducción de la cantidad de agua que queda en el aparato de desalinización, en particular de agua restante en la segunda y en las siguientes unidades o potencias. Este agua remanente es principalmente agua de mar que no se ha evaporado durante el funcionamiento anterior del aparato de desalinización. Para la aireación, el aparato de desalinización comprende principalmente un aireador que está conectado a una salida de la última unidad del aparato de desalinización. El aireador se usa para suministrar aire del medio ambiente, es decir, a presión normal. Debido a la presión negativa que prevalece en las unidades, el aire ambiente fluye hacia la última unidad y presiona el agua que queda allí hacia la unidad anterior. Esto se continúa por la unión de las unidades entre sí, de modo que la cantidad de agua en la segunda unidad se reduce considerablemente hasta que se alcanza la última unidad.

En particular, el procedimiento comprende las etapas de determinación de la presión del aparato de desalinización, en particular en cada unidad, por lo que el agua de mar solo se admite en la primera unidad una vez que se ha alcanzado una presión mínima.

La admisión de más agua de mar en las otras unidades depende principalmente de la temperatura. El procedimiento incluye, en particular, el calentamiento del agua de mar antes de que sea introducida en las otras unidades. Para ello, el aparato de desalinización de agua de mar presenta sobre todo una fuente de calor. Al airear el aparato de desalinización, se reduce la cantidad de agua de la segunda a la última unidad, de modo que el aparato de desalinización puede volver a ponerse en marcha de manera mucho más rápida, ya que el agua precalentada no se mezcla con el agua más fría que queda en las unidades.

Según la invención, el procedimiento se lleva a cabo usando un aparato de desalinización de agua de mar descrito anteriormente.

Breve descripción de los dibujos

A continuacion se explican con más detalle ejemplos preferentes de realización de la presente invención con la ayuda de los dibujos 1 a 4. Muestran una representación puramente esquemática:

Figura 1: una sección longitudinal de una primera unidad de un aparato de desalinización según la invención; Figura 2: una sección longitudinal de una primera unidad de otro aparato de desalinización según la invención; Figura 3: una sección longitudinal de una primera unidad de un aparato de desalinización adicional de la invención; y

Figura 4: una sección longitudinal de un aparato de desalinización de agua de mar que comprende varias unidades.

Mejor modo de realizar la inención

La figura 1 muestra una sección longitudinal a lo largo de una dirección longitudinal (34) de una primera unidad (10) de un aparato de desalinización (100) según la invención. La primera unidad (10) tiene una primera zona final (10b) y una segunda zona final (10c) así como una longitud (10a). En la primera zona final (10b) está dispuesta una zona de entrada (20), más precisamente una cubeta de entrada (20a), para conducir el agua de mar (14), más precisamente el suministro, a las primeras tuberías (15) de la primera unidad (10).

La primera unidad (10) comprende un cierto número de primeras tuberías (15). Las primeras tuberías (15) se extienden linealmente desde la primera zona final (10b) hasta la segunda zona final (10c) de la primera unidad (10). Cada una de las primeras tuberías (15) presenta un ángulo de 0° con respecto a la horizontal. Así, una sección (16) respectiva de las primeras tuberías (15), que discurre paralela a la horizontal, se extiende a lo largo de toda la longitud (15a) de las primeras tuberías (15), de manera que su longitud (16a) corresponde a la longitud (15a) de las primeras tuberías (15). Las primeras tuberías (15) tienen una abertura de entrada (15d) en la zona de entrada (20).

La primera unidad (10) presenta un zona de desviación (22), más precisamente una cubeta de desviación (22a), en la segunda zona final (10c). La zona de desviación (22) tiene una abertura de escape (23) para que pueda escapar el vapor (24) que se ha formado por la evaporación en las primeras tuberías (15). Para ello, las primeras tuberías (15) dla zona de desviación (22) tienen cada una de ellas una abertura de salida (15e).

La primera unidad (10) también tiene un cierto número de segundas tuberías (18) que también se extienden en línea recta desde el segundo extremo (10c) hasta el primer extremo (10b) de la primera unidad (10). Más precisamente, las segundas tuberías (18) discurren desde la zona de desviación (22) hasta una zona de zona (29), en particular una cubeta de salida (29a), de la primera unidad (10). Las segundas tuberías (18) tienen un ángulo de 0° con respecto a la horizontal. Así, una sección (19) respectiva de las segundas tuberías (18), que discurre paralela con respecto a la horizontal, se extiende con una longitud (19a) por toda la longitud (18a) de la respectiva segunda tubería (18). Las primeras tuberías (15) y las segundas tuberías (18) tienen la misma longitud (15a, 18a). Las primeras y segundas tuberías (15, 18) están dispuestas una encima de la otra en la dirección de la altura (32) de la primera unidad (10).

Las segundas tuberías (18) presentan una abertura de entrada (18d) en la zona de desviación (22) y una abertura de salida (18e) en lazona de salida (29). Las primeras tuberías (15) así como las segundas tuberías (18) están dispuestas dentro de una cubeta de calentamiento (21), en la que se encuentra un medio calefactor (17), más precisamente el refrigerante de motor (17a), para calentar el agua de mar dentro de las tuberías (15, 18). La primera y la segunda tubería (15, 18) están completamente rodeadas por los medios de calentamiento (17), excepto en una zona final.

Además, la primera unidad (10) tiene una abertura de acceso (28) tanto en la primera zona final (10b) como en la segunda zona final (10c), que está configurada como una abertura con bridas cerrada con una cubierta con bridas. Además, la zona de zona (29) tiene una abertura de escape (23) conectada a un espacio de vapor (31) de la primera unidad (10). El líquido residual (30) recogido en la zona de zona (29), la salmuera (30a), es el agua de mar (14) que se ha desplazado a través de la primera y la segunda tubería (15, 18) y que no se ha evaporado. Antes de llegar al espacio de vapor (31), el vapor (24) fluye a través de un separador de gotas (33).

La cubeta de entrada (20a) y la cubeta de salida (29a) en la primera zona de extremo (10b) están configuradas como cubetas separadas, que están dispuestas una sobre la otra en la dirección de la altura (32) de la primera unidad (10).

La figura 2 muestra una sección longitudinal de una primera unidad de otro aparato de desalinización (100). La primera unidad (10) de la figura 2 está configurada de manera análoga a la primera unidad (10) de la figura 1, excepto por las siguientes diferencias:

Las primeras tuberías (15) discurren cada una de ellas en dos secciones de tubería (15b, 15c), una primera sección de tubería (15b) que se extiende desde la zona de entrada (20) hasta una primera zona intermedia (25), más exactamente una cubeta intermedia (26), y una segunda sección de tubería (15c) que se extiende desde la primera zona intermedia (25) hasta la zona de desviación (22). Así, la primera sección de tubería (15b) tiene una abertura de entrada (15d) en la zona de entrada (20) y una abertura de salida (15g) en la primera zona intermedia (25), y la segunda sección de tubería (15c) tiene una abertura de entrada (15f) en la primera zona intermedia (25) y una abertura de salida (15e) en la zona de desviación (22).

Asimismo, las segundas tuberías (18) discurren cada una de ellas en dos secciones de tubería (18b, 18c), una primera sección de tubería (18b) que se extiende desde la zona de desviación (22) hasta una segunda zona intermedia (27), más precisamente una cubeta intermedia (26), y una segunda sección de tubería (18c) que se extiende desde la segunda zona intermedia (27) hasta la zona de zona (29). Así pues, la primera sección de tubería (18b) de las segundas tuberías (18) tiene una abertura de entrada (18d) en la zona de desviación (22) y una abertura de salida (18g) en la segunda zona intermedia (27), y la segunda sección de tubería (18c) tiene una abertura de entrada (18f) en la segunda zona intermedia (27) y una abertura de salida (18e) en la zona de salida (29).

La primera y la segunda zonas intermedias (25, 27) están configuradas en particular como cubetas intermedias (26) separadas, que tienen aberturas de escape laterales (y por lo tanto no visibles en la figura 2) para el gas formado. Las primeras secciones (15b) de las primeras tuberías (15) así como las segundas secciones (18c) de las segundas tuberías (18) están dispuestas en una cubeta de calentamiento (21a), mientras que las segundas secciones (15c) de las primeras tuberías (15) y las primeras secciones (18b) de las segundas tuberías (18) están dispuestas en otra cubeta de calentamiento (21b), que están formadas por separado.

La figura 3 muestra una sección longitudinal de una primera unidad (10) de otro aparato de desalinización de agua de mar (100) según la invención. Salvo las siguientes diferencias, la primera unidad (10) de la figura 3 está configurada según la primera unidad de la figura 1:

Las segundas tuberías (18) de la figura 3 tienen una longitud más corta (18a) que las primeras tuberías (15). La zona de zona (29) donde desembocan las segundas tuberías (28) se encuentra por encima de las primeras tuberías (15) en la dirección de la altura (32). La zona de zona (29) también tiene una abertura de escape (23).

La figura 4 muestra una sección longitudinal de un aparato de desalinización de agua de mar (100) con varias unidades (10, 11, 12, 13), a saber, una primera unidad (10), una segunda unidad (11), una tercera unidad (12) y una cuarta unidad (13), así como un condensador (36). Con ayuda del aparato de desalinización de agua de mar (100) se realiza una evaporación súbita multietapa, en la que la primera unidad (10) es la primera etapa, la segunda unidad (11) es la segunda etapa, la tercera unidad (12) es la tercera etapa y la cuarta (13) es la cuarta etapa. El agua de mar (14) se introduce en la primera unidad (10). El agua de refrigeración del motor (17a) se introduce en la primera unidad (10) como medio calefactor (17) para calentar el agua de mar (14) que fluye a través de la primera y la segunda tubería dentro de una cubeta de calentamiento (21).

El agua de mar fresca se filtra mecánicamente y se conduce primero por el condensador (36). Esto tiene la ventaja de que el agua de mar ya está calentada antes de ser introducida en la primera unidad. Además, el agua de mar fría y fresca del condensador enfría el vapor que se encuentra allí. Parte del agua de mar fresca o, si es necesario, toda el agua de mar se introduce en la primera unidad. En general, se requiere menos calor en el proceso, de modo que se puede producir más agua potable y/o técnica con el refrigerante de motor (17a), especialmente en la primera unidad.

El vapor (24) producido por la evaporación se recoge en una cámara de vapor (31) después de pasar por un separador de gotas (33) y se alimenta a la segunda unidad (11) como medio calefactor (17) para las tuberías de la cubeta de calentamiento (21) de la segunda unidad (11). El líquido residual (30) que queda en la primera unidad, la salmuera, se introduce en la zona de entrada (20) de la segunda unidad (11), introduciéndose también agua de mar (14) en la zona de entrada (20).

También en las unidades (12, 13) siguientes el vapor (24) generado en la unidad anterior se usa como medio calefactor (17), mientras que el líquido residual (30) que queda en la unidad anterior, la salmuera (30a), se alimenta a la unidad siguiente junto con agua de mar (14). El vapor (24) formado en una unidad se condensa en la unidad siguiente respectiva. El vapor (24) que se forma en la cuarta unidad (13) se alimenta al condensador (36) en el que se condensa.

Lista de símbolos de referencia

100 Aparato de desalinización de agua de mar

10 Primera unidad

10a Longitud de la primera unidad

10b Primera zona final de la primera unidad

10c Segunda zona final de la primera unidad

11 Segunda unidad

12 Tercera unidad

13 Cuarta unidad

14 Agua de mar

15 Primera tubería

15a Longitud de la primera tubería

15b Primera sección de tubería de la primera tubería

15c Segunda sección de tubería de la primera tubería

15d,15f Abertura de entrada

15e,15g Abertura de salida

16 Sección de la primera tubería

16a Longitud de la sección de la primera tubería

17 Medio calefactor

17a Refrigerante de motor

18 Segunda tubería

18a Longitud de la segunda tubería

18b Primera sección de tubería de la segunda tubería

18c Segunda sección de tubería de la segunda tubería

18d,18f Abertura de entrada

18e,18g Abertura de salida

19 Sección de la segunda tubería

19a Longitud de la sección de la segunda tubería

20 Zona de entrada

20a Cubeta de entrada

21,21a,21b Cubeta de calentamiento

22 Zona de desviación

22a Cubeta de desviación

23 Abertura de escape

24 Vapor

25 Primera zona intermedia

26 Cubeta intermedia

27 Segunda zona intermedia

28 Abertura de acceso

29 Zona de zona

29a Cubeta de salida

30 Líquido

30a Salmuera

31 Recinto de vapor

32 Dirección de la altura

33 Separador de gotas

34 Dirección longitudinal

35 Destilado

36 Condensador

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Aparato de desalinización de agua de mar (100) para desalinizar agua de mar (14) mediante destilación, que comprende una primera unidad (10) para desalinizar agua de mar (14), teniendo la primera unidad (10) al menos una primera tubería (15) para conducir y calentar agua de mar (14),

en donde al menos una sección (16) de la al menos una primera tubería (15) presenta un primer ángulo con respecto a la horizontal,

en donde el primer ángulo es de 0° o de entre 0° y 30°, y

en donde al menos una sección (16) puede estar completamente rodeada de un medio calefactor (17) para calentar el agua de mar (14),

caracterizado porque

el aparato de desalinización de agua de mar no comprende ningún dispositivo de pulverización para rociar agua de mar desde arriba sobre las tuberías,

en donde la primera unidad (10) del aparato de desalinización de agua de mar(100) comprende al menos una segunda tubería (18),

en donde al menos una sección (19) de la segunda tubería presenta un segundo ángulo con respecto a la horizontal, siendo el segundo ángulo con respecto a la horizontal de 0° o de entre 0° y 30°,

en donde la primera unidad (10) del aparato de desalinización de agua de mar (100) tiene una primera zona final (10b) y una segunda zona final (10c),

en donde en la primera zona final (10b) está dispuesta una zona de entrada (20) para admitir el agua de mar (14) en la al menos una primera tubería (15),

en donde la al menos una primera tubería (15) tiene una abertura de entrada (15d) en la zona de entrada (20), en donde en la segunda zona final (10c) de la primera unidad (10) está dispuesta una zona de desviación (22) para desviar el agua de mar (14) desde la al menos una primera tubería (15) a la al menos una segunda tubería (18), y en donde la segunda zona final (10c) tiene una abertura de escape (23) para el escape del vapor (24) formado en la al menos una primera tubería.

2. Aparato de desalinización de agua de mar (100) según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer ángulo y/o el segundo ángulo están entre 0° y 20°, preferentemente entre 0° y 10°, de manera especialmente preferente entre 0° y 5°.

3. Aparato de desalinización de agua de mar (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 o 2, caracterizado porque la primera unidad (10) comprende una pluralidad de primeras tuberías (15) y una pluralidad de segundas tuberías (18).

4. Aparato de desalinización de agua de mar (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizado porque la al menos una primera tubería (15) y/o la al menos una segunda tubería (18) se extienden de manera continua desde la primera zona final (10b) de la primera unidad (10) hasta la segunda zona final (10c) de la primera unidad (10).

5. Aparato de desalinización de agua de mar (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizado porque la al menos una primera tubería (15) se extiende en una primera sección de tubería (15b) de forma continua desde la primera zona final (10b) hasta una primera zona intermedia (25), extendiéndose la al menos una primera tubería (15) en una segunda sección de tubería (15c) de manera continua desde la primera zona intermedia (25) hasta la segunda zona final (10c) de la primera unidad (10).

6. Aparato de desalinización de agua de mar (100) según una de las reivindicaciones 1 o 3 a 5, caracterizado porque en la primera zona final (10b) y/o en la segunda zona final (10c) está dispuesta una abertura de acceso (28) para acceder a la al menos una primera tubería (15) y/o a la al menos una segunda tubería (18).

7. Aparato de desalinización de agua de mar (100) según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el aparato de desalinización de agua de mar (100) comprende una segunda unidad (11) para desalinizar el agua de mar (14),

en donde la primera unidad (10) comprende una zona de salida (29) para descargar el líquido (30) de la primera unidad (10),

en donde la segunda unidad (11) tiene una zona de entrada (11a) para admitir líquido (30),

en donde la zona de salida (29) de la primera unidad (10) está conectada a la zona de entrada (11a) de la segunda unidad (11).

8. Aparato de desalinización de agua de mar (100) según la reivindicación 7, caracterizado porque el vapor (24) generado en la primera unidad (10) se recoge en un espacio de vapor (31),

en donde el espacio de vapor (31) de la primera unidad (10) está conectado a la segunda unidad (11) de tal manera que el vapor (24) recogido en el espacio de vapor (31) en la segunda unidad (11) sirve como medio calefactor (17) para calentar la al menos una primera tubería (15) de la segunda unidad (11).

9. Procedimiento para desalinizar el agua de mar (14), comprendiendo el procedimiento hacer pasar el agua de mar (14) a través de la al menos una primera tubería (15) para conducir y calentar el agua de mar (14) en una primera unidad (10) para desalinizar el agua de mar (14) de un aparato de desalinización de agua de mar (100), en donde al menos una sección (16) de la al menos una primera tubería (15) tiene un primer ángulo con respecto a la horizontal,

en donde el primer ángulo es de 0° o de entre 0° y 30°, y

en donde la al menos una sección (16) puede estar completamente rodeada de un medio calefactor (17) para calentar el agua de mar (14),

caracterizado porque el procedimiento comprende el uso de un aparato de desalinización de agua de mar (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Procedimiento para desalinizar agua de mar (14) según la reivindicación 9, caracterizado porque el procedimiento comprende además la aireación del aparato de desalinización del agua de mar (100).

11. Procedimiento para desalinizar agua de mar (14) según una de las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado porque el procedimiento comprende el calentamiento del agua de mar (14) antes de introducirla en la primera unidad (10) y/o en otras unidades del aparato de desalinización de agua de mar (100).