Patent ES-2838449-T3 (ES)
Title: Proceso para el control de flujo osmótico en sistemas de electrodiálisis
Inventor: YAZDANBOD AZAROGHLY
IPC: B01D61/44
Filed: 2014-06-25
Granted: 2021-07-02
Abstract: Un método para mejorar la eficiencia de la corriente de un dispositivo de electro-diálisis (30), comprendiendo el dispositivo: a. una pluralidad de membranas de intercambio de iones (34, 35) que incluyen membranas de intercambio de cationes (34) y membranas de intercambio de aniones (35) para emplazamiento alterno adyacentes entre sí dentro del dispositivo (30), creando cada membrana de intercambio de iones (34, 35) un compartimento de concentrado en un lado y un compartimento de diluido en el otro lado, cuando el dispositivo (30) está lleno con solución y es activado por una corriente continua que pasa a través de ellos; b. un primer compartimento de electrodos (31) y un segundo compartimento de electrodos (32), incluyendo cada compartimento de electrodos (31, 32) un electrodo (51) seleccionado del grupo que consta de electrodos metálicos y electrodos de alta capacitancia, en donde cada compartimento de electrodos (31, 32) actúa como un compartimento de concentrado cuando se utilizan electrodos de alta capacitancia, y en donde cada compartimento de electrodos (31, 32) actúa como un compartimento de diluido no presurizado cuando se utilizan electrodos metálicos (51); c. una pluralidad de espaciadores (34) colocados adyacentes a los compartimentos de electrodos (31, 32) y están colocados entre cada una de la pluralidad de membranas de intercambio de iones (34, 35), en donde una pluralidad de espaciadores (33) crean un compartimento de volumen constante entre membranas de intercambio de iones (34, 35) adyacente; cada uno de la pluralidad de espaciadores (33) incluye una porción central y una junta de estanqueidad; en donde cada junta de estanqueidad incluye pasos para transportar soluciones de entrada, de tal manera que las soluciones de entrada son dirigidas a través de canales de flujo específicos posicionados en un bastidor de soporte y en donde cada junta de estanqueidad está dimensionada para ser comprimida para sellar completamente el volumen entre dos membranas de intercambio de iones (34, 35) adyacentes; en donde cada porción central actúa como soporte estructural para las membranas (34, 35), comprende una malla de alambre metálico para dirigir el flujo de agua entre los pasos de la junta de estanqueidad y tiene compresibilidad mínima en la dirección plana cuando se comprime; y en donde el espesor de cada junta de estanqueidad cuando se comprime es sustancialmente igual al espesor de su parte central; d. un bastidor de soporte para comprimir y retener los compartimentos de electrodos (31, 32), los electrodos (33) y las membranas de intercambio de iones (34, 35) juntos, incluyendo el bastidor de soporte unas placas extremas de soporte (36, 37) fabricadas de materiales no conductores y pasos para líneas de entrada (38, 40) y líneas de salida (39, 41), en donde la compresión de los espaciadores (33) por el bastidor de soporte crea los compartimentos de volumen constante sellados entre membranas de intercambio de iones (34, 35) adyacentes; y en donde los electrodos (51) están posicionados dentro de una cavidad dentro del bastidor de soporte; e. una pluralidad de líneas de entrada (38, 40) para suministrar solución a los compartimentos de diluido, de concentrado y de electrodos (31, 32); f. una pluralidad de líneas de salida (39, 41) para retirar solución desde los compartimentos de diluido, de concentrado y de electrodos (31, 32), en donde cada una de las líneas de entrada (38, 4) y las líneas de salida (39, 41) incluyen válvulas (42) que se pueden utilizar para controlar el flujo dentro y fuera entre las válvulas (42) y los compartimentos; g. las líneas de entrada y de salida (39, 41) proporcionan una circuitería de solución de entrada y de salida a los compartimentos de electrodos (31, 32); h. un suministro de potencia eléctrica de corriente continua para establecer una diferencia de potencial entre los dos electrodos (51) y causar de esta manera el paso de corriente eléctrica a través del dispositivo (40); i. bombas de alta presión, de baja capacidad configuradas para elevar rápidamente la presión dentro de los compartimentos de concentrado cuando el cierre al mismo tiempo las válvulas (42) para las línea de entrada y de salida (39, 41) de los compartimentos de concentrado causa una formación automática de la presión hidrostática en los compartimentos de concentrado y un flujo reducido desde los compartimentos de diluido hasta los compartimentos de concentrado durante el paso de corriente continua a través del dispositivo (30); en donde el método comprende las etapas de: i) llenar los compartimentos con una solución; ii) cerrar de manera intermitente y simultánea las válvulas (42) para las líneas de entrada (38, 40) y las válvulas (42) para las líneas de salida (39, 41) de los compartimentos de concentrado para causar una formación automática de la presión en los compartimentos de concentrado y flujo reducido desde los compartimentos de diluidos hasta los compartimentos de concentrado durante el paso de una corriente continua a través del dispositivo (30), en donde los electrodos (51) se utilizan para generar un campo eléctrico a través del dispositivo (30) con el suministro de potencia; iii) utilizar las bombas de alta presión, de caja capacidad antes de cada cierre de las válvulas para elevar la presión dentro de los compartimentos de concentrado.