EVALUACIÓN EXPERIMENTAL DE UNA UNIDAD AGMD

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Sebastián Sáez Gallego
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1 EVALUACIÓN EXPERIMENTAL DE UNA UNIDAD AGMD Ulises Dehesa Carrasco Rogelio S. Villalobos H. Logos institucionales de los autores I CONGRESO NACIONAL COMEII 2015 DE RIEGO Y DRENAJE 23 Y 24 de noviembre de 2015 Jiutepec, Morelos 1

2 1.- Introducción 2.- Antecedentes 3.- Objetivo 4.- Materiales y métodos Diseño experimental 5.- Resultados 6.- Conclusiones I CONGRESO NACIONAL COMEII 2015 Reunión Anual de Riego y Drenaje 2

3 Introducción (Na +, Cl - ) / (Ca 2+, SO 4 2-, CO 3 2- ) I CONGRESO NACIONAL COMEII Fig 1. Procesos de membranas para diferentes rangos de tamaño de poro (Alkhudhiri A et al., 2013) Reunión Anual de Riego y Drenaje 3

4 Proceso de AGMD Fig 2. Configuración AGMD. Fig 3. Animación conceptual de la evaporación-condensación en la MD I CONGRESO NACIONAL COMEII 2015 Reunión Anual de Riego y Drenaje 4 4

5 Características de AGMD respecto a RO Destilación por membrana Osmosis Inversa Operación Operan a bajas presiones. Operan a temperaturas altas. Funcionamiento intermitente. Sistemas más compactos. Operan a altas presiones Operan a temperaturas bajas. Funcionamiento continuo. Sistemas compactos. Membrana Las membranas son hidrófobas y porosas. Son más resistentes al ensuciamiento. Capacidad de soportar desecación. Las membranas son hidrófilas. Son menos resistentes al ensuciamiento. Se componen de diferentes materiales. Costos Demanda y costos de mantenimiento bajos. Menor demanda de energía eléctrica. Se puede combinar con fuentes de calor residuales, geotérmica y/o solares. Demanda y costos de mantenimiento altos. Mayor demanda de energía eléctrica. 5

Antecedentes 1960. Primeras patentes sobre MD. 1990. La MD es empleada en diferentes procesos. Producción de agua potable a partir de aguas con alto contenido de sales.

6 Antecedentes Primeras patentes sobre MD La MD es empleada en diferentes procesos. Producción de agua potable a partir de aguas con alto contenido de sales. Tratamiento de aguas con arsénico. Tratamiento de aguas con alta dureza provenientes de manantiales geotérmicos. ACTUALMENTE: No existen membranas especializadas para MD. La mayoría de trabajos se realiza en el laboratorio y a escala piloto Fig 4. Membranas de placa paralelas. 6

et al., estudiaron los efectos de ensuciamiento en las membranas. Koschikowski J. et al.

7 Antecedentes Alkhudhiri A. et al., emplearon altas concentraciones de NaCl, MgCl 2, Na 2 CO 3, and Na 2 SO 4. Guillen-Burrieza E. et al., estudiaron los efectos de ensuciamiento en las membranas. Koschikowski J. et al., desarrollaron un sistema para tratar agua de mar para consumo humano Fig 5. Concentración vs permeado Fig 6. Ensuciamiento sobre una membrana Fig 6. Configuración en espeiral. 7

8 Objetivo Investigar la influencia de la temperatura sobre la producción de permeado, empleando como influente una mezcla binaria de NaCl+H 2 0. Los resultados de este trabajo tienen como objetivo establecer una línea comparativa para estudios posteriores utilizando otro compuestos tales como CaCO 3,CaSO 4,Na 2 SO 4. Realizar un estudio comparativo de la producción de permeado utilizando dos tipos de membranas de PTFE (0.45, 0.22 µm). 8

9 Materiales y métodos Refrigeración Alimentación a) b) Fig. 7. Diagrama de una unidad AGMD. a) Componentes por separado b) unidad ensamblada I CONGRESO NACIONAL COMEII 2015 Reunión Anual de Riego y Drenaje 9

10 Materiales y métodos Fig. 8. Dispositivo experimental. 10

11 Materiales y métodos Fig. 9. Micrografía de las membranas de PTFE, (a) 0.45 μm y (b) 0.22 μm 11

12 Resultados Fig. 10. Comportamiento de las temperaturas en el sistema AGMD 12

13 Resultados 0.22 µm Temp. Nominal TH Arit TB Arit ΔT ( C) Dest l/m 2 *hr µm Temp. Nominal TH Arit TB Arit ΔT ( C) Dest l/m 2 *hr Fig. 11. Producción de permeado como función de la diferencia de temperatura entre el canal de alimentación y el canal de refrigeración I CONGRESO NACIONAL COMEII 2015 Reunión Anual de Riego y Drenaje 13

14 Resultados Fig. 11. Potencia suministrada con relación a la temperatura de alimentación. Fig. 11. Flujo de Calor sensible (círculos) y calor latente (triángulos) a través de la unidad AGMD. 14

15 Conclusiones En este trabajo, se presentaron los resultados de un estudio experimental de una unidad de AGMD a fin de investigar la influencia de la temperatura sobre la producción de permeado. Se realizó un estudio comparativo utilizando dos membranas de PTFE de 0.45 y 0.22 µm. Se realizaron una serie de campañas experimentales evaluando diferentes temperaturas de alimentación (40,50,60,70 y 80 C) utilizando una mezcla binaria de NaCl+H 2 0 con una concentración de ppm. Los resultados muestran que la producción de permeado presenta una tendencia de tipo exponencial como función de la temperatura de alimentación. Se establece que el consumo de energía es independiente al tamaño de poro de la membrana y el aumento en el tamaño promedio de los poros favorece la producción de permeado. 15

16 Gracias 16

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