destilación de efectos múltiples

La destilación de efectos múltiples o destilación multiefecto ( MED ) es un proceso de destilación que se utiliza frecuentemente para la desalinización de agua de mar . Consta de varias etapas o "efectos". En cada etapa, el agua de alimentación se calienta mediante vapor en tubos, generalmente rociándolos con agua salina. Parte del agua se evapora, y este vapor fluye hacia los tubos de la siguiente etapa (efecto), calentando y evaporando más agua. Cada etapa reutiliza esencialmente la energía de la etapa anterior, con temperaturas y presiones sucesivamente más bajas. Existen diferentes configuraciones, como alimentación directa, alimentación inversa, etc. ^{[ 1 ]} Además, entre etapas, este vapor utiliza parte del calor para precalentar el agua salina entrante. ^{[ 2 ]}

La planta puede considerarse como una secuencia de espacios cerrados separados por paredes tubulares, con una fuente de calor en un extremo y un disipador de calor en el otro. Cada espacio consta de dos subespacios comunicados: el exterior de los tubos de la etapa n y el interior de los tubos de la etapa n +1. Cada espacio tiene una temperatura y presión inferiores a las del espacio anterior, y las paredes de los tubos presentan temperaturas intermedias entre las de los fluidos a cada lado. La presión en un espacio no puede estar en equilibrio con las temperaturas de las paredes de ambos subespacios, por lo que presenta una presión intermedia. En el primer subespacio, la presión es demasiado baja o la temperatura demasiado alta, y el agua se evapora. En el segundo subespacio, la presión es demasiado alta o la temperatura demasiado baja, y el vapor se condensa. Esto transporta la energía de evaporación desde el primer subespacio, más cálido, al segundo, más frío. En el segundo subespacio, la energía fluye por conducción a través de las paredes de los tubos hacia el siguiente espacio, más frío.

Cuanto más delgado sea el metal en los tubos y más delgadas sean las capas de líquido a ambos lados de las paredes de los tubos, más eficiente será el transporte de energía de un espacio a otro. Introducir más etapas entre la fuente de calor y el sumidero reduce la diferencia de temperatura entre los espacios y reduce considerablemente el transporte de calor por unidad de superficie de los tubos. La energía suministrada se reutiliza más veces para evaporar más agua, pero el proceso lleva más tiempo. La cantidad de agua destilada por etapa es directamente proporcional a la cantidad de energía transportada. ^{[ 3 ]} Si se ralentiza el transporte, se puede aumentar el área de superficie por etapa, es decir, el número y la longitud de los tubos, a costa de un mayor coste de instalación.

El agua salada recogida en la parte inferior de cada etapa se puede rociar sobre los tubos de la siguiente, ya que esta agua tiene una temperatura y presión adecuadas, cercanas o ligeramente superiores a las de funcionamiento de la siguiente etapa. Parte de esta agua se convertirá instantáneamente en vapor al ser liberada a la siguiente etapa a una presión menor que la de la etapa de origen.

La primera y la última etapa requieren calefacción y refrigeración externas, respectivamente. La cantidad de calor extraído de la última etapa debe ser prácticamente igual a la cantidad de calor suministrado a la primera etapa. Para la desalinización de agua de mar, incluso la primera y más caliente etapa suele operarse a una temperatura inferior a 70-75  °C para evitar la formación de incrustaciones. ^{[ 4 ]}

Las etapas de menor presión requieren una superficie relativamente mayor para lograr la misma transferencia de energía a través de las paredes del tubo. El costo de instalar esta superficie limita la utilidad de usar presiones y temperaturas muy bajas en las etapas posteriores. Los gases disueltos en el agua de alimentación pueden contribuir a reducir los diferenciales de presión si se les permite acumularse en las etapas.

Se debe suministrar agua de alimentación externa a la primera etapa. Los tubos de la primera etapa se calientan mediante una fuente externa de vapor o cualquier otra fuente de calor.

El condensado (agua dulce) de todos los tubos en todas las etapas debe bombearse desde las presiones respectivas de cada etapa hasta la presión ambiente. La salmuera acumulada en el fondo de la última etapa también debe bombearse, ya que su presión es considerablemente menor que la presión ambiente.

• Bajo consumo de energía en comparación con otros procesos térmicos ^{[ 2 ]}
• Funciona a baja temperatura (< 70  °C) y a baja concentración (< 1,5) para evitar la corrosión y la formación de incrustaciones.
• No necesita tratamiento previo del agua de mar y tolera variaciones en las condiciones del agua de mar.
• Muy fiable y fácil de usar.
• Costo de mantenimiento bajo
• Operación continua las 24 horas del día con supervisión mínima.
• Puede adaptarse a cualquier fuente de calor, incluyendo agua caliente, calor residual de la generación de energía, procesos industriales o calefacción solar.
• Producir destilado de alta pureza de forma constante.

• Incompatible con fuentes de calor de alta temperatura debido a problemas de incrustaciones durante la evaporación por pulverización.
• Resulta difícil reducir su tamaño debido a su complejidad y a la gran cantidad de piezas necesarias.

• Evaporador de múltiple efecto
• destilación instantánea multietapa