ES3053005T3 - Multi-stage bipolar electrodialysis system for high concentration acid or base production - Google Patents

Multi-stage bipolar electrodialysis system for high concentration acid or base production

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ES3053005T3
ES3053005T3 ES19713317T ES19713317T ES3053005T3 ES 3053005 T3 ES3053005 T3 ES 3053005T3 ES 19713317 T ES19713317 T ES 19713317T ES 19713317 T ES19713317 T ES 19713317T ES 3053005 T3 ES3053005 T3 ES 3053005T3
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Wei Lu
Jiyang Xia
Yongchang Zheng
Bruce Batchelder
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Abstract

Una celda de electrodiálisis bipolar (BPED) puede convertir soluciones salinas en soluciones ácidas y básicas. Sin embargo, los protones migran a través de las membranas de intercambio aniónico y tienden a neutralizar la solución básica. En el sistema de electrodiálisis bipolar descrito aquí, se disponen múltiples celdas BPED para proporcionar un sistema de tratamiento multietapa. Hasta la mitad, o hasta un tercio, de las etapas cuentan con celdas con membranas aniónicas de bloqueo ácido. La o las etapas con membranas aniónicas de bloqueo ácido se ubican en el extremo de salida del producto ácido del sistema, donde la concentración de ácido es máxima. La sustitución de las membranas aniónicas tradicionales en algunas etapas por membranas aniónicas de bloqueo ácido permite producir productos de mayor concentración con un aumento moderado del consumo de energía. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Sistema de electrodiálisis bipolar de múltiples etapas para la producción de ácido o base a alta concentraciónCAMPO
[0003] La presente divulgación se refiere a sistemas y procedimientos de electrodiálisis bipolar utilizados para producir ácidos o bases a partir de una solución salina.
[0004] ANTECEDENTES
[0005] Los párrafos siguientes no constituyen una admisión de que lo que se describe en ellos sea técnica anterior o parte del conocimiento de personas expertas en la materia.
[0006] Una celda de electrodiálisis bipolar se refiere a una celda de electrodiálisis que incluye una membrana bipolar. La membrana dipolar disocia el agua en iones hidronio e iones hidroxilo al aplicarle un campo eléctrico. Estos iones generados se combinan con cationes y aniones provenientes de una corriente de proceso que incluye sales, donde los cationes y aniones están separados por una o más membranas de intercambio iónico en la celda de electrodiálisis. La combinación de los iones hidronio con los aniones, y de los iones hidroxilo con los cationes, da como resultado corrientes producidas que contienen ácido y base.
[0007] Una celda de electrodiálisis bipolar puede ser una celda de dos o tres compartimentos. Una celda de dos compartimentos incluye una membrana de intercambio catiónico o una membrana de intercambio aniónico entre dos membranas bipolares. La elección de utilizar entre una membrana de intercambio catiónico o una membrana de intercambio aniónico depende de las sales que se procesan. Las membranas de intercambio catiónico se utilizan para procesar soluciones que contienen sales de ácidos débiles y bases fuertes, tales como las sales sódicas de ácidos orgánicos y aminoácidos. Algunos ejemplos de estos ácidos orgánicos y aminoácidos son: ácido ascórbico, ácido acético, ácido láctico, ácido fórmico, ácido glucónico y ácido glutámico. Las membranas de intercambio aniónico se utilizan para procesar soluciones que contienen sales de bases débiles y ácidos fuertes o débiles, tales como las sales de amonio de cloruro, sulfato o lactato.
[0008] Una celda de tres compartimentos incluye una membrana de intercambio aniónico y una membrana de intercambio catiónico entre dos membranas bipolares, formando así tres compartimentos. Los tres compartimentos son: un compartimento productor de solución ácida entre la primera membrana bipolar y la membrana de intercambio aniónico; un compartimento productor de solución básica entre la segunda membrana bipolar y la membrana de intercambio catiónico; y un compartimento entre la membrana de intercambio catiónico y la membrana de intercambio aniónico que produce una solución con menor concentración de sal. Una celda BPED de tres compartimentos se utiliza para la recuperación de un ácido y una base inorgánicos a partir de su sal correspondiente.
[0009] El documento US 5.853.555 describe un proceso para preparar hidróxido de onio a partir de una sal de onio correspondiente y para purificar hidróxido de onio, que incluye proporcionar una celda electroquímica que contiene un cátodo, un ánodo, un divisor y una membrana bipolar, teniendo la membrana bipolar una cara selectiva de aniones orientada hacia el ánodo y una cara selectivo de cationes orientada hacia el cátodo, donde el divisor se encuentra entre el cátodo y la membrana bipolar, y la membrana bipolar se encuentra entre el divisor y el ánodo, definiendo así un compartimento de alimentación entre el divisor y la membrana bipolar, un compartimento de recuperación entre el divisor y el cátodo, y un compartimento de agua entre la membrana bipolar y el ánodo; cargar una solución que contiene al menos una de la sal de onio y el hidróxido de onio a purificar en el compartimento de alimentación; cargar un electrolito líquido en los demás compartimentos; hacer pasar una corriente a través de la celda electroquímica para producir el hidróxido de onio en el compartimento de recuperación; y recuperar el hidróxido de onio a partir del compartimento de recuperación.
[0010] El documento US 5.645.703 se refiere a un procedimiento para recuperar sal de una corriente de proceso que contiene contaminantes orgánicos, que comprende dirigir la corriente de residuos a una unidad de electrodiálisis desalinizadora para crear un permeado de sal concentrado y purificado y una corriente que contiene contaminantes orgánicos, y poner en contacto dicho permeado de sal concentrado con una unidad de electrodiálisis de división de agua para convertir la sal en su base y ácido correspondientes; sin embargo, el documento US 5.645.703 enseña únicamente el uso de una sola etapa de electrodiálisis bipolar.
[0011] [0008] En el documento EP 3060699 se proporcionan procesos para la preparación de hidróxido de litio que comprenden someter una composición acuosa que comprende sulfato de litio y/o bisulfato de litio a un primer proceso con electromembrana que comprende un proceso con membrana de dos compartimentos en condiciones adecuadas para la conversión del sulfato de litio y/o bisulfato de litio en hidróxido de litio, y obtener una primera corriente acuosa reducida en litio y una primera corriente acuosa enriquecida en hidróxido de litio; y someter la primera corriente acuosa reducida en litio a un segundo proceso con electromembrana que comprende un proceso con membrana de tres compartimentos en condiciones adecuadas para preparar al menos una parte adicional de hidróxido de litio y obtener una segunda corriente acuosa reducida en litio y una segunda corriente acuosa enriquecida en hidróxido de litio. Sin embargo, el documento EP 3060699 no enseña ni sugiere la necesidad de tener membranas bloqueadoras de protones en algunas etapas, pero no en otras.
[0013] INTRODUCCIÓN
[0015] La siguiente introducción tiene como objetivo presentar al lector esta memoria descriptiva, pero no definir ninguna invención. Una o más invenciones pueden residir en una combinación o subcombinación de los elementos del aparato o etapas del procedimiento que se describen a continuación o en otras partes de este documento. El hecho de que los inventores no describan dicha otra invención o invenciones en las reivindicaciones no implica la renuncia o renegación a sus derechos a ninguna invención o invenciones descritas en este documento.
[0017] Una celda de electrodiálisis bipolar (BPED) puede convertir soluciones salinas en soluciones ácidas y básicas. Sin embargo, los protones migran a través de las membranas de intercambio aniónico y tienden a neutralizar la solución básica. Al aumentar la concentración de ácido, el flujo de protones aumenta. Esto reduce la eficiencia energética de la celda y, en la práctica, limita la concentración del ácido producido. Normalmente, los ácidos y las bases se producen en sistemas BPED convencionales a una concentración de aproximadamente 1 mol/L y una eficiencia de corriente del 70 %. En algunos casos, esta concentración es suficiente para obtener un producto utilizable, pero en la mayoría de las aplicaciones la concentración del producto es demasiado baja para reutilizar o comercializar los productos de ácidos y bases.
[0019] En un sistema de electrodiálisis bipolar descrito en este documento, se disponen múltiples celdas BPED para proporcionar un sistema de tratamiento de múltiples etapas. En un sistema con celdas BPED de tres compartimentos, la solución de alimentación fluye en dirección opuesta a la solución base y la solución ácida. En un sistema BPED de dos compartimentos, la solución de alimentación/ácida fluye en la misma dirección que la solución base. Hasta la mitad, o hasta un tercio, de las etapas cuentan con celdas con membranas aniónicas de bloqueo ácido. Por ejemplo, una etapa en un sistema que tiene dos o tres etapas puede tener membranas aniónicas de bloqueo ácido, o una o dos etapas en un sistema que tiene de cuatro a ocho etapas pueden tener membranas aniónicas de bloqueo ácido. Dichas una o más etapas con membranas aniónicas de bloqueo ácido se encuentran en el extremo de salida del producto ácido del sistema, donde la concentración de ácido en el sistema es la mayor. El resto de las etapas tienen membranas aniónicas convencionales, es decir, sin bloqueo ácido.
[0021] La sustitución de las membranas aniónicas tradicionales por membranas aniónicas de bloqueo ácido en algunas etapas reduce la migración de protones a la solución básica. Esto permite producir productos de mayor concentración. Sin embargo, las membranas aniónicas de bloqueo ácido presentan menos conductividad (mayor resistencia) en comparación con las membranas aniónicas tradicionales, lo que daría lugar a un aumento significativo del consumo energético si se sustituyeran todas las membranas aniónicas. Al utilizar las membranas aniónicas de bloqueo ácido únicamente donde la concentración de ácido en el sistema es alta, se puede aumentar la concentración del producto con un menor incremento del consumo energético en comparación con un sistema en el que se sustituyen las membranas aniónicas en todas las etapas.
[0023] De este modo, según la presente invención, se da a conocer un sistema de electrodiálisis bipolar (BPED) (500) que comprende:
[0024] (a) una pluralidad de etapas de electrodiálisis bipolar, en el que la pluralidad de las etapas de electrodiálisis bipolar son todas celdas de electrodiálisis bipolar de dos compartimentos o la pluralidad de las etapas de electrodiálisis bipolar son todas celdas de electrodiálisis bipolar de tres compartimentos;
[0025] (b) en el que una o más etapas y hasta la mitad inclusive de la pluralidad de etapas de electrodiálisis bipolar comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido (220) y en el que el resto de la etapa o etapas de electrodiálisis bipolar comprenden membranas de intercambio aniónico sin bloqueo ácido (206);
[0026] (c) en el que la etapa o etapas que comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido se encuentran en un extremo de salida del producto ácido del sistema BPED;
[0027] (d) en el que cada celda de dos compartimentos incluye una membrana de intercambio aniónico entre dos membranas bipolares, y cada celda de tres compartimentos incluye una membrana de intercambio aniónico y una membrana de intercambio catiónico entre dos membranas bipolares; y en el que
[0028] cuando la pluralidad de etapas de electrodiálisis bipolar son celdas BPED de tres compartimentos (300); el sistema BPED comprende
[0029] una entrada de solución de alimentación (20) a la etapa o etapas que comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, y una salida de efluente (216) de la etapa o etapas que carecen de las membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, estando la entrada de solución de alimentación y la salida de efluente en comunicación fluida;
[0030] una entrada de solución basificante (214) a la etapa o etapas que carecen de las membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, y una salida de solución básica (26) de la etapa o etapas que comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, estando la entrada de solución basificante y la salida de solución básica en comunicación fluida; y
[0031] una entrada de solución acidificante (210) a la etapa o etapas que carecen de membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, y una salida de solución ácida (28) de la etapa o etapas que comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, estando la entrada de solución acidificante y la salida de solución ácida en comunicación fluida
[0032] o
[0033] cuando la pluralidad de etapas de electrodiálisis bipolar son celdas BPED de dos compartimentos (200); el sistema BPED comprende
[0034] una entrada de solución de alimentación (20) a la etapa o etapas que carecen de membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, y una salida de efluente (28) de la etapa o etapas que comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, estando la entrada de solución de alimentación y la salida de efluente en comunicación fluida; y
[0035] una entrada de solución acidificante (210) a la etapa o etapas que carecen de membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, y una salida de solución ácida (28) de la etapa o etapas que comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, estando la entrada de solución acidificante y la salida de solución ácida en comunicación fluida.
[0036] BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
[0037]
[0038] La FIG.1 es una ilustración esquemática de una celda de electrodiálisis bipolar de tres compartimentos.
[0039] La FIG. 2 es una ilustración esquemática de una celda de electrodiálisis bipolar de dos compartimentos con membranas de intercambio aniónico.
[0040] La FIG. 3 es una ilustración esquemática de una celda de electrodiálisis bipolar de tres compartimentos con membranas aniónicas de bloqueo ácido.
[0041] La FIG. 4 es una ilustración esquemática de una celda de electrodiálisis bipolar de dos compartimentos con membranas aniónicas de bloqueo ácido.
[0042] La FIG.5 es una ilustración esquemática de una celda de electrodiálisis bipolar de tres compartimentos y múltiples etapas con flujo a contracorriente y algunas de las etapas tienen membranas aniónicas de bloqueo ácido.
[0043] La FIG.6 es una ilustración esquemática de una celda de electrodiálisis bipolar de dos compartimentos y múltiples etapas con flujo de corriente paralela y membranas aniónicas de bloqueo ácido, y algunas de las etapas tienen membranas aniónicas de bloqueo ácido.
[0044] DESCRIPCIÓN DETALLADA
[0045] La electrodiálisis de membrana bipolar (o electrodiálisis bipolar, BPED) es un proceso que acopla la electrólisis y la electrodiálisis. El dispositivo BPED recibe una solución salina y proporciona una solución ácida y una solución básica. Una celda de electrodiálisis de membrana bipolar puede ser una celda de dos o tres compartimentos, dependiendo del ácido y la base que se vayan a producir.
[0046] Una celda de dos compartimentos puede incluir membranas bipolares y membranas de intercambio catiónico o membranas de intercambio aniónico. En los ejemplos que se describen en el presente documento, la celda de dos compartimentos incluye membranas de intercambio aniónico. Las celdas de dos compartimentos que incluyen membranas bipolares y membranas de intercambio aniónico son útiles para convertir las sales de ácidos fuertes y bases débiles, tales como, por ejemplo, cloruro de amonio, sulfato de amonio y lactato de amonio. En las celdas de tres compartimentos es posible convertir una solución acuosa de sales en bases fuertes y ácidos fuertes, tales como por ejemplo, la conversión de una solución de NaCl en soluciones de NaOH y HCl. Otras sales, por ejemplo, KF, Na<2>SO<4>, NH<4>Cl y KCl, así como las sales de ácidos y bases orgánicos, también se pueden convertir utilizando celdas de tres compartimentos.
[0047] En la figura 1 se muestra una ilustración de una celda de electrodiálisis bipolar de tres compartimentos (100). La celda de electrodiálisis bipolar de tres compartimentos (100) muestra dos celdas entre el cátodo (202) y el ánodo (204) para simplificar la figura, aunque normalmente un apilamiento de electrodiálisis bipolar incluye muchas celdas. Mediante electrólisis, la electrodiálisis bipolar disocia el agua, que se encuentra entre una parte de membrana de intercambio catiónico y una parte de membrana de intercambio aniónico de la membrana bipolar (206), en H<+>y -OH. La aplicación de una diferencia de potencial eléctrico induce a los iones H⁺ producidos a desplazarse hacia el cátodo (202), a través de las membranas de intercambio catiónico (208), hacia una solución acidificante (210). De manera similar, los iones -OH producidos se desplazan hacia el ánodo (204), a través de las membranas de intercambio aniónico (212), hacia una solución basificante (214). De manera similar, se induce que los cationes (416) y aniones (418) de la solución salina (20) se desplacen a través de las membranas de intercambio catiónico y aniónico, respectivamente, como equilibrio de carga para los iones H<+>y -OH, lo que da como resultado la descarga del efluente desalinizado (216) de la celda (200). La celda de electrodiálisis bipolar de tres compartimentos (100) que se muestra funciona a contracorriente, ya que la solución concentrada de sal (20) (es decir, el agua de alimentación) se desplaza en dirección opuesta a la solución acidificante (210) y a la solución basificante (214).
[0048] Al aceptar los iones H<+>, la solución acidificante (210) se vuelve ácida y se descarga de la celda de electrodiálisis bipolar (200) como la solución ácida (28). Por el contrario, al aceptar los iones -OH, la solución basificante (214) se vuelve básica y se descarga de la celda de electrodiálisis bipolar (200) como la solución básica (26).
[0049] La solución acidificante (210) y la solución basificante (214) incluyen iones para transportar la corriente aplicada. Estos iones se convierten en contraiones en los ácidos y bases producidos. La solución acidificante (210), la solución basificante (214) y la solución concentrada de sal (20) pueden ser iguales o diferentes.
[0050] En un ejemplo, la solución acidificante, la solución basificante y la solución concentrada de sal son todas soluciones de NaCl en agua, donde la solución ácida resultante es una solución de HCl en agua y la solución básica resultante es una solución de NaOH en agua. En otro ejemplo, la solución acidificante, la solución basificante y la solución concentrada de sal son todas soluciones de sulfato de sodio en agua, donde la solución ácida resultante es una solución de H<2>SO<4>en agua y la solución básica resultante es una solución de NaOH en agua. En aún otro ejemplo, la solución acidificante, la solución basificante y la solución concentrada de sal son todas mezclas de diferentes sales, tales como sulfato de sodio y NaCl, y la solución ácida resultante es una solución de H<2>SO<4>/HCl/agua y la solución básica resultante es una solución de NaOH en agua.
[0051] En aún otro ejemplo, la solución acidificante y la solución basificante son agua, mientras que la solución concentrada de sal es una solución de NaCl en agua, donde la solución ácida resultante es una solución de HCl en agua y la solución básica resultante es una solución de NaOH en agua.
[0052] En la figura 2 se muestra una ilustración de una celda de electrodiálisis bipolar de dos compartimentos (200) con membranas de intercambio aniónico. La celda de electrodiálisis bipolar (200) ilustra dos celdas completas entre el cátodo (202) y el ánodo (204) para simplificar la figura, aunque normalmente un apilamiento de electrodiálisis bipolar incluye varias celdas. Mediante electrólisis, la electrodiálisis bipolar disocia el agua, que se encuentra entre una parte de membrana de intercambio catiónico y una parte de membrana de intercambio aniónico de la membrana bipolar (206), en H<+>y -OH. La aplicación de una diferencia de potencial eléctrico induce a los iones H<+>producidos a desplazarse hacia el cátodo (202) hacia una solución acidificante (210), y a los iones -OH producidos a desplazarse hacia el ánodo (204) hacia la solución concentrada de sal (20). La celda de electrodiálisis bipolar (200) incluye membranas de intercambio aniónico (212). La celda de electrodiálisis bipolar de dos compartimentos (200) funciona en modo de flujo paralelo, ya que la solución acidificante (210) y la solución concentrada de sal (20) fluyen en la misma dirección.
[0053] Al aceptar los iones H<+>, la solución acidificante (210) se vuelve ácida y se descarga de la celda de electrodiálisis bipolar (200) como la solución ácida (28). Por el contrario, al aceptar los iones -OH, la solución concentrada en sal (20) se vuelve básica y se descarga de la celda de electrodiálisis bipolar (200) como la solución básica (26).
[0054] La solución acidificante (210) y la solución concentrada de sal (20) incluyen iones para transportar la corriente aplicada. Estos iones actúan como contraiones en los ácidos y bases producidos. La solución acidificante (210) y la solución concentrada de sal (20) pueden ser iguales o diferentes.
[0055] En los sistemas de electrodiálisis bipolar de múltiples etapas que se describen a continuación, las membranas de intercambio aniónico en algunas etapas, pero no en todas, se sustituyen por membranas aniónicas de bloqueo ácido. En un ejemplo, se preparan membranas selectivas aniónicas de bloqueo ácido poliméricas impregnando una tela tejida o no tejida, con los productos de reacción de tres componentes. El componente I es un monómero de amina terciaria o cuaternaria, alifática o aromática, etilénicamente insaturada. El componente II es un monómero de reticulación. El componente III es cloruro de vinilbencilo. Este tipo de membranas se describen con mayor detalle en la Patente de Estados Unidos No.8.740.896, Membrana aniónica de bloqueo ácido.
[0056] La Figura 3 muestra una celda de electrodiálisis de tres compartimentos (300) con membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido (220). La celda (300) de la Figura 3 es similar a la celda de electrodiálisis de tres compartimentos (100) de la Figura 1 y la descripción de la Figura 1se aplica a la Figura 3, excepto que las membranas de intercambio aniónico (212) de la Figura 1 han sido reemplazadas por membranas aniónicas de bloqueo ácido (220) en la Figura 3.
[0057] La Figura 4 muestra una celda de electrodiálisis de dos compartimentos (400) con membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido (220). La celda (400) de la Figura 4 es similar a la celda de electrodiálisis de dos compartimentos (200) de la Figura 2 y la descripción de la Figura 2 se aplica a la Figura 4, excepto que las membranas de intercambio aniónico (212) de la Figura 2 han sido reemplazadas por membranas aniónicas de bloqueo ácido (220) en la Figura 4.
[0058] [0028] La figura 5 muestra un sistema de electrodiálisis bipolar de múltiples etapas (500) con celdas de electrodiálisis de tres compartimentos (100, 300) que funcionan en modo de contracorriente. En el ejemplo mostrado, hay dos celdas de electrodiálisis de tres compartimentos con membranas aniónicas de bloqueo ácido (300) y cinco celdas de electrodiálisis de tres compartimentos (100). La solución concentrada de sal (20) entra en el sistema (500) a través de una de las celdas de electrodiálisis de tres compartimentos con membranas aniónicas de bloqueo ácido (300). La solución acidificante (210) y la solución basificante (214), que pueden empezar como agua de reposición, entran en el sistema (500) a través de una de las celdas de electrodiálisis de tres compartimentos (100). La solución acidificante concentrada (210) fluye a través de la celda de electrodiálisis de tres compartimentos con membranas aniónicas de bloqueo ácido (300), pero la migración de protones se ve inhibida por las membranas aniónicas de bloqueo ácido.
[0059] La figura 6 muestra un sistema de electrodiálisis bipolar de múltiples etapas (600) con celdas de electrodiálisis de dos compartimentos (200, 400) que funcionan en modo de flujo paralelo. En el ejemplo mostrado, hay una celda de electrodiálisis de dos compartimentos con membranas aniónicas de bloqueo ácido (400) y tres celdas de electrodiálisis de dos compartimentos (200). La solución concentrada de sal (20) entra en el sistema (600) a través de una de las celdas de electrodiálisis de dos compartimentos (200). La solución acidificante (210), que puede empezar como agua de reposición, también entra en el sistema (600) a través de una de las celdas de electrodiálisis de dos compartimentos (200). La solución acidificante concentrada (210) fluye a través de la celda de electrodiálisis de dos compartimentos con membranas aniónicas de bloqueo ácido (400), pero la migración de protones se ve inhibida por las membranas aniónicas de bloqueo ácido.
[0060] Esta descripción escrita utiliza ejemplos para ayudar a describir la invención, incluyendo la mejor forma de ejecución, y también para que cualquier persona experta en la materia pueda ponerla en práctica, incluyendo la fabricación y el uso de cualquier dispositivo o sistema y la realización de cualquier procedimiento incorporado. Las personas expertas en la materia pueden realizar alteraciones, modificaciones y variaciones a los ejemplos particulares sin apartarse del alcance de la invención. El alcance patentable de la presente invención se define en las reivindicaciones.

Claims (6)

1. REIVINDICACIONES
1. Sistema de electrodiálisis bipolar (BPED) (500) que comprende:
(a) una pluralidad de etapas de electrodiálisis bipolar, en el que la pluralidad de las etapas de electrodiálisis bipolar son todas celdas de electrodiálisis bipolar de dos compartimentos o la pluralidad de las etapas de electrodiálisis bipolar son todas celdas de electrodiálisis bipolar de tres compartimentos;
(b) en el que una o más etapas y hasta la mitad inclusive de la pluralidad de etapas de electrodiálisis bipolar comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido (220) y en el que el resto de la etapa o etapas de electrodiálisis bipolar comprenden membranas de intercambio aniónico sin bloqueo ácido (206);
(c) en el que la etapa o etapas que comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido se encuentran en un extremo de salida del producto ácido del sistema BPED;
(d) en el que cada celda de dos compartimentos incluye una membrana de intercambio aniónico entre dos membranas bipolares, y cada celda de tres compartimentos incluye una membrana de intercambio aniónico y una membrana de intercambio catiónico entre dos membranas bipolares; y en el que
cuando la pluralidad de etapas de electrodiálisis bipolar son celdas BPED de tres compartimentos (300); el sistema BPED comprende
una entrada de solución de alimentación (20) a la etapa o etapas que comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, y una salida de efluente (216) de la etapa o etapas que carecen de las membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, estando la entrada de solución de alimentación y la salida de efluente en comunicación fluida;
una entrada de solución basificante (214) a la etapa o etapas que carecen de las membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, y una salida de solución básica (26) de la etapa o etapas que comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, estando la entrada de solución basificante y la salida de solución básica en comunicación fluida; y
una entrada de solución acidificante (210) a la etapa o etapas que carecen de membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, y una salida de solución ácida (28) de la etapa o etapas que comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, estando la entrada de solución acidificante y la salida de solución ácida en comunicación fluida
o
cuando la pluralidad de etapas de electrodiálisis bipolar son celdas BPED de dos compartimentos (200); el sistema BPED comprende
una entrada de solución de alimentación (20) a la etapa o etapas que carecen de membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, y una salida de efluente (28) de la etapa o etapas que comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, estando la entrada de solución de alimentación y la salida de efluente en comunicación fluida; y
una entrada de solución acidificante (210) a la etapa o etapas que carecen de membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, y una salida de solución ácida (28) de la etapa o etapas que comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido, estando la entrada de solución acidificante y la salida de solución ácida en comunicación fluida.
2. Sistema de electrodiálisis bipolar (BPED), según la reivindicación 1, en el que hasta un tercio de la pluralidad de etapas de electrodiálisis bipolar comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido.
3. Sistema de electrodiálisis bipolar (BPED), según la reivindicación 1 o 2, en el que una o dos de la pluralidad de etapas de electrodiálisis bipolar comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido.
4. Procedimiento que comprende:
tratar una solución salina (20) mediante electrodiálisis con membrana bipolar (BPED) en un sistema BPED de múltiples etapas (500) para producir un producto ácido a partir de un extremo de salida de producto ácido,
en el que la pluralidad de etapas de electrodiálisis bipolar son todas celdas de electrodiálisis bipolar de dos compartimentos o la pluralidad de etapas de electrodiálisis bipolar son todas celdas de electrodiálisis bipolar de tres compartimentos y en el que una o más etapas y hasta la mitad inclusive de la pluralidad de etapas del sistema BPED comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido (220) y en el que el resto de la etapa o etapas de electrodiálisis bipolar comprenden membranas de intercambio aniónico sin bloqueo ácido (206); y
en el que la etapa o etapas que comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido se encuentran en el extremo de salida del producto ácido del sistema BPED,
en el que cada celda de dos compartimentos incluye una membrana de intercambio aniónico entre dos membranas bipolares, y cada celda de tres compartimentos incluye una membrana de intercambio aniónico y una membrana de intercambio catiónico entre dos membranas bipolares;
en el que cuando las etapas comprenden celdas BPED de tres compartimentos, el procedimiento comprende hacer fluir una solución de alimentación en la dirección opuesta como solución basificante y una solución acidificante; o en el que cuando las etapas comprenden celdas BPED de dos compartimentos, y el procedimiento comprende hacer fluir una solución de alimentación en la misma dirección que una solución acidificante.
5. Procedimiento, según la reivindicación 4, en el que hasta un tercio de las etapas comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido.
6. Procedimiento, según la reivindicación 4 o 5, en el que una o dos de las etapas comprenden membranas de intercambio aniónico de bloqueo ácido.
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