A submersible water desalination apparatus includes a plurality of water separation membrane elements, a product water collector that receives product water from the membrane elements, and a variable output motorized submersible pump having a suction side that receives product water from the product water collector and a discharge side that pumps product water away from the apparatus through a product water conduit for surface or subsurface use. At least a portion of the product water is used to cool the motor.
B01D 65/00 - Accessoires ou opérations auxiliaires, en général, pour les procédés ou les appareils de séparation utilisant des membranes semi-perméables
C02F 1/44 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par dialyse, osmose ou osmose inverse
C02F 103/08 - Eau de mer, p. ex. pour le dessalement
F03G 7/05 - Conversion de l'énergie thermique des océans
F04D 29/58 - RefroidissementChauffageRéduction du transfert de chaleur
2.
APPARATUS AND METHOD FOR GREEN HYDROGEN PRODUCTION USING SUBMERGED DESALINATION SYSTEM
A green hydrogen production system and method uses an offshore platform, an offshore renewable energy source, a submerged water desalination apparatus and a water electrolysis apparatus to produce hydrogen and oxygen using power from the renewable energy source and desalinated water from the submerged water desalination apparatus. The system and method enable green hydrogen production with reduced energy use or capital cost compared to onshore systems and systems that do not employ a submerged water desalination apparatus.
A submerged offshore reverse osmosis desalination apparatus and method uses desalinated product water from the apparatus and an onshore cooler or heat exchanger to provide or improve the cooling of an onshore Rankine Cycle heat engine.
B01D 65/02 - Nettoyage ou stérilisation de membranes
B01D 65/08 - Prévention de l'encrassement de la membrane ou de la polarisation par concentration
C02F 1/00 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout
C02F 1/44 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par dialyse, osmose ou osmose inverse
C02F 1/76 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par oxydation au moyen d'halogènes ou de composés halogénés
C02F 1/78 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par oxydation au moyen d'ozone
C02F 103/08 - Eau de mer, p. ex. pour le dessalement
F04F 1/08 - Pompes utilisant un fluide intermédiaire, en surpression ou en sous-pression, agissant directement sur le liquide à pomper le fluide intermédiaire agissant sur la surface du liquide à pomper et spécialement adaptées pour élever le liquide à partir d'une grande profondeur, p. ex. dans un puits
C02F 103/00 - Nature de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux ou boues d'égout à traiter
F04F 1/20 - Pompes utilisant un fluide intermédiaire, en surpression ou en sous-pression, agissant directement sur le liquide à pomper le fluide intermédiaire étant mélangé au liquide à pomper ou fabriqué à partir de celui-ci et spécialement adaptées pour élever le liquide à partir d'une grande profondeur, p. ex. dans un puits
5.
APPARATUS AND METHOD FOR GREEN HYDROGEN PRODUCTION USING SUBMERGED DESALINATION SYSTEM
A green hydrogen production system and method uses an offshore platform, an offshore renewable energy source, a submerged water desalination apparatus and a water electrolysis apparatus to produce hydrogen and oxygen using power from the renewable energy source and desalinated water from the submerged water desalination apparatus. The system and method enable green hydrogen production with reduced energy use or capital cost compared to onshore systems and systems that do not employ a submerged water desalination apparatus.
B63B 25/08 - Installations de chargement, p. ex. pour le rangement ou l'arrimageNavires spécialisés à cet effet pour chargement de marchandises fluides
B63B 27/24 - Aménagement des équipements de bord pour l'embarquement ou le débarquement des cargaisons ou des passagers des systèmes de canalisations
B63B 35/44 - Constructions, magasins, plates-formes de forage ou ateliers flottants, p. ex. portant des appareils séparateurs huile-eau
B63J 3/04 - Entraînement des auxiliaires par l'ensemble moteur autre que celui de la propulsion
C25B 1/04 - Hydrogène ou oxygène par électrolyse de l'eau
C25B 15/08 - Alimentation ou vidange des réactifs ou des électrolytesRégénération des électrolytes
A submersible reverse osmosis desalination apparatus uses low temperature concentrate or brine from the desalination apparatus to provide a high volume cold liquid stream to an Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) heat engine. The OTEC engine also employs a warm liquid stream and uses the cold and warm liquid streams to obtain electrical power from a closed-cycle or open-cycle heat exchange and generator system. Use of the concentrate or brine stream provides a much greater liquid volume and much greater cold thermal energy content than would be obtained by using cold desalinated product water from the desalination apparatus in the OTEC heat engine.
B01D 61/04 - Prétraitement du courant d'alimentation
B01D 65/00 - Accessoires ou opérations auxiliaires, en général, pour les procédés ou les appareils de séparation utilisant des membranes semi-perméables
C02F 1/44 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par dialyse, osmose ou osmose inverse
F04D 29/58 - RefroidissementChauffageRéduction du transfert de chaleur
F03G 7/05 - Conversion de l'énergie thermique des océans
A submersible water desalination apparatus includes a plurality of water separation membrane elements that when supplied with salinated water under pressure at a first depth will produce at least partially desalinated product water and concentrate or brine; a product water collector that receives product water from the membrane elements; and a permeate conduit that transports product water from the collector downwardly to a motorized submersible pump remotely located from the membrane elements and collector at a second depth greater than the first depth. The second depth is sufficiently greater than the first depth so that the height of a standing column of product water in the product water collector and permeate conduit between the membrane elements and the suction side of the pump maintains a net positive suction head that prevents inlet side cavitation during pump startup and operation.
A desalination brine dispersal apparatus and method employ airlift to remove, oxygenate and disperse brine from a desalination apparatus. The apparatus includes a brine removal conduit having a brine inlet that receives brine from the desalination apparatus, a plurality of brine outlets submerged in seawater and one or more air introduction points located at depths below the brine outlets. The supplied air oxygenates and moves brine through the brine removal conduit and outlets via airlift and disperses the brine into seawater away from the brine removal conduit. The apparatus avoids the formation of concentrated, high shear brine plumes and can disperse brine into seawater over a wide area well away from the brine removal conduit.
B01D 65/02 - Nettoyage ou stérilisation de membranes
B01D 65/08 - Prévention de l'encrassement de la membrane ou de la polarisation par concentration
C02F 1/44 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par dialyse, osmose ou osmose inverse
C02F 1/76 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par oxydation au moyen d'halogènes ou de composés halogénés
C02F 1/78 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par oxydation au moyen d'ozone
F04F 1/08 - Pompes utilisant un fluide intermédiaire, en surpression ou en sous-pression, agissant directement sur le liquide à pomper le fluide intermédiaire agissant sur la surface du liquide à pomper et spécialement adaptées pour élever le liquide à partir d'une grande profondeur, p. ex. dans un puits
C02F 103/00 - Nature de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux ou boues d'égout à traiter
C02F 103/08 - Eau de mer, p. ex. pour le dessalement
F04F 1/20 - Pompes utilisant un fluide intermédiaire, en surpression ou en sous-pression, agissant directement sur le liquide à pomper le fluide intermédiaire étant mélangé au liquide à pomper ou fabriqué à partir de celui-ci et spécialement adaptées pour élever le liquide à partir d'une grande profondeur, p. ex. dans un puits
13.
SUBMERGED WATER DESALINATION SYSTEM WITH REPLACEABLE DOCKABLE MEMBRANE MODULES
A submersible water desalination apparatus includes an array of hot-swappable water separation membrane modules arrayed in an approximately polygonal configuration around a product water collection conduit that represents or is proximate to and generally aligned with a central axis of the array; a plurality of hot-swap product water valves connected to the conduit and detachably connected to generally radially-extending product water collection manifolds in fluid communication with a plurality of water separation membrane cartridges within the modules; the modules having in cross-section generally tapered module sides that converge towards the conduit and assist in underwater docking and attachment of a replacement module to a hot-swap product water valve.
A desalination brine dispersal apparatus and method employ airlift to remove, oxygenate and disperse brine from a desalination apparatus. The apparatus includes a brine removal conduit having a brine inlet that receives brine from the desalination apparatus, a plurality of brine outlets submerged in seawater and one or more air introduction points located at depths below the brine outlets. The supplied air oxygenates and moves brine through the brine removal conduit and outlets via airlift and disperses the brine into seawater away from the brine removal conduit. The apparatus avoids the formation of concentrated, high shear brine plumes and can disperse brine into seawater over a wide area well away from the brine removal conduit.
B01D 65/02 - Nettoyage ou stérilisation de membranes
B01D 65/08 - Prévention de l'encrassement de la membrane ou de la polarisation par concentration
C02F 1/00 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout
C02F 1/44 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par dialyse, osmose ou osmose inverse
C02F 1/76 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par oxydation au moyen d'halogènes ou de composés halogénés
C02F 1/78 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par oxydation au moyen d'ozone
F04F 1/08 - Pompes utilisant un fluide intermédiaire, en surpression ou en sous-pression, agissant directement sur le liquide à pomper le fluide intermédiaire agissant sur la surface du liquide à pomper et spécialement adaptées pour élever le liquide à partir d'une grande profondeur, p. ex. dans un puits
C02F 103/00 - Nature de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux ou boues d'égout à traiter
C02F 103/08 - Eau de mer, p. ex. pour le dessalement
F04F 1/20 - Pompes utilisant un fluide intermédiaire, en surpression ou en sous-pression, agissant directement sur le liquide à pomper le fluide intermédiaire étant mélangé au liquide à pomper ou fabriqué à partir de celui-ci et spécialement adaptées pour élever le liquide à partir d'une grande profondeur, p. ex. dans un puits
15.
Submerged water desalination system pump lubricated with product water
A submersible water desalination apparatus includes a plurality of water separation membrane elements, a product water collector that receives product water from the membrane elements, and a variable output motorized submersible pump having a suction side that receives product water from the product water collector and a discharge side that pumps product water away from the apparatus through a product water conduit for surface or subsurface use. At least a portion of the product water is used to lubricate and optionally also cool at least a portion of the pump, motor or both the pump and motor.
B01D 65/00 - Accessoires ou opérations auxiliaires, en général, pour les procédés ou les appareils de séparation utilisant des membranes semi-perméables
C02F 1/44 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par dialyse, osmose ou osmose inverse
C02F 103/08 - Eau de mer, p. ex. pour le dessalement
F03G 7/05 - Conversion de l'énergie thermique des océans
F04D 29/58 - RefroidissementChauffageRéduction du transfert de chaleur
16.
SUBMERGED WATER DESALINATION SYSTEM WITH PRODUCT WATER PUMP CAVITATION PROTECTION
A submersible water desalination apparatus includes a plurality of water separation membrane elements, a product water collector that receives product water from the membrane elements, and a variable output motorized submersible pump having a suction side that receives product water from the product water collector and a discharge side that pumps product water away from the apparatus through a product water conduit for surface or subsurface use. An automatic control or coupling is employed to reduce the pump output upon the occurrence or onset of suction side cavitation, and discourage or prevent cavitation over a range of product water flow rates from the membrane elements.
A submersible water desalination apparatus includes an array of generally parallel water separation membrane cartridges each having a water separation membrane, an impermeable cartridge wall surrounding the membrane, and a product water collection tube that collects from inside the cartridges at least partially desalinated product water passing through the membrane, and through which the at least partially desalinated water exits the cartridges and enters a product water collection manifold. The cartridges are mounted in a perforated divider plate. In embodiments, a) the manifold is adhesively bonded to a plurality of the collection tubes, orb) the divider plate is adhesively bonded to a plurality of the cartridge walls or ends, or both a) and b). The adhesive reduces the likelihood of leakage at the manifold or divider plate.
B01D 65/00 - Accessoires ou opérations auxiliaires, en général, pour les procédés ou les appareils de séparation utilisant des membranes semi-perméables
B01D 61/04 - Prétraitement du courant d'alimentation
C02F 1/44 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par dialyse, osmose ou osmose inverse
A submerged offshore reverse osmosis desalination apparatus and method uses product water from the apparatus and an onshore cooler or heat exchanger to provide or improve the cooling of a Sea Water Air Conditioning (SWAC) system, power plant, data center, Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) system, or Rankine Cycle heat engine.
C02F 1/00 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout
C02F 1/44 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par dialyse, osmose ou osmose inverse
C02F 103/08 - Eau de mer, p. ex. pour le dessalement
F04F 1/08 - Pompes utilisant un fluide intermédiaire, en surpression ou en sous-pression, agissant directement sur le liquide à pomper le fluide intermédiaire agissant sur la surface du liquide à pomper et spécialement adaptées pour élever le liquide à partir d'une grande profondeur, p. ex. dans un puits
B01D 65/02 - Nettoyage ou stérilisation de membranes
B01D 65/08 - Prévention de l'encrassement de la membrane ou de la polarisation par concentration
C02F 1/76 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par oxydation au moyen d'halogènes ou de composés halogénés
C02F 1/78 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par oxydation au moyen d'ozone
C02F 103/00 - Nature de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux ou boues d'égout à traiter
F04F 1/20 - Pompes utilisant un fluide intermédiaire, en surpression ou en sous-pression, agissant directement sur le liquide à pomper le fluide intermédiaire étant mélangé au liquide à pomper ou fabriqué à partir de celui-ci et spécialement adaptées pour élever le liquide à partir d'une grande profondeur, p. ex. dans un puits
A submersible water desalination apparatus includes an array of hot-swappable water separation membrane modules arrayed in an approximately polygonal configuration around a product water collection conduit that represents or is proximate to and generally aligned with a central axis of the array; a plurality of hot-swap product water valves connected to the conduit and detachably connected to generally radially-extending product water collection manifolds in fluid communication with a plurality of water separation membrane cartridges within the modules; the modules having in cross-section generally tapered module sides that converge towards the conduit and assist in underwater docking and attachment of a replacement module to a hot-swap product water valve.
A submersible water desalination apparatus includes a plurality of water separation membrane elements that when supplied with salinated water under pressure at a first depth will produce at least partially desalinated product water and concentrate or brine; a product water collector that receives product water from the membrane elements; and a permeate conduit that transports product water from the collector downwardly to a motorized submersible pump remotely located from the membrane elements and collector at a second depth greater than the first depth. The second depth is sufficiently greater than the first depth so that the height of a standing column of product water in the product water collector and permeate conduit between the membrane elements and the suction side of the pump maintains a net positive suction head that prevents inlet side cavitation during pump startup and operation.
A submersible water desalination apparatus includes an array of generally parallel water separation membrane cartridges each having a water separation membrane, an impermeable cartridge wall surrounding the membrane, and a product water collection tube that collects from inside the cartridges at least partially desalinated product water passing through the membrane, and through which the at least partially desalinated water exits the cartridges and enters a product water collection manifold. The cartridges are mounted in a perforated divider plate. In embodiments, a) the manifold is adhesively bonded to a plurality of the collection tubes, or b) the divider plate is adhesively bonded to a plurality of the cartridge walls or ends, or both a) and b). The adhesive reduces the likelihood of leakage at the manifold or divider plate.
A submersible reverse osmosis desalination apparatus uses low temperature concentrate or brine from the desalination apparatus to provide a high volume cold liquid stream to an Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) heat engine. The OTEC engine also employs a warm liquid stream and uses the cold and warm liquid streams to obtain electrical power from a closed-cycle or open-cycle heat exchange and generator system. Use of the concentrate or brine stream provides a much greater liquid volume and much greater cold thermal energy content than would be obtained by using cold desalinated product water from the desalination apparatus in the OTEC heat engine.
A submersible water desalination apparatus includes a plurality of water separation membrane elements, a product water collector that receives product water from the membrane elements, and a variable output motorized submersible pump having a suction side that receives product water from the product water collector and a discharge side that pumps product water away from the apparatus through a product water conduit for surface or subsurface use. An automatic control or coupling is employed to reduce the pump output upon the occurrence or onset of suction side cavitation, and discourage or prevent cavitation over a range of product water flow rates from the membrane elements.
A submersible water desalination apparatus includes a plurality of water separation membrane elements, a product water collector that receives product water from the membrane elements, and a variable output motorized submersible pump having a suction side that receives product water from the product water collector and a discharge side that pumps product water away from the apparatus through a product water conduit for surface or subsurface use. At least a portion of the product water is used to lubricate and optionally also cool at least a portion of the pump, motor or both the pump and motor.
A desalination brine dispersal apparatus and method employ airlift to remove, oxygenate and disperse brine from a desalination apparatus. The apparatus includes a brine removal conduit having a brine inlet that receives brine from the desalination apparatus, a plurality of brine outlets submerged in seawater and one or more air introduction points located at depths below the brine outlets. The supplied air oxygenates and moves brine through the brine removal conduit and outlets via airlift and disperses the brine into seawater away from the brine removal conduit. The apparatus avoids the formation of concentrated, high shear brine plumes and can disperse brine into seawater over a wide area well away from the brine removal conduit.
B01D 65/08 - Prévention de l'encrassement de la membrane ou de la polarisation par concentration
F04F 1/08 - Pompes utilisant un fluide intermédiaire, en surpression ou en sous-pression, agissant directement sur le liquide à pomper le fluide intermédiaire agissant sur la surface du liquide à pomper et spécialement adaptées pour élever le liquide à partir d'une grande profondeur, p. ex. dans un puits
B01D 65/02 - Nettoyage ou stérilisation de membranes
C02F 1/00 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout
C02F 1/44 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par dialyse, osmose ou osmose inverse
C02F 1/76 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par oxydation au moyen d'halogènes ou de composés halogénés
C02F 1/78 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par oxydation au moyen d'ozone
C02F 103/00 - Nature de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux ou boues d'égout à traiter
C02F 103/08 - Eau de mer, p. ex. pour le dessalement
F04F 1/20 - Pompes utilisant un fluide intermédiaire, en surpression ou en sous-pression, agissant directement sur le liquide à pomper le fluide intermédiaire étant mélangé au liquide à pomper ou fabriqué à partir de celui-ci et spécialement adaptées pour élever le liquide à partir d'une grande profondeur, p. ex. dans un puits
A submersible reverse osmosis desalination apparatus and method employs airlift to remove desalinated water from the apparatus via as annular flow regime over a substantial portion of the product water discharge conduit. Use of a high air fraction for airlift operation and an annular flow regime significantly lowers the weight of the product water column, as well as the backpressure on the downstream side of the osmotic membranes and at the bottom of the discharge water conduit. This permits deployment of the apparatus at reduced depths and in many eases closer to shore. In preferred embodiments the apparatus relies wholly upon hydrostatic pressure to drive seawater through the osmotic membranes, and continuously desalinates seawater and delivers pure water to the discharge water conduit without using any submerged moving parts subject to wear or breakage.
B01D 65/02 - Nettoyage ou stérilisation de membranes
B01D 65/08 - Prévention de l'encrassement de la membrane ou de la polarisation par concentration
C02F 1/76 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par oxydation au moyen d'halogènes ou de composés halogénés
C02F 1/78 - Traitement de l'eau, des eaux résiduaires ou des eaux d'égout par oxydation au moyen d'ozone
F04F 1/08 - Pompes utilisant un fluide intermédiaire, en surpression ou en sous-pression, agissant directement sur le liquide à pomper le fluide intermédiaire agissant sur la surface du liquide à pomper et spécialement adaptées pour élever le liquide à partir d'une grande profondeur, p. ex. dans un puits
F04F 1/20 - Pompes utilisant un fluide intermédiaire, en surpression ou en sous-pression, agissant directement sur le liquide à pomper le fluide intermédiaire étant mélangé au liquide à pomper ou fabriqué à partir de celui-ci et spécialement adaptées pour élever le liquide à partir d'une grande profondeur, p. ex. dans un puits
