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CONTENIDO

Justificacin.

Parmetros de calidad del agua.

Operaciones unitarias en el tratamiento de aguas de proceso.

Tratamiento de aguas para calderas.

Tratamiento de aguas para enfriamiento.

JUSTIFICACION

El agua es comnmente utilizada en los procesosindustriales como: Materia prima.

Generacin de vapor.

Medio de refrigeracin.

El contenido de impurezas suele ser inadecuado o excesivo para poder emplear el agua directamente como agua de proceso.

JUSTIFICACION

.Requieredeuntratamientobasadoenlacalidad del agua disponible y la exigida por el proceso.

Senecesitaunanlisisdelosparmetros relevantes del agua

Dureza:

PARAMETROS DE CALIDAD DE LAS AGUAS DE PROCESO

Se expresa como la concentracin total de calcio y magnesio en mgCO3/L. El hierro y el manganeso tambin contribuyen a la dureza pero como sus concentraciones son tan bajas no afectan la dureza del agua industrial.

Tipos de dureza: Dureza temporal: Formada por carbonatos y bicarbonatos. Cuando la concentracin es excesiva se debe reducir y eliminar. Tratamiento sencillo y poco costoso.

Dureza permanente, de no carbonatos(SO4-2, Cl- ,NO3 Este tipo de dureza es ms difcil y costosa de eliminar. Si el anin predominante es el sulfato puede formarse escamas e incrustaciones duras en la calderas e intercambiadores de calor.

PARAMETRO DE CALIDAD DE LAS AGUAS DE PROCESO

PARAMETRO DE CALIDAD DE LAS AGUAS DE PROCESO

Otros parmetros de calidad:

Slidos en suspensin: ocasionan problemas dentro de los equipos.

Concentracin de slice: Pueden variar entre 1-75ppm. En ciertas condiciones forma escamas duras en las calderas y en las hojas de las turbinas.

Concentracin de Hierro y Manganeso: < 0.5mg/L en aguas superficiales, pero en aguas subterrneas pueden ser elevadas >2ppm y en algunos procesos industriales son perjudiciales porque adicionan color indeseado a los productos porque dejan residuos de xido al oxidarse las agua

PARAMETRO DE CALIDAD DE LAS AGUAS DE PROCESO

Otros parmetros de calidad:

Concentracin de Hierro y Manganeso: < 0.5mg/L en aguas superficiales, pero en aguas subterrneas pueden ser elevadas >2ppm y en algunos procesos industriales son perjudiciales porque adicionan color indeseado a los productos porque dejan residuos de xido al oxidarse las agua

PARAMETRO DE CALIDAD DE LAS AGUAS DE PROCESO

Concentracin de Sodio y Potasio: Si su concentracin no es elevada (> 10mg/L) no afectan el uso industrial

Alcalinidad: Pueden ocasionar problemas en algunos procesosindustriales.

Concentraciones de Cloruros: > 50ppm acelera la corrosin en la superficie de los metales.

Gases disueltos: deben eliminarse sobre todo si es para generarvapor en calderas.

CO2: (GAS CARBONICO) 0.7ppm, pero es mayor si hay descomposicin de materia orgnica

PARAMETRO DE CALIDAD DE LAS AGUAS DE PROCESO

Gases disueltos: deben eliminarse sobre todo si es para generarvapor en calderas.

O2: (OXIGENO GASEOSO) entre 3 y 12ppm en aguas superficiales.

H2S: (ACIDO SULFHIDRICO) Aguas superficiales contaminados, con 0.1ppm se percibe un olor fuerte, en aguas subterrneas no pasan de 2ppm.

NH3 (AMONIACO) normalmente va desde 0 a 4ppm.

pH: 6-8. Si contiene cidos minerales puede tener pH< 4. Dependedel proceso.

Presencia de microorganismos ocasionan problemas.

OPERACIONES UNITARIAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE PROCESO

OPERACIONES UNITARIAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE PROCESO

1, Precipitacin: Eliminacin de hierro y manganeso.Oxidacin forzosa para precipitarlos como hidrxido frrico o dixido de manganeso insolubles. Como agentes oxidantes se pueden utilizar:

Oxgenodelaire:Inyeccindirectadeairecomprimido, requiere luego un sedimentador o un filtro.

4(CO3H)2Fe + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 + 8CO2 Desgasificacin

a 0,1ppmAph7,luegode15minutosdeaereacinuncontenidode 10ppm de Fe se reduce a aproximadamente

Para el manganeso:2Mn++ + O2 + 2 H2O 2MnO2 + 4 H+

OPERACIONES UNITARIAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE PROCESO

Cloro: Oxida el hierro ms rpidamente a pH bajo, pero es muy costoso. Puede inyectarse en lnea y dar un tiempo suficiente para la precipitacin del Fe(OH)3

Permanganato potsico.

Si el hierro y el manganeso puede estar formando un complejo orgnico que no se precipitan por simple oxidacin:

Se recomienda entonces un proceso de Coagulacin- Floculacin

OPERACIONES UNITARIAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE PROCESO

Descarbonatacin y ablandamiento con cal (disminuir dureza)

Adicin de cal en fro para reducir la alcalinidad bicarbonatada yablandar el agua de alimentacin de calderas.CO2H- + OH-::::CO3 = + H2O CO3 = + Ca++ CaCO3

Sihaymagnesiopresenteseformaunprecipitadodehidrxidomagnsico:Mg++ + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + Ca++

OPERACIONES UNITARIAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DEPROCESO2, Separaciones slido-lquido.

Sedimentacin, decantacin.

Hidrociclones: Se usan para proteger a otros equipos de la abrasin causada por las partculas slidas circulando a altas velocidades. Es un equipo de bajo costo, sin partes mviles, fciles de instalar y requiere poco mantenimiento.

El tamao mnimo de partcula quese puede separar es proporcionala la raz cuadrada del dimetro del equipo, oscila entre 10 y 75mm.Pueden usarse unidades en paralelo.

OPERACIONES UNITARIAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE PROCESO

Centrifugas.

Filtracin.

Ultrafiltracin. Tecnologa de membranas representa laforma ms absoluta de retener slidos en suspensin.El tamao de poros de las membranas estn 0,001 a 0,02 micras. El caudal de paso de agua es igual a :

Q= (kA/e). Pk es un parmetro propio de la membrana (permeabilidad)A es la superficie de filtracin. e es espesor de la membrana.P diferencia de presin.Ultrafiltracin

OPERACIONES UNITARIAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE PROCESOEquipos de intercambio inico [3,4]

Recipientes: Cilndricos, Verticales, De presin, Acero inoxidable o con recubrimientosParte superior: Rociadores DistribuidoresResina: Sostenida por la pantalla del distribuidor inferior, Evitar escapeVlvulas: -Flujo descendente-Retroceso (ascendente)-Inyeccin del regenerant

Retiro del exceso de regenerante

OPERACIONES UNITARIAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE PROCESO

3, Separaciones de slidos y gases disueltos. Intercambio inico. Se emplean resinas que en contacto con la solucin acuosa elimina selectivamente los iones disueltos mantenindolos temporalmente unidos en combinacin qumica y cederlos de nuevo a una solucin fuerte de regenerante. Reaccin reversible.

Tipos de resinasCatinica fuerte (CF): eliminan todos los cationes del agua. Catinica dbil (CD) : captan Calcio y Magnesio.Aninica fuerte (AF) : eliminan todos los aninAninica dbil (AD) : captan Cl-, SO4 =, NO3

OPERACIONES UNITARIAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE PROCESO

Desgasificacin: Es un proceso de transferencia de masa, en el que la velocidad de desgasificacin es proporcional al rea superficial de la masa lquida en contacto, con el gas que lo rodea y a la diferencia de presiones parciales entre las dos fases. Se emplean desgasificadores por desaeracin.

La eliminacin de oxgeno se puede realizar por desgasificacin al vaco o trmica en columnas de bandejas o atomizacin del agua llegndose a valores de 0,005ppm.

smosis Inversa Osmosis inversa: proceso en el que el solvente deuna solucin pasa a travs de una membrana semipermeable mientras que los otros componentes no pueden atravesarla.

OPERACIONES UNITARIAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE PROCESO

OPERACIONES UNITARIAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE PROCESO

Electrodilisis:

Separacin por membranas selectivas y dejan pasar los iones pero no el agua. El equipo agua consiste de mltiples membranas anicnicas y catinicas dispuestas alternativamente.

En un compartimiento el agua se desaliniza y en los dos contiguosse concentra en iones.

Destilacin, Evaporacin mltiple efecto.

TRATAMIENTO DE AGUAS PARA CALDERASCALDERA: Recipiente donde se da vaporizacin continua del agua mediante aporte de energa calorfica. vapor generado es usado como medio de calefaccin, fuerza motriz.

La generacin de vapor debe ser una operacin FIABLE Y SEGURA.

Para ello, al agua que se alimenta a la caldera se debe dar un: 1.Tratamiento externo previo: antes de llegar a la caldera.

2. Tratamiento interno: cuyo objetivo reducir y evitar: Formacin de incrustaciones. Corrosin. Arrastres.

3. Controldecalidaddelaguaenelciclovaporizacin condensacin mediante una purga.

TRATAMIENTO DE AGUAS PARA CALDERAS

TRATAMIENTO DE AGUAS PARA CALDERASTRATAMIENTO INTERNO ANTIINCRUSTANTE Contaminantes presentes en el agua de aporte. Productos de la corrosin interna del sistema. Contaminantes introducidos en el condensado como fugas. Provoca recalentamiento del metal que puede llegar a la rotura. SOLUCIN:Uso de polmeros con capacidad antiincrustante y dispersante de lodos. No reaccionan, funcionan por adsorcin sobre la superficie de los precipitados evitando su aglomeracin. Contienen grupos funcionales carboxilato y/o sulfonatos.

La seleccin depende de la presin, slidos, alcalinidad. Requiere de ensayos Exhaustivo

TRATAMIENTO DE AGUAS PARACALDERASTRATAMIENTO INTERNO ANTICORROSIVOLa forma ms comn de corrosin es el ataque del acero por el OXIGENO, acelerado por altas temperaturas y un pH bajo

Mantener el nivel de oxgeno al ms bajo nivel econmicamentejustificable Controlar el pH.

Con el desgasificador externo se pueden alcanzar niveles de 0,005ppm, pero ante una falla imprevista de ste, se prefiere combinar con un tratamiento interno a base de un reductor qumico (secuestrante) que se combine con el oxgeno residual.

Sulfito Sdico: Na2SO3 + O2 Na2SO4Sulfato de sodio aumenta la concentracin de slidosEl sulfito residual en el agua de la caldera debe estar 20-60ppm segn Presin

TRATAMIENTO DE AGUAS PARA CALDERAS

Hidrazina:N2H4+ O2 N2+ H2OEficaz y rpida pero con accin cancergena.Para P