CONCEPTOS BASICOS SOBRE CONCEPTOS BASICOS SOBRE DESMINERALIZACIONDESMINERALIZACION

¿¿PORQUE SE EMPLEA EL AGUA?PORQUE SE EMPLEA EL AGUA?

• Es abundante.

• Fácil de manejar.• Gran poder calorífico.

• No se descompone• Es relativamente económica.

EXPRESIONES COMUNES EN EXPRESIONES COMUNES EN TRATAMIENTO DE AGUASTRATAMIENTO DE AGUAS

� pH� ppm� Alcalinidad� Dureza

pHpH

0

14

7

ACIDO ALCALINO

NEUTRO

OH+H-

PPM = Una parte por cada PPM = Una parte por cada millonmillon de partes.de partes.

ES UNA MEDIDA EMPLEADA PARA EXPRESAR LA CONCENTRACION

DE UNA SUBSTANCIA

ALCALINIDADALCALINIDAD

Es una medida de concentración de carbonatos e hidróxidos que

estan presentes en el aguaGeneralmente expresada en ppm

DUREZADUREZA

Expresa la concentración en ppm ò (g/m3 ) de calcio y magnesio en el

agua

Se dice que un agua es muy dura cuando contiene altas cantidades de Calcio y Magnesio disuelto en ella.

CONDUCTIVIDADCONDUCTIVIDAD

• Es una medida de la habilidad del agua para conducir electricidad.

PRINCIPALES USOS DEL AGUAPRINCIPALES USOS DEL AGUA

• INDUSTRIAL:INDUSTRIAL:

GENERACION DE VAPOR.

ENFRIAMIENTO.

PROCESOS.

ALIMENTOS

• DOMESTICO.DOMESTICO.

• RECREACIONAL.RECREACIONAL.

• AGRICOLA.AGRICOLA.

TRATAMIENTO DEL AGUATRATAMIENTO DEL AGUA

ACONDICIONAMIENTO DEL AGUA PARA HACERLA APTA AL USO EN:

•CONSUMO HUMANO (AGUA POTABLE)

•GENERACION DE VAPOR,

•ENFRIAMIENTO INDUSTRIAL Y

•DEVOLUCIÒN A LA NATURALEZA (EFLUENTES).

Principales usos del Agua en MATESIPrincipales usos del Agua en MATESI

Producir vapor.

Para enfriamiento de equipos.

Para enfriamiento y lavado de los gases.

GENERACION DE VAPOR EN MATESIGENERACION DE VAPOR EN MATESI

TIPOS DE AGUASTIPOS DE AGUAS:

SUPERFICIALES SUPERFICIALES : RIOS, MARES, LAGOS, ETC.

SUBTERRANEASSUBTERRANEAS : POZOS.

Dependiendo del tipo de Agua se encuentran presentes diferentes tipos de Impurezas.

IMPUREZAS COMUNESIMPUREZAS COMUNES

• Dureza.(sales de Ca y Mg). Forman costra.

• Alcalinidad (HCO3, CO3). Forman espuma y gas carbónico.

• Acidez Mineral (HCl, H2SO4, HNO3). Causancorrosión.

• Silice. Forma costra.

• Materia Orgánica. Produce corrosión y espuma.

600 F600 Foo

500 F500 Foo

MetalMetalParedPared

TuboTubo

LadoLado AguaAguaLadoLado FuegoFuego

Sin Sin IncrustaciIncrustacióónn

800 Fo

500 Fo

Metalpared

Tubo

Lado aguaLado Fuego

Deposito

Con Incrustación

La deposición reduce la transferencia de calor del tubo de la caldera haciael agua de la caldera, incrementando la temperatura del metal del tubo

PERFIL DE TEMPERATURA - TUBO LIMPIO

�Transferencia de Calor, no impedida

�La temperatura de diseño de la pared del tubo, no es excedida bajo condiciones de carga normal

PERFIL DE TEMPERATURA - TUBO SUCIO

�Lado agua es aislada

�El diseño de la pared del tubo puede ser excedida, bajo condiciones normales de carga

� Sobrecalentamiento y falla del material del tubopuede ocurrir

EFECTOS DE UN TRATAMIENTO DE AGUA INADECUADOEFECTOS DE UN TRATAMIENTO DE AGUA INADECUADO

• NOMBRE FORMULA•ACMITE Na2O Fe2O3 4SiO2

•ANALCITE Na2O Al2O3 4SiO2 2H2O•GYPSUM CaSO4 2H2O•BRUCITE Mg(OH)2

•CALCITE CaCO3

•CANCRINITE 4Na2O CaO 4Al2O3 2CO2 9SiO23H2O•HEMATITE Fe2O3

•HYDROXYAPATITE Ca10 (OH)2(PO4)6

•MAGNETITE Fe3O4

•NOSELITE 4Na2O 3Al2O3 6SiO2 SO3

•PECTOLITE Na2O 4CaO 6SiO2 H2O•QUARTZ SiO2

•SERPENTINE 3MgO 2SiO2 2H2O•THENARDITE Na2SO4V•WALLASTONITE CaSiO3

•XONOTLITE 5CaO 5SiO2 H2O

CompuestosCompuestos queque puedenpueden formarseformarse en Calderasen Calderas

IONESIONES

CATIONES

Al+++ (Aluminio)Ba++ (Bario)Ca++ (Calcio)Mg++ (Magnesio)K+ (Potasio)Na+ (Sodio)

ANIONES

HCO3- (Bicarbonatos)

Cl- (Cloruro)SO4

-- (Sulfato)NO3

- (Nitrato)SiO3

-- (Silicatos)

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA PTA. PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA PTA.

La función de la planta desmineralizadora es la de remover los iones (cationes y aniones) presentes en el agua cruda de alimentación y enviar el agua ya libre de impurezas al sistema de alimentación de agua de calderas

DESMINERALIZACIONDESMINERALIZACION

El proceso de desmineralización consiste en la remoción de los cationes y aniones del agua, mediante el uso de resinas de intercambio iónico.

INTERCAMBIO CATIONICOINTERCAMBIO CATIONICO

Se entiende por intercambio catiónico el intercambio de un iòn cargado positivamente, unido a un sòlido (resina), por otro iòn positivo transportado por una fase lìquida (agua)

REACCIONES EN EL CATIONREACCIONES EN EL CATION

Ca SO4 Ca H2SO4

Mg 2 Cl + 2 H-Z 2 Z Mg + 2 HCl2Na 2 HCO3 2Na 2 HCO3

2 NO3 2 HNO3

H

R + 2NaCI R + 2 HCI

H

H

R + CaSO4 R= Ca + H2SO4

H

Na

Na

1.1.INTERCAMBIO CATIONICO INTERCAMBIO CATIONICO

Ca

Mg

K

Na

H

INTERCAMBIADORCATIONICO DEACIDO FUERTE

INTERCAMBIADORINTERCAMBIADORCATIONICO DECATIONICO DEACIDO FUERTEACIDO FUERTE

PERFIL DE INTERCAMBIO CATIONICOPERFIL DE INTERCAMBIO CATIONICO

INTERCAMBIOINTERCAMBIO ANIONICOANIONICO

Se entiende por intercambio aniónico el intercambio de un ión cargado negativamente, unido a un sólido (resina), por otro ión negativo transportado por una fase líquida (agua)

SO4

NO3

Cl

HCO3

HSiO3

INTERCAMBIADORANIONICO DEBASE FUERTE

INTERCAMBIADORINTERCAMBIADORANIONICO DEANIONICO DEBASE FUERTEBASE FUERTE

PERFIL DE INTERCAMBIO ANIONICOPERFIL DE INTERCAMBIO ANIONICO

REACCIONES EN EL ANION

H2SO4 SO4

HCl ClHNO3 + Z-OH Z NO3 + H2OH2CO3 HCO3

H2SiO3 HSiO3

2.INTERCAMBIO ANIONICO.2.INTERCAMBIO ANIONICO.

OH

R + H2SiO3 R = SiO3 + 2H2O

OH

OH

R + H2CO3 R = CO3 + 2 H2O

OH

CONTROLCONTROL

RESINAS CATIONES FUERTESNivel en Efluente

pH SubeConductividad Se ElevaFMA Baja

3. REGENERACION DE RESINA CATIONICA. 3. REGENERACION DE RESINA CATIONICA.

H

R = Ca + H2SO4 R + CaSO4

H

H

R = Mg + H2SO4 R + MgSO4

H

Na H

R + H2SO4 R + Na2SO4

Na H

4. REGENERACION DE RESINA ANIONICA. 4. REGENERACION DE RESINA ANIONICA.

OH

R = SiO3 + 2 NaOH R + Na2SiO3

OH

OH

R = CO3 + 2 NaOH R + Na2CO3

OH

CONTROLCONTROL

RESINAS ANIONICAS FUERTESNivel en Efluente

pH BajaConductividad Baja – Se ElevaSilice Sube

EQUIPOS PTA.EQUIPOS PTA.

• Dos Filtros Multi-Medio (47063-E-1/2).• Dos Unidades Catiónicas Fuertemente Ácidas (47063-

G-1/2).• Dos Unidades Aniónicas Fuertemente Básicas (47063-

F-1/2).• Un Sistema de Bisulfito de Sodio.• Un Sistema de Regeneración Cáustica.• Un Sistema de Regeneración Ácida.• Un Sistema de Neutralización.• Un juego de PLC (Controlador Lógico Programable).

DIAGRAMA DE FLUJO DE LA PTADIAGRAMA DE FLUJO DE LA PTA

SISTEMA DE REGENERACION ACIDASISTEMA DE REGENERACION ACIDA

SISTEMA DE REGENERACION CAUSTICASISTEMA DE REGENERACION CAUSTICA

OPERACIONOPERACION

1. Autom1. Automááticatica

2. 2. SemiSemi--AutomAutomáática tica

3. 3. Manual Manual

ETAPAS DE LA REGENERACIONETAPAS DE LA REGENERACION

Filtros MultimediaFiltros Multimedia..•• RetrolavadoRetrolavado..•• Enjuague.Enjuague.

Unidad Unidad CatiCatióónicanica Fuertemente Fuertemente ÁÁcida.cida.•• Lavado.Lavado.•• RetrolavadoRetrolavado.•• InyecciInyeccióón n ÁÁcida / Etapa 1: cida / Etapa 1: HH22SOSO44 al 1 %.al 1 %.•• InyecciInyeccióón n ÁÁcida / Etapa 2: cida / Etapa 2: HH22SOSO44 al 2%.al 2%.•• DesplazamientoDesplazamiento•• Enjuague rEnjuague ráápidopido

ETAPAS DE LA REGENERACIONETAPAS DE LA REGENERACION

Unidad AniUnidad Anióónica Fuertemente Bnica Fuertemente Báásicasica

•• Lavado.Lavado.

•• RetrolavadoRetrolavado

•• Calentamiento de cama Calentamiento de cama

•• InyecciInyeccióón Cn Cááustica ustica NaOHNaOH al 4%al 4%

•• DesplazamientoDesplazamiento

•• Enjuague rEnjuague ráápidopido

Ph Inicial Hora Inicio: Hora Fin:

ETP Descripción Plan Real Plan Real Ph Final

1 Lavado Inverso 118 10Pozo Neutralización

2 Enjuage 36,3 5

ETP Descripción Plan Real Plan Real

1 Lavado Superficie 38,6 5 MARCAR EN EL LG EL NIVEL INICIAL. LUEGO REPORTAR LA DIFERENCIA EN CENTIMETROS

2 Lavado Inverso* 38,6 10

ETP Descripción Plan Real Plan Real Plan Real Plan Real Plan Real Plan Real

3 Inyección Acido 1% 2,5 1 26,3 10,6 50 125

4 Inyección Acido 2% 5 2 26,3 10,6 35** 175

* Opcional

ETP Descripción Plan Real Plan Real** 70 min cuando se utiliza retrolavado

5 Desplazamiento 26,5 15

6 Enjuage Rapido 40,9 15

FI-9808 (m3/hr) Tiempo (min)

Stroke (l/min)

FI-9705/FI-9708 (m3/hr) Tiempo (min)

FI-9725/FI-9758 (m3/hr) Tiempo (min)

Catión

CI-9810 (%) Total (l)FI-9808 (m3/hr) FI-9828 (m3/hr)

Nivel Tanque Acido

Inicial

Final

Filtro Multimedia No.

Tiempo (min)

Fecha:

Tren No.

Tco. Guardia

ETP Descripción Plan Real Plan Real

1 Lavado Superficie 19,3 5

2 Lavado Inverso* 19,3 10

ETP Descripción Plan Real Plan Real

3 Precalentamiento 3,5 50

ETP Descripción Plan Real Plan Real Plan Real Plan Real Plan Real Plan Real

4 Inyección Soda 4% 8,3 4 9,2 3,7 70** 591

* Opcional

ETP Descripción Plan Real Plan Real** 140 min cuando se utiliza retrolavado

5 Desplazamiento 3,5 50

6 Enjuage Rapido 40,9 25

CI-9828 (%) FI-9818 (m3/hr)

Nivel Tanque Soda

Inicial

Final

Total (l)Stroke (l/min)

FI-9808 (m3/hr) Tiempo (min)

FI-9755/FI-9765 (m3/hr) Tiempo (min)

FI-9725 (m3/hr) Tiempo (min)

Anión

FI-9725/FI-9758 (m3/hr) Tiempo (min)

DESMINERALIZACIONDESMINERALIZACIONCausas de Ciclos de Servicio CortosCausas de Ciclos de Servicio Cortos

Aluminio

Dureza

CaSO4

Silice

Microbiològico

Aceite

Orgànicos naturales

Agotamiento

Mala Regeneraciòn

Caminos preferenciales

Mala Calidad regenerante

Calidad Agua

Degradaciòn Tèrmica

Degradaciòn/Oxigeno

Oxidaciòn

Insuficiente Resina

Distribuidores rotos

Fuga de vàlvulas

Instrumentaciòn

Degradaciòn Resina Mecànica

Resina Sucia Operacional

• Problema.El tren 1 de la PTA presentó alto Silice a los 1030 m3. Siendo el rendimiento segun diseno de 1718 m3. Se revisaron las lecturas de campo de la regeneración de este tren. El operador anotó en laslecturas que el indicador de concentración de la solución de soda

presentó variaciones. Aún así continuo la regeneración.