Tratamiento de agua

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agua residual en tratamiento

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Tratamiento de agua

  1. 1. MÁQUINAS Y EQUIPOS TÉRMICOS Tema 4 TRATAMIENTO DEL AGUA DE ALIMENTACIÓN20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA 1 MANZO
  2. 2. Objetivo Conocer los diferentes tratamientos del Agua de alimentación y de acuerdo a las características del agua seleccionar el mas adecuado.20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA 2 MANZO
  3. 3.  Impurezas del agua. Contenido Substancias contenidas en el agua. Efectos producidos por las impurezas del agua. Dureza del agua. Valores del pH. Objeto del acondicionamiento del agua. Distintos procedimientos para el tratamiento de agua. Tratamiento químico del agua. Tratamiento a la Zeolita. Rectificación con Zeolita Hidrogenada. Desionización del agua. Disminución de la fragilidad cáustica. 20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA 3 MANZO
  4. 4. Impurezas del agua.  El agua de lluvia al caer puede absorber oxígeno, CO2, nitrógeno, polvo y otras impurezas contenidas en el aire, y también disolver substancias minerales de la tierra.  Esta contaminación puede acrecentarse además con ácidos procedentes de la descomposición de materias orgánicas, residuos industriales y aguas sépticas descargadas en lagos y ríos. 20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA MANZO 4
  5. 5. Substancias contenidas por el agua.  Substancias disueltas. Bicarbonatos de calcio, magnésio y sódio; Sulfatos de calcio, magnésio y sódio; Nitratos de calcio y magnésio; Cloruros calcio, magnésio y sódio; óxido de hierro, sílice, residuos industriales; y gases, tales como oxígeno, y anhídrido carbónico.  Substancias en suspensión. Lodo, arena, materia vegetal y residuos industriales. 20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA MANZO 5
  6. 6. Efectos producidos por las impurezasdel agua.  Las impurezas del agua pueden ser la causa de los siguientes efectos perjudiciales para la caldera y para el funcionamiento de la central, térmica : (2) Reducción de la cantidad de calor transmitido debida a la formación de incrustación sobre las superficies de caldeo. (3) Averías en los tubos y planchas, producidas por la disminución de la cantidad de calor transmitido a través de ellos. (4) Corrosión y fragilidad del acero de la caldera. (5) Mal funcionamiento, formación de espumas y arrastres de agua en cantidad por el vapor. (6) Costos elevado de limpieza, reparaciones, inspección, mantenimiento y equipos de reserva. (7) Pérdidas caloríficas debidas a frecuentes purgados. (8) Bajo rendimiento de los equipos que utilizan el vapor, a causa de que éste sea sucio. 20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA MANZO 6
  7. 7.  La mayor parte de los defectos reseñados pueden atribuirse a una o varias causas : a) Incrustación, b) Corrosión, c) Fragilidad, d) Espumación, e) Proyección de masas de agua y f) Gases ocluidos.20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA MANZO 7
  8. 8. Dureza del agua. La propensión a formar incrustaciones y a su poder precipitante en las soluciones de jabón empleadas para determinarla. Según sea la naturaleza de las impurezas contenidas, la dureza de las aguas puede ser: temporal (carbonatos) y permanente. La cantidad de cualquier substancia productora de incrustaciones puede expresarse en partes por millón (p.p.m.) de carbonato calcico equivalente (CaCO,) contenido en el agua.20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA MANZO 8
  9. 9.  Las aguas con dureza temporal pueden ablandarse hirviéndolas o calentándolas suficientemente. Con este método de purificación el CO2 es liberado, formándose precipitados relativamente insolubles de calcio y magnesio,(CaCO3, MgCO3). Las incrustaciones formadas por aguas con dureza temporal son más blandas y porosas que las que poseen dureza permanente.20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA MANZO 9
  10. 10. Valores del pH. La velocidad con la cual el agua corroe los metales depende de su temperatura, de la concentración de iones hidrógeno, de la cantidad de oxígeno disuelto presente y de la presencia o ausencia de determinadas sales minerales. Las aguas cuyo pH es menor de 7 son acidas, y las que sobrepasan de 7, alcalinas. Por ejemplo, pH = 9 indica alcalinidad. Con el fin de reducir la corrosión, las aguas de alimentación de las calderas se mantienen ligeramente alcalinas.20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA MANZO 10
  11. 11. Objeto del acondicionamiento del agua. Los fines principales perseguidos con el tratamiento del agua de alimentación son los siguientes:(1) quitar las materias solubles y en suspensión, y(2) eliminación de los gases. 20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA MANZO 11
  12. 12. Distintos procedimientos para eltratamiento de aguas. El acondicionamiento del agua solamente debe llevarse a cabo después de haberse analizado y estudiado por un químico competente. Cada caso debe considerarse individualmente. El proceso del tratamiento del agua incluye la separación de los detritus mediante Cribas fijas o móviles, filtrado, separación de lodos y limos en depósitos de decantación, calentamiento, vaporización o destilación, desaireación, tratamiento con cal apagada, tratamiento con carbonato sódico, tratamiento con ambos productos, con hidróxidos calcico y bárico, con fosfato trisódico, coagulantes, y zeolitas (descalcificadores).20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA MANZO 12
  13. 13. Tratamiento químico del agua.Una vez dentro de la caldera, es de aplicación muy limitada. La cal en forma de hidrato de calcio Ca(OH)2 El anhídrido carbónico CO2 contenido en el agua, es absorbido, formándose precipitados relativamente insolubles de carbonato calcico e hidróxido magnésico. CO2 + Ca(OH)2 →CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2 CaCO3 + 2H2O Mg(HCO3)2 + 2 Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O 2NaHCO3 + Ca(OH)2 → CaCO2 + 20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA MANZO 13 Na CO + 2H O.
  14. 14.  la sosa está indicada para el tratamiento químico de aguas con dureza permanente. la sosa produce la descomposición de los sulfatos, la precipitación de carbonato calcico insoluble y la formación de sulfato sódico soluble. CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 + Na2SO4 CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2 NaCl. La cal y sosa, se aplica cuando el agua tiene simultáneamente durezas temporal y permanente. La cal absorbe el CO2, el cual no es afectado por la sosa empleada para corregir la dureza permanente, Reacciones Mixtas: MgSO4 + Ca(OH)2 + Na2 + CO3 → Mg(OH)2 + CaCO3 + Na2SO4 20/03/12 14 MgCl2 + Ca(OH)2 + Na2CO3 → Mg(OH)MANZO ING. NEMECIO TAFOLLA 2 + CaCO3 + Na2Cl
  15. 15. Tratamiento a la Zeolita Se conocen por zeolitas a los silicatos hidratados de sodio y aluminio, bien sean naturales o artificiales; su fórmula general es : Na2O-Al2O3-SiO2. Esta sustancia tiene la propiedad de absorber el calcio y magnesio (por intercambio iónico) de las aguas que la atraviesan, debido a que sus bases son permutables. De esta manera, en el proceso del ablandamiento o rectificación, el sodio de la zeolita pasa a la solución en forma de carbonato, sulfato o cloruro, debido a que el calcio y magnesio del agua son absorbidos por la zeolita. El tratamiento con zeolita produce aguas con contenidos muy bajos de calcio y magnesio.20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA MANZO 15
  16. 16. Rectificación con Zeolita Hidrogenada. Las aguas tratadas solamente con zeolita sódica quedan con una considerable cantidad de sales sódicas disueltas, las cuales pueden producir espumas y ebullición irregular en las calderas. Para evitar este inconveniente pueden emplearse zeolitas hidrogenadas, que son resinas artificiales especialmente preparadas para fines específicos y que se regeneran con ácido sulfúrico, H2SO4. Al reaccionar H2Z con Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, y 2 NaHCO3, produce CaZ, MgZ, y Na2Z junto con 2H2O y 2CO2. Cuando la H2Z se pone en contacto con sulfatos calcico, magnésico y sódico, respectivamente, se produce ácido sulfúrico (H2SO4) y CaZ, MgZ o Na2Z, según sea el caso. Cuando existen cloruros calcico, magnésico y sódico, se produce 2HCl y CaZ, MgZ ó Na2Z. La regeneración con H2SO4 produce H2Z, CaSO4, MgSO4 TAFOLLA MANZO20/03/12 ING. NEMECIO y Na SO . 2 4 16
  17. 17. Desionización del agua. En este proceso un solo tanque puede contener una mezcla de resinas para aniones y cationes. El agente para los cationes es un intercambiador de iones hidrógeno resinoso de poliestireno sulfonado. Para la sustitución de los aniones se utiliza una resina tipo amina fuertemente básica. El intercambiador de cationes quita los iones cargados positivamente, tales como el calcio, magnesio, hierro, sodio y potasio, y los reemplaza por iones H+. Cuando se neutralizan entre sí los iones hidrógeno con los iones hidróxido se forma agua. Las operaciones combinadas eliminan los minerales, sílice y anhídrido carbónico para dar agua aproximadamente neutra.20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA MANZO 17
  18. 18. Disminución de la fragilidad cáustica El diseño y construcción de los cilindros de caldera soldados reduce el número de puntos focales en las costuras y agujeros de los roblones como emplazamientos de fragilidad cáustica. Un tratamiento del agua apropiado reduce considerablemente los agentes de ataques localizados, tales como la sílice e hidróxido sódico que puedan resultar de las sales sódicas en disolución. Añadiendo suficiente cantidad de nitrato sódico se consigue obtener una buena protección cuando existen álcalis libres.20/03/12 ING. NEMECIO TAFOLLA MANZO 18

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