PRETRATAMIENTO DE AGUA EN CALDERAS DE VAPOR.

PRETRATAMIENTO DE AGUA EN CALDERAS DE VAPOR [pic 1]

Mesa Deisy, Sevillano Sueca Miguel, Arévalo Karen Tatiana

Principios básicos de ingeniería química

EAN Colombia

RESUMEN

El pre tratamiento del agua en la caldera de vapor es fundamental para optimizar los procesos operacionales y garantizar un rendimiento evitando problemas de corrosión e incrustaciones, entre otros, previniendo la introducción de contaminantes a la caldera esto proporciona un sistema de pre tratamiento del agua para caldera en donde se controlan sus variables principales (dureza, corrosión, depósito de solidos) las cuales aseguran la calidad del agua de alimentación contenida en la caldera, cumpliendo con los requerimientos de las normas, que definen los límites recomendados en el pre tratamiento del agua.

PALABRAS CLAVES

Caldera de vapor, rendimiento, corrosión, variables, dureza.

INTRODUCCIÓN

El agua es una sustancia liquida, que no tiene olor, color ni sabor, ocupa las tres cuartas partes de nuestro planeta tierra y está constituida básicamente por hidrogeno y oxigeno (H2O).

El agua se encuentra en la naturaleza generalmente en estado líquido que es lo que se entiende habitualmente, aunque esta puede hallarse en estado sólido (Hielo) y en estado de gaseoso (Vapor).

El agua se encuentra su mayor parte en los océanos, glaciares y casquetes polares, depósitos acuíferos, suelo, atmosfera, embalses, ríos y seres vivos. El agua forma parte de un ciclo de evaporación y precipitación.

Es utilizada en diferentes tipos de industria como la agricultura, refrigeración, transporte, como disolvente en gran variedad de sustancias químicas, consumo humano, generación de energía eléctrica, entre otras.

El tratamiento de agua para calderas de vapor o agua caliente es fundamental para garantizar una larga vida útil de la caldera sin problemas con la operación de esta, reparaciones mayores y prevención de accidentes.

El objetivo principal del tratamiento del agua es evitar problemas de corrosión, incrustaciones, que garantice la calidad del agua suministrada a la caldera y la contenida en la caldera.

Para garantizar el cumplimiento de la calidad de agua para calderas se utilizan normas que definen los límites recomendados para las variables que se desean controlar.

Los principales parámetros a controlar son:

Dureza. Hidróxido de calcio o cal Ca(OH)2 .

 Precipita las sales de calcio y magnesio. Los compuestos de calcio y magnesio disueltos en el agua determinan la dureza del agua, entre mayor sea la cantidad de sales de calcio y magnesio, mayor será su dureza lo cual es una característica perjudicial para el agua de calderas.

La dureza del agua está asociada con las incrustaciones lo cual provoca aislamiento lo que disminuye la absorción de calor por el agua de caldera con la consiguiente pérdida de eficiencia o rendimiento de la caldera. Otro inconveniente es que como la incrustación es un mal conductor de calor, las superficies de calefacción de caldera aisladas del agua caliente por un lado y expuestas a los gases calientes por el otro, pueden alcanzar temperaturas peligrosamente altas, ocasionando la rotura de tubos.

Corrosión. Sulfito de sodio Na2SO3.

Es utilizado como secuestrante de oxígeno para su eliminación y prevenir problemas de corrosión. La corrosión por oxigeno o pitting, consiste en la reacción del oxígeno disuelto en el agua con los componentes metálicos de la caldera provocando su disolución o conversión en óxidos insolubles.

La corrosión también es una función de las variables presión y temperatura.

Alcalinidad. Hidróxido de sodio NaOH.

Es utilizado para control de alcalinidad del agua de caldera, representada por la cantidad de carbonatos, bicarbonatos, hidróxidos, y silicatos o fosfatos, y que representan una fuente potencial de depósitos.

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO E IMPORTANCIA

El proceso consiste en adicionar los químicos hidróxido de calcio, sulfito de sodio e hidróxido de sodio a la corriente de agua de la caldera con el objetivo de controlar la dureza, corrosión y los depósitos generados respectivamente.

BASE DE CÁLCULO

Se utilizará como base de cálculo la velocidad de flujo volumétrico, ya que el agua a tratar es una corriente de líquido en este caso agua. Sus unidades estarán determinadas por la relación de unidades de longitud al cubo dividido en unidad de tiempo.

Como ejemplo se puede tomar que para una caldera que opera a máximo a 10 bares, debe manejar las siguientes características:

Dureza <2 ppm

Alcalinidad total < 25 ppm

Sólidos disueltos < 3500 ppm

Sólidos en suspensión < 200 ppm

Se toma como base de cálculo  300 Kg/seg

SUSTANCIAS

APLICACIONES DE LAS SUSTANCIAS A APLICAR

Hidróxido de calcio:

Tanto para construcción, pintar decorar, tratar suelos y mejorar mezclas asfálticas, como materia prima para pinturas, estabilizadoras de suelos y como agente antiagregante en la preparación de asfaltos calientes.

En la industria del cuero: Para remover el vello, las vísceras e inflado de las pieles, evitando así los malos olores y las descomposición de las mismas.

Manufactura de materiales de construcción

Industria de las Curtiembres

Industria del petróleo

Siderúrgicas

Pesticidas

Producción de pulpa y papel

Pinturas basadas en agua

Blanqueadores y otros químicos desinfectantes

Agente para refinación de azúcar

Agente para la neutralización de los ácidos

Agente para el tratamiento de agua y afluentes industriales

Suplemento y aditivo alimenticio

Hidróxido de Sodio

Normalmente las aplicaciones del hidróxido de sodio requieren de soluciones diluidas. Se usa en la manufactura de jabones y detergentes, papeles, explosivos pigmentos y productos del petróleo y en la industria química en general. Se usa también en el procesamiento de fibras de algodón, limpieza de metales, recubrimientos óxidos, extracción electrolítica y como agente de ajuste de pH. Se presenta también en forma comercial en limpiadores para estufas y drenajes En la industria de los alimentos tiene importancia en el proceso de pelado químico. Todo el hidróxido de sodio consumido puedes clasificarse en las siguientes aplicaciones.

Sulfito de sodio

Uso en la industria papelera para extraer la pulpa como licor sulfito; En la industria textil como mordente y en blanqueo como anticloro; En la industria fotográfica como agente reductor, crémor tártaro; En tratamiento de agua de calderas como inhibidor de oxígeno; En la industria papelera como depilante y en la industria alimenticia como antioxidante.

Todo el hidróxido de sodio consumido puedes clasificarse en las siguientes aplicaciones.

• En la industria química inorgánica: Se usa en la manufactura de sales de sodio para la digestión alcalina de minerales metálicos y la regulación de PH NaCO3+ CaO + H2O => 2NaOH + CaCO3 NaSO4+ 2H2O => 2NaOH + H2SO4 268.
• En aplicaciones industriales de química orgánica se emplea en reacciones de saponificación producción de intermediarios nucleofílicos aniónicos, en reacciones e estratificación en la catálisis básica.
• En la industria del papel: Se usa para el cocido de la madera en la operación y eliminación de lignina.
• En la industria de textil: Se usa para la producción de fibras de viscosa. Además se usa en el tratamiento de fibras de algodón para mejorar sus propiedades.
• a industria de los detergentes lo usa para la producción de fosfato de sodio y para procesos de sulfonación en medio básico. En la jabonería se usa para la saponificación de grasas y sebos. En la producción de aluminio se usa para el tratamiento de la bauxita. En tratamiento de aguas residuales y purificación de agua de proceso se emplea para regenerar resinas de intercambio iónico. Además de las industrias anteriores, el hidróxido de sodio tiene aplicaciones en el electroplateado, en la industria del petróleo y del gas natural, en la manufactura de vidrio, en la industria de los alimentos, la limpieza y otros
  
• intercambio iónico. Además de las industrias anteriores, el hidróxido de sodio tiene aplicaciones en el electroplateado, en la industria del petróleo y del gas natural, en la manufactura de vidrio, en la industria de los alimentos, la limpieza y otros.

FICHA TECNICA

HIDRÓXIDO DE CALCIO (Ca(OH)2)

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