Unid IV - El Caldero y Sus Sistemas y Componentes_el Sistema de to de Aguadocx

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“Año de la integración Nacional y el reconocimiento de nuestra diversidad”

Nombre del tema:

Unid IV – El caldero y sus sistemas y componentes:

El sistema de ablandamiento de agua

Nombre del curso:

Lab. De Maquinas Térmicas

Nombre del profesor:

Bengoa SeminarioJuan Carlos

Integrantes del grupo:

Zaldívar GuarnízGrober D’angello

Ciclo – semestre:

C10 – 5 - F

2012



OBJETIVO:

Identificar los procedimientos de ablandamiento de agua para el servicio de alimentación

del caldero.

Reconocer los procedimientos para evitar daños en las superficies metálicas de la caldera y

formación de lodos. Verificar la dureza antes y después del ablandamiento.

HERRAMIENTAS Y EQUIPO:

Equipos:

Sistema de ablandamiento de agua

Solución Buffer de dureza

Indicador negro de Ericromo T

Reactivo E.D.T.A. 0,02N

Matraz Erlenmeyer de 100 ml

Probeta

FUNDAMENTO TEÓRICO:

El agua es una de las sustancias naturales más abundantes en el mundo, sin embargo se

encuentra acompañada por distintos constituyentes que son perjudiciales para la alimentación

de una caldera. Por ello es determinante seleccionar un tratamiento eficaz que permitaacondicionarla para su uso final.

Usos del agua en la industria:

Agua potable

Agua de procesos

Agua para la generación de vapor o agua para calderas

Agua de enfriamiento

Agua para el sistema de seguridad

Calidad del agua:

Parámetros físicos:

Turbidez Debido a partículas en suspensión. Medida por el Nefelómetro en NTU

Color Presencia de Fe y Mg coloidal, y de materiales orgánicos

Olor y sabor Materia orgánica en solución, junto con sales.

Temperatura Determina el nivel térmico del agua

Sólidos totales (PPM) Es la materia que permanece como residuo después de la evaporacióny secado a 103 ºC

Sólidossuspendidos

(PPM) son coloides, determinan la turbidez, color, olor, etc., forman espumay arrastres. Se eliminan mediante sedimentación, floculación y filtración



Sólidosdisueltos

(PPM) Bicarbonatos, carbonatos, compuestos cáusticos de Ca, Mg, Na, Fe;Sulfatos, nitratos y cloruros de Ca, Na, Mg; Ácidos minerales: de silicio Si O2.

Gasesdisueltos

Principalmente gas carbónico y oxígeno; H2S, NH3, etc.

Conductividad Debido a la concentración total de sustancias disueltas ionizables

Parámetros químicos:

Iones de Ca (Ca2+) Responsable de la formación de incrustaciones

Iones de Mg (Mg2+) Responsable de la formación de incrustaciones

Iones bicarbonatos (HCO3) Causante de la alcalinidad en el agua

Iones carbonatos (CO3 )2- Inusual en agua naturales. Forma parte de las incrustaciones

Iones sulfatos (SO4 )2- Frecuente en aguas naturales. Afecta el sabor del agua

Iones cloruros (Cl- ) Provoca corrosión localizada

Oxigeno (O2 ) Corrosión de equipos y líneas de fluidos (PIITING)

Dióxido de C (CO2 ): Corrosión en las líneas de tuberías de vapor y condensadoAlcalinidad Capacidad para neutralizar ácidos. Forma espumas, arrastre y

promueve la fragilidad del acero

Grasas Provoca costras, lodos y espumas

pH Concentración de iones H+. Expresa la condición acida o alcalina.

Sílice (SiO2) Forma depósitos(incrustaciones) muy solidas

Parámetros microbiológicos:

Bacterias del hierro Se alimentan de Fe ferroso y forman hidróxido de Fe

Bacterias reductoras de sulfato Se alimentan de sulfato y lo reducen a sulfuroAlgas Causantes de obstrucciones y ensuciamiento

Problemas que provoca la dureza del agua en la caldera:

La dureza del agua puede provocar depósitos o incrustaciones de sulfatos y carbonatos de

calcio y magnesio, en mezclas complejas con otros componentes como sílice, bario, etc., lo que

reduce el rendimiento térmico y la vida útil del equipo , además de corrosión y arrastre.

Incrustaciones: provocados por compuestos

insolubles (CaCO3) llamada caliche, de unanaturaleza similar a los Espeleotemas

(estalagmitas y estalactitas). A medida que se

eleva la presión, el problema de incrustación se

agrava, pues el caliche se hace más compacto.



Corrosión: ocurre por la baja alcalinidad del agua (PH <7) o cuando el oxigeno disuelto y

dióxido de carbono están presentes en el agua

Arrastre: ocurre cuando la humedad y los sólidos disueltos salen junto al vapor del caldero;

sus causas principales son las salpicaduras (ocurre por demandas bruscas de vapor) y la

espuma (por excesivos sólidos disueltos en la superficie y la presencia de aceites).

Fragilización cáustica: Si la alcalinidad a la fenolftaleína que es la que se encuentra en

forma de carbonatos es muy alta, pueden presentarse

problemas de Fragilización del metal. Esta pérdida de

elasticidad, también puede ocurrir por frecuentes

shocks térmicos en la caldera, al complementar sin

calentamiento previo el agua de repuesto para

compensar por las perdidas por fugas de vapor o por

purgas de la caldera.

Problemas Control

IncrustacionesYFragilización cáustica

Ablandamiento de aguaTratamiento químicoPurgas

Corrosión Agregar fosfato trisodicoAgregar Hidrazina

Arrastre Purgas

Por ello, es necesario dar un tratamiento de

ablandamiento al agua de la caldera.

El agua de las calderas puede tratarse de

distintas maneras, siendo los tratamientosmás comunes: por precipitación y porablandamiento, donde se elimina la dureza delagua empleando resinas de intercambiocatiónico, por desmineralización, y empleandoproductos químicos como los anticrustantes(fosfatos), los anticorrosivos (sulfito de sodio)y antiespumantes.



PLAN DE TRABAJO Y RESULTADOS:Cada grupo deberá realizar las siguientes tareas:

I.

Regeneración manual de la resina del ablandador de agua:

En el ablandamiento, o descalcificación, se emplea una columna con resina catiónica

fuerte, los iones calcio y magnesio del agua dura se sustituyen por iones sodio

(intercambio iónico), su costo operativo es relativamente bajo.

Su principal ventaja es la eliminación completa de la dureza y la simplicidad de su

operación.

Su desventaja principal es la no reducción de la alcalinidad ni de los sólidos totales.

1. Etapa de servicio (flujo hacia abajo) C0

Operación normal, cuando se está

suavizando el agua.

Proceso por el cual se realiza la

permutación de los iones calcio y

magnesio por iones sodio,

obteniéndose agua blanda.



2. Retrolavado (flujo hacia arriba) C1, C6

El agua fluye rápidamente hacia arriba

(en dirección opuesta al flujo normal) a

través de la cama de resina para dilatar

aflojar

Tiene por objeto remover toda lasuciedad que se asienta en la superficie

superior del lecho de resina y limpiar la

grava de cuarzo.

El tiempo de retrolavado depende del

grado de suciedad y debe continuar

hasta que el agua salga limpia.

Normalmente esta operación dura de

10 a 15 min.

La presión en el retrolavado debe ser

mínima para evitar arrastre de resina al

desagüe.

El retrolavado por lo tanto, lava,

repara, limpia y clasifica

hidráulicamente el lecho de resina en

flujo ascendente.



3. Regeneración enjuague lento (flujo hacia abajo) C2, C3

Consiste en pasar una solución de cloruro de sodio, de concentración 10 – 12 % de NaCl,

en flujo descendente a través del lecho de resina con el objeto que esta recupere sus ionessodio y dejen en libertad los iones calcio y magnesio atrapados por el proceso de

ablandamiento

El proceso de regeneración es lento, recomendándose un tiempo mínimo de 45 minutos y

un máximo de 90 minutos a fin de garantizar la restitución total de iones sodio a la resina

catiónica.

Las resinas actuales son de alto poder de intercambio equivalentes a 30 000 granos por pie

cúbico de resina y deben consumir en promedio 7 kg de sal/ por pie cúbico de resina.

El agotamiento o saturación de la resina depende del grado de dureza del agua fuente, dela eficiencia de regeneración y calidad de la resina.



4. Ciclo de represurizacion ( By – pass del agua dura Flapper abierto)

5. Enjuague rápido (flujo hacia abajo): C5, C7

Esta operación inyecta al ablandador,

agua fresca para eliminar el exceso de

salmuera y los cloruros de calcio y

magnesio formados.

Esta operación depende del flujo de

descarga y volumen de resina.

Durante el enjuague se debe controlar

la dureza del agua hasta lograr agua

blanda de óptima calidad



6. Reposición de salmuera C8:

Aprovechando el agua blanda procedente de la resina recién regenerada, se llena el tanque de

salmuera, para la próxima regeneración.

II. Determinar la dureza del agua, de acuerdo al siguiente procedimiento:

Tomar una muestra de 50 ml de agua de:

o La entrada del ablandador.

o La salida del ablandador

o La muestra de agua domiciliaria.

Agregar 2 ml de solución buffer de dureza.

Agregar una pizca (0,1 gr.) de indicador Negro de Ericromo, y luego agitar.

o Apreciar el color del agua

Agregar 1 ml de solución Buffer a la muestra (agitando después de cada ml agregado)

hasta que la muestra torne un azul claro.


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PPM CaCO3 = ml (de solución buffer). 20

MUESTRA DE AGUA COLOR DE MUESTRA DUREZA

1 Sin ablandar Grosella intenso 500 PPM de CaCO3 2 Después de ablandar Grosella débil 30 PPM de CaCO3

3 Agua domiciliaria Lila 270 PPM de CaCO3

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