Tema: tratamiento de agua para calderos de vapor, ablandadores de aguaDocente:

Impurezas en las tuberías de los calderosLos problemas más frecuentes en lo referente a la calidad del agua y que influyen en la operación de la caldera son:

1. CORROSIÓN.Las principales fuentes de corrosión en calderas son la Corrosión por Oxígeno o “Pitting” y la Corrosión Cáustica. A continuación se describe en que consiste cada uno de estos tipos de corrosión, cuáles son los factores que la favorecen, que aspecto tiene y de que manera pueden ser prevenidas

1.1 Corrosión por Oxígeno o “Pitting”. La corrosión por oxígeno consiste en la reacción del oxígeno disuelto en el agua con los componentes metálicos de la caldera (en contacto con el agua), provocando su disolución o conversión en óxidos insolubles. Los resultados de este tipo de corrosión son tubérculos de color negro, los que se forman sobre la zona de corrosión.Dado que la corrosión por oxígeno se produce por la acción del oxígeno disuelto en el agua, esta puede producirse también cuando la caldera se encuentra fuera de servicio e ingresa aire (oxígeno). La prevención de la corrosión por oxígeno se consigue mediante una adecuada desgasificación del agua de alimentación y la mantención de un exceso de secuestrantes de oxígeno en el agua de la caldera.

1.2 Corrosión Cáustica. La corrosión cáustica se produce por una sobreconcentración local en zonas de elevadas cargas térmicas (fogón, cámara trasera, etc.) de sales alcalinas como la soda cáustica. Este tipo de corrosión se manifiesta en forma de cavidades profundas, semejantes al “pitting” por oxígeno, rellenas de óxidos de color negro, presentes solamente en las zonas de elevada liberación térmica (fogón, placa trasera y cámara trasera) de una caldera. La corrosión cáustica puede ser prevenida manteniendo la alcalinidad, OH libre y pH del agua de la caldera dentro de los límites recomendados

2 Formación de depósitos o incrustaciones:La incrustación es indeseable ya que al formar una capa en los tubos y demás componentes del equipo, evitan la transmisión efectiva del calor. Los depósitos se producen por sólidos suspendidos que el agua pueda contener y principalmente por formación de depósitos de sulfatos y carbonatos de calcio y magnesio, en mezclas complejas con otros componentes como sílice, bario, etc.

Ablandadores de agua

El ablandamiento del agua es una técnica que sirve para eliminar los iones que hacen a un agua ser dura, en la mayoría de los casos iones de calcio y magnesio. En algunos casos iones de hierro también causan dureza del agua. Iones de hierro pueden también ser eliminados durante el proceso de ablandamiento. El mejor camino para ablandar un agua es usar una unidad de ablandamiento de aguas y conectarla directamente con el suministro de agua.

Tipos de resinas

a) LAS RESINAS CATIONICAS DE ACIDO FUERTE derivan su funcionalidad de los grupos ácidos sulfónicos. Estos intercambiadores catiónicos de ácido fuerte funcionan a cualquier nivel de pH, dividen todas las sales y requieren una cantidad sustancial de regenerante. Esta es la resina que se escoge para casi todas las aplicaciones de suavizado y como primera unidad en desmineralizador de dos lechos, o como componente catiónico de un lecho mixto

b) LAS RESINAS CATIONICAS DE ACIDO DEBIL contienen grupo carboxílicos como sitios de intercambio. La resina es latamente eficiente, ya que es regenerada con casi 100% de la cantidad estequiométrica de ácido, comparado con el 200% a 300% requerido para los cationes de ácido fuerte

c) LAS RESINAS ANIONICAS DE BASE FUERTE derivan su funcionalidad de los sitios de intercambio de amonio cuaternario. Los dos grupos principales de resinas aniónicas de base fuerte son las de Tipo 1 y Tipo2, dependiendo de tipo de amina que se utiliza durante el proceso de activación química.Las resinas de Tipo 1 son adecuadas para la eliminación total de aniones en todas las aguas, deben ser usadas en aguas de alta alcalinidad y alto contenido de silicio.Las resinas de Tipo 2 también presentan la eliminación de todos los aniones, pero pueden ser menos efectivas para eliminar el silicio y dióxido de carbono de las aguas donde estos ácidos débiles constituyen mas del 30% del total de aniones. Este tipo de resinas son utilizadas frecuentemente en desalcalinizadores

d) LAS RESINAS ANIONICAS DE BASE DEBIL contienen el grupo funcional de poliamina, que actúa como adsorbedor de ácido, eliminando los ácidos fuertes –acidez mineral libre- de la corriente de efluente de cationes. Estas resinas deben ser usadas en aguas con niveles elevados de sulfatos o cloruros, o donde se requiera la eliminación de alcalinidad y del silicio

Sumario de calidad del AguaAntes de discutir técnicas de selección de un equipo suavizador de agua , permítanos revisar rápidamente la calidad del agua en las tres principales áreas , TDS (sólidos disueltos totales) ,alcalinidad y dureza.

• Solidos Disueltos Totales (TDS)La concentración máxima de TDS en una caldera de baja presión es 3500 ppm

• AlcalinidadLa concentración máxima de alcalinidad en una caldera de baja presión es 700ppm

• DurezaLa dureza máxima permitida en cualquier caldera , debe de ser prácticamente “cero” ppm.

Pasos para seleccionar el ablandador o suavizador de agua

• Determinar la Dureza en el agua• El análisis recibido o muestreado es en partes por millón (ppm) ,

convertirlo a granos por galon (gpg) , dividiéndolo entre 17.1 ; 342/17.1 = 20 gpg

• Determinar los caballos vapor caldera (caballos de fuerza)• Si la capacidad de la caldera la tenemos en libras por hora de vapor.

Convertirla a caballos (HP) , 3450 libras por hora entre 34.5 = 100 HP (ver tabla de conversión)

• Determinar la alimentación de agua máxima a la caldera• La capacidad de la caldera es de 100 HP (caballos de fuerza) , convertir los

HP a galones de agua por hora necesarios para alimentar la caldera , HP X 4.25 galones por hora , 100 X 4.25 =425 galones por hora

• Determinar la cantidad de condensados de retorno o recuperados , y determinar la alimentación neta a la caldera.• La alimentación de diseño es de 425 galones por hora , si el retorno

de condensados es del 50% , por lo tanto 212.5 galones , la alimentación neta será de 425-212.5 = 212.50 galones por hora.

• Determinar la alimentación total requerida por día• 212.50 galones por hora , si el sistema opera 16 horas por día ,

212.50 X 16 horas = 3400 galones por día.

• Determinar los granos totales de dureza a remover por día• 3400 galones por día con una dureza de 20 gpg (granos por galón)

será 3400 X 20 = 68,000 granos de dureza se necesita remover al día.