. NUEVAS POSIBILIDADES PARA EL ACONDICIONAMIENTO DEL AGUA DE ALIMENTACIN A CALDERAS DE BAJA PRESIN

mayo 2001 Volumen 1, Nmero 3

En este nmero

1 Caractersticas que debe cumplir el agua de las calderas de baja presin.

1 Objetivos del acondicionamiento del agua de alimentacin a las calderas.

2 Somera descripcin del funcionamiento de un equipo de smosis inversa.

2 Ventaja del uso de los equipos de smosis inversa.

4 Confiabilidad de los equipos de smosis inversa.

Grupo de Asistencia Tcnica S.R.L. Av. Eva Pern 862/4 B1704HXV - Ramos Meja Buenos Aires - Argentina Tel.: (54-11)4488-4001/4209/3144 Fax: (54-11)4488-3763 / 3812 e-mail: gatventas@infovia.com.ar www.osmogat.com.ar

Caractersticas que debe cumplir el agua de las calderas de baja presin.

En la Tabla 1 se dan los valores aceptados por los fabricantes de calderas y que son comnmente recomendados para que sea aceptada la garanta de funcionamiento de la unidad.

TABLA 1

Objetivos del acondicionamiento del agua de alimentacin a las calderas. El objetivo del acondicionamiento del agua de alimentacin a las calderas es lograr las condiciones indicadas en la Tabla 1, evitando de esta manera los problemas asociados a la presencia de las distintas sales y gases en la misma: formacin de depsitos y corrosin.

Tradicionalmente este objetivo se cumpla con el uso de un equipo ablandador (tratamiento externo) y/o aditivos qumicos (tratamiento interno). La recuperacin de condensado y la menos frecuente desaireacin trmica, colaboran con dicho cometido.

Actualmente se dispone de una nueva herramienta cul es la de desmineralizar el agua de reposicin a las calderas mediante el empleo de un equipo de smosis inversa.

Presin deOperacin(psi)

Hierro(ppm Fe)

Cobre(ppm Cu)

Dureza Total(ppm CaCO3)

Slice(ppm SiO2)

Alcalinidad Total(CaCO3)

Conductividad(microS/cm)

0 - 300 0,10 0,050 0,3 150 700 7.000301 - 450 0,05 0,025 0,3 90 600 6.000

AGUA DE ALIMENTACION AGUA DE CALDERA

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

mailto:gatventas@infovia.com.arhttp://www.osmogat.com.ar/

Somera descripcin del funcionamiento de un equipo de smosis inversa.

B-1 B-2

ANTIINCRUSTANTE

MICROFILTROS

Si bien el proceso de smosis inversa es ampliamente utilizado para la desmineralizacin de agua, especialmente con el objetivo de potabilizarla, su uso para lograr agua de excelente calidad, para ser utilizada como reposicin a calderas de baja presin, no ha sido todava suficientemente difundido. Por lo tanto es conveniente repasar cmo se componen estos equipos y cmo funcionan.

La smosis inversa es un procedimiento tecnolgico a travs del cual se invierte el proceso fsico natural, en el que el solvente (agua) pasa espontneamente a travs de una membrana semipermeable desde una solucin diluida a una ms concentrada.

Hace casi un siglo que los investigadores consideraban posible invertir el proceso natural con el objeto de obtener agua de baja salinidad, a partir de agua de mar, con un consumo relativamente pequeo de energa.

Dicho proceso consiste en aplicar una presin suficientemente elevada al agua salada, de forma de obligar al agua a pasar a travs de la membrana semipermeable cuya existencia es fruto del avance logrado en la obtencin de polmeros sintticos. Las investigaciones para lograr esta membrana, cuya propiedad ms importante es la de ser suficientemente permeable al agua pero no a las sales, dieron sus frutos recin en la dcada del 70, pudindose construir con xito a partir de entonces equipos a escala comercial.

Las distintas lneas de investigacin permitieron obtener membranas de diversas caractersticas qumicas y fsicas, siendo las de mayor utilizacin las denominadas de film delgado

compuesto. Estas son planas, arrolladas en espiral alrededor de un tubo central, por donde se recoge el producto, y colocadas, a su vez dentro de un tubo exterior, llamado tubo de presin. En lo esencial, un equipo de smosis inversa consiste en una bomba de alta presin, capaz de presurizar el agua salada entre 12 y 25 bar (segn la menor

o mayor salinidad del agua disponible) y los tubos de presin con sus membranas de smosis inversa. El funcionamiento del equipo es sumamente sencillo, (ver Figura 1). El agua salada es impulsada, mediante una bomba de baja presin, B-1, a travs de un sistema de microfiltracin que retiene partculas en suspensin. Antes de atravesar este sistema recibe la dosificacin de un producto qumico que evita la deposicin de sales sobre las membranas. Luego es presurizada por la bomba de alta presin, B-2, y enviada a los tubos de presin cuyas membranas de smosis inversa generan dos corrientes de agua: el producto con un contenido de sales que es 60 veces menor que el agua salada de la que se parte y el rechazo que se concentra en sales y que se deshecha.

El aprovechamiento que puede realizarse del agua depende del tipo y cantidad de sales presentes y normalmente oscila entre el 60 y el 75%.

Ventajas del uso de los equipos de smosis inversa. Para comprender mejor el alcance de esta poderosa herramienta deber

considerarse las caractersticas que tienen la mayora de las aguas de pozo en nuestro pas, cul es la de ser altamente mineralizadas y especialmente con un alto contenido de alcalinidad y mediana dureza. La Tabla 2 represente un anlisis qumico representativo.

TABLA 2

AN

ION

ES

meq/l mg/l

CA

TION

ES

meq/l mg/l

HCO3- 8.2 500.0 Ca 1.35 27.00

Cl- 0.51 18.2 Mg 0.73 8.76

SO4= 0.19 9.4 Na 7.32 168.00

NO3- 0.50 31.0

pH 7.90 SiO2 35 mg/l TDS 812 mg/l

Si se usa un equipo ablandador como tratamiento externo, el agua de reposicin a la caldera tendr las caractersticas indicadas en la tabla 3.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

TABLA 3 A

NIO

NES

meq/l mg/l

CA

TION

ES

meq/l mg/l

HCO3- 8.2 500.0 Ca

membrana).; presin de operacin, (incluyendo la contrapresin de una torre decarbonatadora): 14 bar; conductividad del agua de alimentacin: 850 S/m; conductividad del agua producto, esperada a los tres aos de uso: 16 S/cm; concentracin de slice en el agua cruda: 30 mg/litro.- El agua producto se mezcla con 50% de condensado y se utiliza para alimentar una caldera con una produccin media de vapor de 15.000 kg/h a 300 psig de

presin de operacin. En el presente caso, el concentrado del equipo se mezcla con el agua de pozo de uso general y se recicla, no generndose de esta forma efluente de la planta.

El equipo instalado lleva alrededor de 38 meses en funcionamiento sin ningn inconveniente produciendo agua en cantidad y calidad por encima de los valores de diseo.

Conclusiones

El desarrollo tecnolgico ocurrido en los ltimos aos ha permitido la aparicin en el mercado de nuevas membranas de smosis inversa con las siguientes caractersticas:

operan a muy baja presin

son de bajo costo

son de funcionamiento seguro

Esto permite que puedan ser instalados equipos de smosis inversa en lugar de ablandadores como tratamiento externo del agua de alimentacin a las calderas de baja presin. La diferencia de inversin es luego recuperada en pocos meses.

Nota: Hganos llegar va Fax las dos planillas adjuntas debidamente completadas y le remitiremos un estudio personalizado del perodo de repago del equipo adecuado para vuestras necesidades. En caso de no contar con anlisis completos del agua de alimentacin y/o pozo, debern remitirnos una muestra de 1lt. para su anlisis en nuestro laboratorio.

Figura 4

Figura 5

Variacion de la conductividad del Producto

02468

101214

ene-98

mar-98

may-98 jul-9

8sep

-98nov

-98

Meses

Cond

uctiv

idad u

S/ cm Serie1

Variacion del Caudal

1010,5

1111,5

12

12,5

1313,5

ene-98

mar-98

may-98 jul-9

8sep

-98nov

-98

Meses

Caud

al en

M3/

Hs Artculo preparado por:

Ing. Juan Jos Mauricci Gerente Tcnico del Grupo de

Asistencia Tcnica

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

PLANILLA DE ANALISIS

Empresa: ....................................................... Rubro: .................................................. Direccin: ..................................................... Localidad: ............................................ Muestras tomadas el: .................................... Enviada a Lab. el: ............................

Anlisis N Carcter Normal Urgente Promocin Muestras de: 1 4 7 2 5 3 6

Productos en uso: Dosis diaria (Kg):

Analizar 1 2 3 4 5 6 7 pH Alc. F Alc. T Alc. HO- Dza. T Dza. Ca Dza. Mg Cl- Ascorbato S O3= S O4= Si O 2 P O4 P total Fe total NO3- Fosfonatos N2 H4 TSD CONDUC. Observaciones:

Relevamiento de calderas Fecha:

Empresa: Rubro: Direccin: Te: Localidad: CP: Contacto: Fax:

Datos del sistema Tcnico:

CALDERAS N 1 N 2 N 3 Marca Tipo (Humotubular o Acuotubular) Superficie de calefaccin (m2) Presin de diseo (kg/cm2) Presin de trabajo (kg/cm2) Produccin de vapor hora (ton/hora) Produccin de vapor da (ton/da) Horas da de trabajo Das mes de trabajo Agua de alimentacin (pozo,red,ablandada, etc) Temperatura del agua de alimentacin (C) Si recuperan condensado indicar porcentaje Tipo de combustible (gas, fuel-oil, gas-oil, etc.) Consumo diario o mensual (kgs o m3) (d o m) Costo unitario ($/kg. o $/m3) Purga de superficie Purga de fondo (dimetro de caera) (mm) Cantidad por dia Tiene economizador? Tiene sobrecalentador? Tratamientos qumicos usados: Empresa Prestadora:...............................................Costo de productos qumicos $ / mes............................ Productos/uso Dosis Kg / da Si hay ablandador: Vol.de resina por columna en lts.:..........Cantidad de columnas:.......Autonoma m3:......... Caudal m3/h:...........Consumo de regenerante por ciclo de regeneracin en kgs:.........

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

En este nmeroCaractersticas que debe cumplir el agua de las Objetivos del acondicionamiento del agua de alimeSomera descripcin del funcionamiento de un equiVentajas del uso de los equipos de smosis inverConfiabilidad de los equipos de smosis inversaConclusiones