CAPITULO I

1.1 FUNDAMENTO TEORICO DEL AGUA

AGUA PURA:

El agua que se encuentra en la naturaleza no es pura, ya que contiene gases y sólidos en disolución. El agua pura es un líquido inodoro, insípido, transparente y prácticamente incoloro, pues sólo en grandes espesores presenta un tono débilmente azulado o azul verdoso. El agua químicamente pura se prepara en el laboratorio por destilación a través del proceso de intercambio iónico. En la siguiente ilustración se puede observar la estructura dipolar del agua:

PROPIEDADES FISICAS:

Peso Molecular: 18,016 Presión Crítica: 218,4 atm.

Monto de Congelación: 0°C Color Específico: 1 cal/gr. °C

Punto de Ebullición: 100°c Calor de Fusión: 79,7 cal/gr.

Temperatura Crítica: 374,2 °C Calor de Vapor: 539,5 Cal/gr.

La densidad del agua aumenta al elevar la temperatura de 0°C a 4°C en que alcanza su

valor máximo de 1 gr./cc por encima o por debajo de esta temperatura, la densidad

disminuye tal como se observa en el siguiente cuadro:

DENSIDAD ABSOLUTA DEL AGUA

TEMPERATURADENSIDAD

(gr./cc)TEMPERATURA

DENSIDAD

Gr./cc

0°C (hielo) 0,99987 5°C (agua) 0,99999

1°C 0,99993 6°C " 0,99997

2°C 0,99997 10°C " 0,99973

3°C 0,99999 50°C 0,98807

4°C 1,0000 100°C 0,95838

TIPOS DE AGUA EN LA NATURALEZA:

AGUA SUPERFICIALES:

Ríos, Lagos, Lagunas, Reservorios.

CARACTERÍSTICAS:

Alta turbidez y sólidos suspendidos. Alto contenido de orgánicos. Contenido variable de minerales. Temperatura variable.

AGUA DE POZO:

Cualquier fuente de agua subterránea.

CARACTERÍSTICAS:

Baja turbidez. Bajo contenido orgánico. Nivel constante de minerales. Nivel alto de sílice. Temperatura estable.PRINCIPALES IMPUREZAS DEL AGUA:

Dentro de las impurezas contentivas en el agua están: sólidos suspendidos, gases, sales ionicas disueltas, sólidos disueltos y bacterias.

Sólidos Suspendidos:

Generalmente son removidas en el pretratamiento,

Sedimentos, lodo. Materia orgánica. Bacterias. Sílice coloidal. Aceite.

Gases:

Dióxido de carbono (atmósfera). Oxigeno (atmósfera). Metano (Bacterias) Sulfuro de Hidrógeno (Bacterias). Cloro (Desinfectante).

Sales Ionicas Disueltas:

Son partículas con cargas positivas (catión) o negativas (anión), pueden ser mono, di o trivalentes.

Cationes Más Comunes:

Calcio (ca++). Magnesio (Mg). Sodio (Na+). Potasio (K+). Bario (Ba++). Hierro (Fe++ = ferroso) y (Fe. +++ = ferrico).

Anionicos Más Comunes:

Bicarbonato (HCO3-).

Cloruros (CL-). Sulfatos (SO4

=). Fluoruro (F-). Carbonato (CO2

=). Nitrato (NO2

-). Sílice (HsiO2

-- o Si02).

Impurezas Orgánicas:

Acidos húmicos, fúlvicos y tánicos, provenientes de la descomposición de materia orgánica.

Polímeros Aniónicos. Generalmente son de peso molecular alto. Varían con las estaciones. Provenientes de actividades humanas (Detergentes, Industria).

Conductividad y Resistividad:

La conductividad es proporcional a la concentración y tipos de sales disueltas. La Resistividad es inversa a la conductividad.

La regla de oro es igual:

ppm = 0,65 x conductividad (para un PH = 5 a 9).

Existe una relación diferencial entre los sólidos disueltos y la conductividad, tal como se indica en la siguiente figura:

EXPRESIONES DE CONCENTRACIÓN DE IMPUREZAS EN AGUA:

- Porcentaje en peso para soluciones concentradas.

- Parte por millón (ppm): Unidades de peso del soluto por millón de unidades de solución o miligramos de soluto por kilogramo de solución.

- Kilogramo por pie cúbico (kgs./pie3): Se usa para relacionar el peso de las impurezas removidas del agua con la capacidad de remoción por pie3 de resina o sea que la capacidad de la resina se expresa en Kgs/pie3 y también en meq/ml.

Ejemplo: 38,2 Kgs./pie3 = 1,76 meq/ml (sólo con multiplicar por el factor 0,046).

- Relaciones de Equivalencia:

ppm (ión)Meq/l = Peso equivalente (ión)

Peso iónicoPeso Equivalente =

Valencia (carga ionica)

EN LA SIGUIENTE TABLA SE INDICA UN EJEMPLO DE EQUIVALENCIA POR MILLÓN:

PesoIónico

ValenciaPeso

equival.ppm Meq/l (+)

Na+ 23 1 23 18,4 0,8Ca++ 40 2 20 11,2 0,56Mg++** 24,3 2 12,5 8,25 0,66CATIONES TOTALES DISUELTOS = 37,85 2,02

PesoIónico

ValenciaPeso

equival.ppm Meq/l (+)

Cl- 35,5 1 35,5 29,82 0,84HCO3

- 61 1 61 64,66 1,06SO4

= 96 2 48 16,32 0,34ANIONES TOTALES DISUELTOS = 110,8 2,20

Equivalente como carbonato de calcio (CaCO3) relativo a ppm en peso, se calcula con la siguiente expresión matemática:

Peso Equivalente CaCO3 x ppm (ion)ppm (CaCO3) equiv.) =

Peso Equivalente (Ión.)

p. Equiv. (Ión) x ppm (CaCO3 equiv.)ppm (Ión) =

Peso equivalente (CaCO3)

En los balances iónicos se cumple ∑ cationes = ∑ aniones, permitiéndose una tolerancia del 10%.

En la siguiente tabla se da un ejemplo de los ppm como carbonato de calcio (CaCO3):

P. equiv.P. Equiv. CaCO 3

P. Equiv.Ppm Ppm CaCO3

Na+ 23 2,18 18,4 40Ca++ 20 2,50 11,2 28Mg++ 12,2 4,09 8,24 31,7

Cl- 35,5 1,41 29,82 42HCO3

- 61 0,82 64,66 53SO4

= 48 1,04 16,32 17

MUESTRA DE AGUA CRUDA TOMADA DE LOS TANQUES DE ALIMENTACION A LAS PLANTAS DESMINERALIZADORAS:

PARÁMETROS VALORESPH 7,54Conductividad (us/cm) 214Turbidez (u/ y) 5,30Sílice (SiO2-ppm) 6,84Sílice Coloidal (SiO2 - ppm) 0,44Hierro (Fe - ppm) 0,73Sodio (Na+ - ppm -CaCO3) 40Calcio (Ca++ - ppm - CaCO3) 28Magnesio (Mg+ ppm - CaCO3) 33Potasio (K+ ppm - CaCO3) 04Total Cationes (ppm - CaCO3) 105Cloruros (Cl- ppm - CaCO3) 42Sulfatos (SO4

- ppm - CaCO3) 17Bicarbonato (HCO3 ppm - CaCO3) 53TOTAL ANIONES 112

TEORIA DE LA NEUTRALIZACIÓN:

La neutralización es la formación de una unión covalente coordinada entre un ácido y una base, tal como se indica en la siguiente reacción:

ACIDO BASE

H+ + O: H = H O: H

ACIDO: Es una sustancia capaz de ceder protones ( O sea que contiene Hidrógeno).

BASE: Es una sustancia capaz de aceptar protones o ceder Ion Hidróxido.

EJEMPLO: Neutralización tanques de las plantas (UA).

1. HCL + NaOH NaCL + H2O

2. H2SO4 + NaOH Na2SO4 + H2O

ACIDOS Y BASES FUERTES:

Un ácido o base es fuerte porque en solución se ioniza (separación) por completo. En soluciones acuosas los ácidos forman protones hidratados, llamados Iones Hidrión (H3O+ o H+), y las bases forman iones oxidrilo o hidróxidos, (OH-). En este curso solo se hace referencia a soluciones acuosas, en las que la neutralización siempre implica la formación del agua, tal como se observa en las reacciones # 1 y 2.

DISOCIACION DEL AGUA:

3 H2O H+ + OH-

En el agua se tiene cierta disociación en iones - Idronio e Hidróxido, tal como esta indicada por la doble flecha de la ecuación (3), a partir de la ley de la acción de las masas (trata de los esfuerzos aplicados a equilibrios mediante cambios en masas o cantidades reaccionantes) se puede demostrar que a cualquier temperatura el producto de las concentraciones molares del H+ y del OH- es una constante, por lo cual

[ H + ] [OH-] = KW

En donde los parámetros indican concentraciones molares, y KW es la constante de producto iónico para el agua, la cual varía con la temperatura, ya que a 25°C, KW = 1,04 x

10-14, pero a 100°C KW = 58,2 x 10-14. Esto confirma la regla general de que la estabilidad de las sustancia decrece al aumentar la temperatura.

DEFINICIÓN DE PH:

Un cómodo método de indicar la acidez de una solución, ha sido basado en la constante KW, con el valor del PH, el cual se define como el inverso de las concentraciones de Iones Idrión de la solución.

1PH = Log. = -Log. [ H + ] [ H + ]

De la misma manera, la concentración de Iones hidróxidos (OH-) se puede expresar en término de P.O.H.

1P.O.H. = Log. = -Log. [ OH-]

[OH-]

Para el agua unicamente a 25°C

PH = 14 - POHPOH = 14 - PhPH + POH = 14

El PH de soluciones de ácidos y bases fuertes, cuando las soluciones son diluidas, la concentración de Iones Hidrógeno se puede considerar igual a la normalidad del ácido y la concentración de iones hidróxido se puede considerar igual a la normalidad de la base. De esta manera, una solución de 0,01 N de hidróxido Sodio, puede considerarse que tiene una concentración 0,01 molar de Ion oxidrilo.

EJEMPLO: Calcular el PH de una solución 0,001 Molar de Hcl.

PASO 1:

Si el HCl está completamente disociado, entonces la [ H + ] es la misma concentración molar del ácido, la cual es 0,001 M o 10-3 M

PASO 2:

Calcular el PH.PH = log [ H- ]PH = log (10-3)PH = 3TABLA DE CONCENTRACIÓN DE IÓN HIDRÓGENO:

EQUIV. - gr/l. [ H + ] PH1,0 10° 00,1 10-1 10,01 10-2 20,001 (ACIDO) 10-3 30,0001 10-4 40,00001 10-5 50,000001 10-6 60,0000001 (NEUTRO) 10-7 70.00000001 10-8 80,000000001 10-9 90,0000000001 10-10 100,00000000001 10-11 110,000000000001 10-12 120,0000000000001 10-13 130,00000000000001 10-14 14

ESCALA DE PH: H+ H2O OH - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

CICLO DEL CARBONATO:

CO2 + H2O H2CO2

H2CO3 H+ + HCO-3

HCO-3 H+ + CO3=

El Ph del agua de fuentes naturales proviene de la presencia de diferentes formas de carbonatos, tal como se observa en el siguiente gráfico:

En el caso del agua cruda de HIDROCENTRO que maneja un PH (7-8), solo se cuenta con la presencia de Bicarbonatos (Alcalinidad-M).

DUREZA EN EL AGUA:

La dureza se debe a la presencia de sales de calcio y magnesio en forma de bicarbonatos, carbonatos, sulfatos, cloruros y nitratos. También causan dureza en el agua el hierro, el aluminio y el manganeso, pero estos no se encuentran presentes ordinariamente en cantidades apreciables.

Se acostumbra a clasificar la dureza como temporal o permanente, ambas comúnmente presentes, aunque en ocasiones no lo están, son más precisos en su descripción los términos de "Dureza Cabonatica" y de "No Carbonatica".

TIPO DE DUREZA

CLASIFICACION DUREZA CARBONATICA

DUREZA NO CARBONATICA

Dureza calcio Bicarbonatos calcioCarbonatos Calcio

Sulfato calcioCloruro Calcio

Dureza Magnesio Bicarbonato MagnesioCarbonatos Magnesio

Sulfato magnesioCloruros Magnesio

La dureza carbonática puede ser encontrada de la siguiente forma:

a) Cuando la alcalinidad < dureza total: Se tiene que Dureza carbonática (ppm) = alcalinidad (ppm).

b) Cuando la alcalinidad > dureza total: Se tiene que la dureza carbonática (ppm) = dureza total (ppm).

LISTADO DE LOS ELEMENTOS QUE INTERESANEN UNA PLANTA TERMOELECTRICA

SIMBOLO PESO ATOMICO METAL No-METALNitrógeno N 14 XCalcio Ca 40 XCarbono C 12 XCloro Cl 35 XHierro Fe 55 XHidrógeno H 1 XMagnesio Mg 24 XOxigeno O 16 XPotasio K 39 XCobre Cu 63 XSilicio Si 28 XSodio Na 23 XAzufre S 32 XVanadio V 51 X

LISTADO DE LOS COMPUESTOS QUE INTERESANEN UNA PLANTA TERMOELECTRICA

a) Hidrácidos (compuestos que se forman entre un no - metal y el hidrógeno)

Acido Clorhídrico HCl

b) Anhídridos (compuestos que se forman entre un no - metal y el Oxigeno)

Anhídrido Carbónico CO2

Anhídrido Silícico SiO2

Anhídrido Sulfuroso SO2

Anhídrido Sulfúrico SO3

Anhídrido Venadico V2O5

c) Oxiácidos (Anhídridos + H20)

CO2 + H20 H2CO3 (Acido Carbónico)

SiO2 + 2H20 H4SiO4 (Acido Silícico)

1.2. - IMPACTOS DE LAS IMPUREZAS EN LOS EQUIPOS DE UNA PLANTA TERMOELECTRICA.

La producción de energía eléctrica a través del uso del vapor generado por la caldera, depende del acondicionamiento del agua que se emplea en este generador de energía ya que influye en la forma eficiente como trabajes el resto de los equipos de la unidad termoeléctrica.

GENERADOR DE VAPOR (CALDERA)

El agua empleada en el generador de vapor debe reunir ciertas características de pureza, ya que de lo contrario se producirán serios problemas, tales como:

CORROSION: La cual se puede producir en varias formas que son:

a)picadura, b) fatiga, c) fragilización cáustica, d) fragilización de hidrogeno, e) exfoliación.

a) Picadura: Este efecto se produce cuando el calentamiento del generador de vapor en un arranque se presenta algún esfuerzo de expansión brusca o por contracción violenta durante el enfriamiento del generador de vapor, esto causará que la capa de oxido protectora (magnetita - Fe3o4) se abra o destruya, debido a la diferencia del coeficiente de dilatación entre el metal y el oxido al abrirse la capa (Fe3o4) se crea entre esta y el metal base una celda localizada, propiciando en presencia de oxigeno la corrosión electroquimica, la cual dará como resultado una capa de oxido ferroso (FeOH2) sobre la superficie del metal base, pero como esta oxidación no se estabiliza y aumenta en presencia del oxigeno disuelto va debilitando el tubo por adelgazamiento de su pared, facilitando su ruptura.

Este tipo de corrosión puede ser controlado mediante el calentamiento adecuado del generador de vapor y el enfriamiento del mismo; además eliminando el oxigeno del agua de alimentación a través del DESAIREADOR (puede reducir la concentración de 7 ppm a 0,700 ppm) y las trazas restantes de oxigeno empleando la HIDRACINA tal como se indica en la siguiente reacción. (la cual se da entre 210 y 350 ° C)

N2H4 + O2 NH3 + H2O

b) Fatiga: Se produce por la aparición y crecimiento de grietas producidas por esfuerzos repetidos de expansión o contracción, derivadas de los cambios bruscos en la temperatura. La capa de oxido (Magnetita) es abierta así como también lo es el metal base, el efecto es multiplicativo, es decir, que la falla o grieta en el material es cubierta por una capa de oxido

que actúa como cuña y no permite que se cierre, sino por el contrario vuelve a abrirse más y agranda la grieta dando como resultado una fatiga repetida hasta la falla del metal.

c) Fragilización cáustica: Es el resultado de deterioro producido por cambio metalúrgico dentro del metal, y se origina en la superficie propagándose intergranularmente en forma de grietas, una ves que se destruye la capa de oxido protectora, el metal base se expone al ataque de elevadas concentraciones de productos químicos como por ejemplo los ataques cáusticos y presencia de sílice en los sólidos concentrados en el agua de caldera.Este tipo de problema puede controlarse con un buen tratamiento del agua de reposición y el control de la purga continua de la unidad.

d) Fragilización de hidrogeno: Esto ocurre cuando se tiene hidrogeno molecular, el cual puede presentarse de varias formas que son:

Cuando se tiene cobre en el agua de alimentación (por desgaste de los tubos del condensador) debido a la acción erosiva o disolvente de vapor proveniente de la turbina, el oxido de cobre es transportado por el condensado y depositado sobre el oxido interno de las paredes de agua, lo cual da lugar a la formación de un par galvánico, produciendo de esta forma hidrogeno molecular, el cual se combina con el carbón del metal y forma un gas conocido como metano, lo cual causa la descarbonización del metal de acuerdo a la siguiente reacción.

C + 2H2 CH4

Dado que las moléculas resultantes son significativamente mayores, ocasionan la formación de numerosas micro fisuras que favorecerán la ruptura del tubo.

Otro mecanismo de generación de Hidrogeno en tubos de pared de agua, es cuando se presenta fuga de agua de mar en el condensador lo cual ataca nuevamente los tubos con la formación del Metano CH4.

e) Exfoliación: Es un fenómeno que se presenta en las tuberías del SOBRECALENTADOR y RECALENTADOR, y se produce por dilatación o contracción durante arranque, paro o cambio de carga, se fractura la superficie base del metal desprendiéndose en forma de escamas (las cuales son duras y quebradizas) y afectan de dos formas a los equipos.

Causando bloque de los dobleces o columpios inferiores de los SOBRECALENTADORES o RECALENTADORES, ocasionando perdidas de refrigeración del tubo por el vapor.

La exfoliación de oxido que logra salir del generador de vapor puede ocasionar daños severos a la tubería.

Incrustaciones: Los productos de corrosión y la dureza (Calcio y Magnesio) en los sistemas de alimentación o caldera como sólidos suspendidos, usualmente forman depósitos que actúan como aislantes térmicos, retardando la transferencia de calor

causando de este modo que los tubos de la caldera se sobrecalienten, produciendo posteriormente fallas de los mismos por sobrecalentamiento. Este tipo de efecto y en especial la dureza es controlada con la inyección de fosfato trisodico o fosfato disodico y con el empleo de la purga continua quedando sobreentendido una buena desmineralización.

TURBINA DE ALTA, MEDIA Y BAJA PRESION:

Este es otro equipo que se ve afectado en forma considerable, por el empleo de agua fuera de especificación, ya que el vapor al salir de la caldera para la turbina, pueden tener contaminantes que causan al penetrar en la turbina problemas tales como:

a) Erosión por partículas sólidas:

Este efecto sobre los componentes de la turbina, es producido por el arrastre de partículas en el vapor, las cuales al chocar deterioran las superficies de los alabes de la turbina que están en contacto con el flujo de vapor.

El impacto de los depósitos sobre el comportamiento de la turbina depende de:

El espesor de los depósitos. La localización de los mismos. La rugosidad de la superficie.

La formación de depósitos mas importante son de Sílice (SiO2), oxido férrico, sodio, cobre, etc. El arrastre de sólido esta dado en dos formas: el mecánico y el vaporoso. El "arrastre mecánico" se refiere a la presencia de solidos en el vapor, resultante de la contaminación del agua caldera y el "arrastre vaporoso" o volátil, se refiere también a la presencia de sólidos en el vapor, debido a la vaporización directa del agua de la caldera. Los depósitos mas frecuentes en los alabes de turbina son causados por: sales de sílice y sales de sodio.

Sales de Sílice:

Los depósitos de sílice se forman conforme se va enfriando el vapor en la turbina como resultado de la expansión, generalmente en la región comprendida entre los 520 ° C y el punto de saturación; debajo de este punto generalmente los depósitos no son problema porque son barridos por el condensado, la sílice puede llegar a la turbina en tres formas:

Alcalinidad excesiva o formación de espuma por alto contenido de sólidos. Arrastre de humedad por variaciones bruscas del nivel de la caldera. Por exceso de concentración de sílice en el domo. Este último es el más importante, ya

que se tiene que tener estipulado que la sílice total no exceda el limite de la solubilidad del vapor.

Sales de sodio:

El sodio puede presentarse en la turbina en varias formas, de los cuales dos son los más dañinos para el equipo, estas son:

Como cloruro de sodio. (NaCl). Como hidróxido de sodio. (NaOH).

El cloruro de sodio: normalmente ataca la turbina de baja presión, ya que por sus propiedades químicas puede cambiar de forma sólida a liquida, precipitándose sobre la superficie mas cercana, causando la consiente corrosión y falla del equipo.

El hidróxido de sodio: todo contrario al cloruro de sodio, se deposita a lo largo de toda la turbina, si los valores del vapor sobrepasan el limite, la zona que se ve más afectada es la turbina de presión intermedia, ya que el vapor al ir expandiéndose en la turbina admite una menor concentración de hidróxido de sodio en solución, con la consiguiente precipitación del restante sobre las superficies fijas y móviles, lo cual traerá como consecuencia corrosión, erosión y fatiga del equipo.En la página siguiente se pueden observar las características químicas en los diferentes puntos del ciclo agua - vapor de las unidades 3,4 y 5 las cuales son similares a las condiciones químicas de las unidades 1 y 2.

1.3 FUNDAMENTO TEORICO DE DESMINERALIZACION

INTERCAMBIO IONICO:

El intercambio iónico se define como el proceso de intercambio reversible de iones entre un sólido y un liquido sin que ocurra cambio sustancial en la estructura del sólido (resina); en este caso se remueven los iones positivos o negativos de una solución electrolitica, liberando en la solución otros iones de carga equivalente.

Resinas sintéticas:

Consiste en una red de radicales hidrocarburados a los cuales están unidos grupos funcionales ionicos solubles, las moléculas de hidrocarburos están unidas transversalmente formando una matriz tridimensional que imparte una insolubilidad y tenacidad global a la resina, la extensión ó grado de reticulación determina la estructura porosa interna de la resina, y esta no debe ser tan grande que restrinja el movimiento libre de los iones cambiables.

Como los iones deben difundir dentro y fuera de la resina para que ocurra el intercambio, los iones de un tamaño superior a uno dado pueden ser excluidos de la reacción mediante una selección adecuada del grado de reticulación.

Método de preparación:

Existen dos métodos para fabricar la resina de intercambio iónico. El primer método consiste en la polimerización de electrolitos orgánicos y el segundo en la polimerización de moléculas orgánicas monometricas. Para obtener la forma estructural, seguida por la introducción de grupos iónicos, en esta estructura polimerica dirigida, la mayor ventaja del primer método es que la resina resultante forma una capa homogénea; mientras que la ventaja del segundo, (que se usa muchisimo), son las de un mejor control del grado de reticulación y el hecho de que las resinas pueden obtenerse con grupos iónicos independientes de los monómeros. La figura # 1 ilustra el primer método de fabricación en la polimerización en suspensión del ÁCIDO METACRILICO con el Divinilbenceno (D. V. B.) como agente reticulante; Siendo el radical carboxílico el grupo activo ionizable de la resina. La figura # 2. Ilustra el segundo método de preparación en la polimerización del ESTIRENO con el divinilbenceno como agente reticulante. La resina resultante es sulfónica, incorporándose como grupo activo e ionizable, el ácido sulfúrico.

Figura N° 1: La preparación de resina cationica por polimerización de un electrolito orgánico - polimerización del ácido metacrílico y reticulación con divinilbenceno.

Figura # 2: La preparación de una resina cationica por polimerización de una molécula orgánica neutra seguida por la adición de grupos funcionales-polimerización del estireno y reticulación con divinilbenceno seguida por sulfonación,

Selectividad iónica de la resina:

Una consideración relevante en una reacción de intercambio, es la preferencia observada de ciertas resinas por ciertos iones que posean cargas similares. El equilibrio de una reacción iónica depende de la selectividad de la resina. Para determinar si una resina es adecuada en una aplicación especifica, se consultan las selectividades de las resinas comercialmente disponibles, en algunos casos, es posible sintetizar resinas con grupos activos altamente selectivos para ciertos iones.En termino general, la selectividad de una resina para un sistema iónico depende de la carga y del tamaño de los iones, los iones de valencia superior tienen preferencia en el intercambio iónico y la misma aumenta cuando la concentración iónica disminuye en el caso:

CATIONES: Fe3+ > Ca2+ > Na+.

ANIONES: PO43- > SO4

2-1 > NO3-

En el caso de los iones que tienen la misma valencia la preferencia del intercambio aumenta cuando el radio del ión hidratado disminuye y el N° atómico aumenta. Ejemplo:

Ca2+ > Mg2+ > Be2+; K+ > Na+ > Li+

Este proceso se invierte en los procesos de regeneración debido a la alta concentración iónica de la solución.

TIPO DE RESINAS INTERCAMBIADORES DE IONES

La mayor parte de la resina están constituida por una matriz polimérica (formada de cadenas de poliestireno ligadas por divinibenceno) y grupos funcionales iónicos solubles conectado a las cadenas de polímeros.El número total de grupos por unidad en peso de resina determina la capacidad de intercambio, y el tipo de grupo afecta al equilibrio de intercambio iónico y a la SELECTIVIDAD - IONICA. En el caso de las resinas cationicas llevan grupos funcionales ácidos, tales como: él sulfúrico, R - SO3H; Fosfórico, R - PO3H2; y carboxílico, R - COOH; (la letra R representa la red orgánica de la resina). El termino "fuertemente ácido" se usa como referencia para resinas cationicas que contengan grupos funcionales derivados de ácidos fuertes, tal como ácido sulfúrico (H2SO4), mientras que el término "débilmente ácido" se usa para resinas cationicas derivadas de un ácido débil tal como ácido carbónico (H2CO3).Las resinas anionicas contienen grupos funcionales como: amina primaria, R - NH2; amina secundaria, R - R' NH; amina terciaria, R - R' 2N, y el grupo amonio cuaternario, R - R'3N

+OH-R'.Representa radicales orgánicos como el radical metilo, CH3, los cuales no son necesariamente idénticos en toda la resina. Las resinas anionicas que contienen grupos derivados de aminas débiles se denominan "débilmente básicas" y aquellas derivadas de compuestos de amonio cuaternario "fuertemente básicas".

Las resinas comercialmente conocidas son las de tipo GEL y MACROPOROSA. La de tipo Gel se usa en lechos fijos a velocidades de filtración moderadas, y la de tipo Macroporosa permiten velocidades más grandes y su relación divinilbenceno es más alta, lo que caracteriza una mayor capacidad de intercambio. En la siguiente figura se puede observar ambos tipos de resina:

Resinas Cationicas Débiles:

Son resinas poliacrilicas con un grupo funcional que deriva de un ácido carboxílico, se utilizan para disociar sales asociadas a la alcalinidad (Bicarbonatos) tal como se indica en la siguiente reacción:

R - CO2H + NaHCO3 R - CO2Na + H2CO3

Este tipo de resina se regeneran con mucha facilidad en el caso de Planta Centro, se utiliza el ácido residual del catión fuerte para su regeneración.

R - CO2Na + H2SO4 R - CO2 H + Na2SO4

La eficiencia de regeneración es del 100%, sin embargo, su uso se limita a aguas de alimentación cuyo PH es superior a "7" y con un valor de alcalinidad alta.

Resinas Cationicas fuertes:

Esta resina contiene grupos funcionales derivados de un ácido fuerte (ácido sulfúrico). Se obtiene por polimerización de una molécula orgánica neutra seguida por la adición de grupos funcionales, polimerizando el estireno y reticulación con divinilbenceno seguida por sulfonación. (Ver figura N° 2). Las propiedades físicas y químicas varían según el porcentaje de divinilbenceno con respecto al estireno, es cual oscila entre 6% - 16%. Estas resinas permiten convertir todas las sales contentivas en el agua cruda (CaSO4, NaCl, NaHCO3, CaCl2, NaHSiO3, etc. ) en su ácido correspondiente. Ejemplo:

1) R - SO3H + NaCl R - SO3Na + HCl

2) R - SO3H + NaHCO3 R - SO3Na + H2CO3

Esta resina trabaja en amplio rango de PH, su regeneración es con un ácido fuerte.

3) R - SO3Na + H2SO4 R - SO3H + Na2SO4

4) R - SO3Na + HCl R - SO3H + NaCl

La eficiencia de las regeneraciones del orden del 40 al 60%.

Resina Anionica Débil:

Las resinas anionicas débiles no retienen los ácidos débiles (H2CO3, H2SiO3, etc. ), solo fijan los ácidos fuertes (HCl, H2SO4, etc. ) y es de tipo amonio terciario:

5) R ≡ NHOH + HCl R ≡ NHCl + H2O

6) R ≡ NHOH + H2SO4 R(≡ NH)2SO4 + H2O

Las resinas anionicas débiles se regeneran con la soda residual del anión fuerte.

Resina Anionica Fuerte:

El grupo funcional es de tipo amonio cuaternario y se puede usar en un amplio rango de PH, retiene los ácidos fuertes (HCl, H2SO4, H2SiO3, H2CO3, etc.); y débiles:

7) R ≡ NOH + HCl R ≡ NCl + H2O

8) R ≡ NOH + H2SiO3 R ≡ HSiO3 + H2O

La regeneración se efectúa con soda cáustica (NaOH) aproximadamente de 4 a 6% concentración. La eficiencia es del orden del 40 al 60%.

9) R ≡ NCl + NaOH R ≡ NOH + NaCl

Las resinas anionicas se dividen en dos grupos que difieren entre ellas por la presencia de grupo (OH), en la estructura del radical. La resina fuerte de Tipo - I, su temperatura máxima de trabajo es 60°C, y por lo general su capacidad de intercambio es muy baja. La resina anionica fuerte Tipo - II, su temperatura máxima de trabajo es de 40°C, y por lo general su capacidad de intercambio es mayor que la resina de Tipo - I. En el siguiente cuadro se puede observar un listado de los diferentes tipos y fabricantes de resina que se usan en Planta Centro:

FABRICANTE CATIONICA ANIONICA TIPO débil fuerte débil fuerte

rohm and hass IRC-86 IRA-96 rohm and hass IR-120 IRA-402 I rohm and hass A-200 IRA-900 I rohm and hass IRA-910 II purolite C104 A-100 purolite PFC-100H PFA-600-OH I

purolite C-150H A-500-OH bayer CNP-80 MP-64 M-500-OH bayer S-100H

CAPITULO II

2.1 DESCRIPCION DEL PROCESO DE LAS PLANTASDE TRATAMIENTO DE AGUA DESMINERALIZADA

Las sales disueltas en agua cruda pueden depositarse en las calderas de alta presión y en las turbinas en forma de incrustaciones que pueden ser arrastradas por el vapor, estos depósitos son dañinos porque reducen notablemente el rendimiento de ambos equipos, ya que disminuye el coeficiente de transmisión de calor en la caldera y ocasiona vibraciones en la turbina, impidiendo su funcionamiento. Este hecho nos lleva a la conclusión de que el agua de alimento debe ser lo más pura posible. Por lo tanto, es necesario pasarla por un sistema de tratamiento de intercambio iónico.

Tal como se señalo, el agua utilizada en las calderas de Planta Centro proviene de una mezcla de dos fuentes de suministro (Hidrocentro y Plantas Desalinizadoras).

Esta mezcla es almacenada en cuatro (4) tanques de 7.500 m3 de capacidad que surten a cinco (5) tanques de (1.000 m3), con los cuales se alimentan las cinco (5) plantas de tratamiento. A continuación se hace una breve descripción por separado de la planta # 1 la cual es similar a la unidad # 2 y la planta # 3 que es idéntica al de las unidades # 4 y # 5.

Planta de tratamiento de la unidad # 1

Esta constituida por un filtro de carbón activo, un filtro cationico, un desgasificador, un filtro aniónico y un filtro de cámara mixta. El proceso es el siguiente:

La mezcla de agua cruda es sometida a una filtración mecánica con un lecho de carbón activo, para eliminar los sólidos en suspensión y el cloro residual por absorción. Una vez cumplido su ciclo de producción se somete a un proceso de contralavado para su limpieza y puesta en servicio.

Posteriormente, el agua pasa a través del filtro cationico donde es tratada con una resina cationica fuerte, tipo sulfónica en el ciclo hidrogeno (H+) para eliminar la dureza total.

El intercambio iónico se representa por las siguientes ecuaciones:

Reacciones Servicio:

1) R - (SO3H)2 + CaCl2 R - (SO3)2Ca + 2HCl

2) R - (SO3H)2 + MgCl2 R - (SO3)2Mg + 2HCl

3) R - (SO3H)2 + NaCl R - (SO3)2Na + HCl

4) R - (SO3H)2 + CaSO4 R - (SO3)2Ca + H2SO4

5) R - (SO3H)2 + MgSO4 R - (SO3)2Mg + H2SO4

6) 2R - (SO3H)2 + Na2SO4 2R - SO3Na + H2SO4

7) R - (SO3H)2 + NaHCO3 R - SO3Na + H2CO3

8) R - (SO3H)2 + Ca(HCO3)2 R - (SO3)2Ca + H2CO3

9) R - (SO3H)2 + Mg(HCO3)2 R - (SO3)2Mg + H2CO3

10) R - (SO3H)2 + NaNO3 R - (SO3)Na + H2CO3

11) R - (SO3H)2 + Ca(NO3)2 R - (SO3)2Ca + 2HNO3

12) R - (SO3H)2 + Mg(NO3)2 R - (SO3)2Mg + 2HNO3

13) R - (SO3H)2 + Mg(HSiO3)2 R - (SO3)2Mg + 2H2SiO3

14) R - (SO3H) + NaHSiO3 R - (SO3)Na + H2SiO3

15) R - (SO3H)2 + Ca(HSiO3)2 R - (SO3)2Ca + 2H2SiO3

Reacciones de regeneración:

La regeneración se realiza en contra corriente y se inicia después que la resina ha cumplido su ciclo de producción de 800 m3, se utiliza de regenerante ácido clorhídrico al 30% de concentración y es diluido al 5% para el intercambio iónico.

1) R - (SO3)2Ca + 2HCl R - (SO3H)2 + CaCl2

2) R - (SO3)2Mg + 2HCl R - (SO3H)2 + MgCl2

3) R - (SO3)Na + HCl R - (SO3H) + NaCl

El agua tratada por el filtro cationico, contiene ácido clorhídrico (HCl), ácido sulfúrico (H2SO4), ácido sílicilico (H2SiO3), ácido nítrico (HNO3) y ácido carbónico (H2CO3), no contentivo de ningún componente de dureza, denominándose agua blanda ácida con un PH aproximadamente igual a 3.

Luego es pasada por un desgasificador que a través de un flujo de aire en contra corriente, descompone el ácido carbónico para liberar la mayor parte del dióxido de carbono tal como se indica en la ecuación:

H2CO3 H2O + CO2

En el caso de Planta Centro se utiliza el desgasificador de corriente forzada, figura # 1, y la figura # 2 representa un ejemplo del desgasificador al vacío.

Figura # 1 Figura # 2

El agua ácida es depositada en un tanque almacenamiento y bombeada para un filtro aniónico que contiene una resina aniónica fuerte, en ciclo hidróxido (OH-) tipo amina cuaternaria para eliminar los ácidos minerales (ver ecuaciones)

1) R ≡ NOH + HCl R ≡ NCl + H2O

2) R( ≡ NOH)2 + H2SO4 R( ≡ N)2SO4 + 2H2O

3) R ≡ NOH + H2CO3 R ≡ NHCO3 + H2O

Reacciones de Regeneración:

La regeneración se realiza en contra corriente y se inicia después que la resina ha cumplido su ciclo producción normal de 800 m3, se utiliza como regenerante hidróxido de sodio (NaOH) al 45% concentración y es diluida al 4% para el intercambio de iones.

1) R ≡ NCl + NaOH R ≡ NOH + NaCl

2) R ≡ NHSiO3 + NaOH R ≡ NOH + NaHSiO3

El agua producto del filtro aniónico es pasada por un filtro de cámara mixta, que tiene una mezcla de dos (2) tipos de resina (cationica fuerte tipo sulfónica y anionica fuerte tipo amina cuaternaria). Se utiliza como un lecho de seguridad para atrapar las fugas de iones que no pudieron ser atrapados por los filtros anteriores, obteniéndose de esta forma agua de mayor pureza o hiperpura.

Durante la regeneración, el filtro cámara mixta es puesto como primer paso en el proceso de retrolavado, por medio del cual se separan las resinas, sirviéndose de la ventaja que proporciona la diferencia de densidad entre ambos intercambiadores, la inyección de los regerantes se efectúa mediante el empleo del ácido clorhídrico (HCl) al 5% por la parte inferior de la torre y de soda cáustica (NaOH) al 5% desde la parte superior respectivamente, los residuos de la regeneración son descargados en un colector instalado en la mitad del filtro cerca de la superficie de separación de ambas resinas. Una vez realizada la regeneración, se introduce aire por la parte inferior de la torre para la mezcla de ambas resinas y la puesta en servicio de la planta, el agua desmineralizada es almacenada en dos tanques de 1.000 m3 de capacidad para el consumo de las unidades # 1 y # 2.

Planta Tratamiento Agua de la Unidad # 3:

Se diferencia de las plantas de las Unidades # 1 y # 2 ya que funcionan con dos filtros adicionales, uno cationico débil y otro aniónico débil. Se alimentan de la misma mezcla de agua cruda y es sometida a una filtración mecánica con un lecho de carbón activo que retiene los sólidos en suspensión y cloro residual por absorción, cumplido su ciclo de producción se somete a un proceso de contralavado y es nuevamente puesto en servicio; luego el agua es pasada por un filtro cationico débil, donde es tratada con una resina intercambiadora débilmente ácida, tipo ácido carboxílico (R - COOH) para eliminar dureza carbonática tal como se muestra en las siguientes reacciones:

1) R (- COOH)2 + Ca (HCO3)2 R (COO)2 Ca + + 2H2CO3

2) R (- COOH)2 + Mg (HCO3)2 R (COO)2 Mg + + 2H2CO3

3) R - COOH + NaHCO3 R - (COO)Na + H2CO3

Reacciones de Regeneración:

Se utiliza ácido sulfúrico como regenerante y su regeneración se efectúa con los residuos del ácido del filtro cationico fuerte, el cual sale a una concentración aproximadamente del 4%.

1) R (- COO)2Ca + H2SO4 R (- COOH)2 + CaSO4

2) R (- COO)2Mg + H2SO4 R (- COOH)2 + MgSO4

3) 2R - COONa + H2SO4 2R - COOH + Na2SO4

Seguidamente el agua pasa por el filtro cationico fuerte relleno con resina intercambiadora tipo sulfónica en ciclo de hidrógeno (igual al de la planta # 1 y # 2), para eliminar la dureza no carboxilica que no fue retenida por el filtro cationico débil (ver ecuaciones):Reacciones en Servicio:

1) R - (SO3H)2 + CaCl2 R - (SO3)2Ca + 2HCl

2) R - (SO3H)2 + Ca(HSiO3)2 R - (SO3)2Ca + 2H2SiO3

3) R - (SO3H)2 + Mg(HSiO3)2 R - (SO3)2Mg + 2H2SiO3

Reacciones de Regeneración:

La regeneración se realiza en forma cocorriente y se inicia cuando la planta a cumplido su ciclo de producción normal de 800 m3 se realiza simultáneamente con el filtro catión débil, se utiliza ácido sulfúrico al 98% de concentración y es diluido al 2% durante una primera dosificación y al 4% en su segunda inyección; estas variaciones de concentración se hacen con el fin de evitar las precipitaciones de las sales de calcio en la resina intercambiadora.

1) R - (SO3)2Ca + H2SO4 R (SO3H)2 + CaSO4

2) R - (SO3)2Mg + H2SO4 R (SO3H)2 + MgSO4

3) 2R - (SO3)Na + H2SO4 R (SO3H) + Na2SO4

Luego es pasada por el desgasificador para eliminar la mayor parte del dióxido de carbono por descomposición del ácido carbónico, tal como se hace en las plantas de tratamiento # 1 y # 2. (Ver reacción):

H2CO3 H2O + CO2

En las plantas de las unidades # 3, # 4 Y # 5; se da el mismo caso del desgasificador de corriente forzada. figura siguiente:

El agua ácida es recogida en un tanque de almacenamiento y bombeada para el filtro aniónico débil, que contiene una resina débilmente ácida tipo amino terciaria que tiene la función de eliminar los ácidos fuertes tales como (ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido nítrico) (ver reacción):

Reacciones Servicio:

1) R ≡ HNOH + HCl R ≡ NHCl + H2O

2) R ( ≡ NHOH)2 + H2SO4 R ( ≡ NH)2SO4 + H2O

Estas resinas tienen gran capacidad de absorber ácidos fuertes, por lo tanto su grupo funcional no tiene carga y opera a través de un proceso de absorción y no de intercambio. Debido a su baja basicidad no son removedoras de ácido silicílico y carbónico.

Reacciones de Regeneración:

La regeneración se hace en forma cocorriente y la resina se regenera con los residuos de soda caústica del filtro aniónico fuerte, que salen a una concentración aproximadamente del 5%.

1) R ≡ NHCl + NaOH R ≡ NHOH + NaCl

2) R ( ≡ NH)2SO4 + 2NaOH R ( ≡ NHOH)2+ Na2SO4

El agua recibida por el filtro aniónico fuerte, viene libre de ácidos fuertes y será tratada por una resina aniónica de base fuerte tipo cuaternario (idéntica a la de las plantas # 1 y # 2), ya que elimina

los ácidos débiles. (Ácido silicílico y ácido carbónico) que no pudieron ser atrapados por el aniónico débil, aunque la resina de base fuerte es selectiva para retener todo tipo de ácido.

Reacciones en Servicio:

1) R ≡ NOH + H2SiO3 R ≡ NHSiO3 + H2O

2) R ( ≡ NOH)2 + H2CO3 R ≡ (N)2CO3 + 2H2O

Reacciones de Regeneración:

La regeneración se hace en forma contracorriente en el filtro aniónico fuerte y en cocorriente en el filtro aniónico débil, ya que se regeneran simultáneamente. Se utiliza soda caústica al 45% concentración y es diluida al 5% para dosificación del regenerante.

1) R ≡ NHSiO3 + NaOH R ≡ NOH + NaHSiO3

2) R ( ≡ N)2CO3 + 2NaOH R ( ≡ NOH)2 + Na2CO3

Seguidamente es conducida al filtro cámara mixta para purificar el agua producto de la torre aniónica fuerte, este sistema es similar al de las plantas de tratamiento #1 y # 2, solo que se utiliza ácido sulfúrico como regenerante durante el proceso de regeneración, el cual es diluido del 98% al 5% para la dosificación en la resina aniónica.

El agua desmineralizada es almacenada en cuatro (4) tanques de 1000 m3 para el consumo de las unidades # 3, # 4 y # 5. Las especificaciones del agua tratada y los tiempos de regeneración se pueden observar en las hojas técnicas anexas.

Proceso de Neutralización:

Las aguas residuales que se producen durante el proceso de regeneración, se colectan en un tanque de almacenamiento para neutralización, el valor del PH es el parámetro indicador para la

dosificación del ácido sulfúrico y soda cáustica, aunque se descarga a los canales de drenaje entre valores de PH de 7 a 8.

ESPECIFICACIONES PRINCIPALES

FILTRO CARBON ACTIVO:Caudal = 78 m3/h - 1.560 m3/ciclo

DESMINERALIZADORES (FILTRO CATIONICO Y ANIONICO)Caudal = 78 m3/h - 780 m3/cicloTiempo de servicio: 10 hTiempo de regeneración: 2 h

FILTRO CAMARA MIXTA:Caudal = 78 m3/h - 10.920 m3/cicloTiempo de regeneración: 3 h

CALIDAD DEL AGUA DE ALIMENTACIONA LAS PLANTAS DESMINERALIZADAS

Plantas #1 y 2 UA Plantas #3,4 y 5 UA

PH 6 - 7 6 - 7

Conductividad, Us/cm --- ---

Turbiedad, F.T.U. <1 <1

Hierro, ppm 0,1 0,1

Sílice, ppm 27 5,3

Sílice coloidal, ppm --- ---

Sodio, ppm CaCO3 39 39

Potasio, ppm CaCO3 8 ---

Calcio, ppm CaCO3 50 155

Magnesio, ppm CaCO3 29 44

Total Cationes 126 238

Cloruros, ppm CaCO3 35 17

Sulfatos, ppm CaCO3 31 20

Bicarbonatos, ppm CaCO3 55 179

Materia orgánicaComo KMNO4, ppm

5 5

Total Aniones 122 238

CALIDAD DEL AGUA TRATADA

Sodio (Na+), ppb = < 5 como sodioSílice (SiO2), ppb = < 7 como síliceConductividad, Mhmos/cm = <0,2 a 25°C.

VOLUMENES DE RESINAS DE LAS PLANTAS UA

Carga por Filtros Plantas #1 y 2 UA Plantas #3,4 y 5 UAFiltro Carbón Activo 3,0 Kg. 4500 Kg.Filtro Cationico Débil --- 1,5 m3

Filtro Cationico Fuerte 3,0 m3 3,0 m3

Filtro aniónico Débil --- 1,25 m3

Filtro aniónico Fuerte 3,0 m3 1,470 m3

Filtro CámaraMixta

Cationica 0,85m3 0,8 m3

Anionica 0,85 m3 0,8 m3

DIMENSIONES DE LOS FILTROS

Medidas por Filtro Plantas # 1 y 2 UA Plantas #3,4 y 5 UAFiltro de Grava Ø 2,6m x 2m - 19Tob. Ø 2,6m x 3mFiltro Cationico Débil --- Ø 1,4m x 2,4m (Tekapor)Filtro Cationico Fuerte Ø 1,5m x 3m - 110Tob. Ø 1,6m x 2,5m (Tekapor)Filtro Aniónico Débil --- Ø 1,4m x 2,4m (Tekapor)Filtro Aniónico Fuerte Ø 1,5m x 3m - 110Tob. Ø 1,5m x 1,8m (Tekapor)

Filtro Cámara Mixta Ø 1,4m x 2,5m - 98Tob.Ø 1,3m x 2,4m

Plataforma Hueca

CANTIDAD DE LOS REGENERANTES

PLANTA DE TRATAMIENTO # 1 Y 2 UA:

Desmineralizadores:

100% HCl 335Kg/ciclo100% NaOH 300Kg/ciclo

Filtro Cámara Mixta:

100% HCl 293Kg/ciclo100% NaOH 225Kg/ciclo

PLANTA DE TRATAMIENTO # 3, 4 Y 5 UA:

Desmineralizadores:

98% H2SO4 294Kg/ciclo100% NaOH 134Kg/ciclo

Filtro Cámara Mixta:

98% H2SO4 232Kg/ciclo100% NaOH 192Kg/ciclo

GASTOS DE REGENERACION DE LOS DESMINERALIZADORES (m3)

Planta # 1 y 2 UA Planta # 3, 4 y 5 UAVolúmenes por Planta Cruda Desmi Cruda DesmiRetrolavado --- 34 16,5 14,91Asentamiento --- 3,3 --- 2Inyección de ácido --- 2,5 29 10,50Inyección de soda --- 3,4 --- 1,67Desplazamiento --- 0,98 --- 6,23Drenado --- 0,5 --- 0,99Llenado --- 8 --- 6,0Lavado --- 4 13 22,4Lavado conductividad 65 --- 26 ---Total 65 56,68 84,5 64,63

GASTO AGUA DESMINERALIZADAEN REGENERACION EN LECHOS MIXTOS (m3)

Pasos Planta # 1 y 2 UA Planta # 3, 4 y 5 UARetrolavado 5 3Asentamiento --- ---Precalentamiento --- 0,82Inyección soda 1,2 3,0Inyección ácido 0,86 3,0Desplazamiento 1,82 1,93Lavado 10 3,2Drenaje --- 2,5Mezcla --- ---Llenado 3,33 6,5Soplado 26,67 26,0Total 48,88 49,95

2. 2. - PLANTA PULIDORA DE CONDENSADO

Las Plantas Pulidoras de condensado se utilizan para la filtración y desmineralización del condensado procedente del ciclo de agua vapor o grupo turbogenerador, las funciones principales de las plantas son las siguientes:

a) Facilitar la puesta en servicio en frío de la unidad térmica con una descarga mínima de condensado.

b) Eliminar pequeñas fugas de contaminantes (cloruro, sodio, etc.) que se presenten en el condensador.

c) Eliminar los productos de corrosión en suspensión.

Plantas Pulidoras de Condensado de las unidades #1 y #2:

A cada unidad termoeléctrica le corresponde su sistema de tratamiento de condensado, en el caso de la unidad #1 (idem unidad #2) esta conformada por dos (2) trenes #1 y #2, y cada tren esta constituido por un filtro cationico y un lecho mixto y manejan los siguientes parámetros de operación:

Flujo de servicio: 500 m3/h.

Presión de servicio: 10 Bar.

Temperatura de servicio: 40°C y 50°C Máx.

Máximo P para las toberas: 3,5 Bar.

Volumen de resina cationica: 8000 l

Consumo de ácido clorhídrico en el filtro cationico fuerte: 2670 Kg. Diluido al 10% durante un tiempo de inyección de 40 min.

Dimensiones del filtro cationico: 2900 mm. Ø x 2300 mm de largo.

Ciclo de servicio del filtro cationico: 500000m3.21

Volumen de resina del filtro cámara mixta: 3000 l de resina cationica y 5000 l de resina anionica.

El consumo de soda (NaOH) del F.C.M. es de 890 Kg. (600 l) de 45% es diluida al 5% e inyectada a la resina durante un tiempo de 45 min. Y 1000 Kg. (870 l) de ácido (HCl) de 30% es diluido al 5% e inyectado a la resina durante un tiempo de 15 min.

Ciclo de servicio del lecho mixto es de 500000 m3.

La calidad del agua producto del lecho mixto (cada tren) es menor de 0,1 Mhmos. Y <5 ppb. De sílice.

El proceso de regeneración de este sistema y los parámetros de operación los podemos observar en los siguientes formatos:

PLANTA TRATAMIENTO DE CONDENSADO

REGENERACION

FILTRO CATIONICO

Tren N°: Grupo N°:

Contador m3: Operadores:

1er Paso: Lavado Inverso. Tiempo 30' De: Hasta:

2do Paso: Inyección de HCl. Tiempo 40' Caudal agua = 10.6 m3/h. Teórico. Real = m3/h. De: Hasta: Caudal ácido = 4000 l/h. Teórico. Real = l./h. De: Hasta:

3er Paso: Desplazamiento. Tiempo 40' Caudal agua = 10.6 m3/h. De: Hasta:

Presionar con (HCl)

4to Paso: Lavado. Tiempo:

Caudal: m3/h. - m < 0.5 mval/lDe: Hasta: 45' - m. = 50' - m. = 55' - m. = 60' - m. =

Fecha:

TRATAMIENTO DE CONDENSADO

REGENERACION

FILTRO CAMARA MIXTA

Tren N°: grupo N°

Contador antes: m3 después: m3 Operadores

1er Paso: Lavado inverso Tiempo 30' De: Hasta:

2do Paso: Inyección de soda (NaOH) Tiempo 45' De: Hasta: Caudal de agua teórico: 9.6 m3/h. Real = m3/h. Caudal Soda teórico: 1000 l/h. Real = lt./h.

3er Paso: Desplazamiento soda Tiempo: 90' De: Hasta: Caudal agua teórico: 9.6 m3/h. Real = m3/h.

4to Paso: Lavado 1 Tiempo 35' De: Hasta:

5to Paso: Inyección de HCl Tiempo 15' De: Hasta: Ácido = 4000 l/h. Real: lts/h

= 9.6 m3/h. m3/h.

= 10 m3/h. Real = m3/h.

6to Paso: Desplazamiento HCl Tiempo 15' De: Hasta: 9.6 m3/h

10 m3/h

7mo Paso: Lavado 2 Tiempo 25', Caudal: De: Hasta:

8vo Paso: Drenar. Tiempo 18' De: Hasta:

9no Paso: Mezclar con aire. Tiempo 20' De: Hasta:

10mo Paso: Llenado. Tiempo 8' De: Hasta:

11vo Paso: Lavado preconductividad. Tiempo 60' De: Hasta:

12vo Paso: Recirculación. Tiempo 100' De: Hasta:

Fecha:

Agua

Agua

2.3 PLANTAS PULIDORAS DE CONDENSADODE LAS UNIDADES #3, #4, Y #5

Los trenes de condensado de las unidades #3, #4 y #5, se diferencian de las plantas de las unidades #1 y #2 en que el tratamiento de condensado de efectúa en dos cambiadores (lecho mixto - UB41B010 Y UB42B010), uno de los cuales opera al 100% de su capacidad mientras que el segundo se regenera o esta en reserva.

El método de regeneración en estas plantas se diferencia de las unidades #1 y #2 en que la resina se regenera en unos filtros regeneradores de resina (UB61B010 Y UB62B010) este proceso se efectúa a través de una transferencia de resina entre los cambiadores (lecho mixto UB41B010 Y UB42B010) y el equipo regenerador cationico (UB61B0120)

Una vez que se efectúa la transferencia de la resina mezclada agotada del filtro cámara mixta (UB41B010) al regenerador cationico (UB61B010) se realizan las siguientes etapas de regeneración:

Regeneración Mecánica:

Este proceso se realiza con flujo de aire y agua. Y consiste en bajar el nivel de agua en el regenerador cationico (UB61B010) para permitir que el aire pueda pasar por la mezcla de agua y resina y se puedan desprender los productos de corrosión, luego se le hace un lavado en cocorriente para desplazar estos productos fuera del recipiente (también se conoce como proceso ABRO - Air Bump Rinse Operation) con una duración de 10min. Y se realiza en automático un mínimo de 15 veces según el grado de productos contaminantes.

Contralavado Para Separación de Resina:

Se le inyecta un flujo en contracorriente de 34 m3/h para la separación de la resina, la resina anionica con menor densidad se separa de la resina cationica hasta que se hayan formado dos capas distintas. Tiempo: 10 min.

Asentamiento:

Se dejan sedimentar las resinas separadas para reducir el arrastre de resina cationica al regenerador aniónico (UB62B010). Tiempo: 2 min.

Transferencia de Resina Anionica:

La resina anionica se transporta del equipo regenerador cationico (UB61B010) al regenerador aniónico (UB62B010).

Contralavado:

Las dos resinas separadas en cada uno de sus equipos regeneradores (UB61B010 y UB62B010) sé contra lavan simultáneamente con el fin de eliminar aún más los productos de corrosión y asegurar que la superficie de la resina este plana antes de la inyección de los productos químicos. Tiempo: 5min.

Inyección Soda Cáustica:

La soda es dosificada con un equipo inyector ajustado a un flujo de 1,6 m3/h (NaOH) y un flujo de agua de dilución de 22 m3/h, controlado con agua proveniente del ciclo o tubería de interconexión de los tanques de agua desmineralizada, logrando una concentración del 4%. Este paso culmina al vaciarse el tanque dosificador.

Desplazamiento Soda Cáustica:

El desplazamiento se hace con un flujo de agua de dilución 27m3/h hasta lograr una alcalinidad - P de 1 - 2 mequie/l o una conductividad de 250 - 500 micromhoms/cm. Tiempo: 5min.

Inyección de Amoniaco en el Regenerador Aniónico:

Se define como proceso de "AMMONEX" y es un método para hacer amoniacal la resina cationica con el fin de evitar la fuga de sodio. Ya que normalmente parte de la resina cationica es arrastrada por la resina anionica y parte de la resina anionica se queda atrás en la resina cationica durante la fase de separación y transporte. Ejemplo de la resina cationica:

R - H + NaOH R - Na + H2O

Esto causaría escape de sodio cuando la resina vuelve al servicio normal, con el proceso de "AMMONEX" se soluciona esta falla ya que convierte la resina en estado sódico a la forma amoniacal con hidróxido de amonio. Ver reacción:

R - Na + NH4OH R - NH4 + NaOHLa resina anionica estando presente en el equipo regenerador (UB61B010) se trata con ácido sulfúrico durante la inyección lo que no causaría problema alguno siempre que la resina haya sido lavada en forma adecuada.

La dosificación se efectúa con un eyector ajustando el flujo se amoniaco (NH4OH) a 540 l/h y un flujo dilución de agua a 27m3/h para lograr una concentración de 0.5 a 1%. El tiempo de inyección es de 20 min y la recirculación de 3 h.

Lavado de Amoniaco:

Se efectúa después de la inyección de amoniaco con un caudal de 27 m3/h. Se desplaza el amoniaco de la tubería y se lava la resina. Tiempo: 13 min.

Regeneración Mecánica (ABRO):

Bajada de nivel - barrido con aire - llenado - lavado (ídem al paso anterior)

Inyección de Acido:

El flujo es ajustado a 910 l/h de ácido con un inyector y el caudal de dilución a 31 m3/h para lograr una concentración de 2 a 4%.

Desplazamiento del Acido:

Se realiza el lavado de la tubería durante 5 min.

Lavado de Resina:

Se realiza con un flujo de 31 m3/h durante un tiempo de 45 min.

Regeneración Mecánica (ABRO):

Idem al paso anterior. Tiempo: 10 min. Se repite tantas veces de acuerdo a la necesidad del sistema.

Transporte de Resina:

Del regenerador aniónico (UB62B010) al regenerador cationico (UB61B010).

Lavado y recirculación:

Se lava hasta que la conductividad sea inferior a 1 micromhos/cm.

Transferencia de Resina:

Del regenerador cationico (UB61B010) al cambiador (UB41B010) ó (UB42B010).

Mezcla, Lavado y ajuste de Conductividad:

Esto se realiza en el cambiador (UB41B010) ó (UB42B010) y al ajustar la conductividad con un valor inferior a 1 micromhos se da por terminada la regeneración y queda disponible para operación el "Lecho Filtrante Mixto".

P. P. C. O. (Periodic - Presure - Correcting - Operation):

Este método se utiliza cuando aparece un alto diferencial de presión en el lecho mixto y consiste en un corto golpe de agua sobre la superficie del filtro (la resina) para eliminar las partículas de oxido metálico por el venteo del filtro. Este es un proceso automático que se realiza durante un tiempo de (2 a 3)segundos.

Neutralización:

La neutralización es un proceso automático y se inicia durante el transporte de resina del cambiador al regenerador. Del programa de regeneración. el principio es el mismo, que los procesos anteriores de tratamiento de agua explicados anteriormente.

ESPECIFICACIONES DE LA PLANTA

Rendimiento de la Planta:

Análisis del condensado a tratar:

A = Condición normal, calidad normal.

B = Condición máxima, con 50 l/h de fuga del condensador.

C = Condición máxima, con 300 l/h de fuga del condensador.

A B CPH a 25°C 8 - 9 8 - 9 8 - 9

Conductividad a 25°C 8 - 18 - -(micromhos/cm) (Incluido NH3)

Amoníaco como NH3 200 - 1.000 200 - 1.000 200 - 1.000(mg/m3)

Sodio como Na 590 11.800(mg/m3)

Hierro total como Fe 20 - 200 20 - 200 20 - 200(mg/m3)

Cobre como Cu 2 - 7 2 - 7 2 - 7(mg/m3)

Cloruro como Cl - 1.050 21.000(mg/m3)

Calidad del Condensado Tratado: ( < )

PH a 25°C 6.8 - 9 6.8 - 7.3 6.8 - 7.3

Conductividad a 25°C 0.1* 0.1* 0.2*(micromhos/cm)

Sílice como SiO2 5 10 10(mg/m3)

A B CSodio como Na 5 10 25(mg/m3)

Dióxido de Carbono como CO2 1(mg/m3)

Hierro total como Fe 5 5 10(mg/m3)

Cobre como Cu 3 3 10(mg/m3)

* A la salida del cambiador de Cationes.

CAPACIDAD DE LA PLANTA:

Caudal máximo a tratar por unidad 975 m3/h

Caudal normal a tratar por unidad 940 m3/h

Consumo de Reactivos por Regeneración:

Acido Sulfúrico 865Kg. 100% H2SO4

= (883Kg. 98% H2SO4)

Sosa Cáustica 576Kg. 100% NaOH = (1.150Kg. 50% NaOH)

Amoníaco 140Kg. 100% NH3

= (470Kg. 25% NH3)

Datos de regeneración:

M3/h Tiempo en minBajada de Nivel Regenerador - 7

Barrido de Aire Regenerador de Cationes - 1

Lavado de Arriba Abajo Regenerador de Cationes 45 2

Rellenado Regenerador de Cationes 45 5

Contralavado para Separación 34 10

Sedimentación - 3

Transporte de la Resina Anionica 50 20

Contralavado del Regenerador de Cationes 34 5

Contralavado del Regenerador de Aniones en Paralelo 14 5

Inyección de Sosa Cáustica 22 28

Lavado de la Tubería de Sosa Cáustica 22 5

Desplazamiento de Sosa Cáustica 27 30

Inyección de Amoníaco en el Regenerador de Aniones 27 20

Inyección de Amoníaco en el Regenerador de Cationes 27 40

Recirculación del Amoníaco 50 - 60 Variable

Lavado de Amoníaco - Regenerador de Aniones 27 13

Lavado de Amoníaco - Regenerador de Cationes 35 45

Bajada de Nivel - Regenerador de Aniones - 7

Barrido de Aire - Regenerador de Aniones - 1

Lavado de Arriba Abajo - Regenerador de Aniones 27 2

Rellenado del Regenerador de Aniones 27 5

Inyección de Acido 31 32

Lavado de la Tubería del Acido 31 5

Desplazamiento del Acido 31 47

Transporte de Resina del Regenerador de Aniones 50 20

Al Regenerador de Cationes

Bajada de Nivel para el Barrido de Aire - 7

Barrido de Aire - 10

Rellenado 45 5

Recirculación 45 -

EQUIPOS DE LA PLANTA

Cambiadores Para el Tratamiento de Condensado (UB41B010, UB42B010)

Cantidad: 2Diámetro: 3.400 mmAltura Cilíndrica: 1.600 mmPresión de Diseño: 16 BarPresión de Servicio: 15 BarTemperatura de Diseño: 60°CTemperatura de Servicio: 20 - 50°CResina Cationica por Unidad 5.4 m3 IR200CResina Anionica por Unidad 3.6 m3 IRA900C

Recipiente Regenerador de Cationes (UB61B010)

Cantidad: 1Diámetro: 2.200 mmAltura Cilíndrica: 4.400 mmPresión de Diseño: 6 BarPresión de Servicio 2 BarTemperatura de Diseño: 50°CTemperatura de Servicio: 40°C

Recipiente Regenerador de Aniones (UB62B010)

Cantidad: 1Diámetro: 1.700 mmAltura Cilíndrica: 3.200 mmPresión de Diseño: 6 BarPresión de Servicio: 2 BarTemperatura de Diseño: 50°CTemperatura de Servicio: 40°C

Tanque de Almacenamiento de Acido Sulfúrico (UH30B010)

Cantidad: 1

Diámetro: 2.000 mmLongitud Cilíndrica: 5.800 mmVolumen: 20 m3

Capacidad Máxima: 33.000 Kg. 98% por PesoDe H2SO4

Presión de Servicio: ATM

Tanque de Almacenamiento de Sosa Cáustica (UH10B010)

Cantidad: 1Diámetro: 2.000 mmLongitud Cilíndrica: 5.800 mmVolumen: 20 m3

Capacidad Máxima: 27.000 Kg. NaOH 50%Presión de Servicio: ATM

Tanque de Almacenamiento de Amoniaco (UH20B010)

Cantidad: 1Diámetro: 2.000 mmLongitud Cilíndrica: 5.800 mmVolumen: 20 m3

Capacidad Máxima: 16.000 Kg. NH4OH 25%Presión de Servicio: ATMTanque Dosificador de Acido (UH30B020)

Cantidad: 1Diámetro: 700 mmAltura Cilíndrica: 1.600 mmVolumen: 500 litrosPresión de Servicio: ATM

Tanque Dosificador de Sosa Cáustica (UH10B020)

Cantidad: 1Diámetro: 800 mmAltura Cilíndrica: 1.800 mmVolumen: 600 litrosPresión de Servicio: ATM

Tanque Dosificador de Amoniaco (UH20B020)

Cantidad: 1Diámetro: 700 mmAltura Cilíndrica: 1.600 mmVolumen: 500 litrosPresión de Servicio: ATMBombas de Lavado y Recirculación (UB83D010/UB84D010/UB85D010)

Cantidad: 3Caudal de Bomba: 60 m3/h a 2 BarMotor: 7.5kw con 1.750rpm

Bombas de Suministro de Acido (UH31D010/UH32D010)

Cantidad: 2Caudal de Bomba: 3 m3/h a 4 BarMotor: 3kw con 3.500rpm

Bombas de Suministro de Sosa Cáustica (UH11D010/UH12D010)

Cantidad: 2Caudal de Bomba: 3 m3/h a 4 BarMotor: 3kw con 3.500rpmBombas de Suministro de Amoniaco (UH21D010/UH22D010)

Cantidad: 2Caudal de Bomba: 3 m3/h a 4 BarMotor: 3kw con 3.500rpm

Bombas de Efluente (UL21D010/UL22D010)

Cantidad: 2Caudal de Bomba: 60 m3/ha2BarMotor: 7.5kw con 1.750rpm

Sopladores de Aire (UB01D010/UB02D010)

Cantidad: 2Capacidad por Soplador: 800Nm3/hPresión de Salida: 0.5 BarMotor: 22kw con 3.500rpm

2.4 PLANTAS DE DRENAJE DE CONDENSADODE LAS UNIDADES #3, #4 Y #5

Las plantas de drenaje de condensado tienen como función el tratamiento y recuperación de los drenajes del agua tratada que se desprende de la caldera, tanque alimento, precalentadores de alta presión y otro flujo que pueda ser tratado y recuperados a través de este sistema, estas unidades solo fueron instaladas en las unidades #3, #4 y #5. Ya que no se incluyeron en el diseño de las unidades #1 y #2.

La planta esta constituida por un prefiltro y una unidad de cámara mixta. El prefiltro se utiliza para remover la materia en suspensión contentiva en el condensado, esta unidad es un filtro tipo premezcla que utiliza polvo de celulosa (solca - floc - que no contiene ninguna clase de impurezas) como auxiliar filtrante. Los elementos del filtro son del tipo tubular y el material es de carbón esta diseñado para un eficiente tratamiento a un régimen alto de flujo en área de filtración reducida.

El filtro cámara mixta de condensado, sé prevee para remover una pequeña cantidad de sales disueltas contentiva en el condensado.

CONDICIONES DE OPERACIÓN DE CADA PLANTA

1.- Dos (2) prefiltros por planta.Flujo de servicio: 50 m3/hTiempo de servicio: 24 h x 5 días/ciclo.Tiempo de regeneración: 1,5 h.

2.- Filtro Cámara Mixta.Flujo de servicio: 50 m3/h.Tiempo de servicio: 24 h x 7 días/ciclo.Tiempo de regeneración: 3 h.Ciclo de producción: 8.400 m3/ciclo.

3.- Especificaciones de la calidad del condensado.Conductividad: 0,45Mhmos.Hierro total (Fe): 20 - 2000ppb.Total de cobre (Cu): 5 - 20ppb.Sílice (SiO2): 20 - 200ppb.Amoniaco: 250 - 2000ppb.

Material suspensión: 10 - 4000ppb.Aceite: N/D.Temperatura máxima: 55° C.Temperatura diseño: 80° C.T. D. S. 1000ppb.Total aniones: 1200ppb.Total cationes: 6900ppb.

4.- Calidad del agua tratada del filtro cámara mixta.Sodio (Na+): <5ppb.Sílice (SiO2): <5ppb.Conductividad: <0,2Mhmos/cm.Hierro total (Fe): <50ppb.Cobre total (Cu): <4ppb.

5.- Cantidad y tipo de resina.Amberlite - 200 = 1000 l.Amberlite - IRA - 900 = 500 l.

6.- Cantidad de regenerante.6.1. Solca - floc: 14kg/ciclo por unidad.6.2. Ácido sulfúrico (H2SO4 - 98%) 350kg/ciclo.6.3. Soda cáustica (NaOH - 100%) 232kg/ciclo.

7.- Tanques recolectores de condensado.Tanque (NB - 20) de la unidad #1 (Idem U #2): 50m3

Tanque (RK - 30) de la unidad #3 (Idem U #4 y #5): 58m3

Estos reservorios están comunicados con una tubería de interconexión, con la cual se trata el condensado de las unidades #1 y #2 a través de plantas de drenaje de condensado de la unidad #3 (ó U #4 y #5).

GASTO AGUA DESMINERALIZADA EN REGENERACION

Pasos Planta # 3 UC Idem 4 y 5 UC (m3)Retrolavado 2,6Asentamiento ---Precalentamiento 0,53Inyección Soda 1,93Inyección Acido 2,70Desplazamiento 2,81Lavado 4,0Drenaje 2,5Mezcla ---

Llenado 4,2Soplado 16,7Total 37,97

2.5 DESCRIPCION DE LOS PROCESOS DE TRATAMIENTODE AGUA DESALINIZADA

1. Desalinización por ósmosis inversa con membranas tipo fibra hueca:

El sistema consiste en dos plantas desalinizadoras existentes en Planta Centro, las cuales operan con equipos independientes, pero que se alimentan por una sola tubería, la cual transfiere el agua de mar proveniente del canal de toma del complejo termo eléctrico.

Las plantas están subdivididas en tres secciones:

a) Sección de Pretratamiento.b) Sección de Osmosis Inversa.c) Sección de Osmosis Inversa Secundaria.

En la sección de pretratamiento el agua de mar es clorinada por medio de un generador de hipoclorito y tratada con sulfato ferroso y polielectrolito (los cuales actúan como coagulantes y floculantes) las finas partículas coloidales formadas, son luego filtradas en una batería de seis (6) filtros de gravedad. Esta agua filtrada es después bombeada a una etapa de seis (6) filtros de presión.

Previo a la entrada al sistema de osmosis inversa primaria el agua filtrada es tratada con una dosis de bisulfito de sodio para remover cualquier exceso de cloro residual y con ácido sulfúrico para ajustar el PH a valores entre 6,5 a 7.

La sección de osmosis inversa primaria esta formada por cinco (5) trenes de membranas de osmosis inversa tipo B-10 de la compañía Dupont; un total de 250 cilindros de membranas trabajan en paralelo (50 cilindros por tren) a una presión de operación promedio de 60 Kg/cm 2 y a una rata de conversión del 30%.

Cinco (5) filtros micrométricos (5 micrones) localizados antes de las bombas booster de alta presión, de cada tren eliminarán la posibilidad de entrada de sólidos no disueltos a las membranas, que pudiesen encontrarse en el agua de mar pretratada. Las bombas booster primarias son del tipo vertical de 12 etapas para operar a un caudal de 1.700 l/min. y generar una presión total de 120 Kg/cm2.

El agua producto de la sección osmosis inversa primaria; La cual no debe tener un contenido de sólidos disueltos no mayor de 1.000 ppm, pasa a través de un desgasificador instalado en línea para luego ser almacenada en un tanque de concreto de 1.000 m3, el cual alimenta la sección de osmosis inversa secundaria.

La sección de osmosis inversa secundaria esta subdividida en tres (3) trenes, cada uno alimentado a través de bombas de alta presión (30Kg/cm2) y protegidos por filtros micrométricos (5micrones) colocados previos a las bombas. Los cilindros de membranas de osmosis inversa secundaria tipo B-9 (marca Dupont) de cada tren, están organizados en tres etapas, las cuales trabajan en una secuencia tal que; el rechazo de la primera etapa sirve de alimento a la segunda, y el de la segunda sirve de alimento a la tercera, un total de 21 permeadores conforman cada tren, los cuales operan a una rata de conversión del 85% produciendo agua con una concentración total de sólidos disueltos (T.D.S) menor de 100 ppm.

Una porción del agua producto del sistema secundario es mezclada con agua producto del sistema primario para producir agua con una concentración de sales no mayor de 500 ppm, la cual es utilizada como agua potable en el complejo termo eléctrico. La capacidad de cada planta es de 37,5 l/s de los cuales 30 l/s es el agua cruda que es almacenada en tanques de 7.500 m 3 de capacidad para alimentar las plantas desmineralizadoras de intercambio iónico y el resto de la producción es de agua potable para el consumo humano.

2. Desalinización por osmosis inversa con membrana tipo espiral.

Se diferencia del sistema fibra hueca, en que no se requiere de la segunda etapa de membrana B-4 y que la estructura de sus capas están arrolladas en forma espiral, mientras que la anterior es de tipo tubular.

3. Desalinización de agua de mar por destilación a baja temperatura y vacío.

Las unidades de desalinización a baja temperatura son fabricadas por la empresa internacional I.D.E TECHNOLOGES L.T.D. y su nombre comercial es AQUAPORT. Este tipo de proceso se ofrece en dos variantes: por compresión mecánica de vapor (C.M.V.) y destilación de múltiple efecto (D.M.E.)

3.1. Compresión mecánica de vapor (C.M.V.).

Cuando la fuente de alimentación disponible es la electricidad de la red de alimentación o un generador diesel, se escogen unidades C.M.V., porque utilizan condensadores de elevada eficiencia de evaporación en configuraciones de efecto único o múltiple.

Principios de operación: El agua marina es pretratada con una dosis mínima de aditivo inhibidor de incrustaciones y pasa por un intercambiador de calor; donde se recupera el calor de las corrientes de descarga de salmuera y producto.

El agua de mar se mezcla con salmuera recirculada y se rocía sobre la parte exterior del haz de tubos horizontales de transferencia de calor a un ritmo justamente suficiente como para crear películas de liquido continuas y finas. El compresor proporciona, a través de su succión, una presión inferior a la presión de equilibrio de la salmuera y parte de esta misma se evapora. Después de pasar por un desnebulizador para eliminar l arrastre de gotas, el vapor se comprime y se descarga al interior de los tubos, donde se condensa, suministrando el calor latente requerido para el proceso de evaporación.En unidades grandes, que pueden contener dos o tres efectos, el compresor retira el vapor del último efecto (el de menor temperatura) y lo comprime llevándolo al primer efecto (el más caliente), donde se condensa el vapor generado; en éste efecto fluye al interior de los tubos del segundo efecto y se condensa dando su calor a la salmuera de este efecto. En el caso de una planta de tres (3) efectos, el proceso de condensación - evaporación se repite por tercera vez dando una calidad de sólido disuelto (T.D.S.) de 1 a 5 ppm, y la salmuera concentrada se extraen por bombeo, después de intercambiar su calor con la alimentación.Los gases no condensables (G.N.C.) se concentran primero en un condensador auxiliar y luego se descargan mediante una bomba de vacío, que sirve para producir vacío inicial en toda la planta, la capacidad por unidad puede ser hasta de 3.000 m3/día.

CONDICIONES QUÍMICAS DEL AGUA DEL SISTEMADESALINIZADA POR OSMOSIS INVERSA.

1) Alimentación del agua de mar.2) Entrada a la primera etapa de osmosis inversa. (B-10)3) Salida de la primera etapa (B-10)4) Salida de la primera etapa (B-10) (desgasificada)5) Salida de la segunda etapa. (B-9) (secundaria)

Sustancia SímboloPpm (mg/l) como CaCO3

1 2 3 4 5Calcio Ca++ 1080 1080 5 5 03Magnesio Mg++ 5620 5620 29 29 1,2Sodio Na+ 23679 23679 358 358 37,1Potasio K+ 864 864 12 12 1,2Total Cationes --- 31243 31243 404 404 39,8Bicarbonato HCO3

- 153 73 20 20 3,0Carbonato CO3

- --- --- --- --- ---Hidróxido OH- --- --- --- --- ---Fosfato PO4

- --- --- --- --- ---Cloruros Cl- 28050 28050 367 367 36,2Sulfatos SO4

═ 3040 3120 17 17 0,6Nitratos NO3

- --- --- --- --- ---Total Aniones --- 31243 31243 404 407 39,8Dureza Total --- 6700 6700 34 34 1,5Alcalinidad --- 153 73 20 20 3,0Dióxido de Carbono CO2 3 74 74 5 5,0PH --- 8 --- --- --- ---C.O.D. --- 5 a 7 --- --- --- ---B.O.D. --- 15 a 17 --- --- --- ---T.D.S. --- 36387 36366 483 483 49Turbidez (NTU) --- --- 1 --- --- ---S.D.I. --- --- 3 --- --- ---Sólidos Suspendidos --- 1240 --- --- --- ---Color Aparente --- 3 5 --- --- ---Temperatura --- 26 - 29 --- --- --- ---

3.2. Proceso de destilación de múltiples efectos. (D.M.E.)

Las plantas D.M.E., utilizan condensadores de evaporación de tubo horizontal y película descendente en una serie de disposiciones para producir, mediante pasos repetidos de evaporación y condensación cada uno de ellos a una menor temperatura y presión, una cantidad múltiple de destilado a partir de una cantidad dada de vapor motriz. El agua marina entrante sé desairea y precalienta en el condensador de rechazo de calor y luego se divide en dos corrientes; una vuelve al mar en forma de descarga refrigerante y la otra se convierte en la alimentación del proceso de destilación. La corriente de alimentación es pretratada con un aditivo inhibidor de incrustaciones y es introducida en el grupo de efecto de recuperación de calor de menor temperatura. Un sistema de toberas rociadoras las distribuyen sobre las hileras superiores de los tubos en cada efecto, donde fluye en forma de finas películas por cada grupo de tubos; parte del mismo se vaporiza a medida que absorbe el calor latente liberado por la condensación de vapor dentro de los tubos, la alimentación remanente, ahora levemente concentrada es bombeada al próximo grupo de efectos, que operan a temperaturas más elevadas. Allí se repite el proceso de rociado y evaporación.

La alimentación remanente se vuelve a bombear hacia delante, hasta que sale del grupo de efectos más calientes en forma de salmuera concentrada. El vapor de entrada es alimentado al interior de los tubos del efecto más caliente. Se condensa, dando su calor al agua de mar que fluye por la superficie exterior de los tubos, mientras la condensación tiene lugar en el interior de los tubos, se produce una cantidad casi igual de vaporación en el exterior. Después de pasar por el separador de gotas de salmuera para mantener la pureza del destilado, el vapor se introduce en los tubos del próximo efecto, que opera a menor temperatura y presión.

El proceso de evaporación - condensación se repite a lo largo de toda la serie de efectos, cada uno de los cuales contribuye una cantidad significativa de destilado adicional. El vapor del último efecto pasa al condensador de rechazo de calor por medio del agua de mar de enfriamiento.

El condensado del primer efecto se recoge y parte del destilado es retornado al generador de vapor, es exceso sobre la cantidad original de vapor motriz se introduce en la primera de una serie de cámaras especiales, cada una está conectada mediante conductos a la sección de condensación más fría de próximo efecto. Parte del destilado se evapora súbitamente, refrigerando la corriente del producto remanente, a la vez que disuelve el calor emitido al cuerpo principal de los efectos de recuperación de calor. La corriente de producto es descargada y evaporada súbitamente en etapas sucesivas. El calor cedido aumenta la eficiencia total del proceso.

El destilado refrigerado es descargado finalmente para su almacenamiento por la bomba de descarga del producto. Los gases no condensables (G.N.C.) se extraen de cada tubo y fluyen colectivamente de un efecto al siguiente; Eventualmente se concentran en el extremo más frío y son evacuados por una bomba de vacío mecánica. En la siguiente tabla se hace mención de las condiciones operativas de dos (2) Plantas Desalinizadoras a baja temperatura (DME) de 2220

Tn/día cada una propuesta a CADAFE por una empresa especialista internacional en este tipo de proceso.

CONDICIONES OPERATIVAS DE DOS PLANTAS DESALINIZADORASDE DESTILACION MULTIEFECTO (DME)

Numero de Unidades --- 2Capacidad Total Planta m3/día 4440Numero de Efecto --- 4Largo de la Planta m 25Altura de la Planta m 9,0Ancho de la Planta m 6,5Area Mínima por Unidad m x m 30 x 12Peso por Unidad Ton 150Flujo Alimento por Unidad M3/h 325Presión Alimento por Unidad Bar 2,0Máxima Temperatura Alimento por Unidad °C 30Concentración de Alimentación %TDS 3,7Flujo de alimentación al Condensador M3/h 305Flujo de Alimentación al Evaporador M3/h 215Flujo de Gases no Condensables (NCG) M3/h 20Flujo de Producto M3/h 92,5Presión de Producto Bar 2,0Temperatura Producto °C 55Salinidad Máxima Producto Ppm (TDS) 2Conversión %producto/alimento 43Condensado de Retorno Ton/h 16Temperatura de Retorno °C 70Presión Retorno Bar 3,0Flujo de Rechazo Ton/h 122,5Presión de Rechazo Bar 2,5Salinidad de Rechazo %TDS 6,5Temperatura de Rechazo °C 56Rechazo Agua de Enfriamiento Ton/h 232,5Temperatura Rechazo de Enfriamiento °C 45Presión de Rechazo de Enfriamiento Bar 2,5Consumo de Energía Eléctrica Kw/h/m3 1,25Kilovatios requeridos por Planta Kw 125Presión de Vapor Bar 14Flujo Vapor Unidad Ton/h 22Aire Instrumentación CFM 20

2.6 SISTEMA DE SUMINISTRO DE AGUA CRUDA

Las fuentes de suministro con que ha contado Planta Centro para soportar su proceso productivo han sido las siguientes:

1.- SISTEMA PEQUIVEN: Planta Centro cuenta con una estación de bombeo con dos (2) bombas verticales de capacidad de 15 l/s cada una, y una aducción de ocho (8") pulgadas de seis (6) kilómetros de largo, la cual esta ubicada en la planta de tratamiento PEQUIVEN. El suministro real de agua potable de esta fuente era de 20 l/s por los efectos de las perdidas durante la trayectoria de la aducción. La empresa PEQUIVEN dejó de prestar este servicio a Planta Centro desde el año 1.998 por ampliación de sus instalaciones.

2.- PLANTA DESALINIZADORA # 1 Y # 2: El funcionamiento de estas unidades, inicialmente fue exitoso, en el sentido de que la mejor calidad del agua producto permitió el aumento de la eficiencia en las plantas desmineralizadoras, pero a pesar de estos aspectos positivos, los costos de producción ha limitado la operación continua sujeta a las frecuentes reposiciones y disponibilidad de repuestos de importación, productos químicos, etc. lo que mantiene fuera de servicio e indisponible la planta desalinizadora # 1 desde el año 1.993 y la unidad # 2, desde el año 1.996.

3.- SISTEMA HIDROCENTRO: La empresa HIDROCENTRO esta en capacidad de suministrar hasta 96 l/s (250.000 m3). Sin embargo según diseño, el gasto promedio de agua tratada en los diferentes procesos de Planta Centro; para las cinco (5) unidades generadoras y consumo humano es el siguiente:

AGUA DESMINERALIZADAREQUERIMIENTO DE

AGUATRATADA m3/mes

Purga Caldera 102620

Pruebas Hidráulicas y sistema(VGeic)

612

Consumo Agua Regeneración 17100

Total Agua Desmi 120332

Agua Potable 8977

Total Agua Tratada 129309

4.- SISTEMA DE ALMACENAMIENTO Y MANEJO DE AGUA CRUDA:

ALMACENAMIENTO PARA EL PROCESO PRODUCTIVO:Cuatro (4) tanques de 7.500 m3 c/u = 30.000 m3

Dos (2) tanques de 35.000 m3 c/u = 70.000 m3

Cuatro (4) tanques de 1.000 m3 c/u = 4.000 m3

104.000 m3

ESTACIONES DE BOMBEO PARA EL PROCESO PRODUCTIVO:Tres (3) bombas de: 216 m3/h c/u.Presión de descarga: 5 Bar.Tensión de operación: 440 Voltios.Corriente del motor: 58 AMP.Potencia: 48 HP.

ALMACENAMIENTO PARA EL CONSUMO HUMANO:Dos (2) tanques de agua potable de: 2.000 m3 c/u.Un (1) tanque de: 1.000 m3

Total de almacenamiento: 5.000 m3

ESTACION DE BOMBEO PARA TANQUE PISOMETRICO ZONA RESIDENCIAL SISTEMA A:Tres (3) bombas de: 75 m3/h c/u.Presión descarga: 5 Bar.Tensión de operación: 440 Voltios.

SITEMA B:Tres (3) bombas de: 150 m3/h.Presión descarga: 5 Bar.Tensión de operación: 440 Voltios.Corriente de operación: 68 AMP.

SISTEMA HIDRONEUMATICO DEL EDIFICIO ADMINISTRATIVO: Cuatro (4) bombas de: 260 l/min. c/u. Presión de descarga: 5 Bar. Tensión de operación: 220/440 Voltios.Cuatro tanques "JIMBOX" con membranas de 200 l C/u.Dos filtros de grava y carbón activo con capacidad de tratar 150 l/min. los volúmenes de cada lecho filtrante son los siguientes: Carbón activo: 12 pie3

Grava # 3: 1 pie3

Grava # 4: 3 pie3

Grava # 5: 4 pie3

La regeneración de cada filtro debe realizarse una vez por día.El sistema se alimenta de un tanque de concreto de 1.000 m3, el cual se surte del agua proveniente de HIDROCENTRO, esta estación suministra agua a los siguientes usuarios.

Comando Guardia Nacional y Dpto. Seguridad Industrial. Alcabala Sur. Trailer del Sindicato, División de Ingeniería y Construcción y Dpto. Adiestramiento. Edificio Administrativo y Club Planta Centro.

PLANTA TRATAMIENTO SANCHON:

Se le da este nombre porque originalmente trataba el agua proveniente del río Sanchón. El sistema esta compuesto por cuatro (4) filtros con una capacidad de filtración total de 70 LPS y caudal máximo de 90 LPS tienen la propiedad de eliminar material en suspensión del agua tales como: lodos, hierro férrico, etc.

ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA:Caudal del sistema: 70 LPS.Presión máxima: 4,9 Kg/cm2

Presión mínima: 2,1 Kg/cm2

Rata de flujo de diseño por filtro: 15 -22 LPS.Rata de flujo de retrolavado: 21 LPS.

VOLUMEN DEL LECHO FILTRANTE POR CADA UNIDAD:Grava # 3: 17 pie3

Grava # 4: 20 pie3

Grava # 5: 11 pie3

Carga arena: 21 pie3

Carga antracita: 33 pie3

DIMENSIONES DE CADA FILTRO:Diámetro (Ø): 66" pulgadas.Altura cilíndrica: 54" pulgadas.

El agua proveniente de HIDROCENTRO se le hace un pulimento a través de este sistema y el producto se almacena en los tanques de almacenamiento de agua cruda.

2.7 COSTOS DE PRODUCCION DEL SUMINISTRODE AGUA EN PLANTA CENTRO

El costo de producción de suministro de agua tratada sé esta considerando en dos formas, primero se toman en cuenta los costos de producción del agua cruda y segundo todos los costos de producción del agua desmineralizada.

Para los efectos de costos de producción se están valorando los costos asociados a HIDROCENTRO como única fuente de suministro de Planta Centro (para febrero 2.002) y también se consideró las opciones de las plantas de desalinización por osmosis inversa (O.I.) y desalinización a baja temperatura efectos múltiples. (D.M.E.) como una referencia de costo de producción comparativa.

VOLUMENES DE AGUA CRUDA A PRODUCIR POR CADA OPCION DE SUMINISTRO:

Tomando como base de producción de agua cruda el volumen de agua desmineralizada demandada por el proceso productivo (103.232 m3/mes para cinco unidades en servicio) más el consumo de agua potable (8.977 m3/mes), y el agua de regeneración (rechazo) según cada fuente, este gasto va a depender de la calidad del agua producto de cada sistema.

CUADRO # 1CARGA IONICA DE CADA FUENTE

Fuente Suministro Calidad Agua Alimentación (ppm) Calidad Agua Producto (ppm)Hidrocentro 220 220Desalinización (O.I.) 62.500 8Desalinización (D.M.E) 62.500 2

CUADRO # 2REQUERIMIENTOS DE AGUA PARA LAS DIFERENTES FUENTES

DE SUMINISTRO

Requerimiento de aguaTratada m3/mes

HIDROCENTRO OSMOSIS INVERSADESTILACION MULTIEFECTO

Agua desmineralizada para:- Purga Caldera 102.620 102.620 102.620Pruebas Hidráulicasy sistema (VG e IC)

612 612 612

- Consumo agua regeneraciónPlanta tratamiento UA

17.100 600 150

- Total Agua DEMI 120.332 103.832 103.832- Agua Potable 8.977 8.977 8.977Total Agua Tratada 129.309 112.809 112.359

NOTA: El empleo de la fuente D.M.E. posibilita un ahorro en la producción de agua hasta de 32 T/h, producto de la reutilización del vapor recuperable de las purgas de las calderas al considerarse la mezcla del condensado de este vapor una vez aprovechado su contenido calorífico dentro de la D.M.E. es de 112.359 m3/mes, de los cuales 89.319 m3/mes serian propiamente producidos por esta planta y los restantes 23.040 m3/mes (32 T/h) resultarían del condensado recuperado de la alimentación a la D.M.E.

1. COSTOS DE PRODUCCION DEL AGUA CRUDA ASOCIADO AL SUMINISTRO DE HIDROCENTRO

Los factores de costo a considerar a la fuente de HIDROCENTRO son los gastos de operación y los correspondientes a las tarifas de adquisición de agua.

COSTO DE OPERACION:

La practica operativa de Planta Centro exige un cuarto del tiempo del operador por turno para supervisar la aducción de este sistema.

El operador que realiza este trabajo es de clasificación "C" y tiene un salario promedio mensual de Bs. 780.044,00 (se incluyen todos los beneficios hasta febrero 2.002).

COSTO POR APLICACIÓN DE TARIFA DE ADQUISICION DE AGUASUMINISTRADA POR HIDROCENTRO

CADAFE Planta Centro paga una tarifa actual de 851 Bs./m3 de agua industrial si el consumo es inferior a 155.520 m3/mes, más un sexto (1/6) fijo de la dotación (155.520 m3/mes) igual a Bs. 22.057.920 para un costo total mensual de Bs. 132.099.879 equivalente a 1.022 Bs./m3 de agua tratada.

CUADRO # 3COSTO UNITARIO POR PRODUCCION DEL AGUA CRUDA

De las fuentes considerada en esta evaluación económica

FactoresProducción

HidrocentroDesalinizaciónOsmosis Inversa

DesalinizaciónDestilación Multiefecto

Consumo de Energía 213 50

Operación 6 90 32

Productos Químicos 109 53

Mantenimiento 294 18

Depreciación de la Inversión

146 255

Tarifa Hidrocentro 1.022

Costo Total 1.028 720 408

El volumen base utilizado en esta evaluación económica es igual al demandado propiamente por el proceso productivo en forma de agua desmineralizada (103.232 m3/mes) más el requerido en la misma forma para las regeneraciones asociadas a las plantas desmineralizadoras (cuadro #1) dependiente de la fuente de suministro considerada, más el volumen de agua potable (8.977 m3/mes).

Esta información fue tomada del estudio del PROYECTO PLANTA DESALINIZADORA realizado en Planta Centro, el cual fue valorado a un precio dólar 609 Bs./US $ y actualizado en este curso a precio de mes de febrero 2.002 de 1.050 Bs./US $.

Del resumen del cuadro anterior se tiene que las opciones del proceso de desalinización arrojan valores más económicos del metro cubico de agua cruda que la fuente de HIDROCENTRO.

COSTO DE PRODUCCION DEL AGUA DESMINERALIZADADE LAS FUENTES DE SUMINISTRO

Se toma como base de producción el volumen de agua desmineralizada demandada por el proceso productivo (103.232 m3/mes), más el adicional requerido por cada opción de suministro para producirlo, que se gasta como agua de rechazo en las regeneraciones de las plantas desmineralizadoras tal como se indican en el cuadro # 2.

GRADO DE UTILIZACION DE LAS PLANTASDESMINERALIZADORAS

FuentesCargaAnionicaPpm Ca(CO3)

Cargaiónicameq/l

VolumenPor Ciclom3/ciclo

N° Reg/mes

VolumenRegene(m3/mes)

N°CicloPlantaCiclo/mes

N° PlantasEn servicio

DuraciónDe un ciclo

Hidrocentro 112 2,24x10-3 964 127 19.023 48 2,65 15,05

DesalinizaciónOsmosis inv.

4 0,08x10-3 27.000 4 600 2,11 1,82 340,50

DesalinizaciónD.M.E.

1 0,02x10-3 108.000 1 150 0,53 1,80 1353

2. DETERMINACIÓN DE LOS COSTOS DE PRODUCCIÓN DEL AGUA DESMINERALIZADA DE LAS FUENTES DE SUMINISTRO

2.1.- ENERGIA ELECTRICA:

Según los registros mensuales el consumo de energía eléctrica para cinco (5) plantas desmineralizadoras es de 252.000 KWH/mes a un precio CADAFE de 41,19 Bs./KWH. Los costos de energía están en función del numero de plantas que requieran estar en servicio para producir el agua desmineralizada para el proceso productivo.

FuentesConsumo porPlanta

N° Plantaen Servicio

ConsumoKWH/mes

CostoBs./mes

Bs./m3.

Hidrocentro 70KW 2,65 133.560 5.501.336 45Osm. Inv. 70KW 1,82 91.728 3.778.276 36D.M.E. 70KW 1,80 90.720 3.736.757 36

2.2. - PERSONAL OPERATIVO:

Este parámetro es variable y depende de la calidad del agua alimentación de la fuente que alimente a las Plantas Desmineralizadas. El salario de un operador de clasificación "A" es de 881.431 Bs./mes.

Fuentes N° operadores Costo Operación Bs./mes Bs./m3.Hidrocentro 20 1.7628.620 147Osmosis Inversa 10 8.814.310 85D.M.E. 2 1.762.862 17

2.3 - PRODUCTOS QUIMICOS:

El consumo de químicos se cuantifican por la cantidad de regeneraciones (ciclos) que requiere para producir los 103.232 m3.

Fuentes N° RegeneracionesCosto de unaRegeneración (Bs.)

Total Productos químicos (Bs./mes)

Bs./m3.

Hidrocentro 134 110.330 14.784.220 123Osmosis Inversa 4 110.330 441.320 4,25D.M.E. 1 110.330 110.330 1,10

2.4 - MANTENIMIENTO:

MANO DE OBRA:

Sé esta considerando 300 hr. - hombre/mes para las cinco (5) Plantas de Tratamiento, a un costo promedio de 3.000Bs/hr.- hombre equivalente a 900.000 Bs./mes, resultando para la fuente de Hidrocentro = 7,36 Bs/m3 Osmosis Inversa = 8,67 Bs./m3 y D.M.E. = 8,71 Bs/m3.

REPOSICION DE CARBON ACTIVO:

El costo de carbón activo para cinco (5) plantas de tratamiento es de Bs. 42.000.000 con un tiempo de reposición de dos (2) años. En este costo solo se incluye a Hidrocentro, ya que la calidad de agua producto de los procesos de Osmosis Inversa y D.M.E. no requieren de este insumo. La relación de costo es de 14,5 Bs/m3.

REPOSICIÓN DE RESINA:

El agua producto de Hidrocentro es contentiva de elementos contaminantes como hierro y materia orgánica, lo cual interfiere en la vida útil de la resina. Por lo tanto, se está tomando un tiempo de reposición de cinco (5) años y quince (15) años para la Osmosis Inversa y D.M.E. Por tener mejor calidad de agua producto. El precio total de resina (anionica, cationica) para cinco (5) plantas de tratamiento de agua es de Bs. 87.841.625; equivalente a 12,18 Bs./m3 para la fuente Hidrocentro, 4,70 Bs/m3 para Osmosis Inversa y D.M.E.

COSTO TOTAL DE MANTENIMIENTOPARA CADA SUMINISTRO

Fuentes Bs/m3

Hidrocentro 34,04Osmosis Inversa 13,37

D.M.E. 13,41DEPRECIACIÓN DE EQUIPO:

La inversión inicial para las plantas desalinizadoras de las unidades #1 y#2 es de US $ 1.744.186 y de las unidades #3, #4 y #5 de US $ 3.488.372 total: US $ 5.232.558. (equivalentes a Bs. 5.494.185.900).

Fuentes Bs./m3

Hidrocentro 190Osmosis Inversa 220

D.M.E. 220

COSTOS UNITARIOS TOTALES DE PRODUCCIONDEL AGUA DESMINERALIZADA DE LAS

DIFERENTES FUENTES DE SUMINISTROS (Bs./m3)

Factores Hidrocentro Osmosis Inversa D.M.E.Costo Agua Cruda 1028 720 408Energía Eléctrica 45 36 36

Personal Operativo 147 85 17Productos Químicos 123 4,25 1,10

Mantenimiento 34,04 13,37 13,41Depreciación Equipos 190 220 220

Costo Promedio 1567 1.078,62 695,51

CAPITULO III

3.1 FUNDAMENTO TEORICODEL CARBON ACTIVO

Para comprender mejor como es que el carbón activado efectúa su función es conveniente analizar primero que es un proceso de absorción (el cual los átomos en la superficie de un sólido, atraen y retienen moléculas de otros compuestos, estas fuerzas de atracción son conocidas como "fuerzas de VAN DER WAALS" mientras mayor área superficial disponible tenga un sólido, mejor absorbente podrá ser)

El carbón activado es un producto que posee una estructura reticular similar a la del grafito; es extremadamente poroso y puede llegar a desarrollar áreas superficiales del orden de 1,5 m2 por gramo de carbón. Todos los átomos de carbono en la superficie de un cristal son capaces de atraer moléculas de compuestos que causan color, olor o sabor indeseable; la diferencia con un carbón activado consiste en la cantidad de átomos en la superficie disponible para realizar la absorción o sea consiste en "multiplicar" el área superficial creando una estructura porosa.

Es importante aclarar que el área superficial del carbón activado es interna, simplemente para dar una idea clara la magnitud de la misma, por ejemplo: si un grano de carbón en trozo lo molemos muy fino para incrementar su superficie, como resultado un área aproximada de 3 a 4 m2, en cambio, al activar el carbón logramos multiplicar de 200 a 300 veces este valor.

Existen básicamente dos (2) procesos a través de los cuales se puede lograr la activación.

1.- PROCESO FISICO:

Consiste en carbonizar la materia prima y posteriormente oxidarla en presencia de vapor a una alta temperatura (900 a 1.000°C).

2.- PROCESO QUIMICO:

Consiste en mezclar la materia prima con algún químico (cloruro zinc ó ácido fosfórico), y carbonizar la mezcla a una temperatura de entre 400 y 500°C.

TIPOS DE CARBON ACTIVO:

Cualquier material con alto contenido de carbono es susceptible de activarse; sin embargo, las materias primas más frecuentemente utilizada para fabricar carbón activo son:

Madera Lignito Hulla bituminosa Cascara de coco Bagazo de frutas Turba

CLASIFICACION DE LOS CARBONES ACTIVADOS:

Las propiedades más importantes en la selección de un carbón son el diámetro de los poros y las características de los mismos, los poros de un carbón activado se clasifican en tres, de acuerdo a su tamaño:

MICROPOROS:

Son poros con un radio de 20 A° y son los que más áreas proporcionan, son útiles para absorber las moléculas muy pequeñas, generalmente presentes en purificaciones de gases.

POROS MEDIOS:

Los poros medios están en el rango de 20 - 500 A° su contribución al área total es menor que los microporosos, su tamaño le permite absorber moléculas grandes que por lo general están presentes en purificación de liquido.

MACROPOROSOS:

Casi no contribuyen al área total de un carbón pero su importancia radica en que actúan como vías de accesos a los poros medios y microporosos, afectando la velocidad de difusión de las impurezas en el carbón.

El tamaño de los poros y el área total se miden utilizando los siguientes índices:

INDICE DE IODO.INDICE DE MELAZA.INDICE DE AZUL DE METILENO.INDICE DE TETRACLORURO DE CARBONO.INDICE DE BUTANO.

Estos índices nos dan una idea de que tan fácil se absorben las moléculas de distintos tamaños, o sea del tipo de poros que tiene un carbón. Normalmente es difícil que un carbón tenga poros de un solo tamaño, lo que tiene es una determinada distribución.

Cuando la media se inclina hacia los microporos se dice que el carbón es de "fase gaseosa"; en lo contrario, el carbón será de "fase liquida".

Resulta obvio que para que un compuesto sea absorbido por el carbón activado sus moléculas deben penetrar los poros del mismo, en consecuencia, los poros del carbón deben tener un diámetro mayor que el de las moléculas de las impurezas.

APLICACIONES INDUSTRIALES:

La utilización del carbón activo puede ser dividida en dos grandes categorías según su aplicación:

FASE LIQUIDA:

Decoloración, depuración y desodorización: del agua potable y tratamiento de aguas residuales.

Purificación de productos químicos: sodio, glicerinas, ácido cítrico, lácticos, derivados orgánicos y diversas sales.

Tratamiento de solventes: tetracloruros de carbono, sulfuro de carbono, tricoletireno, etc.

Preparación y purificación de productos farmacéuticos: antibióticos, alcaloides, etc.

Purificación de ciertos productos alimenticios: ácido glutanico, gelatina, etc.

FASE GASEOSA:

Recuperación de solventes volátiles: en la industria de: petróleo, cauchos, pintura, etc.

Purificación de gas por absorción: eliminación de gases tóxicos industriales y malos olores.

PURIFICACIÓN DE GASES DEL PROCESO:

Remoción de contaminantes ácidos como: SO2, NO2, HCl, HF, Cl2. Remoción de compuestos sulfurosos como: H2S. Eliminación de residuos de aceites presentes en aire o gases comprimidos. Remoción de trazas de vapores de mercurio presentes en combustibles gaseosos.

PURIFICACIÓN DE AIRE:

El carbón activado normalmente es el medio más eficiente para controlar las emisiones peligrosas o de malos olores de una gran variedad de industrias, principalmente cuando el contaminante esta presente en una concentración máxima de cientos de ppm.

VARIABLES MÁS IMPORTANTES QUE AFECTANLA ABSORCION DEL CARBON ACTIVO

TEMPERATURA:

Una mayor temperatura generalmente permite llegar al equilibrio más rápidamente; sin embargo, la cantidad de impurezas es menor. Esto quiere decir, que si el tiempo no fuera importante se podría lograr una mayor absorción a menor temperatura.

INFLUENCIA DEL PH:

En general el PH de las soluciones tratadas, se ve afectada por cambios como consecuencias de la mayor acidez o basicidad del carbón usado.

Es recomendable no modificar el PH y buscar un carbón activado con PH cercano al proceso para evitar variación en la capacidad de absorción.

CONTENIDO DE CENIZAS:

Las cenizas son compuestos inorgánicos (calcio, magnesio, hierro, etc.) presentes en la materia prima de la cual se partió para elaborar el carbón activado y que no alcanzan a volatizarse durante la activación. Las cenizas pueden ocasionar cambios en el PH, y contaminar las soluciones para métricamente tienen que ser menor de 5%.

GRANULOMETRIA DEL CARBON:

El carbón activo puede ser dividido en dos grupos:

Carbón en polvo:

Generalmente se utiliza para un proceso de absorción en fase liquida, mazclandose directamente y luego es sometido a un proceso de filtración.

Carbón granular:

Se utiliza en la absorción de fase liquida y fase gaseosa.

ESPECIFICACIONES DEL CARBON ACTIVADO NUEVOPARA LAS PLANTAS DESMINERALIZADORAS

PLANTA CENTRO

Plantas desmineralizadoras unidades 1, 2, 3, 4, y 5 los filtros de las plantas # 1 y #2, esta conformado por carbón y grava.

Plantas #1 y #2 UA Plantas #3, #4 y #5 UAVolumen de carbón por filtro 3.214 Kg 4.500 KgTamaño de partículas 1,5 - 1,7 mm 0,9 - 1,1 mmPartículas mayores de 8 mesh. 5% -Partículas mayores de 30 mesh. 4% -Partículas mayores de 12 mesh. - 5%Partículas menores de 40 mesh. - 4%Numero de IODO 1.000 mg/g 1.000 mg/gHumedad 2% máx. 2% máx.Numero de abrasión 75 min. 75 min.Densidad 0,40 g/ml 0,40 g/mlContenido de cenizas 5% 5%

NOTA: la cantidad de grava del filtro #1 y #2 UA es la siguiente:

630 Kg. Arena 7 - 5 mesh

630 Kg. Arena 3 - 6 mesh

630 Kg. Arena 7 - 15 mesh

9.300 Kg. Grava 10 - 30 mesh.

3.2 CRITERIO DE ANALISIS A PROBLEMAS DE OPERACIÓNCON SISTEMAS DE INTERCAMBIO IONICO

Las principales fallas de operación de las plantas de intercambio iónico son: baja capacidad de intercambio, baja calidad o alta fuga y perdida de carga.

1) PERDIDA DE CAPACIDAD:

A. Aumento de conductividad o salinidad en el agua alimentación:

En diferentes épocas del año, las fuentes de agua ocasionan variaciones en la salinidad y en particular con diversos iones. Para saber cuanto es la perdida de capacidad se deben hacer análisis al agua de alimentación al sistema.

B. Perdida de resina:

La forma más simple de verificar es haciendo una medición de la altura del lecho y compararla con la lectura normal de resina en el filtro.

C. Sé esta efectuando adecuadamente la regeneración:

La manera más sencilla es verificar la concentración del regenerante y chequear los consumos de los productos químicos (ácido y soda) con los caudales de las bombas de inyección y se debe medir el efluente mediante el muestreo las condiciones de regeneración sugerido es la siguiente:

Gasto de regeneración (gal/min/pie3) Concentración del RegeneranteHCl 0,5 a 1,0 4% a 10%

NaOH 0,25 a 0,5 4% a 7%H2SO4 0,50 a 1,5 2%

Nota: En el caso de H2SO4 cuando la regeneración es cocorriente, es 2% inicialmente en resinas cationicas fuertemente ácidas y 0,7% en resinas cationicas débilmente ácidas. Cuando es contra corriente: 0,7% al 1,3%, en un tiempo de contacto de 30min.

D. Camino preferencial en la carga de resina:

Se debe quitar la tapa de visita para verificar la distribución tanto del flujo de servicio como la inyección de los regenerantes.

E. Fin vida útil de la resina de intercambio iónico:

Para verificar esta falla, se debe tomar una muestra del lecho de resina y analizar en el laboratorio la capacidad de intercambio y chequear la fecha de integración de la resina.

2. BAJA CALIDAD DEL AGUA PRODUCTO:

Cuando se presenta un problema de calidad (fuga de iones), se especifica para el tipo de filtro o de resina, tal como se muestra en la siguiente tabla:

PROBLEMA DE CALIDADSEGÚN EL TIPO DE RESINA

Tipo de Resina Fuga de IonesAlcalinidad Dureza sodio F. M. A. PH Alto Conduct. sílice

Cationica débilmente ácida X XCationica fuertemente ácida X XAnionica débilmente ácida X X XAnionica fuertemente ácida X X

A) FUGA DE ALCALINIDAD:

Si en una resina cationica débil se presenta una fuga de alcalinidad puede deberse a una regeneración insuficiente, bajo nivel de resina ó agotamiento de la vida útil de la resina.

B) FUGA DE DUREZA:

La fuga de dureza puede ser por precipitaciones de sulfato de calcio en la resina cationica (en este caso, la hidrólisis del sulfato de calcio provoca la fuga de dureza) en este caso se debe verificar la concentración de ácido sulfúrico. La otra causa puede ser bajo nivel de resina ó agotamiento de la vida útil de la resina.

C) FUGA DE SODIO:

En el caso de resinas cationicas, puede ser por regeneraciones incompletas y contaminación del regenerante con sodio (H2SO4 ó HCl). En estos casos se recomienda descartar del 15 al 20% de la solución del regenerante.Cuando la resina cationica se satura con el ion sodio este se libera lentamente durante el servicio. Un análisis del agua a la salida del filtro cationico y de la anionica débil mostrara una fuga mayor en la unidad anionica que en la cationica (porque el sodio se acumula en el fondo de la columna anionica).

D) FUGA DE SILICE:

Este problema se presenta en filtros con resina anionica tanto fuerte como débiles. En resinas débiles regenerada puede suceder que el regenerante que proviene de la resina anionica fuerte este contaminado con sílice y al pasar por la resina débil, alcance el punto isoeléctrico, precipitándose sobre la resina. En ciclos posteriores puede disolverse aumentando la fuga de sílice, por lo tanto se recomienda descartar el primer 15 al 30% del regenerante en el caso de la resina anionica fuerte puede ser por degradación, (perdidas de grupos activos ó capacidad intercambio), y por contaminación o ensuciamiento de materia orgánica.

E) EFECTO DE LA TEMPERATURA EN RESINAS ANIONICAS FUERTEMENTE BASICAS:

A diferencia de las resinas cationicas fuertes y anionicas débiles. Las anionicas fuertes son muy sensibles a la temperatura y sufren degradación rápidamente. Por lo tanto, se recomienda que la resina del tipo I no sea utilizada a temperaturas mayores de 60°C y las de tipo II por encima de 40°C.

F) PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA OPERACIÓN DE LOS LECHOS MIXTOS:

Una regeneración adecuada de los lechos mixtos le permite producir una máxima calidad de agua desmineralizada. El problema frecuentemente se presenta en el paso de enjuague por la contaminación con los propios regenerantes durante la trayectoria por la columna de resinas. La cual se manifiesta con el agotamiento cruzado, ya que la resina cationica recibe soda cáustica, saturándose parcialmente con sodio, o la resina anionica recibe ácido sulfúrico agotándose con bisulfatos.

Generalmente esta falla se presenta en el colector de interfaces que se encuentre mal posicionado o cuando los volúmenes de resina no son los adecuados. También tiene mucha influencia la mezcla de resina con aire comprimido, lo cual se manifiesta con alta conductividad y PH por debajo de 7.

Se recomienda utilizar una buena distribución de aire y comenzar la mezcla con una altura de agua de 2 a 5 cm por arriba del nivel de resina y una presión de aire comprimido de 0,2 0,5 kg/cm2 aproximadamente durante un tiempo de 15 min.

G) CONTAMINACION ORGANICA DE LAS RESINAS:

Usualmente se presenta en resinas anionicas y el efecto de la contaminación se manifiesta con la variación de los siguientes parámetros:

Bajo PH - Alta Conductividad:

Este efecto es atribuido a una hidrólisis parcial de la materia orgánica que permanece en la resina después de la regeneración.

Mayor Fuga de Sílice:

Se debe a una regeneración incompleta por los efectos estericos de la contaminación orgánica.

Aumento del Agua Regeneración:

Se debe al efecto anfoterico de la contaminación orgánica de la resina.

Se recomienda tratamiento con salmuera alcalina cada año o con más frecuencia dependiendo de la concentración de Materia Orgánica en el agua de alimentación en él caso de que este lavado químico no resulte efectivo debe intentarse con hipoclorito de sodio (el ion hipoclorito puede reaccionar con los grupos activos de la resina y degradarlo por tanto se debe saturar la resina con cloruros).

H) CONTAMINACIÓN CON HIERRO:

El hierro puede presentarse en dos formas; en suspención insoluble, que se deposita en forma sólida sobre el lecho de resina y en solución en la forma ferrosa que se oxida en forma férrica en la resina (hidróxido férrico) que es un producto gelatinoso y pegajoso que recubre la perla de la resina envenenándolas y haciendo perder la capacidad de intercambio.

El hierro en suspención se elimina mediante un retrolavado prolongado antes de la inyección del regenerante y el hierro soluble con tratamiento con hidrosulfito de sodio a fin de reducir el hierro a ion ferroso que es más soluble. El más difícil tratamiento es cuando el ion se oxida de ferroso a férrico precipitándose en la resina por lo que se recomienda ácido clorhídrico concentrado (con inhibidores de corrosión).

I) CONTAMINACION CON ACEITE:

El aceite puede estar presente en el agua de alimentación o en el aire de mezcla, el mismo provoca la formación de una película alrededor de las perlas de resina y obstruye la reacción del intercambio iónico.

Para corregir este efecto es recomendable efectuar una limpieza con detergente no iónico de baja espuma.

J) PARTICULADOS FINOS:

Se conocen como finos aquellas perlas o fragmentos que pasan a través de una malla de 0,3 mm (50 mesh), contentivos de una resina nueva, normalmente son eliminados durante el paso de retrolavado cuando se le integra intercambiador nuevo a un recipiente.

Los finos siempre se ubican en la parte superior del lecho y los gruesos en el fondo. Las causas que lo originan son los choques físicos, tales como erosión mecánica y efectos osmóticos, los finos no solamente causan problemas de perdida de carga, si no también el agrietamiento del lecho y formación de camino preferencial.

Se recomienda realizar retrolavado prolongado y controlar la inyección del regenerante, ya que los choques osmóticos los ocasionan los excesos de dosificación de productos químicos.

K) ENSUCIAMIENTO CON LODO:

El lodo acumulado sobre la resina puede llegar a formar una torta, la cual puede agrietarse y provocar canalizaciones. La acumulación puede ser tan pesada que un retrolavado normal no es capaz de levantar la torta. Se recomienda un retrolavado prolongado (mayor de 30 min.) y si esto no produce resultados satisfactorios se puede emplear una limpieza con dispersante o detergente.

3.3 PROTECCION DE LAS RESINAS DE INTERCAMBIODURANTE EL ALMACENAMIENTO

O PARADA DE PLANTA

Para evitar el deterioro prematuro de las resinas de intercambio iónico durante el almacenamiento, deberán tomarse ciertas precauciones:

1) RESINAS QUE SE ENCUENTRAN EN SU EMPAQUE ORIGINAL:

Protección Contra la Deshidratación:

Las resinas de intercambio iónico nuevas, siempre vienen totalmente infladas con agua gel. Es importante mantener esta hidratación para evitar que la perla de la resina se seque y puedan agrietarse o fracturarse al rehumedecerlas.

Se recomienda que la resina se mantenga en su empaque original y en un lugar protegido de la luz solar y deberán mantenerse a una temperatura menor de 40° C.

Protección Contra la Congelación:

Las bajas temperaturas no tienen ningún efecto sobre la resina, ya que los exámenes fotomicrográficos y las mediciones de las características de varias muestras de resina sometidas a una temperatura -40° C, no mostraron ningún cambio al compararla con la muestra patrón.

Sin embargo se recomienda almacenar la resina en lugares protegidos de las bajas temperaturas o condicionarlas previamente con salmuera (NaCl) antes de almacenarlas.

2) PROTECCION DE LA RESINA DURANTE PARADA DE PLANTA:

Se deben tener precauciones con las resinas de intercambio iónico cuando las plantas van a salir de servicio por un largo tiempo y que los principales riesgos son:

Deshidratación.

Congelación.

Crecimiento Biológico.

Hidrólisis.A) DESHIDRATACION:

La unidad debe mantenerse llena de agua desmineralizada.

B) CONGELACION:

Aunque la resina puede tolerar temperaturas por debajo de cero (0° C), se recomienda mantener la resina agota con una solución con salmuera.

C) PROTECCIÓN MICROBIOLOGICA:

En la s plantas que permanecen fuera de servicio por mucho tiempo pueden proliferar los microorganismos (algas, bacterias, etc.) los polisacaridos son depósitos producidos por desarrollo de estos organismos y pueden llegar a cubrir parcial o totalmente el lecho de resina causando problemas de flujo, calidad del producto y baja capacidad, al volver a poner la planta en servicio.

Por lo tanto se recomienda dejar las resinas cationicas y anionicas agotadas con salmuera alcalina y las tuberías, válvulas y demás elementos adyacentes se llenan con solución amoniacal al 0,1% concentración cuando las paradas largas de planta.

D) HIDRÓLISIS:

Las resinas anionicas de base fuerte en forma hidroxilica, sufren una reacción de hidrólisis que convierte los grupos de base fuerte en grupos de base débil. Por tanto es recomendable mantener la resina en solución de salmuera.

PARA VOLVER A PONER LA PLANTAEN SERVICIO NORMAL

Para eliminar la solución de contacto de la resina se recomienda efectuar un retrolavado durante el proceso de regeneración por un periodo de 60 min. Y utilizar doble cantidad de regenerante (ácido y soda cáustica).

3.4 ESPECIFICACIONES SOBRE LA CALIDAD RECOMENDADAPARA LOS REGENERANTES

La calidad de las sustancias químicas utilizadas para la regeneración de las resinas de intercambio iónico, es muy importante para el rendimiento de la resina, por lo tanto, se recomienda los limites siguientes para las impurezas que suelen encontrarse en los productos químico de uso comercial.

1) Ácido Clorhídrico.

2) Ácido Sulfúrico.

3) Hidróxido de Sodio.

4) Cloruro de Sodio.

TABLA 1 ÁCIDO CLORHIDRICO - HCl

Recomendación DIN 19610 Análisis Típico

Concentraciones de HCl -- 30% 36,4%

Hierro en forma de Fe 100 ppm 200 ppm 11 ppm

Sulfato como SO 6000 ppm -- 4800 ppm

Oxidantes como Cl2 10 ppm No detectable 1 ppm

Arsénico como As 5 ppm * *

Plomo como Pb 5 ppm * 2

El calculo de las impurezas se basa en HCl al 100%

Este ácido viene en forma de líquido incoloro o con un leve tinte amarillo verdoso que contiene de 32 a 37 de HCl p/p como se indica en la tabla 1.

* "Cuando se utiliza HCl para regenerar resinas destinadas a la producción de agua potable, la cantidad de sustancias tóxicas no deberá exceder niveles que produzcan concentraciones más altas en el agua tratada que aquellas permitidas por la ley".

TABLA 2 ÁCIDO SULFÚRICO - H2SO4

Recomendación DIN 19610 Análisis Típico

Pureza -- 93% 97,3%

Hierro en forma de Fe 100 ppm 200 ppm 48 ppm

Arsénico como As 5 ppm Como HCl 0,1 ppm

Plomo como Pb 5 ppm Como HCl 4 ppm

Materia insoluble Nulo Nulo --

Las impurezas se basan en H2SO4 al 100%

Este viene como un liquido incoloro o con un tinte ligeramente amarillo café que contiene de 92% a 99% de H2SO4 p/p ver tabla 2.

TABLA 3 HIDROXIDO DE SODIO - NaOH - SODA CAUSTICA

Recomendación DIN 19615 Análisis Típico

Cloruro 1000 ppm como NaCl 2000 ppm como Cl 70 ppm

Carbonato 3000 ppm como Na2CO3 2000 ppm como CO3= 2200 ppm

Clorato 500 ppm como NaClO3 10 ppm como O2 --

Sulfato 2000 ppm como NaSO4 1000 ppm como SO4 1700 ppm

Oxidos Metálicos 500 ppm(Al2O3 + Fe2O3) -- 22 ppm

Sílice 100 ppm como SiO2 40 ppm como SiO2 38 ppm

Mercurio 1.5 ppm como Hg 10 ppm como Hg --

Dureza -- 100 PPM COMO Ca --

Las impurezas se basan en NaOH al 100%

Esta viene en forma de escamas, perlas, etc… como licor cáustico contiene de 32% a 47% de NaOH p/p el producto descrito como de "Calidad de Rayón" o "Calidad de Mercurio" contiene menos impurezas que la soda cáustica producida por el sistema de diafragma. Ver tabla 3

TABLA 4 CLORURO DE SODIO (NaCl) - SAL COMUN

Recomendación DIN19610 Análisis Típico

Pureza 97% 97% 99,9%

Contenido de agua -- 2% 0,5 - 2%

Materia insoluble 0,1% 0,1% 0,01%

Sulfato (SO4) 1% 1% 0,08%

Ca ++ y Mg ++ 0,5% 0,5% comoCaO3 Trazas

Hierro soluble No detectable No detectable --

Arena o arcilla Nulo Nulo --

Alcalinidad -- Nulo 0,01

Forma de CaCO3

Esta viene en forma de polvo, como gránulos o perlas. Puede ser tratada con sulfato de sodio, pero no con naftaleno ni con ninguna sustancia colorante. Ver tabla 4.

CLORURO DE SODIO

%NaCl gNaCl/l NormalidadGravedadEspecifica

°BauméLibras porGalón US

1 10.05 0.172 1.0053 0.8 0.08392 20.25 0.346 1.0125 1.8 0.16904 41.07 0.703 1.0268 3.8 0.34286 62.48 1.069 1.0413 5.8 0.52148 84.47 1.445 1.0559 7.7 0.705010 107.10 1.832 1.0707 9.6 0.893512 130.30 2.229 1.0857 11.5 1.087016 178.60 3.056 1.1162 15.1 1.490020 229.60 3.928 1.1478 18.7 1.916026 311.30 5.326 1.1972 23.9 2.5980

ACIDO CLORHIDRICO

%NaCl gNaCl/l NormalidadGravedadEspecifica

°BauméLibras porGalón US

1 10.03 0.275 1.0032 0.5 0.08372 20.16 0.553 1.0082 1.2 0.16834 40.72 1.120 1.0181 2.6 0.33996 61.67 1.1690 1.0279 3.9 0.51478 83.01 2.280 1.0376 5.3 0.692710 104.70 2.870 1.0474 6.6 0.874112 126.90 3.480 1.0574 7.9 1.059016 172.40 4.730 1.0776 10.4 1.439020 219.60 6.020 1.0980 12.9 1.833030 344.80 9.460 1.1492 18.8 2.879034 397.60 10.900 1.1693 21.0 3.318040 479.20 13.100 1.1980 24.0 3.9990

3.5 PROCEDIMIENTOS PARA TRATAMIENTO QUIMICODE RESINA

CONCENTRACION DE LOS REGENERANTES

PROCEDIMIENTO N° 1

Limpieza con Salmuera Alcalina

CONCENTRACIÓN:

NaCl 10%NaOH 2%

NIVEL DE REGENERACION:NaCl 100% 300g/l (a)NaOH 100% 60g/l (a)

TEMPERATURA: 34 - 50 °C (b)

NOTAS:

a) El nivel de regeneración se refiere al volumen total de resina, así por ejemplo en el caso de lechos mixtos debe considerarse el volumen de la resina catiónica también, aún en el caso de que solamente se desee tratar la resina anionica.

b) Es necesario verificar la resistencia a la temperatura indicada por el fabricante ya que existen resinas anionicas como las del tipo II ó las acrílicas que son más sensibles a la temperatura que las del tipo I o las estirénicas.

PROCEDIMIENTO:

1.- Bajar el nivel de agua dentro de la columna hasta alcanzar una altura entre 10 y 15 cm arriba del nivel de la resina.

2.- Pasar la salmuera alcalina tibia a una velocidad máxima de 4VL/h cuidando de mantener el nivel de fluido constante; para mejor control se recomienda mantener el registro de visita abierto durante la limpieza.

3.- Detener la alimentación de salmuera y su envío al drenaje cuando han introducido dos (2) VL (S) completos de salmuera.

4.- Dejar "remojar" la resina con salmuera durante un periodo de 8 horas mínimo, agitando con aire comprimido si es posible, periódicamente durante este paso.

5.- Pasar el resto de salmuera a la misma velocidad que en el paso dos (2) y cerrar el registro de visita si es necesario.

6.- Enjuagar con agua cruda hasta la eliminación de la salmuera, pasando 1 VL lentamente y después 2 o 4 VL (S) rápidamente.

7.- Efectuar una regeneración doble (al nivel acostumbrado dos veces), teniendo cuidado de efectuar un enjuague completo entre las dos regeneraciones. En el caso de lechos mixtos deberán separarse primero las resinas y después efectuar dos regeneraciones completas con un enjuague completo entre los dos pasos, tanto para la resina cationica como para la anionica.

PROCEDIMIENTO N° 2

Limpieza con Hipoclorito de Sodio

CONCENTRACIÓN: 1% (como Cl libre)

VOLUMEN: 3VL (S)

TEMPERATURA: Ambiente.

NOTAS:

a) Este procedimiento es un recurso extremo y solo se recomienda cuando otros procedimientos no han resultado efectivos.

b) El hipoclorito de sodio es un oxidante poderoso y deben conocerse bien las precauciones de manejo antes de emplear este procedimiento. Para protección de los operadores, los drenajes deben enjuagarse antes de que se descargue ácido ya que podría generarse gas cloro en las tuberías. Entre otras precauciones, se recomienda el empleo de careta, guantes, mandil de plástico y ropa vieja. Referirse al proveedor de hipoclorito de sodio para mayor información.

c) Antes de iniciar el tratamiento de limpieza con hipoclorito se debe asegurar que las resinas estén completamente agotadas. Esto se puede lograr pasando un VL de solución de salmuera al 10% de concentración, a temperatura ambiente y a 4 VL/h. En el caso de lechos mixtos, las resinas cationicas deben estar completamente en la forma de sodio, y el VL debe considerarse sobre la base del volumen total de resinas cationica y anionica.

d) El procedimiento de limpieza con hipoclorito aunque seguro para las resinas, es solamente de emergencia, se debe usar solo cuando la salmuera alcalina ha fallado y nunca se debe repetir frecuentemente, ya que existe el riesgo de causar daño permanente a los grupos funcionales de la resina.

PROCEDIMIENTO:

1.- Bajar el nivel de agua dentro de la columna hasta alcanzar una altura entre 2 y 5 cm arriba del nivel de la resina.

2.- Pasar la solución diluida de hipoclorito a una velocidad máxima de 4VL/h, cuidando de mantener el nivel de fluido constante, para mejor control se recomienda mantener el registro de visita abierto durante la limpieza.

3.- Parar el paso de alimentación de solución de hipoclorito y su envío al drenaje cuando se han introducido dos (2) VL completos.

4.- Dejar "remojar" la resina con hipoclorito de sodio durante un periodo de 3 horas (4 horas máximo), agitando con aire comprimido si es posible, periódicamente durante este paso.

5.- Pasar el resto de hipoclorito a la misma velocidad que durante el paso dos (2) y cerrar el registro de visita si es necesario.

6.- Enjuagar con agua cruda hasta la eliminación del hipoclorito.

7.- Efectuar una regeneración doble (al nivel acostumbrado de regeneración por dos veces), teniendo cuidado de efectuar un enjuague completo entre las dos regeneraciones. En el caso de lechos mixtos deberán efectuarse las dos regeneraciones completas, haciendo un enjuague completo entre los dos pasos, tanto para la resina cationica como para la anionica.

PROCEDIMIENTO N° 3

Limpieza con Hidrosulfito de Sodio

CONCENTRACIÓN: Hidrosulfito de Sodio(Na2SO2O4): 2% Polifosfato(por ejemplo Na5P3O10): 2% Volumen: 3VL(S).

NOTAS:

a) Siempre agregue el hidrosulfito de sodio al agua y no al revés, prepare la solución en un área ventilada ya que durante la disolución se pueden generar olores fuertes.

b) El hidrosulfito se descompone rápidamente por lo cual no se recomienda almacenarlo durante mucho tiempo, la solución limpiadora debe usarse inmediatamente después de prepararse y no prepararse en exceso.

c) Nunca debe emplearse hidrosulfito para limpiar resinas anionicas; el hidrosulfito se deposita en los grupos funcionales anionicos y puede formar polímeros que inutilizan las resinas.

PROCEDIMIENTO:

1.- Bajar el nivel de agua dentro de la columna hasta alcanzar una altura entre 2 y 5 cm arriba del nivel de resina.

2.- Pasar la solución diluida de hidrosulfito de sodio a una velocidad máxima de 4 VL/h, cuidando de mantener el nivel de fluido constante, para mejor control se recomienda mantener el registro de visita abierto durante la limpieza.

3.- Parar la alimentación de hidrosulfito y su salida al drenaje una vez que han introducido dos (2) VL (S) completos.

4.- Dejar "remojar" la resina con hidrosulfito durante un período de 12 horas si es posible (mínimo 4 horas).

5.- Pasar el resto de hidrosulfito a la misma velocidad que el paso dos (2) y cerrar el registro de visita si es necesario.

6.- Enjuagar con agua cruda hasta la eliminación del hidrosulfito.

7.- En el caso de resinas anionicas efectuar una regeneración doble (al nivel acostumbrado de regeneración dos veces), teniendo en cuenta de efectuar un enjuague completo entre las dos regeneraciones. En el caso de lechos mixtos deberán separarse primero las resinas y después efectuarse las dos regeneraciones completas, haciendo un enjuague completo entre los dos pasos, tanto para la resina cationica como para la anionica.

8.- En el caso de resinas cationicas en el ciclo sodio efectuar una regeneración sencilla.

PROCEDIMIENTO N° 4

Limpieza con Acido Clorhídrico (a)

CONCENTRACIÓN:

HCl 10%Inhibidor de Corrosión: 15 - 20 ppm (b)

NIVEL DE REGENERACION:HCl 100% 300g/l.Inhibidor de Corrosión: 0,45 - 0,60g/l.

NOTAS:

a) El nivel de regeneración se refiere al volumen total de resina, así por ejemplo en el caso de los lechos mixtos debe considerarse el volumen de la resina cationica también, aun en el caso de que solamente se desee tratar la resina anionica.En el caso de limpieza de hierro, este procedimiento es un recurso extremo y solo se recomienda cuando la limpieza con hidrosulfito de sodio no ha sido efectiva.

b) El uso del inhibidor de corrosión es forzoso en el caso de que existan problemas de resistencia del material de construcción del equipo. La proporción del inhibidor de corrosión puede variar dependiendo del fabricante de este producto por ejemplo, en Estados Unidos se usa el Corrinil HC fabricado por Corrinil Products Inc. o el Poly Rad 0515A fabricado por Hercules Inc. la dosificación se calcula con base en la cantidad de ácido y varia para los productos mencionados de un 0,15 a un 0,2% de la cantidad de HCl empleada. Es importante seguir las recomendaciones del Proveedor de inhibidor de corrosión.

PROCEDIMIENTO:

1.- Bajar el nivel de agua dentro de la columna hasta alcanzar una altura entre 2 y 5 cm. arriba del nivel de la resina.

2.- Pasar la solución de ácido a una velocidad máxima de 4 VL/h, cuidando de mantener el nivel de fluido constante, para mejor control se recomienda mantener el registro de visitas abierto durante la limpieza.

3.- Detener la alimentación de ácido y su envío al drenaje cuando se han introducido dos (2) VL (S) completos de salmuera.

4.- Agitar ligeramente la resina con aire comprimido si es posible.

5.- Dejar "remojar" la resina con clorhídrico durante un periodo de doce horas si es posible (5 horas mínimo)

6.- Pasar el resto del ácido a la misma velocidad que en el paso dos (2) y cerrar el registro de visita si es necesario.

7.- Enjuagar con agua cruda hasta la eliminación del ácido.

8.- Efectuar una regeneración doble (al nivel acostumbrado dos veces), teniendo en cuenta de efectuar un enjuague completo entre las dos regeneraciones. En el caso de lechos mixtos deberán separarse primero las resinas y después efectuar dos regeneraciones completas con un enjuague completo entre los dos pasos, tanto para la resina cationica como para la anionica.

PRECAUCION:

El ácido clorhídrico es sumamente corrosivo, se recomienda conocer y practicar las medidas de seguridad recomendadas por el fabricante del ácido.

PROCEDIMIENTO N° 5

Limpieza con Detergente (a)

CONCENTRACIÓN: Detergente no Iónico de baja espuma 0,1% Nivel de Tratamiento (b) 0,45 g/l Temperatura 35° - 50° (x)

NOTAS:

a) En los Estados Unidos se utiliza entre otros el Triton CF - 54.

b) El nivel de tratamiento se refiere al volumen total de resinas en la columna, por ejemplo en el caso de lechos mixtos se debe considerar también el volumen total de las resinas cationicas y anionicas.

c) Es necesario verificar la resistencia a la temperatura indicada por el fabricante de la resina ya que existen resinas anionicas, especialmente del tipo II y las acrílicas, que son bastante sensibles a la temperatura.

PROCEDIMIENTO:

1.- Drenar toda el agua de la columna.2.- Introducir la solución detergente, se recomienda mantener el registro de visita abierto durante

el tratamiento.

3.- Si es necesario, bajar el nivel de solución hasta que alcance entre 2 y cm arriba del nivel de la resina.

4.- Agitar ligeramente con aire comprimido, durante una hora (media hora mínimo) en forma continua.

5.- Introducir agua por el fondo de la columna como en la operación de retrolavado, cuidando de que no se pierda resina si se forman grumos de espuma.

6.- Enjuagar con agua cruda hasta la eliminación de toda la espuma.

7.- Efectuar una regeneración normal y poner de nuevo en servicio.

PROCEDIMIENTO N° 6

Limpieza con Dispersante

CONCENTRACIÓN:Detergente no iónico de baja espuma. 100%Dispersante Base sal de Sodio dePolielectrolito carboxílico 25%

NIVEL DE TRATAMIENTO: (Como ingrediente Activo) (b)Detergente: 0,7g/l.Dispersante: 7,5g/l.Temperatura: Ambiente.

NOTAS:

a) En los Estados Unidos se utilizan entre otros el Tritón CF - 54 como detergente y el Orotan 731 como dispersante, este ultimo se obtiene en solución al 25%.

b) El nivel de tratamiento se refiere al volumen total de resinas en la columna, por ejemplo en el caso de lechos mixtos se debe considerar también el volumen total de las resinas cationicas y anionicas.

PROCEDIMIENTO:

1.- Drenar el agua de la columna hasta que su nivel alcance aproximadamente 3 cm arriba del nivel de resina. Quitar el registro de visita.

2.- Adicionar por el registro de visita el dispersante primero y después el detergente, agitando continuamente la resina junto con la solución, de preferencia con aire comprimido.

3.- Elevar el nivel de solución alimentando agua por el fondo de la columna hasta que llegue a 50cm por debajo del registro de visita.

4.- Colocar de nuevo la tapa de registro.

5.- Mantener una agitación continua con aire comprimido durante unas 24 horas (mínimo 16 horas).

6.- Al final del periodo de agitación, deberá efectuarse un retrolavado largo de la resina. Se debe poner especial atención a la eliminación de material en suspensión y evitar la perdida de resina.

7.- Efectuar un enjuague y después una regeneración.

PROCEDIMIENTO N° 7

Limpieza con Soda Cáustica Tibia

CONCENTRACIÓN:

NaOH 2,0%Nivel de Regeneración: 130 - 160 g/l

TEMPERATURA: Para resinas anionicas estirenicasTipo I o cationicas. 50°CPara resinas anionicas acrílicasTipo I o anionicas estirenicas tipo II 35°C

NOTAS:

Es muy importante cuidar el factor de la temperatura ya que si de excede, esto puede disminuir la vida de la resina anionicas por degradación térmica de los grupos activos.

PRECAUCION:

La soda cáustica es un producto químico muy activo y ataca violentamente la piel, es imprescindible conocer y practicar las recomendaciones de manejo del fabricante.

PROCEDIMIENTO:

1.- Es conveniente efectuar un precalentamiento del lecho con 1 VL de agua a la temperatura del regenerante.

2.- Pasar la solución de sosa cáustica a una velocidad máxima de 2 VL/h.

3.- Enjuagar hasta la eliminación de soda.

4.- Para el caso de las resinas cationicas, efectuar una regeneración doble (al nivel acostumbrado por dos veces), teniendo cuidado de efectuar un enjuague completo entre las dos regeneraciones.

PROCEDIMIENTO N° 8

Toma de Muestra de Resina

PROPOSITO: Toma de muestra para verificar sus característicasfísico - químicas.

a) TOMA DE LA MUESTRA:

1.- Es deseable que la resina muestreada esté en la fase regenerada.

2.- Abrir registro de hombre.

3.- Drenar la unidad hasta un nivel de 5 cm aproximadamente sobre el nivel superior de la resina.

4.- Si los internos son metálicos y se cuenta con refuerzos suficientes, introducir aire en flujo ascendente a un régimen de 1500 litros/minuto m2 con una presión máxima de 0,3 kg/cm2; esto con el fin de homogeneizar todo el lecho y no permitir bandas de acumulación de finos y poder tener tamaños de resina promedios que sean representativos de todo el volumen de resinas en el recipiente.

5.- Si los internos no son metálicos o no se puede introducir aire, deberá tomarse la muestra del perfil del lecho siguiendo los métodos B y C de la norma ASTM D 2687.

6.- Obtener aproximadamente un litro de muestra por columna.

7.- Es deseable que la muestra sea enviada en un recipiente de vidrio o plástico resistente.

8.- Cerrar la unidad y proceder a prepararla para ponerla en servicio nuevamente.

b) CASOS ESPECIALES:

1.- En unidades donde se tengan lechos estratificados se deberá muestrear conforme a lo indicado en los puntos anteriores, tomándose nota que tipos de resinas forman el estrato así como los volúmenes de cada una de ellas en el mismo.

2.- En unidades de lechos mixtos se simplifica el procedimiento de toma de muestra, pues basta con seguir la secuencia de regeneración y al terminar esta, antes de entrar de nuevo a la unidad de servicio se deberá hacer el muestreo; También como en el caso de lechos estratificados se deberá tomar nota de los tipos de resinas así como sus volúmenes que conforman el Monobed.

CAPITULO IV

4.1 TIPOS DE COMBUSTIBLES QUE SE UTILIZAN EN

PLANTA CENTRO Y ESTACIONES DE BOMBEO

Los combustibles son suministrados a PLANTA CENTRO por la empresa P.D.V.S.A., a través de un poliducto de aproximadamente 4,8 Km y son los siguientes:

DIESEL (GAS - OIL) ó COMBUSTIBLE # 2: Es un combustible relativamente liviano que puede ser vaporizado y destilado a valores de temperatura y presión normales. La viscosidad oscila entre 34 y 40 S.S.U. (Segundo Saybolt Universal) y la gravedad A.P.I., varia entre 26 y 39 grados. Se utiliza para el encendido inicial de las calderas principales y para uso continuo de las calderas auxiliares.

FUEL - OIL ó COMBUSTIBLE # 6: Es un combustible de baja viscosidad, aunque más pesado que el combustible # 2, del cual existen varios tipos cuyas viscosidades están entre 48 - 310 SSF. (450 3000 S.S.U.). El tipo usado en PLANTA CENTRO es de 270 SSF para las calderas de las unidades # 1 y # 2.

COMBUSTIBLE RESIDUAL PESADO: Su viscosidad oscila entre 300 y 1600 SSF. Por diseño las unidades # 3, # 4 y # 5 queman un residual de 1200 SSF máximo posee un alto contenido de azufre y vanadio y por encima de este valor se acelera el ensuciamiento de los luvos.

NOTA: Actualmente la empresa P.D.V.S.A. le esta suministrando un combustible de 200 a 400 SSF de viscosidad.

DEFINICION DE PARAMETROS

VISCOSIDAD: El movimiento irregular de las moléculas de un liquido (y también de un gas) da lugar a que una porción del mismo puede desplazarse respecto a la otra, esto es, que pueda fluir, aunque las fuerzas de atracción entre las moléculas originan una resistencia interna a este desplazamiento relativo la cual sé conoce como VISCOSIDAD. Las viscosidades de los líquidos aumentan con la presión y disminuyen significativamente al elevar la temperatura.

MEDIDAS DE VISCOSIDAD: Se han propuesto muchos tipos de instrumentos para la determinación de la viscosidad. Los tipos más simples y más ampliamente usados son los capilares, dependiendo de la ley de POISEVILLE, que se expresa:

π r4 P

ų =8 n l

r = radio del tubo.l = longitud del tubo.P = la diferencia de presión entre los extremos de los capilaresn = el coeficiente de viscosidadų = la cantidad de fluido descargada por unidad de tiempo.

Este tipo de instrumento son muy exactos; sin embargo existen otros viscosimetros de tipo capilar tales como: CANNON - FENSKE, UBBELOHDE, FITZSIMMONZ Y ZEITFUCHS. Cuando están convenientemente calibrados, dan el “COEFICIENTE DE VISCOSIDAD” en términos de viscosidad absoluta en POISES y la densidad en gramos por mililitro. (gr./ml). La unidad de viscosidad cinemática es el STOKE, que tiene las dimensiones en cm2/seg la unidad más común es el CENTISTOKE (stoke/100). Existen otros viscosimetros tales como; REDWOOD de Gran Bretaña, el ENGLER en Alemania y el SAYBOLT de los Estados Unidos.

Unos cuantos ejemplos de valores equivalentes se pueden observar en la tabla # 1:

Viscosidad cinemática Segundos SAYBOLT universalCentistokes (37,8 °C) (98,9 °C)

2 32,6 32,910 58,9 59,320 97,8 98,530 140,3 142,340 186,3 187,650 232,1 233,860 278,3 280,270 324,4 326,7

Por encima de 70 Centistokes (Cst) se efectúa la conversión usando los siguientes factores:

Segundo SAYBOLT (U) a 37° C (100° F) = Cst x 4,635Segundo SAYBOLT (U) a 98,9° C (210° F) = Cst x 4,667

NOTA: En la tabla # 2 anexa se puede observar la conversión de las diferentes unidades de viscosidad.

DENSIDAD: Es la masa de un liquido por unidad de volumen a una temperatura especifica (T).

DENSIDAD RELATIVA: Es la relación de la masa de un volumen de un liquido a una temperatura “T1” a la masa de un volumen igual de agua para una temperatura “T2”.

GRAVEDAD A.P.I.: Es una función especial de la densidad relativa (Gravedad Especifica) a 15,6 °C (60 °F) la densidad y la densidad relativa son ampliamente usadas, pero la industria prefiere generalmente la densidad A.P.I. (De acuerdo al INSTITUTO AMERICANO DEL PETROLEO).

141,5A.P.I. = - 131,5

Gravedad especifica A15,6 °C

PUNTO DE INFLAMACIÓN: Es la mínima temperatura a la cual el aceite genera tal cantidad de vapores que estos se hacen inflamables al contacto con una llama. Este valor es de gran utilidad para determinar la presencia de material más volátil aún cuando estén presentes en muy pequeñas cantidades.

Existen dos metodologías para determinación del punto de inflamación en productos derivados del petróleo: el método de CLEVAND ó copa abierta (ASTMD-92) y el método PENSKY-MARTIN ó copa cerrada (ASTMD-93).

MERMAS O FUENTES DE PERDIDAS: La merma es toda perdida de petróleo almacenado en tanques que se produce por la acción de la evaporación, drenaje o filtración.

CLASIFICACION DE LAS MERMAS:

1. Perdida por respiración en tanques o por almacenamiento.2. Perdida de llenado.3. Perdida por drenaje.

1. PERDIDA POR RESPIRACION O POR ALMACENAMIENTO:

En este caso los vapores se expanden por efecto de calentamiento o por los cambios en la presión barométrica ó también; debido a la evaporación adicional que se produce en él liquido almacenado. Por lo tanto es recomendable cerrar la tapa de visita cuando se efectúa la aforación del tanque.

2. PERDIDAS DE LLENADO:

Estas perdidas son una consecuencia de los vapores expulsados de un tanque como resultado del llenado y que la presión dentro del tanque excede la presión de alivio. Esta clase de perdida ocurre en techo fijo donde la presión de alivio es baja.

3. PERDIDA POR DRENAJE:

Esta perdida ocurre cuando se drena el agua acumulada en los tanques de almacenamiento de petróleo y que durante la operación se escapa parte del producto.

ESTACIONES DE BOMBEO DE COMBUSTIBLE

Para los tanques de almacenamiento de combustible, existen cinco (5) estaciones de bombeo que se clasifican por el tipo de producto que manejan en las operaciones de trasegado.

ESTACION # 1:

Esta constituida por dos (2) tanques de almacenamiento de 28.000 m3 de capacidad (280x3 y 280x4); Y dos bombas tipo tornillo de 550 m3/hr y de 3 a 5 kg/cm2 (dos (2) baterías de filtros para cada bomba) las cuales succionan el combustible (fuel-oil) de estos reservorios que descargan en un colector único, a través de dos contadores dotado cada uno de un BY-PASS. De este colector se alimenta la línea de transferencia #1 y #2 (que envía el fuel-oil para los tanques diarios de las unidades generadoras) así como dos (2) líneas de recirculo de las bombas. Todas con válvulas motorizadas. Este sistema fue diseñado para manejar petróleo residual de baja viscosidad (276 SSF), o sea para las unidades #1 y #2.

Para facilitar el manejo se utiliza la línea #1 para la transferencia de combustible de baja viscosidad y la línea #2 para el trasegado de combustible de alta viscosidad.

Esta estación tiene tensión eléctrica de 460volt. La cual proviene de un transformador, que tiene alimentación de 6,6Kv, desde las unidades #1 y #2. En el cuadro #1 se puede observar las especificaciones de esta estación.

Esta estación al igual que los otros sistemas esta dotada de una serie de instrumentos que envían al panel mímico (ubicado en la central de combustible), señales luminosas y acústicas que se usan para la liberación de los comandos de arranque de las bombas y apertura y cierre de las válvulas motorizadas e igualmente señales que dan disparo por protección, una vez que el equipo esta en servicio tales como:

Baja temperatura en el tanque. Baja temperatura en la succión de las bombas. Alta temperatura en la succión de las bombas. Bajo nivel del tanque. Alto nivel del tanque. Alto nivel de agua. Alto diferencial de presión en los filtros. Baja presión de succión.

Alta presión de descarga. Baja presión de alimentación de vapor a la estación. Incendio en el tanque. Incendio en la estación.

El esquema de distribución de los equipos es igual en todas las estaciones con excepción de la estación #4 que posee un solo tanque (350x5) y no tiene válvula motorizada en la succión de las bombas.

ESTACION # 2:

Esta dotada de dos (2) tanques de almacenamiento de 35.000 m3 c/u (350 x 1 y 350 x 2) y dos (2) bombas de caudal de 500 m3/h y presión entre 4 a 5 kg/cm2, fue diseñada para manejar combustible de alta viscosidad ó residual pesado, (300 SSF a 1600 SSF) Este producto es quemado en las unidades #3, #4 y #5. Se utiliza la línea de transferencia #2 y para evitar el riesgo de taponamiento por el enfriamiento del combustible residual, se deja empaquetada con producto de baja viscosidad.

En el cuadro # 2 se indican las especificaciones de esta estación.

ESTACION # 3:

Esta constituida por dos (2) tanques de almacenamiento de 35.532 m3 (350 x 6 y 350 x 7) y dos (2) bombas de 510 m3/h c/u, esta diseñada para manejar combustible de alta viscosidad con la línea de transferencia # 2 (es lógico que la línea # 1 también se puede utilizar). Este sistema permanece fuera de servicio desde su instalación por falta del sistema de calentamiento interno del tanque.

Las especificaciones de esta estación se pueden observar en el cuadro # 3.

ESTACION # 4:

Esta dotada de un solo tanque de 35.532 m3 (350 x 5) y dos (2) bombas de 324 m3/h y presión de 4 - 5 Kg/cm2. Esta diseñada para manejar combustible de alta viscosidad.

Las especificaciones de esta estación se pueden observar en el cuadro # 4.

ESTACION # 5:

Esta constituida por dos tanques de 15.000 m3 (150xA y 150xB) y dos (2) bombas de 227m3/h y presión de 5 a 6 Bar, esta diseñada para manejar combustible liviano (GAS-OIL o DIESEL) de viscosidad de 4,3 Centistokes (40SSU) a una temperatura ambiente de 20 - 30°C. tiene un

colector común y una línea de transferencia hacia los tanques diarios 20xA y 3xB. Esta estación no posee sistema de calentamiento y las únicas protecciones que son las relacionadas con la temperatura del vapor y del combustible.

Las especificaciones de esta estación se pueden observar en el cuadro # 5.

TANQUES DIARIOS DE ALIMENTACION A LASUNIDADES DE GENERACION

La estación de bombeo de FUEL-OIL de alimentación a las unidades #1 y #2, esta constituida por tres (3) tanques de 20.000 m3 c/u (20x1, 20x2 y 20x3). Estos reservorios se llenan por debajo.

La estación de bombeo de FUEL-OIL de alimentación a las unidades #3 y #4 esta dotado de tres (3) tanques de 26.000 m3 c/u (26x1, 26x2 y 26x3). Los mismos se llenan por la parte de arriba.

La estación de bombeo de FUEL-OIL de alimentación a la unidad #5, tiene dos (2) tanques de almacenamiento de 26.500 m3 c/u (26,5x1 y 26,5x2) y el llenado es por la parte de arriba.

La estación de GAS-OIL de alimentación a la unidad #1 y #2, tiene un (1) tanque de 20.000 m3 (20xA). El llenado es por la parte de abajo.

La estación de GAS-OIL de alimentación a las unidades #3, #4 y #5, tiene un tanque de 300 m3 (3xB). Y el llenado es por la parte de arriba.

NOTA: Los tanques de almacenamiento de combustible (FUEL-OIL) principales y diarios, tienen un sistema de calentamiento del petróleo, constituido por un equipo llamado banana para el calentamiento de la succión de los tanques y un serpentín para el calentamiento de fondo.

Tabla Contra Consumo de Fuel - Oil

MW Lts/Min MW Lts/Min60 510 220 98075 595 230 100080 600 245 1098100 680 250 1092110 725 270 1200135 650 ? 280 1210140 700 ? 300 1355150 700 ? 330 1450170 780 ? 350 1460180 700 ? 360 1525200 857 370 1600210 900 400 1666

CUADRO # 1

ESPECIFICACIONES DE LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTODE COMBUSTIBLE PESADO

Descripción: Tanque de almacenamiento de combustible pesado.Identificación: 280 x 3Material: A283 °CDimensiones: Altura: 13,035 m Diámetro: 54,6 m Capacidad: 28.000 m3.Fluido: FUEL-OIL N° 6.Temperatura de Operación: Máxima: 70 °C. Mínima: 50 °C. Normal: 55 - 60 °C.Presión de Trabajo: Atmosférica.Gravedad Especifica del Fluido: 0,97Tanque conectado a la estación de bombeo N° 1Caudal de Bombeo: 525 - 550 m3/h.Presión de Descarga: Normal: 3 Kg/cm2. Máxima: 5 Kg/cm2

Presión de Succión: Normal: 0,2 - 1,2 bar Mínima: 0,1 bar.Presión Diferencial en el Filtro: Normal: < 0,1 bar. Máxima: 0,1 bar.

CUADRO # 2

ESPECIFICACIONES DE LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTODE COMBUSTIBLE PESADO

Descripción: Tanque de almacenamiento de combustible pesado.Identificación: 350 x 1Material: Sin indicación.Dimensiones: Altura: 12,506 m Diámetro: 60,16 m Capacidad: 35.532 m3.Fluido: Residual Tacoa (Actualmente se almacena FUEL-OIL N° 6.Temperatura de Operación: Máxima: 80 °C. Mínima: 55 °C. Normal: 60 - 70 °C.Presión de Trabajo: Atmosférica Viscosidad del fluido: 300 a 1.000 Cst.Gravedad Especifica del Fluido: 0,97Tanque conectado a la estación de bombeo N° 2.Caudal de Bombeo: 500 m3/h.Presión de Descarga: Normal: 7 Kg/cm2. Máxima: 8 Kg/cm2

Presión de Succión: Normal: 0,1 - 1,2 bar Mínima: 0,1 bar.Presión Diferencial en el Filtro: Normal: < 0,1 bar. Máxima: 0,1 bar.

CUADRO # 3

ESPECIFICACIONES DE LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTODE COMBUSTIBLE PESADO

Descripción: Tanque de almacenamiento de combustible pesado.Identificación: 350 x 6Material: Sin indicación.Dimensiones: Altura: 12,506 m Diámetro: 60,16 m Capacidad: 35.532 m3.Fluido: Residual Tacoa.Temperatura de Operación: Máxima: 80 °C. Mínima: 55 °C. Normal: 55 - 80 °C.Presión de Trabajo: Atmosférica. Viscosidad: 370 - 1.000 Cst.Gravedad Especifica del Fluido: 0,97Tanque conectado a la estación de bombeo N° 3.Caudal de Bombeo: 510 m3/h.Presión de Descarga: Normal: 7 Kg/cm2. Máxima: 8 Kg/cm2

Presión de Succión: Normal: 0,1 - 1,2 bar Mínima: 0,1 bar.Presión Diferencial en el Filtro: Normal: < 0,1 bar. Máxima: 0,1 bar.

CUADRO # 4

ESPECIFICACIONES DE LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTODE COMBUSTIBLE PESADO

Descripción: Tanque de almacenamiento de combustible pesado.Identificación: 350 x 5Material: Sin indicación.Dimensiones: Altura: 12,506 m Diámetro: 60,16 m Capacidad: 35.532 m3.Fluido: Desulfurado Residual Tacoa.Temperatura de Operación: Máxima: 80 °C. Mínima: 30 °C. Normal: 30 - 80 °C.Presión de Trabajo: Atmosférica Viscosidad: 370 a 1.000 Cst.Gravedad Especifica del Fluido: 0,91 - 0,98.Tanque conectado a la estación de bombeo N° 4.Caudal de Bombeo: 316 - 329 m3/h.Presión de Descarga: Normal: 6 Kg/cm2. Máxima: 7 Kg/cm2

Presión de Succión: Normal: 0,2 - 1,2 bar Mínima: 0,1 bar.Presión Diferencial en el Filtro: Normal: < 0,1 bar. Máxima: 0,15 bar.

CUADRO # 5

ESPECIFICACIONES DE LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTODE COMBUSTIBLE LIVIANO

Descripción: Tanque de almacenamiento de combustible liviano.Identificación: 150 x AMaterial: Sin indicación.Dimensiones: Altura: 12,506 m Diámetro: 40,11 m Capacidad: 15.792 m3.Fluido: Diesel # 2.Temperatura de Operación: Máxima: 60 °C. Mínima: °C. Normal: Ambiente.Presión de Trabajo: Atmosférica Viscosidad: 4,3cst.Gravedad Especifica del Fluido: 0,865Tanque conectado a la estación de bombeo N° 5.Caudal de Bombeo: 227 m3/h.Presión de Descarga: Normal: 5 Kg/cm2. Máxima: 6 Kg/cm2

Presión de Succión: Normal: 0,1 - 1,5 bar Mínima: 0,05 bar.Presión Diferencial en el Filtro: Normal: < 0,1 bar. Máxima: 0,15 bar.

4.2 ESTACION DE BOMBEO EL PALITO

1.UBICACIÓN:

La estación de bombeo El Palito está ubicada en la refinería PDVSA - El Palito en la zona comprendida entre el talud norte del tanque 170 x 1 y el sur de la calle E. Del área interna de está empresa.

2.DESCRIPCION:

La estación de bombeo fue diseñada para manejar tres tipos de combustibles: Diesel # 2 (37 SSF a 122°F) -- Fuel-Oil # 6 (276 SSF a 122°F) y residual tipo “Tacoa” (1600 SSF a 122°F).

Estos combustibles son entregados por PDVSA desde los tanques 170 x 1, 170 x 2, 170 x 3 y desde el Fuel-Oil Reservory. (F.O.R.) mediante líneas convenientemente instaladas que convergen al manifold de succión de la estación.

La estación consta de tres (3) bombas de tornillo, cada una con capacidad para 800 GPM, manejadas por motores eléctricos de inducción. Estas bombas tienen capacidad para manejar fluidos con viscosidades entre 40 y 10000 SSU, están protegidas contra baja presión en la succión, mediante un presostato, y contra alta presión en la descarga, mediante un presostato, y una válvula de alivio.

Las tres (3) bombas descargan a un manifold de 12” Ø conectado a un múltiple de envío también de 12” Ø.

En el manifold de descarga existe un controlador de presión que ordena la apertura/cierre de una válvula de control que desvía el flujo hacia la succión cuando la presión en el múltiple de envío sube a niveles peligrosos por cierres de válvulas en el poliducto o por aumento de viscosidad (baja temperatura) del producto.

Después del múltiple de envío, se instaló un medidor de flujo para conocer las cantidades entregadas por PDVSA.

Justo al comienzo del poliducto PDVSA-PLANTA CENTRO, se instaló una estación de disparo de “cochino” con el propósito de facilitar la operación de transferencia de combustibles de diferentes especificaciones.

Es de hacer notar que existe la posibilidad de transferencia de combustibles Diesel # 2 y Fuel-Oil # 6 utilizando las bombas PDVSA G-703 A/B y G-704 A/B respectivamente y operando convenientemente las válvulas de by-pass instaladas.

Eléctricamente, la estación de bombeo es alimentada en 4160 voltios desde el circuito # 9, del sistema PDVSA. Pasa por un seccionador aéreo de 2 x 100 Amp. Y entra a una subestación de 1500 KVA a través del interruptor principal de alta tensión. El transformador reduce la tensión a 440 voltios llegando a las barras del interruptor principal de baja tensión

(2000 Amp.) En baja tensión existen tres (3) celdas con arrancadores estrella - triángulo para cada uno de los motores.

Existe también un transformador para tensión de alumbrado 3KVA, 440/120V. En el panel general existen instrumentos para medición de tensión, potencia y amperaje en baja tensión para cada una de las celdas y para carga total.

3. ESPECIFICACIONES DE EQUIPOS INSTALADOS:

3.1 Filtros en la SucciónMarca “Mueller” 12” con malla metálica # 20.

3.2 Bombas de tornilloMarca “Worthington - Sier Bath”Tamaño LSJHP 500Flujo: 812/760/850 GPM.Presión: 100/650/700/PSI.RPM: 1150Viscosidad: 40 ÷ 10000 SSU

3.3 Válvulas de alivio.Marca: Consolidated.Modelo: 1910 KCBridas: Entrada 3” Ø - 300# R.F.Salida 4” Ø - 150# R.F.

3.4 Switches de presión. Marca “Allen Bradley” a prueba de explosión.Rango: Succión: 0 - 80 PSI ajustado a 3 PSI

Descarga: 50 - 500 PSI ajustado a 300 PSI.

3.5 Termómetro Bimetálico vertical Diámetro 3” Ø.Rango: 0 - 300°F

3.6 Manómetro Diámetro 6” Ø Marca “Taylor”Rango: Succión: 0 - 160 PSI.

Descarga: 0 - 600 PSI.

3.7 Controlador - indicador de presiónMarca “Taylor” Modelo: 442RF1238Rango: 0 - 500 PSI. Ajustado a 260 PSI.Suministro de aire a 30 PSI.Salida de aire entre 3 - 15 PSI.

3.8 Válvula de control

3.8.1 Actuador Marca “Fisher”Tipo 657 ED.Tamaño 40Presión de operación del diafragma 3 - 15PSI.Serial 6520751

3.8.2 Cuerpo de la válvula Marca “Fisher”Tipo ED con bridas 3”Ø - 400#

3.9 Medidor de flujoMarca “Brooks”, Tamaño 10”, Modelo B-114ETipo: Desplazamiento positivoBridas: 10” Ø - 400# R.F. ANSI

Con compensador de temperatura automático, modelo 4400, y selector de gravedad.Contador de seis (6) dígitos reajustables y ocho (8) dígitos fijos totalizadores combinado con un impresor de lectura de arranque en barriles.

3.10 Disparador de “Cochino”Marca: DanielTamaño: 14” Ø - 400# RF.

3.11 Válvula de compuertaMarca: DanielTipo: Apertura completaTamaño: 12” Ø - 400# RF.

3.12 Detectores de paso de “Cochinos”Marca: F. H. MaloneyPara tuberías de 12” Ø SCH.40

3.13 Motor eléctrico de inducción (tipo jaula de ardilla).Marca: General Electric.Modelo: GEH - 3161 D CUSTOM 8000500 HP - 460 Volt.1185 RPM.

3.14 Transformador de 1500 KVA - 5.11 % Impedancia - 75°C.C. A. INDUSTRIA VENEZOLANA ELECTRO-TECNICA CLASE 65°C.4160 +/- 2 x 2,5% 208.2 AMP.Nivel de aislamiento 15KV.480 Y/277 Volt. - 1804 AMP.Nivel de aislamiento 1.2 KV.Grupo Vectorial DYN 5.Enfriamiento: ONAN.Aceite: 360 Galones.

Relé: Buchholz.

3.15 Seccionador de alta tensiónMarca: SIEMENS. 3CB14.80.1AAZ - 10/12 KV 400A.Accionamiento simple.Palanca Enchufable.

3.16 Seccionador Aéreo.5 KV. Equipado con rompecarga y fusibles 2x100 AMPS.

3.17 Interruptor Principal de Baja Tensión.Marca: SIEMENS 3 WE 68.2000 AMP.Termomagnetico recarga motorizada.

3.18 Arrancadores Estrella - Triángulo. (uno para cada motor).Consta de:

2 contactores tipo 3TB56 Marca SIEMENS. Para acometida y etapa triángulo

1 contactor tipo 3TB54 Marca SIEMENS. Para etapa estrella.1 Relé térmico SIEMENS 3UA4500-8AJ Rango 260-460AMP.

750Volt.1 Relé temporizado 0-60Seg. SIEMENS 7PV121 Breaker termomagnético 800AMPS.

Westinghouse catálogo N° MC 3800 F.Style N° 2608 D 75G14600 VAC.

4. OPERACIÓN:

La operación del bombeo de combustible se coordina conjuntamente entre el personal de CADAFE - PDVSA a través de los siguientes tanques de la refinería:

4.1 TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE COMBUSTIBLES

170 x 1: Combustible Diesel # 2170 x 2: Fuel-Oil # 6170 x 3: Combustible residual tipo "Tacoa"F.O.R. : Fuel-Oil # 6

4.3 SISTEMA DE RECUPERACION DE COMBUSTIBLE

(PILETA A.P.I.)

DESCRIPCION DEL SEPARADOR A.P.I.:

El separador A.P.I. es un separador gravitacional y su operación depende de la diferencia entre el peso especifico del agua y del combustible ó aceite.

Este separador esta instalado en la estación # 1 (280x3 y 280x4), Estación # 2 (350x1 y 350x2) y estación # 4 (350x5), a medida que el combustible tiene un grado A.P.I. más cercano al A.P.I.-10 la separación se hace más difícil, por estas razones es que debe entenderse claramente que la operación de un separador gravitacional de este tipo es sensible a la diferencia del peso especifico entre el agua y el combustible.

OPERACIÓN DEL SEPARADOR A.P.I.:

La operación cuidadosa del separador es imprescindible o determinante para producir una adecuada separación, debido a la escasa diferencia de pesos específicos involucrados(agua y combustible) en este proceso. La ubicación de la interfase es muy sensible a las variaciones de nivel del tanque de agua clara.

1. LLENADO DE AGUA:

El separador debe estar lleno de agua antes de que ninguna cantidad de combustible se vacíe a la pileta. El nivel de agua debe estar hasta el fondo del colector de combustible, a fin de permitir sacar el combustible hacia el pozo de aceite tan pronto como el combustible llegue al colector. Está acción evitará también que los pozos se agua clara se contaminen con combustible.

2. CALENTADORES DE VAPOR:

2.1 El calentador del tubo colector debe estar conectado todo el tiempo. De está manera todo el combustible que entre al tubo colector correrá hacia el pozo de combustible recuperado sin la intervención del operador.

2.2 El calentador del pozo de combustible recuperado debe estar conectado todo el tiempo. De esta manera el combustible tendrá una baja viscosidad y lo suficientemente caliente para que pueda ser bombeado por la bomba de recuperación de Fuel-Oil.

3. OPERACIÓN DEL SEPARADOR A.P.I.:

3.1 Motivado a que la bomba de recuperación de combustible no es automática, el operador debe revisar periódicamente los niveles en los pozos (agua clara/combustible recuperado) y operar la bomba en forma manual.

3.2 La bomba del pozo de agua clara, debe usarse para mantener la masa de agua en movimiento dentro del separador para poder arrastrar la capa de combustible hacia el tubo colector.

3.3 El separador debe tener el nivel de agua hasta el fondo del tubo colector de combustible y se debe mantener por lo menos dos (2) metros de agua en la pileta para poder drenar los tanques de almacenamiento.

3.4 Abrir la válvula de drenaje del tanque almacenamiento correspondiente y dejar que el nivel total suba 10cm (esta cantidad de combustible es equivalente a 1cm de variación en el tanque almacenamiento)

3.5 Arrancar la bomba de agua clara para mover la masa de agua y así arrastrar todo el combustible hacia el tubo colector. Si el nivel total sube mucho abrir la válvula para descargar el agua clara al área de la berma.

3.6 Si el nivel total alcanzado, no permite que el aceite sea recogido por el colector, agregar agua clara al separador a fin de levantar la capa de combustible hasta el nivel necesario para producir la recuperación del combustible.

4. MANTENIMIENTO Y LIMPIEZA:

4.1 El agua separada del combustible alcanza al primer pozo de agua limpia a través de una abertura de 90cm de largo por 10cm de alto ubicada en el fondo del tanque principal y en la pared de separación del mismo, si esta abertura se obstruye el separador no funcionará por lo tanto, la pileta debe ser vaciada completamente una vez al año y hacerle mantenimiento y limpieza para retirar todo el material extraño.

4.2 El operador debe retirar del separador todo material extraño ya que se puede tapar la entrada del colector de aceite y producir daño a la bomba de combustible.

4.4 SISTEMA DE DOSIFICACION DE CLORO

EN PLANTA CENTRO

Los organismos marinos (caracolitos, etc.) tienden a depositarse en la tubería de agua circulación y en el condensador de las plantas termoeléctricas. Para evitar estos depósitos PLANTA CENTRO cuenta con un sistema de dosificación de cloro; Constituido por dos (2) plantas clorinadoras, una para las unidades # 1y # 2 y la otra para las unidades #3, #4 y #5. Estas unidades están interconectadas por una tubería que esta conectada a la línea de salida de cada planta, la cual permite cumplir con el programa de clorinación en el caso de que falle cualquiera de estas unidades.

Antes de hacer una descripción de las plantas clorinadoras es recomendable señalar las propiedades químicas y físicas del cloro ya que es un elemento muy activo porque reacciona con la mayoría de los elementos y compuestos, a parte de que tiene un olor desagradable e irritante, inflama las mucosas de la nariz y la garganta y respirado en cantidad congestiona los tejidos pulmonares, pudiendo producir la muerte.

1. PROPIEDADES FISICAS:

El liquido comercial es de color ámbar, con viscosidad igual a un tercio (1/3) de la del agua, se evapora al ser expuesto a la atmósfera y el volumen del gas es cerca de 450 veces el del liquido, su densidad disminuye y su volumen aumenta con el incremento de la temperatura, la presión hidrostática del cloro liquido varia directamente con la temperatura.

El cloro gas es de color amarillo verdoso de olor penetrante e irritante. Es dos veces y medio más pesado que el aire, tiende a acumularse en sitios bajos si se escapa a la atmósfera.

CUADRO DE PROPIEDADESCaracterísticas ValoresPeso Atómico 35,45Peso Molecular(Cl2) 70,906Punto Fusión - 100,98 °CPunto Ebullición - 34,50 °CTemperatura Critica - 144 °CPresión Critica 76,1 Atm.Calor Latente de Evaporación 123,7 BTU/Lbr.Gravedad Especifica Liquido 1,47 a 0 °CY Gas (en variación con el aire) 2,48 a 0 °C

2. PROPIEDADES QUIMICAS:

El cloro se combina con la mayoría de los elementos para formar compuestos binarios llamados cloruros, análogamente reaccionan con el cloro los metales hierro y cobre, pero si el gas esta perfectamente seco, ya no actúa sobre estos elementos, y por eso puede guardarse y transportarse en cilindros o tubos de hierro o acero. En el cuadro siguiente se enumeran una serie de elementos y la reacción originada en su presencia:

Elementos Reacción ProducidaAluminio El polvo de aluminio arde en presencia de cloro a 20 °C.

AmonioUna mezcla de amonio y cloro, produce una explosión ante una fuente de calor por la formación de tricloruro de nitrógeno (NCl3), cuando hayexceso de cloro explota sin necesidad de calor.

Bronce Puede arder espontáneamente con el cloro.Carbón Activo La mezcla puede arder espontáneamente bajo condiciones de sequedad.Etano Puede producir explosiones.Etileno Puede producir explosiones a la luz solar o ultra violeta.Hidracina Se incendia al contacto con el cloro.Hidrocarburos Reaccionan violentamente y algunos pueden incendiarse.

HidrogenoEsta mezcla (5,95 % de H2 en cloro) explota con cualquier fuentede energía (calor, luz solar, chispa, etc.)

Hierro Un alambre caliente arde en presencia del cloro.Níquel Cuando se calienta con cloro reacciona produciendo luz y calor.Zinc Arde en presencia de cloro.

ALMACENAMIENTO DEL CLORO:

El cloro puro es suministrado en recipiente de acero, los más comunes son las bombonas de 60 kg. (150lbr.) y los cilindros de 907 kg. (2000lbr.) Encontrándose ambos en forma liquida y gaseosa, el llenado de estos recipientes es a una presión que licúa el gas de 8,44 kg/cm2, ocupan un volumen de 80 % del envase, la temperatura de esta operación no debe exceder de los 60 °C (150 °F) ya que a temperaturas superiores pueden causar daños a los recipientes.

Los cilindros de 907 Kg(2000lbr.) tienen dos (2) válvulas terminales de conexión situadas en una de las superficies semicirculares externas y seis válvulas de seguridad (tapones fusibles), tres (3) en cada extremo, estos tapones se pueden fundir si la temperatura sube de 70 °C a 73,9 °C, algunas recomendaciones del almacenamiento son:

Todos los recipientes de manejo de cloro, estén llenos o vacíos, deberán ser almacenados en un área seca y protegidos de cualquier fuente de calor que puedan fundir los fusibles y liberar el cloro.

Las áreas de almacenamiento deberán ser ventiladas y los locales deberán ser perfectamente a prueba de fuego.

El salón de almacenamiento de los cilindros debe ser exclusivamente para recipientes de cloro y no deben estar cerca de alcoholes, partículas metálicas, hidrocarburos o cualquier otro material inflamable.

Se debe identificar los que estén llenos y vacíos y el almacenamiento debe estar diseñado para que permita el uso de los cilindros de acuerdo al orden de llegada.

Los cilindros de una tonelada (2000lbr.) Deberán almacenarse en forma horizontal, sobre soportes de acero ó concreto y separados por una distancia de 30 cm como mínimo entre uno y otro para facilitar su movimiento y dotado con grúa para la movilización.

El área de almacenamiento debe tener un tanque con soda cáustica para la neutralización del cloro en caso que se presenten fugas.

Antes de proceder a la instalación de un cilindro deberá ser inspeccionado y rechazar los cilindros golpeados o deformados.

Para abrir la válvula del cilindro se le da al vástago un giro completo en sentido contrario a la aguja del reloj y para cerrarla se repite el proceso en forma contraria.

Los recipientes de una tonelada deberán colocarse de manera que sus válvulas queden verticalmente una sobre la otra, si necesita cloro gas la conexión se hace en la válvula de arriba y si requiere cloro líquido la conexión será en la válvula inferior.

Para detectar fuga se utiliza una solución amoniacal y la formación de una nube blanca indica que hay escape.

Para la operación de apertura y cierre de las válvulas, utilizar una llave de cuadro de 3/8" y no mayor de 6" de longitud.

SOLUCIONES ALCALINAS RECOMENDADASPARA NEUTRALIZAR EL CLORO

Capacidad Soda Caústica Soda Comercial Cal HidratadaRecipiente Sólida (Kg) Agua (l) Sólida (Kg) Agua (l) Sólida (Kg) Agua (l)45Kg (100lbr) 57 150 136 380 57 47568Kg (150lbr) 85 230 205 570 85 7151Ton 2000lbr 1140 3030 2720 7570 1140 9470

PLANTA DOSIFICACION DE CLORODE LAS UNIDADES # 1 Y # 2

DESCRIPCION GENERAL:

El cloro es suministrado por los cilindros de 2000lbr encontrándose ambos en forma liquida y gaseosa, la presión interna que licúa el gas es de 8,44 Kg/cm2 por lo que antes de poner en servicio es necesario verificar que no existe fuga en este sistema. El orden como se describen los componentes a continuación es la forma de puesta en servicio de las plantas clorinadoras de las unidades # 1 y # 2, y el principio del funcionamiento de estos equipos es similar al de las unidades #3, 4 y 5.

1. EVAPORADOR: Este equipo esta equipado con un calentador eléctrico para evaporizar el gas cloro forma de condensado, impidiendo que el líquido entre al dosificador (este elemento calefactor es de tipo cartucho). Una temperatura de 60 °C es indicativa de que el evaporador esta listo para el servicio y una temperatura máxima de 80 °C coloca fuera de servicio el calentador eléctrico.

2. FILTRO DE GAS: Este dispositivo contiene un filtro recambiable de malla de plata. El cual elimina todos los sólidos arrastrados por el gas antes de que entre al dosificador.

3. MANOMETRO DE PRESION DE GAS: Indica la presión que alimenta al dosificador y esta por el orden de 6 Kg/cm2, la perdida de presión podría significar que los cilindros están vacíos o que el filtro esta obstruido.

4. MEDIDOR DE CAUDAL: Indica el caudal que pasa a través del dosificador. Este es un rotametro que señala un flujo normal de 80 Kg/hr.

5. VALVULA DE REGULACION NEUMATICA: Regula la cantidad de gas que pasa al dosificador y su funcionamiento es automático y controlada por la temperatura del evaporador (en las unidades # 3, # 4 y # 5 esta válvula es eléctrica)

6. REGULADOR DE VACIO: El regulador de vacío reduce la presión del gas desde una presión de regulación variable a un vacío constantemente regulado. Los elementos de seguridad, consisten en una válvula de seguridad y un rompedor de vacío, que van incorporados en la parte superior de las cámaras del regulador de vacío. (3,5 Kg/cm2 y 700mgHg).

7. EYECTOR: El eyector crea el vacío para que funcione el dosificador y también mezcla el gas completamente con el agua formando la disolución química que luego se transporta a los puntos de aplicación.

8. DOSIFICADOR DE SERIE 70 - 500: Este dosificador tiene una capacidad máxima de 150 Kg/hr. Una vez que se verifican las condiciones de servicio se abren las válvulas de dosificación hacia las unidades # 1 y # 2 y se pone en servicio la bomba suplementaria.

9. Después de haber cumplido el programa de dosificación se evacua la planta cerrando la válvula del cilindro que está en servicio este proceso se efectúa durante un tiempo de 5 min.

PLANTA DE DOSIFICACION DE CLORODE LAS UNIDADES # 3, # 4 Y # 5.

El proceso inicial de preparación de cilindros y previa preparación del resto de los equipos es similar al de las plantas de dosificación de las unidades # 1 y # 2. Para la puesta en servicio se procede de la siguiente forma:

EVAPORADOR: Se conecta y se espera que la temperatura llegue a 185 °F a diferencia de las unidades # 1 y # 2. Este sistema esta compuesto por cuatro evaporadores y cuatro clorinadores (dosificadores).

Cuando el evaporador tiene su valor especificado de temperatura, se coloca en servicio la bomba reforzadora de agua de mar con una presión de 4,8 Kg/cm2

DOSIFICADOR: Luego se chequea la presión de vacío la cual debe ser de 25 pulgadas de mercurio y se alinean las válvulas para la dosificación de los canales de las unidades # 3, # 4 y # 5 de acuerdo a un programa establecido.

Finalmente se abre la válvula de los cilindros ó tren que esta disponible para la operación y se le informa al laboratorio químico para el control químico el cual debe resultar un residual en la salida del canal de 0,5 - 1 ppm de Cl2.

La capacidad máxima de dosificación de cloro de los clorinadores es de 8000 Lbr/día.

Una vez cumplido el tiempo de dosificación se procede a evacuar la planta cerrando las válvulas de cilindro que esta en servicio. Este proceso se efectúa durante un tiempo de 5 min.

RESUMEN

El presente manual esta dirigido al personal del Dpto. de PLANTAS EXTERNAS, con el propósito de facilitar el desarrollo de sus conocimientos, habilidades y destrezas requeridos para asumir exitosamente los retos y objetivos de CADAFE - PLANTA CENTRO. Sin embargo la forma como esta estructurado, puede ser utilizado para la formación de los profesionales y técnicos que ingresen a planta y por otro lado sirve como un libro de consulta a cualquier trabajador de CADAFE.

Este manual está contentivo de información muy importante para el lector, porque previamente a la descripción de cada sistema se hace mención de la parte teórica de cada aspecto para soportar y complementar cada proceso en particular, posteriormente se da información de los impactos de las impurezas en el ciclo agua vapor de las unidades termoeléctricas, la descripción de los procesos de tratamiento de agua, plantas de dosificación de cloro, sistemas de combustibles y gases. Por otro lado se detallan especificaciones técnicas de los equipos y la caracterización del agua alimento y producto de cada planta de tratamiento de agua.

Aparte de la teoría y practica incluida en este manual, se hace mención de los costos de producción del suministro de agua en PLANTA CENTRO donde se incluyen los precios del agua cruda y el agua desmineralizada.

Este manual esta formado por cuatro (4) capítulos. El primero, se refiere a los fundamentos teóricos de la desmineralización y los impactos de las impurezas en los equipos de una planta termoeléctrica, el segundo, corresponde a la descripción de los procesos de tratamiento de agua en PLANTA CENTRO y costos de producción del suministro de agua. El tercero esta relacionado con la teoría del carbón activo, criterios de análisis de problemas de operaciones con sistemas de intercambio iónico, especificaciones de regenerantes y procedimientos de limpieza y conservación de resinas de intercambio iónico y en el cuarto y ultimo capitulo se mencionan los tipos de combustible de uso en PLANTA CENTRO, sistemas de recuperación de petróleo y sistemas de dosificación de cloro. Finalmente se cuenta con un glosario de términos donde se definen ciertas expresiones técnicas que sirven de ayuda para el buen entendimiento del contenido de este texto.

Con respecto a los recursos utilizados, se contó con la bibliografía de tratamiento de agua, manuales de planta y con la experiencia de los años de servicio del personal de planta.