Productos químicos para tratamiento de aguas de proceso

Productos químicos para calderas y equipos de vaporTratamientos internos o químicos

Los tipos de productos que se utilizan en calderas son:

Secuestrantes de oxígeno disuelto. Su funcion es la de eliminar el oxígeno disuelto: Sulfitos, hidracina, carbohidracina, DEHA, etc...

Aminas neutralizante. Su función es la de eliminar el dióxido de carbono: Morfolina, ciclohexilamina, DEAE, control de pH,...

Antiincrustantes y dispersantes. Su función es la de controlar los depósitos: Fosfatos, fosfonatos, dispersantes, ...

Secuestrantes de oxígenoSu función es la de eliminar químicamente el residual de oxígeno disuelto en el agua de alimentación tras la desgasificación mecánica (térmica…). Su uso evita la corrosión por oxígeno en forma de “pitting” en la caldera y en el sistema de agua de alimentación (economizador).

En medio acuoso, el hierro se oxida a hidróxido ferroso por la acción del ión hidroxilo. Este, por acción de oxigeno en disolución pasa a hidróxido férrico (de color rojizo), que implica corrosión. A elevadas temperaturas el hidroxido ferroso se convierte a una capa densa de protección de color negro denominada magnetita, que protege el metal del agua y del oxígeno.

Como productos secuestrantes de oxigeno tenemos:

Sulfito sódico: Reacciona con el oxígeno formando sulfato sódico. Debe dosificarse en contínuo en el agua de alimentación de la caldera (depósito del desgasificador), controlando la existencia de residual para eliminar el oxígeno. La formación de sulfato sódico aumenta sólidos disueltos y a presiones altas (>50 bar) se descompone en dióxido de azufre.La velocidad de reacción entre sulfito sódico y oxígeno es rápida. Sin embargo a temperaturas bajas es necesario utilizar trazas de sulfato de cobalto para acelerar la reacción (catalizador). Para presiones mayores a 80 psi no es recomendable el sulfito sódico. El sulfito sódico catalizado (con sulfato de cobalto) reacciona mucho más rápido que el no catalizado y  es recomendable dosificarlo por separado en el depósito del desgasificador. La proporción estequiométrica a añadir es de 7,88 ppm de sulfito sódico por cada 1 ppm de oxígeno, pero es mejor utilizar la proporción 10:1.

Hidracina: Sustituyó al sulfito en sistemas de alta presión. La ventaja principal es que no incrementa sólidos en la caldera, pero tiene el problema que está en la lista de productos cancerígenos (OSHA PEL 0,1 ppm, SARA Title IIISection 313 reporting) y como tal requiere de una manipulación especial. Actualmente el uso se circunscribe a los grandes sistemas de generación de vapor (centrales eléctricas). La hidracina (al 35%) se alimenta directamente al agua de alimentación a razón de 0,05 – 0,10 ppm. A temperaturas inferiores a 150ºC la reacción es muy lenta, el uso de hidroquinona como catalizador aumenta la velocidad de la reacción 10 – 100 veces. A temperaturas superiores a 400ºC la hidracina se comienza a descomponer en amoníaco, que es corrosivo para el cobre y otras aleaciones.

Carbohidracina: Es el sustituto de la hidracina y actúa igual que ésta pero no tiene los peligros relativos a la misma. Al igual que la hidracina, no aumenta los sólidos en la caldera. Pero tiene el inconvenientoe que la reacción con el oxígeno genera 0,7 ppm de dióxido de carbono por cada ppm de oxígeno, lo cual se debe tener en cuenta en el cálculo de necesidades de amina neutralizante. La estequiometria a utilizar es de 1,4 ppm de carbohidracina por cada ppm de oxigeno disuelto, y se dosifica directamente al sistema en forma de solución 6.5%. La dosis recomendada en el agua de alimentación es la suficiente para controlar 0,05 - 0,3 ppm como hidracina, ya que se de en esta en el interior de la caldera..

Ácido eritórbico: Es un ácido organico, isómero de la Vitamin C. Por esto es reconocido por la FDA como un producto GRAS para aplicaciones donde el vapor está en contacto con alimentos. La solución al 10% de ácido eritórbico tiene un pH de 2,1. El producto se formula a pH 5,5 con aminas neutralizantes o amoníaco. Se cataliza con sulfato de cobre (1:50).

Metiletilcetona (MEKO): Es un reductor del oxígeno disuelto que tiene un ratio de distribución más alto que la DEHA, y funcina mejor que esta en sistemas largos de de condensados. El ratio de distribución esta entre el del DEAE y la ciclohexilamina. La Metiletilcetona reacciona más rápidamente que cualquier otro sustituto del sulfito sódico. Se necesitan 5,4 ppm de MEKO por cada ppm de oxígeno disuelto. El MEKO no tiene las ismas capacidades pasivadoras que la DEHA, así que su uso no esta tan aconsejado.

Hidroquinona: Tiene rápida velocidad de reacción, incluso en agua fría. Se puede utilizar sola como desoxigenante. usada habitualmente como catalizador para la Hidracina, DEHA, y Carbohidrazida, incluso para usos a baja presión. En desmineralizadores de lecho mixto puede Producir ennegrecimiento de las resinas debido a la rápida reacción de reducción. La Hidroquinona es estable hasta 275° C, la descomposición final genera dióxido de carbono. La estequiometría requerida es de 6,9 ppm de hidroquinona por cada 1 ppm oxígeno.

N,N'-dietilhidroxilamina (DEHA): Desoxigenante volátil, pasiva las superficies metálicas de la caldera y líneas de condensados. Es un fuerte reductor capaz de revertir el rojizo óxido férrico a magnetita manteniendo residuales en la caldera entre 150 y 300 ppb. Catalizado con hidroquinona actúa a bajas temperaturas. La estequiometría es de 1,24 ppm de DEHA por cada 1 ppm de oxígeno disuelto, pero se obtienen mejores resultados con con una relación 3:1. En su reacción con el oxígeno se forma ácido acético e incluso se puede descomponer en dióxido de carbono, lo cual requiere un consumo adicional de amina neutralizante. Se descompone en amoníaco a partir de 280ºC frente a 168ºC para la hidracina. El análisis de la DEHA se realiza mediante un kit basado en la reducción del ión férrico a ferroso.

Aminas neutralizantesEl dióxido de carbono disuelto en el agua (sobretodo si no hay una adecuada desgasificación o bien el agua es sólo descalcificada por lo que conserva la alcalinidad dando lugar en la caldera a la descomposición de carbonatos y bicarbonatos en dióxido de carbono) para al vapor y al condensar pasa a ácido carbónico dando lugar a corrosión ácida de las líneas de retorno y contaminando el condensado con hierro disuelto, por ello es necesario añadir una amina neutralizante para mantener un pH = 8,3 - 8,5 mínimo. A una dosis de 2-3 ppm de producto debería bastar la cantidad de amina neutralizante añadida.

Su función es la eliminación química del dióxido de carbono en el agua de alimentación tras la desgasificación mecánica o por descomposición de carbonatos y bicarbonatos. Su uso evita la corrosión ácida por bajo pH en líneas de condensados. 

La Amina neutralizante forma un carbonato reaccionando con el ácido carbonico procedente del dióxido de carbono del vapor. La Amina Neutralizante también eleva el pH del condensado por formación de hidroxilos. El desgasificador produce el stripping del carbonato y permite la regeneración de la amina.

Capacidad neutralizante de diferentes aminaslas Aminas Neutralizantes forman carbonatos con el dióxido asimismo forman iones amonio e hidróxido. La relación de distribución (RD) de la amina entre la fase de vapor y la amina en el líquido debe ser controlada. Así tenemos que el pH y la temperatura influyen en RD.Tenemos los siquientes casos:

RD > 1 significa que la amina llega más lejos con el vapor RD < 1 significa que pasa más rápido al condensado

Esto se traduce en una pérdida de amina volatil en el desgasificador. Esta perdida dependerá de la amina utilizada:

Morfolina: perdida del 1.0 % DEAE: perdida del 3.0 % Ciclohexilamina: perdida del 1.7 %

Límites FDA para diferentes aminasCada amina tiene un límite FDA:

Morfolina:   10,0 ppm DEAE:   15,0 ppm Ciclohexilamina:  10,0 ppm Amoníaco:   No hay límite Octadecilamina:  3,0 ppm Amina de soja:  0,0 ppm La Amina Total no puede sobrepasar 25 ppm en el vapor y cada amina no puede exceder

su límite individual.

y la elección de la amina debe realizarse en función de la relación de distridución distribución:

Ciclohexilamina, para tuberías de vapor con largos recorridos. Dietilaminoetanol, para tuberías de vapor con recorridos intermedios. Morfolina, para tuberías de vapor con recorridos cortos. Para sistemas complejos es deseable una mezcla de aminas.

Antiincrustantes y dispersantesSu principal función es la precipitación química y quelación de iones, inhibición y/o dispersión para evitar la formación de incrustaciones procedentes de las sales disueltas en el agua de calderas. Su uso evita incrustaciones, pérdida de eficiencia energética , etc.Los principales productos utilizados son:

Fosfatos

Quelantes Fosfonatos Dispersantes

Productos químicos para ósmosis inversaTratamientos químicosLos productos químicos para el control y mantenimiento de las osmosis inversa tendiendo en cuenta los siguientes objetivos:

Minimizar las incrustaciones y el ensuciamiento de las membranas Tener un costo de explotación bajo frente a otros productos existentes Proveer productos de fácil y segura manipulación con excelentes propiedades de vertido

Estos productos se dividen en tres grupos:

Antiincrustantes Agentes limpiadores biocidas

Antiincrustantes para ósmosis inversaLos antiincrustante para equipos de osmosis inversa se emplean para evitar la obstrucción de las membranas por la deposición de cristales de calcio, magnesio y sílice en la superficie externa, en los poros o entre los mismos, dicha contaminación provoca una mayor acumulación de precipitados en las membranas, por lo que al aumentar la presión necesaria, se incrementan los costes de energía, las operaciones de limpieza y se limita la vida útil de las membranas.

El uso de la los antiincrustante de las series ECOTEC, OSMOTEC y OSMOTAX han sido desarrollado para membranas de Osmosis Inversa y Nanofiltracion. Las principales caracteristicas son las siguientes

Es altamente efectivo frente a todas las incrustaciones mas comunes, como carbonatos y sulfatos de bario y estroncio así como fluoruro cálcico.

Inhibe depósitos de sílice, hierro y Aluminio. Compatible con todo tipos de membranas. Reduce e incluso elimina la necesidad de acido. Permite a los sistemas operar a los porcentajes de recuperación mas altos posibles.

Para su dosificación esta debe ser en continuo al agua de alimentación. Puede dosificarse desde su forma pura o diluida. Para la dosificación optima dispone de Fichas de recogidas de datos para que nuestros técnicos especialistas puedan asesorar sobre que producto utilizar en cada caso.

Agentes de limpiezaCuando se produce una obstrucción de las membranas por contaminación, es necesario, analizar el problema y definir un procedimiento de actuación para determinar el tipo de limpieza que se tiene que realizar según las características de la deposición, empleando productos específicos según el origen sea orgánico o inorgánico.

La serie de agentes limpiadores básicos ECOMET, OSMOTAX y OSMOTEC son

agentes quelantes mezclados con un surfactante no iónico que elimina materia orgánica de las membranas y también posee una buena efectividad para la eliminación de de depósitos de hierro y varias incrustaciones.

La serie de agentes limpiadores ácidos ECOMET, OSMOTAX y OSMOTEC son agentes desarrollados como limpiadores de incrustaciones inorgánicas y depósitos de hierro 

BiocidasLos biocidas se emplean para evitar la formación de biofilm, cuando determinamos que el agua de aporte supera el máximo recomendado de población microbiana, es necesario actuar con productos que permitan reducir de una forma eficaz los microorganismos, por ello en función de las características de las aguas, seleccionamos el biocida más adecuado.

La serie de biocidas OSMOCIDE son biocidas de amplio espectro utilizado para membranas de Osmosis inversa y nanofiltracion . Pueden ser usados fuera de línea como limpiador biológico y puede ser usado como pretratamiento para la prevención de biopelicula en las tuberías, combas y membranas.

Productos químicos para circuitos de refrigeraciónTratamientos químicosEl objetivo de cada programa de tratamiento debe de ser doble, mantener la superficie de los metales sin corrosión ni depósitos y conseguir esto con el mínimo costo. Hoy más que nunca los costos de corrosión y depósitos en sistemas de refrigeración con agua , están resultando más críticos. Estos costos, incluyen perdida de eficacia debida a mala transferencia de calor, paradas no programadas, así como, costos de capital para reemplazar las instalaciones.

Cada instalación, tiene diferentes necesidades de tratamiento de agua dependiendo de la calidad de la metalurgia del sistema, características del agua o restricciones de las purgas, de modo que un mismo producto no es práctico para todas las plantas. Para atender a las distintas necesidades se ha desarrollado una completa gama de inhibidores de corrosión, incrustaciones y multifuncionales, biocidas, etc...

Inhibidores de corrosión para circuitos de refrigeraciónLa aplicación de inhibidores de corrosión en sistemas de refrigeración es clave en un programa de tratamiento de aguas. Como la corrosión de la metalurgia del sistema puede llegar a crear graves problemas de funcionamiento y, en último caso, bien, pudiera ocasionar que el equipo se averiase, es muy importante que seleccionemos y apliquemos adecuadamente los inhibidores de corrosión a aplicar. El tipo de sistema de refrigeración, las características del agua, las condiciones de funcionamiento y la metalurgia del sistema son todas variables atener en cuenta a la hora de determinar que tipo de inhibidor que nos proporcionara los mejores resultados a un mejor costoInhibidores de incrustación para circuitos de refrigeraciónLa aplicación de antiincrustantes en sistemas de refrigeración ha sido estudiada específicamente para evitar la formación del cristal, distorsionando la estructura de este y favoreciendo la presencia de iones por encima de la solubilidad “efecto treshold”. Los inhibidores de incrustaicón han sido diseñados para impedir de manera especifica la formación de elementos que ensucian el agua tales como oxido de hierro o costras cálcicas. La eliminación de estos sedimentos tan problemáticos no solo asegura una

mejor transmisión de calor y flujo máximo de agua sino que también proporciona superficies metálicas limpias, que favorecerán la formación de capas inhibidoras de precipitados. Biocidas para circuitos de refrigeraciónEl control microbiológico es esencial para evitar problemas de contaminación bacteriológica en los sistemas que puede afectar a la salud publica y en el rendimiento de los equipos, por ello se han desarrollamos una gama completa de productos biocidas registrados y necesarios para la prevención de la legionelosis, así como otras enfermedades reguladas por una extensa legislación.Biodispersantes y limpiadoresLa presencia de depósitos orgánicos e inorgánicos reducen la velocidad de flujo de los sistemas de refrigeración industriales, provocando costosas paradas y favoreciendo la contaminación microbiológica de los equipos. Es necesario eliminarlos mediante productos específicos que nos permiten mantener la instalación en perfecto estado de conservación y limpieza.AntiespumantesLa gama de antiespumantes nos permite controlar la presencia de espumas, reduciendo la tensión superficial y evitando problemas de arrastres por sólidos en suspensión en los circuitos e intercambiadores de calor.