Planta Desmineralizadora
James Robles, Sección de Instrumentación, Central Palo Seco
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PropósitoProducir agua ultra-pura para calderas a presión.La cantidad de agua producida debe ser mayor al
consumo (make-up) de calderas (pérdidas). Almacenar agua a través de los tanques de DEMI.Planta DEMI es capaz de producir hasta 900 gpm.
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Agua Ultra-Pura es agua que contiene la menor cantidad de minerales.
Según los criterios de ISO 3696 (1987) y ASTM (D1193-91), la conductividad de agua ultra pura debe ser de 0.2 S o menor.
Esto es necesario para la aplicación de turbogeneradores movidos por calderas de vapor a alta presión.
¿Que es agua Ultra-Pura?
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La unidad de ingeniería de la conductividad es micro siemens (S).
La conductividad de agua cruda es de aproximadamente 300 S.
La conductividad a la salida del DEMI debe ser de aproximadamente 0.2 S.
Otra función del DEMI es remover los gases no condensables del agua.
¿Que es agua Ultra-Pura?
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Principios de Intercambio de IonesLos minerales ó sólidos disueltos existen en el
agua en forma de iones.Hay dos tipos de iones: de carga negativa (anión) y
de carga positiva (catión).Estos iones son removidos del agua utilizando
resinas que atraen los minerales.Estas resinas atraen los iones de metales y otros
sólidos presentes en el agua.
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Principios de Intercambio de IonesProceso de Selectividad:
Los iones son adheridas a la resina mediante un proceso llamado selectividad.
Este proceso consiste en utilizar una resina especial que contiene unos sitios (huecos).
Estos huecos están ocupados por iones de hidrógeno (H+) en el caso de una resina catiónica.
Al adherirse la impureza a la resina, ésta libera a su vez el ion de hidrógeno (H+) hacia el agua efluente.
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Principios de Intercambio de IonesProceso de Selectividad:
Los huecos están ocupados por hidroxilo (OH-) en el caso de la resina aniónica.
Al adherirse la impureza a la resina, ésta libera a su vez un ion hidroxilo (OH-) hacia el agua efluente.
Al mezclarse el H+ de la resina catiónica con el OH- de la resina aniónica se produce H2O (agua).
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Partícula de ResinaFlujo de agua con minerales
Flujo de agua sin minerales
Principios de Intercambio de IonesMinerales
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En primer lugar, se obtiene agua de pueblo y se almacena en los tanques de agua cruda.
El control del nivel de estos tanques, se obtiene mediante un sistema de control.
El transmisor de nivel envía su señal hacia el sistema de control.
El sistema de control envía la señal de correción a su vez a la reguladora de nivel.
Tanques de Agua Cruda
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Tanques de Agua Cruda
Agua de pueblo
LCV de Agua Cruda
Sistema de Control
I/P
LT
AGUA CRUDA
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Bombas de Agua CrudaEsta agua se toma del tanque y se bombea a la
planta DEMI mediante bombas de agua cruda.Estas bombas son capaces de aumentar el agua a
60 psi con un flujo de 500 gpm.Esta agua tiene una conductividad de
aproximadamente 300 S.El agua entra a las vasijas llamadas cationes para
el comienzo de la purificación.
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Bombas de Agua Cruda
Bomba de Agua Cruda
Hacia Cationes (60 psi)
Sistema de Control
PT
PCV de Agua Cruda
I/P
AGUA CRUDA
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Intercambio de Iones CatiónicosLos minerales que contienen cargas positivas (iones
positivos) son atraídos y removidos por resinas con carga negativa (Cationes).
Iones Negativos
Partícula de Resina Catiónica
Iones Positivos y Negativos
+
+
+
+
+
+
+
++
+ + +
+
+
+
+
+
++
-
--
-
-
--
-
+
-
-
-
--
-
-
--
-
-
-+
+
+
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Intercambio de Iones CatiónicosEl tanque catión contiene resina catiónica que es
capaz de tratar 500 gpm de agua cruda.Esta resina remueve iones positivos y deja como
producto iones de hidrógeno (H+).Como consecuencia de las reacciones químicas de
este proceso, el pH de el agua se establece en aproximadamente 3.
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CATION
Intercambio de Iones Catiónicos
C-1Entrada al Catión
Salida del Catión
C-3
Nivel de Resina Catiónica
CI
pHI
pH = ± 3
Cond. = ± 280 µS
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DegasificadorEl degasificador remueve los gases no
condensables utilizando el principio de la ley de Henry.
Es necesario remover los gases (CO2)para prevenir la formación de ácidos.
Este principio indica que se inyecta aire perpendicularmente al flujo de agua.
Cuando el aire sale del flujo de agua, sale con los gases no condensables que había en el agua.
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Degasificador
Tanque deDegasificador
Aire
Bomba de Degasificador
Hacia Aniones
Abanico de Degasificador
LT
Sistema de Control
Efluente de Cationes
Aire + GasesI/P
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Partícula de ResinaAniónica
+
Intercambio de Iones Aniónicos Los minerales que contienen cargas negativas
(iones negativos) son atraídos y removidos por resinas con carga positiva (Aniones).
-
-
-+ -
+
-
-
-
+
--
-
--
-
-
-
-
--
-
-
Iones PositivosIones Positivos y Negativos
+
+
+
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Intercambio de Iones AniónicosEl tanque anión es un tanque con resina aniónica
que es capaz de tratar 500 gpm de agua.Esta resina remueve iones negativos y deja como
producto iones de hidróxido (OH-).Baja la conductividad de <300 S a <5 S.Como consecuencia de las reacciones químicas
de este proceso, el pH de el agua se establece en aproximadamente 10.
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ANION
Intercambio de Iones Aniónicos
C-1Entrada al Anión
Salida del Anión
C-3
CI
pHI
pH = ± 10
Cond. = ± 5 µS
Nivel de Resina Aniónica
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Intercambio de Iones MixtosLos “Mixed Beds” contienen resinas positivas y
negativas para remover los iones que dejaron pasar los Aniones y Cationes.
El tanque del Mixed Bed es un tanque con resina mixta que es capaz de tratar 500 gpm de agua.
Este tanque remueve iones negativos y positivos.Baja la conductividad de <5 S a < 1S.El pH se establece en aproximadamente
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MIXED BED
Intercambio de Iones Mixtos
MB-1Entrada deMixed Bed
Salida del Mixed Bed
MB-3
Nivel de Resinas Mixtas
CI
pHI
pH = ± 7
Cond. = ± .5 µS
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Proceso de RegeneraciónInicialmente, la vasija de resina se le hace un
lavado en retroceso (backwash) para remover lsa impurezas mas grandes y expandir la resina.
Luego, se inyecta un reagente (ácido o soda) mediante un arreglo de válvulas para mezclar agua con el reagente. A esta mezcla se le llama dilución.
Finalmente, se enjuaga la resina con agua fresca.
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Proceso de RegeneraciónA través de este proceso, la instrumentación
adquiere un rol bien importante.
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CATION
Proceso de Regeneración“Backwash” del Catión
Salida de “Backwash”
Entrada de “Backwash”C-2
C-5
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Proceso de RegeneraciónInyección de Dilución Ácida
TanqueÁcido
FT de Ácido
FT de Agua de Dilución
Transmisor de % de Ácido
Válvulas Aisladoras
FCV de Ácido
Bomba de Ácido
Dilución Ácida
Agua
Check Valve
FCV de Agua de Dilución Check Valve
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Proceso de RegeneraciónInyección de Dilución Ácida
FT de Ácido
FT de Agua de Dilución
Transmisor de % de ÁcidoFCV de Ácido
Dilución Ácida
Agua
Sistema de Control
V/P
FCV de Agua de Dilución
V/P
Bomba de Ácido
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CATION
Proceso de RegeneraciónLavado con Dilución de Ácido del Catión
Entrada deDilución
Salida de DiluciónC-7
C-6
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ANION
Proceso de Regeneración“Backwash” de Anion
C-5
Salida de “Backwash”
Entrada de “Backwash”C-2
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Proceso de RegeneraciónInyección de Dilución Cáustica
TanqueSoda
FT de Soda
FT de Agua de Dilución
Válvulas Aisladoras
FCV de Soda
Bomba de Soda
Dilución Cáustica
Agua
Check Valve
Calentador
Transmisor de % de Cáustica
Vapor
FCV de Agua de Dilución
TCV de Agua de Dilución
Check Valve
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Proceso de RegeneraciónInyección de Dilución Cáustica
FT de Soda
FT Agua de Dilución
Transmisor de % de CáusticaFCV de Soda
Dilución Cáustica
Sistema de Control
V/P
FCV de Agua de Dilución
V/P
Bomba de Soda
AguaVapor
V/PTCV de Agua de Dilución
TC
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ANION
Proceso de RegeneraciónLavado con Dilución de Cáustica del Anión
C-6Entrada de
Dilución
Salida de DiluciónC-4
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MIXED BED
Proceso de RegeneraciónLavado con Dilución Mixta del Mixed Bed
MB-6A
MB-6B
MB-9
Entrada deDilución Ácida
Salida de Dilución Ácida
Y Cáustica
Entrada de Dilución Cáustica