Por Brad Buecker, publicista técnico sénior
La parte 1 de esta serie inició una interesante discusión sobre los problemas de tratamiento de agua de alimentación en las calderas de baja presión que pueden existir en miles de plantas industriales alrededor del mundo. En esta sección, se continúa con este tema, y las publicaciones futuras se centrarán en buenas prácticas para minimizar la corrosión y la formación de incrustaciones en las calderas, y en los sistemas de agua de alimentación y retorno de condensado que las suministran.
Como se señaló en la parte 1, el ablandamiento con sodio ha sido la base de muchos sistemas de tratamiento de agua de reposición. Sin embargo, la tecnología no elimina otros iones del agua, entre ellos la alcalinidad, los cloruros, los sulfatos y la sílice, por mencionar los más destacados. Hay varios métodos disponibles para mejorar la pureza del agua de reposición más allá del ablandamiento básico con sodio. Algunas de las tecnologías más antiguas y establecidas son:
- Desalcalinización de flujo dividido
- Ablandamiento con cal en caliente
- Desmineralización por intercambio de iones
En gran medida, estos métodos son considerados de una época pasada, en particular los dos primeros. El desarrollo y la maduración de las tecnologías de membrana, en particular la ósmosis inversa (OR), han cambiado el panorama. La ósmosis inversa de una pasada, y en especial la de doble pasada, pueden producir agua de aporte con concentraciones muy bajas de sólidos disueltos.
Figura 1. Vista de corte de una membrana de ósmosis inversa
Esta fotografía de autor desconocido es utilizada con licencia conforme a CC BY-NC
Al aplicar presión al agua de reposición que ingresa a las membranas de ósmosis inversa (por lo general varias series de membranas encerradas dentro de recipientes a presión individuales), las membranas rechazan la mayoría de los sólidos disueltos (hasta un 99 % o más para las membranas modernas), para producir un efluente mucho más puro (permeado) como reposición para el generador de vapor.
Las claves para el funcionamiento correcto de las unidades de ósmosis inversa son el pretratamiento para eliminar los sólidos suspendidos antes de las membranas de ósmosis inversa y un tratamiento químico optimizado para minimizar la formación de incrustaciones en las membranas. También es crucial un análisis minucioso del agua de alimentación de la ósmosis inversa para la selección del equipo y los productos químicos correctos para el pretratamiento. Es igualmente necesario consultar con buenos proveedores y consultores de ósmosis inversa para seleccionar el diseño apropiado.
El uso de agua de reposición de mayor pureza como alimentación de la caldera con frecuencia puede reducir la complejidad del tratamiento de agua de calderas.
Una de las mayores preocupaciones con los sistemas cuya reposición es tratada principalmente solo con ablandadores de sodio, es la acumulación de sílice en la caldera. La química de la sílice y sus reacciones con otros elementos, sobre todo magnesio y calcio, es bastante compleja. Si no hay alcalinidad tipo hidróxido suficiente en el agua de caldera ablandada con sodio, y la dureza atraviesa el ablandador, podrían formarse incrustaciones severas de silicato en el generador de vapor. Estos depósitos aislantes reducen la transferencia de calor y la eficiencia de la caldera, y también pueden provocar fallas en la tubería por el sobrecalentamiento. El alto pH de la alcalinidad tipo hidróxido brinda protección contra esta formación de incrustaciones, pero incrementa el potencial de corrosión cáustica bajo depósito y fallas en la tubería causadas por este mecanismo. La minimización del transporte de sílice a la caldera permite una moderación en cuanto a los requisitos de alcalinidad tipo hidróxido.
Otra preocupación, que se ha insinuado anteriormente, es la presencia de alcalinidad tipo bicarbonato (HCO3–) en el agua de la caldera, proveniente de sistemas de agua de alimentación que solo utilizan ablandadores de sodio. Una parte de esta alcalinidad se revierte a dióxido de carbono (CO2) a las temperaturas de la caldera, donde el CO2 es llevado por el vapor. El dióxido de carbono puede entonces volver a disolverse en los sistemas de retorno de condensado.
El ácido carbónico resultante (H2CO3) reduce el pH del condensado, lo que puede iniciar la corrosión general del acero al carbono.
El resultado de esta discusión es que pueden usarse técnicas más modernas para la preparación del agua de reposición para calderas de baja presión. Al igual que todas las otras tecnologías, se requiere un análisis detallado para determinar la viabilidad de utilizar estos métodos. Consulte todos los manuales y guías de los equipo y, si tiene dudas al respecto, comuníquese con nuestro personal técnico.
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