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Muchas plantas industriales tienen intercambiadores de calor enfriados con agua que sirven para una variedad de objetivos. El agua para enfriamiento puede pasar una vez o suministrarse mediante una torre de enfriamiento.
Con el tiempo, los intercambiadores pueden acumular incrustaciones que reducen la transferencia de calor. La degradación de la transferencia de calor puede costar dinero a la planta y afectar negativamente la química del proceso en algunas situaciones. Por lo tanto, es prudente aplicar procedimientos proactivos para monitorear datos importantes del intercambiador de calor y garantizar que los programas de tratamiento químico se desempeñen efectivamente.
Incluso cuando se usa una química adecuada, generalmente la eliminación periódica de las incrustaciones es una necesidad. Seleccionar la solución de limpieza adecuada es muy importante, pero con frecuencia no recibe suficiente análisis.
El depósito mineral más común en el lado del agua de los intercambiadores de calor es carbonato de calcio (CaCO3). La mayoría de las aguas crudas contienen concentraciones disueltas significativas de iones de calcio (Ca2+) y bicarbonato (HCO3-), que, cuando se calientan, precipitan como se muestra en la siguiente ecuación:
Este también es el compuesto conocido como incrustación caliza que se forma en tuberías de agua caliente, griferías y cabezales de ducha de muchos sistemas de plomería hogareños.
Eliminar el carbonato de calcio de los intercambiadores de calor es relativamente sencillo. Debido a que CaCO3 es la sal del ácido débil, cualquier solución con acidez incluso moderada disolverá el compuesto.
Pero es aquí donde quienes no conocen la química van por mal camino. Nuestro equipo observó directamente situaciones donde los operadores de planta y el personal técnico seleccionó ácido muriático genérico al preparar soluciones de limpieza. El ácido muriático es el nombre comercial del ácido clorhídrico (HCI) y, aunque eliminará fácilmente el carbonato de calcio, los iones de cloruro pueden provocar picaduras y agrietamiento por corrosión por estrés en las tuberías de acero inoxidable.
La alimentación excesiva de HCl reduce el pH y potencialmente dañará las tuberías de acero al carbono y otros equipos. El uso repetido de este solvente puede generar fallas en el intercambiador de calor.
Las opciones de grado superior como los ácidos sulfámico y cítrico pueden ser una elección mucho mejor (y no son exorbitantemente costosos). Estos compuestos eliminarán no solo el carbonato de calcio, sino también los óxidos de hierro acumulados, especialmente si la solución puede calentarse a aproximadamente 100 °F.
Figura 1. Un carro con ruedas y tanque, tanque mezclador y calentador para la preparación de soluciones de limpieza química del intercambiador de calor. Foto cortesía de Brad Buecker.
La circulación del ácido durante algunas horas (generalmente durante un turno de no más de ocho horas) suele ser satisfactoria para eliminar CaCO3 y hierro.
Una nota de advertencia: cuando el carbonato de calcio reacciona con el ácido, se libera dióxido de carbono y podría provocar que la solución genere espuma. Se recomienda monitorear la operación de la bomba, en especial al inicio del proceso, para garantizar que la bomba mantenga la fuerza.
En algunas aplicaciones, pueden generarse otras deposiciones. Una posibilidad es el sulfato de calcio (CaSO4). Este compuesto es la sal de un ácido fuerte y, por lo tanto, no se disolverá en ácidos como lo hará el carbonato de calcio. Un método para abordar problemas como estos es la química que va más allá de la parte catiónica del depósito, en este caso, los iones de calcio. Se necesita una preparación e implementación cuidadosa de los procedimientos de limpieza para minimizar la corrosión potencial del metal base.
En cualquier proceso de limpieza, no debe descuidarse la eliminación de la solución usada del intercambiador de calor y las tuberías. Verter simplemente el material por el drenaje de la planta puede infringir el permiso de descarga. Si es posible, recomendamos transportar la solución usada a su instalación de tratamiento de aguas residuales para el acondicionamiento correcto antes de la descarga.
Comuníquese con ChemTreat para obtener ayuda con la limpieza de sus intercambiadores de calor. Contamos con la química y la experiencia necesarias para un proyecto exitoso y también podemos recomendar programas de tratamiento químico para reducir proactivamente la formación de incrustaciones (y contaminación microbiológica) en los sistemas de agua de enfriamiento.
Al igual que todas las demás tecnologías, la diligencia debida es necesaria para determinar la viabilidad de utilizar métodos. Consulte siempre los manuales y guías de su equipo.
