Aplmdice 2 TABLAS DE TRATAMIENTO DEAGUA Tabla A2.1. de agua Terminos utilizados en literatura descriptiva de tratamiento Alcalinidad La proteccion de la chapa de caldera de la acidez y tambien de la exposicion a la fragilidad caustica se indica 0 refiere como relacion de alcalinidad . EI agua que contiene carbonato sodico 0 bicarbonato tiende a ser alcalina cuando se calienta en la caldera, transformandose en hidroxido sodico. Cloruros La concentracion de cloruro se usa como una indicacion de la cantidad total de solidos disueltos y en suspension en el agua de la caldera, como los productos qufmicos usados en el tratamiento de agua para disolver las incrustaciones. Es un indicador para utilizar la purga. Fosfatos La formaci on de incrustacion por sulfatos , cloruros y nitratos de calcio y magnesio [CaS0 4, CaCI 2 , Ca(N0 3) 2' MgS04' MgCI 2 , Mg(N0 3hl no influyen en la alcalinidad del agua y forman una costra dura en las calderas cuando se evapora el agua. Estos son normal mente tratados con una combinacion de Na 2 HP0 4 (fosfato bisodico) y Na 2C03 (carbonato sodico). EI objeto es precipitar Ca3(P04h (fosfato calcico), mientras que el Na 2S04 (sulfato sodico), que es muy soluble, no forma depositos de incrustacion. Los fosfatos se usan para ayudar a evitar la formacion de la incrustacion. La utilizacion de los dos productos qufmicos Na2 HP0 4 y N ~C03 en conjuncion es, no solo mas eficaz que cada uno por separado, sino tambien forma un lodo 0 mezcla que es mas facil de retirar durante la purga. Sal Una sal es un compuesto producido cuando todo 0 parte del hidrogeno de un acido se reemplaza por un radical electropositivo 0 un metal. EI Ca(C0 3H)z calentado a aproximadamente 212 of (100 °C) se descompone en CaC0 3 mas CO 2 y mas HP, el H2C03 es el acido carbonico altamente soluble el q'ue se "encuentra en el agua carbonica 0 soda comun. Acido Un acido tiene una produccion 0 tension permanente de iones hidrogeno (positivos), H 2• Alcali Un alcali tiene una produccion 0 tension predominante de iones oxihidrilo (negativos), OH - . (Continua) 721 722 Man ual de caldems Tabla A2.1 . Terminos utilizados en literatura descriptiva de tratamiento de agua (Continuaci6nl Dureza Tabla A2.2. EI ag ua qu e conti ene cal y/o magnes io se conside ra dura segun el g rad o de dureza qu e estas sa les presente n. C uand o un ac ido graso se ha ll a en e l j ab6 n. como por ej emp lo el esteareo (C r7 H,,,COO H). e n un a cantidad dada y ag ua en otra cantidad determ inada se mezcian, todos los no metales de las sales (como son Ca y Mg) se co mbinan con la so luc i6n esteari ca utili zada en la prue ba anterior y se obti ene un jabon permanente; en ese pun to se deterill ina la dureza. Efecto de las impurezas en el agua de caldera Manifestaci6n (en concentraci6n excesiva) Nombre comlIn Termino quimico Cal Bicarbonato ca lcico Mag nes ia Sfli ce Carbonato caic ico Carbonato magnesico Di 6x ido de sili cio Yeso (e mplaste de parfs) Cloruro Ill agnes ico S ul fa to caic ico y agua cristali zada Cloruro Illagnes ico Sales de Epso m S ul fa to Illagnes ico y ag ua C loru ro sod ico S ulfato s6d ico Carbonato sod ico B icarbonato s6di co Sal comun de mesa Sales de G lauber Ceni zas de sosa Soda de ho rn ear Inc ru stac ion bl anda (se dis ue lve en ac ido carbonico) Inc rustac io n bl anda Incrustacion yesosa Inc rustac ion Iige ra, frag il y dura Incrustac ion suave y d ura Forma ac ido clorhfd ri co con el agua COITosivo Produce Prod uce Produce Prod uce es puma espum a es puma espuma Simbolo Ca( HCO:,h CaCO, MgCO, S;0 2 CaSO~ MgCI2 MgSO~ Oxfgeno D iox ido de carbono Di ox ido de carbona C1oro C loro Acelera la corros ion electro lfri ca Form a ac ido con e l agua Form a ac ido con e l ag ua S ustancias organica s como lodos 0 Esp um as y de pos itos verdin + Hp Na 2C1 Na2S0~ Na 2C0:1 NaHCO:, G a ses Oxfgeno + Hp O2 CO, CI Tabias de tratamiento de agua Tabla A2.2. 723 Efecto de las impurezas en el agua de caldera (Continuacion) Nombre Comun Termino Quimico Manifestacion Simbolo Acidos Acido sulfurico Acido c1orhfdrico Corrosivo Corrosivo Acido sulfurico Acido muriatico Alcalis Hidroxido sodico Sosa caustica Hidroxido mag nesico Hidrox ido magnes ico Tabla A2.3 . de aguas Eliminacion caustica del oxido protector de los metales Eliminac io n caustica del oxido protector de los metales NaOH Mg(OH)2 Algu nos productos quimicos y su empleo en el trat am ient o Producto quimico Proposito Comentario Hidroxido sodico NaOH (sosa caustica) Carbonato sodico Na 2C0 3 (cenizas de sosa) Aumenta la alcalinidad, e leva e l pH y precipita al mag nesio Aumenta la alcalinidad, e leva el pH y prec ipita el sul fa to calcico como carbonato Fosfato sodico NaH 2P0 4 , Na 2HP04 , Na,P0 4 , NaPO, Prec ipita el calcio como hidrox iapatito [Ca 1o(OHM P0 4)6] Aluminato sodico NaAlp4 Sulfito sodico Na 2SO, Precipita el calcio y el mag nesio Evita la corros ion por e l oxfgeno No contiene carbonato, asf que no promueve la formacion de CO 2 en e l vapor Menor coste y manejo mas facil que la sosa caustica. Pero algun carbonato se descompone desprendiendo CO 2 con el vapor La alcalinidad y el pH resultante deben mantenerse elevados 10 suficiente para que esta reaccion tenga lugar (pH norrnalmente por encima de 10,5) Forma lodo floculante Hidrato de hidraz ina N 2 H 4 oH 20 en soluci6n al 35% Evita la corrosion por el oxfgeno Usado para neutralizar el oxfgeno residual formando sulfato sodico. A altas temperaturas y presiones, e l exceso puede formar H 2 S e n e l vapor Elimina el oxfgeno residual para formar nitroge no y agua. Una parte de l oxfgeno reacciona con tres partes de hidrazina (35 % en soluc ion ) (Co ntinua) 724 Manu al de calderas Tabla A2.3 . Algunos productos quimicos y su empleo en el tratamiento de aguas (Continuacion) Producto qufmico Objeto Comentario A minas film ogenas Octadecil amina, etc. Control de la corros ion en la If nea de retorn o al form ar un a capa protectora sobre la supe rficie de l metal Aminas ne utras Mo rfo lin a, c ic lohex ilamina, be ncil amin a Co nt ro l de la corros io n en la linea de retorn o por neutrali zac ion de l CO 2 y ajuste de l pH de l condensado Inhibe la fragilidad causti ca Protege contra el ataque de oxfgeno y di ox ido de carbono. Pequenas cantidades en la alimentac ion continua mantendran la capa protectora Se necesitan aprox imadamente 2 ppm por cada ppm de di ox ido de carbona en el vapor. Mantener el pH en e l rango de 7,0 a 7,4 0 may or Utili zado cuando el ag ua puede te ner caracterfsticas de fragilidad Estos produ ctos organicos, a me nudo lIamados coloides protectores, se usan con carbonato sodi co y fosfatos. T ambien di storsionan el crec imiento de los cristales y ay ud an a inhibir la fragilidad caustica Prod uctos orga nicos cl as ificados como coloides reactivos ya qu e reaccionan con el calcio y el magnesio y absorben los cristales de incrustac ion Us ualmente anadidos con otros prod uctos qufmicos para control de incrustac ion y di spersion de lodos Nitrato sodi co Na NO, Ta ninos. almidones, g lucosa y der ivados de la lig nina Deri vados de a lgas (Al ginatos de sodio, manuronato sodi co) Antiespum antes (Poliamidas, etc.) Ev ita que se depos ite la capa de incrustac iones cri stalinas en la linea de alime ntacion para qu e se produ zcan lodos f1uid os que no se adhieran tan fac ilmente a las superfic ies calefactoras de las calderas Proporc ionan un lodo mas f1ui do y minimi zan los arras tres Red ucen la te ndenc ia a fo rmar espumas del agua altamente concentrada de la entrada de calderas. Tabla A2.4. Valencia, formula ionica, pesos moleculares y equivalentes de los compuestos quimicos usados en el tratamiento del agua * Formula ionica Peso ionico Peso equivalente Cationes Alumini o Amoni o Calcio Hidrogeno Ion fe rroso Ion ferri co Magnesio Manganeso AI +++ NH,/ Ca++ H+ Fe++ Fe+++ Mo++ b Mn++ 27,0 18,0 40, 1 1,0 55,8 55,8 24 ,3 54,9 9,0 18,0 20,0 1,0 27 ,9 18,6 12,2 27,5 Tab/as de tratamiento de agua 725 Tabla A2.4. Valencia, form ula ionica, pesos moleculares y equivalentes de los compuestos quimicos usados en el tratamiento del agua (Continuaci6n) * Formula ionica Potasio Sodio Aniones Bicarbonato Carbonato Cloruro Fluoruro Nitrato Hidr6xido Fosfato (tribas ico) Fosfato (dibasico) Fosfato (monobasico) Su lfato Sulfito K+ Na+ , HCOCO;- CIp- , NOOW PO:;-HPO:;HzPO:; S04-SO- - , Formula Compuestos Hidr6xido de aluminio Sulfato de aluminio Alumina Alu minato s6dico Bicarbonato caIcico Carbonato calcico Cloruro caIcico Hidr6x ido de caIcico (puro) Hidr6xido calcico (90%) Sulfato caIcico (anhidro) Sulfato caIcico (yeso) Fosfato caIcico Fosfato dis6dico Fosfato dis6dico (anhidro) Oxido ferrico Oxido de hierro (magnetico) Sulfato ferroso (caparrosa) Bicarbonato magnesico Carbonato magnesico Cloruro magnesico Hidr6xido magnes ico Fosfato magnesico Sulfato magnesico Fosfato monos6dico Fosfato monos6dico (anhidro) Metafosfato Bicarbonato s6dico Carbonato s6dico AI(OH), Al z(S04), Alp, Na zAlz0 4 Ca(HC0 3)z CaCO, CaCl z Ca(OHh Ca(OH)z Ca2S04 CaS04,2HP Ca,(P0 4)z Na2 HP04, 12Hp Na zHP04 Fe Z0 3 Fe,0 4 FeS04,7HP Mg(HC0 3)z MgC0 3 MgCl z Mg(OHh Mg,(P0 4) 2 MgS04 NaH zP0 4' H2O NaH l P04 NaPO, NaHC0 3 NalCO, Peso ionico Peso equivalente molecular 39, 1 23,0 39, I 23 ,0 6 1,0 60,0 35 ,5 19,0 62,0 17,0 95,0 96,0 97 ,0 96,1 80,1 6 1,0 30,0 35 ,5 19,0 62,0 17,0 31,7 48,0 97,0 48,0 40,0 Peso molecular Peso equivalente 78,0 342,1 102,0 164,0 162, 1 100, 1 111,0 74,1 26,0 57,0 17,0 27,3 8 1,1 50,1 55,5 37,1 41 ,1 68 ,1 86,1 51,7 119,4 47 ,3 26,6 136,2 172,2 310,3 358,2 142,0 159,6 321,4 278,0 146,3 84,3 95,2 58,3 263 ,0 120,4 138,1 120,1 102,0 84,0 106,0 139,0 73 ,2 42,2 47 ,6 29 ,2 43,8 60,0 46,0 40,0 34,0 84,0 53,0 * Nota: Las valencias se muestran con + y - en la columna de la formu la ionica. (Cortes[a de Nalco Chemical Co.)