Diapositiva 1

ASESORIA EN TRATAMIENTO DE AGUAS, S.A.DE C.V.
CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
LA QUIMICA AL SERVICIO DE LA INDUSTRIA
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
ASESORIA EN TRATAMIENTO DE AGUAS, S.A.DE C.V.
CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
• GENERALIDADES
• INCRUSTACION
• CICLO DEL AGUA
• CORROSION
• IMPUREZAS COMUNES EN EL AGUA
• ENSUCIAMIENTO MICROBIOLOGICO
• ACONDICIONAMIENTO DEL AGUA
• ESQUEMA DE PROCESO DE ENFRIAMIENTO
• TEORIA DE SUAVIZADORES
• TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTO
• TEORIA DEL DEAREADOR
• ADICION DE PRODUCTOS QUIMICOS
• DETERMINACIONES
• CONTROL DE PH
• TRATAMIENTO INTERNO MEDIANTE
• CONTROL MICROBIANO
• PRODUCTOS QUÍMICOS
• INSTALACION DE TESTIGOS DE CORROSION
• PRINCIPALES PROBLEMAS EN SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO
• CLORACION DE AGUA CRUDA
• MARCHA ANALITICA
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
 El agua es una sustancia incolora,
inodora e insípida.
 Proviene de mares, ríos, lagunas,
pozos profundos, etc.
 En la industria es llamada como el
disolvente universal.
 Su fórmula química es H2O
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
CONDENSACION
CONDENSACION
Nubes impulsadas sobre la tierra por el viento
EVAPORACION
PRECIPITACION
Contaminación del agua precipitada por efecto
del polvo en el aire y minerales de la corteza
terrestre, aguas negras y residuos industriales
Retorno a la superficie acuática
para ser REPURIFICADA
PERCOLACION PROFUNDA
AGUA SUPERFICIAL
AGUA SUBTERRANEA
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
FORMULA
QUIMICA
FUENTES PRINCIPALES
DEL CONTAMINANTE
EFECTOS POSIBLES CUANDO
SE ENCUENTRA PRESENTE
EN AGUA PARA CALDERAS
---
Drenaje superficial,
residuos industriales
Arrastres, espuma, lodos ó
incrustación
Sílice
SiO2
Depósitos minerales
Incrustación
Carbonato de Calcio
CaCO3
Depósitos minerales
Incrustación
Bicarbonato de Calcio
Ca(HCO3)2
Depósitos minerales
Incrustación
Sulfato de Calcio
CaSO4
Depósitos minerales
Incrustación, corrosión
Cloruro de Calcio
CaCl2
Depósitos minerales
Incrustación
Carbonato de Magnesio
MgCO3
Depósitos minerales
Incrustación
Mg(HCO3)2
Depósitos minerales
Incrustación
CONSTITUYE
Sólidos en suspensión
Bicarbonato de
Magnesio
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Cloruro de Magnesio
Ácidos Libres
Cloruro de Sodio
MgCl2
HCl, H2SO4
NaCl
Depósitos minerales
Incrustación, corrosión
Drenaje de minas, residuos
industriales
Corrosión
Inerte,
pero
puede
ser
Aguas
negras,
residuos
corrosivo
bajo
ciertas
industriales, depósitos minerales
condiciones
Depósitos Minerales
Arrastres,
fragilización
espumas,
Carbonato de Sodio
Na2CO3
Depósitos Minerales
Arrastres,
fragilización
espumas,
Bicarbonato de Sodio
NaHCO3
Acido Carbónico
Oxígeno
Grasa y Aceite
Materia Orgánica y aguas
negras
H2CO3
Absorción de
depósitos
descomposición
orgánica
la
atmósfera,
minerales,
Corrosión
de
materia
O2
Absorción de la atmósfera
Corrosión
---
Residuos industriales
Corrosión,
arrastres, espuma
depósitos,
---
Residuos
industriales
e Corrosión,
arrastres, espuma
depósitos,
domésticos
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
Se denomina acondicionamiento de agua a la serie de operaciones físicas y/o químicas que es sometida
un agua cruda para eliminarle las impurezas contenidas en ella.
El acondicionamiento se clasifica en dos partes:
I. TRATAMIENTO EXTERNO,
II. TRATAMIENTO INTERNO
Comprende todas las operaciones físicas y/o
químicas realizadas al agua antes de
introducirla a un generador de vapor, para
eliminar impurezas.
Es la dosificación de reactivos químicos a un
generador, para eliminar las impurezas
presentes en el agua que no pudieron
eliminarse en el tratamiento externo tales
como:
Filtración
Coagulación
Intercambio iónico
Deareación
Suavización, etc.
Sulfitos
Fosfatos
Quelatos
Hidracina, etc.,
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
El tratamiento de un agua para uso industrial, se selecciona en base a dos
criterios principalmente.
a) Impurezas presentes en el agua cruda.
b) Características y condiciones que debe tener el agua para introducirse a un
equipo industrial, normalmente proporcionados por el fabricante de dicho
equipo.
2.-Tratamiento interno, el cual es la dosificación de reactivos químicos a un
generador, tales como sulfitos, fosfatos, quelatos, hidracina, etc., para
eliminar las impurezas presentes en el agua que no pudieron eliminarse en
el tratamiento externo.
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El tratamiento externo seleccionado es el siguiente:
a) Coagulación – Floculación – Filtración
b) Intercambio iónico (Suavizador)
c) Deareación
SUAVIZADOR
DEAREADOR
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El agua cruda es alimentada al
sedimentador junto con el vapor y los
reactivos químicos para incrementar
su
temperatura,
efectuar
las
reacciones necesarias y de esta
manera reducir el contenido de
dureza total, alcalinidad y sílice
presente en el agua cruda.
El agua cruda en el sedimentador
pasa posteriormente a unos filtros a
presión, donde es eliminada la
materia en suspensión producto del
proceso de suavización en caliente, el
agua filtrada es alimentada a los
suavizadores para que mediante
intercambio iónico sea eliminada
completamente la dureza.
El agua ya suavizada es enviada hacia
el deareador, donde se eliminan los
gases disueltos, quedando de esta
manera
en
condiciones
de
alimentarse al equipo generador de
vapor.
SUAVIZADOR
DEAREADOR
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
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Uno de los tratamientos más efectivos y económicos en la reducción de impurezas presentes
en el agua cruda, tales como dureza de calcio y magnesio, alcalinidad, sílice, oxigeno y
turbidez es:
Tratamiento químico CAL-YESO-OXIDO de magnesio en caliente.
El agua cruda presenta dos tipos de dureza:
a) DUREZA TEMPORAL
Formada por el calcio y magnesio de los bicarbonatos y
carbonatos.
b) DUREZA PERMANENTE
Formado por el calcio y magnesio de los compuestos
carbonatados.
Estando presente en mayor cantidad la dureza temporal, como muestra el análisis de agua
cruda:
(HCO3)200 - 220 p.p.m.
Dureza Total
100 - 120 p.p.m.
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La dureza temporal será eliminada antes que la permanente, por la adición de la cal, de acuerdo con
las siguientes reacciones:
Mg(HCO 3)2
Bicarbonato
de
Magnesio
Ca(HCO 3) 2
Bicarbonato
de
Calcio
2Na(HCO 3)
Bicarbonato
de
Sodio
+
2Ca(OH)
2
Hidróxido
de
Calcio
+ Ca(OH)
2
Hidróxido
de
Calcio
+ Ca(OH)
2
Hidróxido
de
Calcio
Mg(OH) 2 +
2CaCO 3
Hidróxido
de
Magnesio
Carbonato
de
Calcio
2CaCO 3
+
Carbonato
de
Calcio
CaCO
3
Carbonato
de
Calcio
+
2H 2O
Agua
2H 2O
Agua
+
Na 2CO 3
Carbonato
de
Sodio
+
H 2O
Agua
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
La dureza permanente es reducida por el excedente de cal agregada y por el
carbonato de sodio formado de la anterior reacción, presentándose las
siguientes reacciones :
MgSO
+
4
Sulfato
de
Magnesio
MgCl
2
+
Cloruro
de
Magnesio
CaSO
4
+
Sulfato
de
Calcio
CaCl
2
Cloruro
de
Calcio
Ca(OH)
Mg(OH)
2
Hidróxido
de
Calcio
Hidróxido
de
Magnesio
Ca(OH) 2
Mg(OH)
2
Hidróxido
de
Calcio
Hidróxido
de
Magnesio
Na 2 CO
CaCO
3
Carbonato
de
Sodio
+
2
Na 2 CO
3
Carbonato
de
Sodio
3
+
3
Carbonato
de
Calcio
4
Sulfato
de
Calcio
___________
DUREZA
+
CaCl
2
Cloruro
de
Calcio
+
Carbonato
de
Calcio
CaCO
CaSO
Na 2 SO
Sulfato
de
Sodio
+
2NaCl
Cloruro
de
Sodio
4
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
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Otro tratamiento muy común es el CAL-SODA ASH, presentando las
siguientes características:
La dureza de magnesio es reducida por la cal de 5 - 15 p.p.m. pero formando
dureza de calcio que no es eliminada por completo por la cal y el carbonato de
sodio.
Esta dureza de calcio se podría eliminar mediante la adición de soda ash (Na2CO3 ),
pero incrementaría la alcalinidad del agua y este parámetro afecta el agua de la
caldera disminuyendo los ciclos de concentración.
A su vez este tratamiento ( soda ash ), deja un total de 5 a 25 p.p.m. de dureza.
Por otra parte la dureza que deja el tratamiento usado en los suavizadores es de 0
a 5 p.p.m. Con la ventaja de que no incrementa la alcalinidad y su costo de
operación es inferior al de soda ash.
La alcalinidad formada durante las reacciones es eliminada por el yeso (CaSO4)
como muestra la siguiente reacción:
Na 2 CO
3
Carbonato
de
Sodio
+
CaSO
Yeso
4
CaCO
3
Carbonato
de
Calcio
+
Na 2 SO
Sulfato
de
Sodio
4
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 El suavizador es un tanque cilíndrico
vertical en cuyo interior se encuentran
material intercambio iónico.
 La finalidad de un suavizador, es
eliminar por completo el contenido de
dureza del agua.
 El material de intercambio se
denomina zeolita o Resina Sintética.
 La resina es un polímero de alto peso
molecular con cationes de sodio a su
alrededor.
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
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1.
2.
NOTAS
Las conexiones y tubos mostrados en color azul y verde
no son suministradas con el equipo.
Colocar el distribuidor descansando sobre la base del tanque
de salmuera.
RESINA
GRAVA
FINA
GRAVA
MEDIANA
GRAVA
MEDIANA
GRAVA
GRUESA
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 ELIMINACIÓN DE CALCIO Y MAGNESIO: La Dureza contenida en el agua cruda, la cual se
convertirá en agua de reposición para Sistemas de Caldera, esto se traduce en:
 EVITAR LAS INSCRUSTACIONES: Se evita la formación y depósitos de carbonatos, sulfatos
e hidróxidos de Calcio y Magnesio como consecuencia del aumento de la temperatura
sobre las superficies de mayor transferencia de calor, en intercambiadores de calor,
compresores, tuberías , etc.
 SUMINISTRO DE AGUA SUAVIZADA CONSTANTE: nos brinda
el abastecimiento
necesario y por lo tanto un equilibrio en los minerales del agua de repuesto.
 DURABILIDAD DE LAS RESINAS DE INTERCAMBIO IÓNICO: las resinas cationicas ciclo
sodio que son las usadas comúnmente en los suavizadores tienen una duración de 5 a 7
años en uso constante dependiendo de la correcta presión en el equipo y evitando la
contaminación por fierro principalmente.
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VISTA DE RESINA AL MICROSCOPIO
CONTAMINADA Y FRACTURADA
Resina limpia
Resina contaminada
y fracturada
Resina fracturada
VISTA DE LA RESINA CON MICROSCOPIO DE 400 AUMENTOS
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CONDENSADORES
Ca (HCO3)2
+ 2 NaZ
CaZ2
Zeolita
de
sodio
Zeolita
de
calcio
Bicarbonato
de
Calcio
+
NaHCO3
Bicarbonato
de
Sodio
2NaCl
+
CaZ2
2NaZ
+
CaCl2
2NaCl
+
MgZ2
2NaZ
+
MgCl2
Salmuera
o
Cloruro de sodio
Zeolitas de Calcio
y Magnesio
Zeolitas de Sodio
Cloruro de Calcio y
Magnesio
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CONDENSADORES
El principio de la deareación consiste en elevar la temperatura del agua
utilizando vapor, arriba de 100 °C, y que a esa temperatura, los gases
disueltos en el agua son separados y enviados a la atmósfera.
Este equipo esta diseñado para eliminar los gases disueltos en el agua,
tales como el oxigeno y el bióxido de carbono, los cuales nos provocan
corrosión en las tuberías de caldera, líneas de vapor y condensados.
El agua deareada es almacenada en un
tanque cilíndrico horizontal que se encuentra
abajo de la sección de charolas, y queda en
condiciones para alimentarse a la caldera.
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
PRODUCCION DE VAPOR EN UNA CALDERA
SALIDA DE VAPOR
CAMARA DE VAPOR
GASES DE
COMBUSTION
AGUA
PURGAS DE
FONDO
AISLANTE
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Existen cuatro tratamientos básicos requeridos en el agua para
alimentación además de una variedad de otros mas
especializados que han sido derivados de la operación de
calderas a alta presión. Estos requisitos son la prevención de:
1.- Incrustaciones
2.- Corrosión
3.- Contaminación del vapor
4.- Fragilización del acero de la caldera
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1. INCRUSTACIONES:
Es la deposición de minerales en los tubos de la caldera. El componente más conocido es
el carbonato de calcio el cual se precipita dentro de las calderas de acuerdo a la siguiente
reacción de desdoblamiento térmico:
Ca(HCO3)2
∆
Bicarbonato de
calcio
calor
CaCO3
Carbonato
de calcio
+
CO2
∆ H2O
+
Agua
Dióxido de
carbono
(Vapor)
El lodo generado en la reacción anterior, es precipitado como hidroxiapatita (lodo no adherente) con el tratamiento
químico de la siguiente forma:
10CaCO3
Carbonato
de calcio
+
6Na3PO4
Fosfato
trisódico
+
2NaOH
Sosa
Ca10(PO4)6(OH)2
Hidroxiapatita
+
10Na2CO3
Carbonato
de sodio
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TRATAMIENTO INTERNO MEDIANTE
PRODUCTOS QUIMICOS
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2. CORROSION:
Es el desprendimiento del metal al contacto del agua.
Producido por gases no condensables como:
 Oxígeno disuelto (pitting)
 Bióxido de carbono (generalizada)
 Ácido carbónico
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TESTIGOS DE CORROSION
Son colocados para inspeccionar el sistema y observar o medir la corrosión y la
inhibición de la corrosión
INSTALACION DEL TESTIGO DE CORROSION PARA CALDERA
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TESTIGOS DE CORROSION 867 Y 868 DE ACERO AL
CARBON VISTO AL MICROSCOPIO DE 400 AUMENTOS.
TESTIGO DE CORROSION 867
MATERIAL ACERO AL CARBON
TESTIGO DE CORROSION 868
MATERIAL ACERO AL CARBON
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TESTIGOS DE CORROSION 304 Y 307 DE COBRE AL
CARBON VISTO AL MICROSCOPIO DE 400 AUMENTOS.
TESTIGO DE CORROSION 304
MATERIAL COBRE
TESTIGO DE CORROSION 307
MATERIAL COBRE
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3. CONTAMINACION DEL VAPOR POR ARRASTRES
El agua evaporada para producir vapor no debe contener materiales
contaminantes, sin embargo el vapor puede acarrear junto con él, gotas de
agua, debido a varias causas. Entre ellas, el acarreo por humedad, este
fenómeno consiste al hervir el agua donde se produce una neblina muy
fina.
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4. FRAGILIZACION DEL ACERO DE LA CALDERA
Efecto combinado de esfuerzos no uniformes y alta concentración de sosa
caústica en presencia de un catalizador a altas temperaturas. Causa fisuras
intercristalinas del metal de la caldera como se puede apreciar en la siguiente
figura.
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PRODUCTOS QUIMICOS Y COMPUESTOS
EMPLEADOS
 Actualmente se emplean productos químicos refinados
inorgánicos, para un número de creciente de funciones
especificas antiguamente asignadas a compuestos para
calderas de usos múltiples. Algunos de estos productos
químicos sirven para fines distintos que el tratamiento de la
alimentación y el agua interna de las calderas, para hacer esta
lista históricamente exacta, seria necesario incluir muchos
materiales tales como productos vegetales crudos, estos son
obsoletos y han sido omitidos para evitar confusión.
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CONDENSADORES
PRODUCTOS QUIMICOS
CLASIFICACION DE LAS FUNCIONES DE
LOS PRODUCTOS QUIMICOS PARA
TRATAMIENTO SECUNDARIO Y DE AGUAS
PARA ALIMENTACION DE CALDERAS
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DIAGRAMA TIPICO DE UN SISTEMA DE
CALDERAS
Testigo de
Corrosión
Tanque de
Condensados
Vapor + CO2
Deareador
Abastecimiento
Cisterna
Agua cruda
+ Minerales
+ Gases
+
Microorganismos
S
u
a
v
i
z
a
d
o
r
Agua
suavizada
CALDERA
Sal
Agua Suavizada
Tratamientos Externos
Agua Suavizada y
Deareada
Purga
PROCESO
Condensado
+ Ácido carbónico
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CONDENSADORES
TRATAMIENTO CORRECTIVO REQUERIDO
TIPO DE PRODUCTO QUIMICO
Mantenimiento del pH del agua para alimentación y de la
calidad del agua de calderas para control de incrustaciones y
corrosión.
-
Sosa Caústica
Carbono de Sodio
Prevención
de
incrustaciones
en
las
ablandamiento interno del agua de la caldera
por
-
Fosfatos
Carbonato de Sodio
Aluminato de Sodio
Alignatos
Silicato de sodio
Acondicionamiento de los lodos para prevenir adherencias a
las superficies internas de las calderas
-
Taninos
Derivados de Lignina
Almidón
Derivados de glucosa
Prevención de incrustaciones por agua caliente, líneas de
tubería, calentadores, de etapas economizadores, etc.
-
Polifosfatos
Taninos
Derivados de Lignina
Derivados de la Glucosa
Prevención de corrosión por el oxígeno mediante deaeración
química del agua para alimentación de caldera.
-
Sulfitos
Taninos
Hidróxido, Ferroso
Derivados de la Glucosa
Hidracina
Prevención de corrosión mediante la formación de películas
protectoras.
-
Taninos
Derivados de lignina
Derivados de la glucosa
-
Compuestos de aminas
Amoniaco
-
Poliamidas
Polialquilen-glicoles
-
Sulfato de Sodio
Fosfatos
Taninos
Nitratos
Prevención de corrosión de condensados
Prevención de espuma en el agua de la caldera.
Inhibición de fragilización caústica
calderas
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO Y
REFRIGERACION
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CONDENSADORES
PRINCIPALES PROBLEMAS EN SISTEMAS DE
ENFRIAMIENTO
• Incrustación
• Corrosión
• Ensuciamiento microbiológico (algas)
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INCRUSTACION
En sistemas de enfriamiento se deben a un P.H. alto o cuando los
límites de solubilidad de las sales presentes son excedidos, es
necesario efectuar purgas y control del P.H.
Esto ocurre debido a que el agua se
concentra por la evaporación y al
concentrarse el contenido de sales
rebasa el producto solubilidad de las
mismas, aunado a la temperatura alta
en intercambiadores de calor, se provoca
la precipitación de las mismas formando
incrustación.
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CONDENSADORES
CORROSION
 Es el desprendimiento del metal al contacto con el agua.
 La causa principal de este fenómeno es la cantidad de oxígeno
disuelto en el agua de alimentación o recirculación. Debido a que el
agua está en contacto con el aire, constantemente se está saturando
de oxígeno, motivo por el cual se utilizan inhibidores de corrosión,
cuya función es evitar el contacto entre el agua y el metal mediante la
formación de una película.
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CONDENSADORES
ENSUCIAMIENTO MICROBIOLOGICO
(ALGAS)
• Los desarrollos microbiológicos ocasionan diversos problemas
tales como obstrucciones, baja en la transferencia de calor,
corrosión y destrucción del equipo.
• Debido a las condiciones de enfriamiento son propicias para el
desarrollo de diversos microorganismos por la temperatura y los
nutrientes del agua además de ser sistemas abiertos en contacto
con luz solar, para controlar estos problemas se usan los biocidas
o desinfectantes.
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CONDENSADORES
ESQUEMA DE PROCESO DE SISTEMA DE
ENFRIAMIENTO RECIRCULANTE ABIERTO
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CONDENSADORES
ESQUEMA DE PROCESO DE SISTEMA DE
ENFRIAMIENTO RECIRCULANTE
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
TIPOS DE TORRES DE
ENFRIAMIENTO
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CONDENSADORES
TIPOS DE TORRES DE
ENFRIAMIENTO
TORRE DE A CONTRACORRIENTE
TORRE DE FLUJO CRUZADO
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CONDENSADORES
TORRE DE TIRO NATURAL
TIPOS DE TORRES DE
ENFRIAMIENTO
TORRE DE TIRO MECÁNICO
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CONDENSADOR EVAPORATIVO
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CONDENSADORES
ADICION DE PRODUCTOS QUIMICOS
• Cada sistema de agua de enfriamiento presenta una combinación única de
equipo, químicas del agua, condiciones de purga y control, la selección
adecuada de un programa correcto de tratamiento del agua depende de lo
que mencionamos anteriormente, así como los problemas que ocasiona la
falta de un tratamiento.
• Los productos químicos de un tratamiento deben adicionarse en forma
continúa e ininterrumpida, según lo requieran el sistema, de lo contrario los
resultados del mismo no son satisfactorios.
• Todos los equipos deben poseer una purga de fondo para desalojar lodos que
se acumulan en el fondo y que provocan ensuciamiento del sistema.
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CONDENSADORES
ENFRIAMIENTO

Cada sistema de agua de enfriamiento
presenta una combinación única de
equipo:
 Química del agua,
 Condiciones de purga y control

Los productos químicos de un
tratamiento deben adicionarse en forma
continúa e ininterrumpida, según lo
requiera el sistema, de lo contrario los
resultados
del
mismo
no
son
satisfactorios.
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CONDENSADORES
CONTROL DEL PH
• El PH es uno de los parámetros más importantes a controlar en los sistemas
de enfriamiento, conociendo por PH la medida de acidez o alcalinidad de un
líquido.
• Debido a la evaporación del agua producida por la temperatura, las sales se
concentran y el PH del agua tiende a ser alcalino, motivo por el cual en un
sistema de enfriamiento el PH deberá tener características neutras, esto
indica que los límites de control son de 6.5 a 7.5.
• Estos parámetros se lograrán con adición de ácido por goteo para obtener
agua en equilibrio y de esa forma minimizar riesgos de incrustación o
corrosión en sus sistemas de agua recirculantes.
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
CONTROL DE MICROBIANO
• Los depósitos microbianos presentan un caso especial de ensuciamiento.
• En el tratamiento se requieren a menudo biocidas para matar las colonias de
microbios y dispersantes para aflojarlas y sacarlas por lavado.
• Existen diferentes tipos de desinfectantes y biocidas, el más usado en
sistemas enfriamiento es el cloro y el residual recomendable que es de no
mayor 1 mg/L.
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
CONDICIONES
CRECIMIENTO
TIPO DE ALGA
EJEMPLO
VERDE
CLORELA
ULOTRIX
SPEROGIRA
5.5 – 6.9
30 – 35 0C
AZUL VERDE CON
PIGMENTO AZUL
ANACISTIS
FORLIDIUM
OSCILATORIA
6.0 – 8.9
35 – 40 0C
DIATOMEAS CON
PIGMENTO CAFÉ
FLASCILARIA
CICLOTELA
5.5 – 8.9
18 – 36 0C
PH
TEMPERATURA
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
CLORACION DE AGUA CRUDA
La cloración es un proceso utilizado para eliminar los microorganismos presentes en el agua cruda o
residual, obteniendo la purificación, el saneamiento y la potabilización del agua.
El proceso consiste en agregar ácido hipocloroso HOCL pastillas HTH o Hipoclorito de sodio al 13.5%,
encargado de eliminar o inactivar los microorganismos patógenos. El objetivo principal del uso del cloro en el
tratamiento del agua es el de desinfección, para así asegurar su potabilización.
El sistema de cloración o desinfección evita el crecimiento bacteriano, por esta razón la capacidad de la
cloración utilizada debe mantener un efecto residual a lo largo del sistema de distribución, asegurando la
protección y el recrudecimiento de las bacterias.
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACIONES PARA AGUA CRUDA
 Dureza total
 Dureza de calcio
 Dureza de magnesio
 Alcalinidad
 Cloruros
 Sílice
 Sólidos totales disueltos
 pH
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MARCHA ANALITICA
CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES

DETERMINACION ALCALINIDAD “F”

DETERMINACION ALCALINIDAD “M”

DETERMINACION DE CLORUROS

DETERMINACIÓN DUREZA TOTAL

DETERMINACIÓN DE DUREZA DE CALCIO

DETERMINACIÓN DE DUREZA DE MAGNESIO

DETERMINACION DE SILICE

DETERMINACION DE PH

DETERMINACION DE STD

DETERMINACION DE FOSFATOS

DETERMINACION DE SULFITOS

DETERMINACION DE FIERRO

DETERMINACION DE CLORO LIBRE RESIDUAL
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION ALCALINIDAD “F”
 En un vaso de precipitado perfectamente enjuagado con agua destilada, vierta 50
ml de muestra, agregue 5 gotas de indicador “F”,(con clave ATA-06) la muestra
tomará un color rojo si existe dicha alcalinidad.
 Adicione lentamente la solución tituladora de alcalinidad, (clave ATA-04) hasta el
momento en que la muestra aparezca incolora, momento en el cual habrá
terminado la titulación. El cálculo de esta prueba se realizará como sigue:
ppm de alcalinidad  ml gastados de solución
" F " como CaCO3
Tituladora
x
20
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION ALCALINIDAD “F”
Existe
Alcalinidad “F”
1. Tomar50 ml
de muestra
2. Agregar 5 gotas de
Indicador “F”, clave ATA-06.
La muestra toma un
color rosa.
vire
4. Setitula gota a gota con Solución Tituladora
para Alcalinidad, clave ATA-04, hasta el vire de rosa
a incolora momento donde termina la titulación
.
CÁLCULO:
ml. de Solución
ppm de
Tituladora de
X 20
alcalinidad “F” =
Alcalinidad
cómo CaCO3
gastados
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION ALCALINIDAD “M”
 Sobre la muestra anterior agregué 5 gotas de indicador “M”, clave ATA05, la muestra tomará un color amarillo.
 Comience a titular gota a gota con la solución tituladora de alcalinidad,
clave ATA-04, hasta que la solución cambie de amarillo a rosa salmón,
momento en el cual se habrá terminado la titulación.
 El cálculo de alcalinidad “M” se realizará considerando el volumen
gastado de solución tituladora la en ambas pruebas.
ppm de alcalinidad
" M " como CaCO 3
 ml de solución gastados x 20
en ambas pruebas
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION ALCALINIDAD “M”
Existe
Alcalinidad
“M”
1. A muestra
anterior.
2. Agregar 5 gotas de
Indicador “M” clave ATA-05.
La muestra toma
un
color
amarillo.
vire
4. Se titula gota a gota con Solución Tituladora
para Alcalinidad, clave ATA-04, hasta el vire de
amarillo a rosa-salmón momento donde termina
la titulación.
CÁLCULO:
ml de Solución
ppm de
Tituladora de
alcalinidad
Alcalinidad
=
X 20
“M” cómo
gastados en ambas
CaCO3
pruebas
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION DE CLORUROS
 En la muestra anterior, agregué 5 gotas de indicador de cloruros, clave ATA-08, y
la muestra tomara un color amarillo.
 Posteriormente proceda a titular gota a gota con la solución tituladora de
cloruros, clave ATA-01, hasta que la muestra cambie de amarillo aun color rojizo,
en este momento se habrá alcanzado el punto final de la titulación y el cálculo se
realizará como sigue:
ppm de cloruros
como NaCl
 ml gastados de solución
tituladora
x
20
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION DE CLORUROS
Existen
Cloruros
1. A muestra
anterior.
2. Agregar 5 gotas de Indicador
de Cloruros clave ATA-08.
La muestra toma
un
color
amarillo.
vire
4. Se titula gota a gota con Solución Tituladora para
Cloruros, clave ATA-01, hasta el vire de amarillo a
rojo-ladrillo momento donde termina la titulación.
CÁLCULO:
ppm de
ml de Solución
cloruros cómo = Tituladora de
X 20
NaCl
Cloruros gastados
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CONDENSADORES
DETERMINACION DE DUREZA TOTAL
 Mida 50 ml de muestra y páselos a un vaso de precipitado perfectamente limpio y
enjuagado con agua destilada, a continuación agregue 8 gotas de solución buffer
para dureza total, clave ATA-12, posteriormente ponga una medida de indicador
para dureza total, clave ATA-09, la muestra tomara un color rojo si hay presencia de
dureza.
 Hecho lo anterior proceda a titular con la solución tituladora para dureza total,
clave ATA-03, agitando constantemente hasta el momento en que cambie la
solución de rojo a azul, en este momento se habrá terminado la titulación y el
cálculo se realizará con la siguiente fórmula:
ppm de dureza
total como CaCO 3

ml gastados de
solución tituladora
x
20
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION DE DUREZA TOTAL
Existe
dureza
1. Tomar 50 ml
de muestra
2. Agregar 8 gotas de
Buffer para Dureza Total,
clave ATA-12.
3. Después añadir una
medida de Indicador para
Dureza Total clave ATA09.
La muestra toma
un color azul.
La muestra toma
un color rojovino.
vire
CÁLCULO:
4. Se titula con Solución Tituladora para Dureza,
clave ATA-03, gota a gota hasta el vire de rojovino
a azul momento donde termina la
titulación.
ppm de
ml de Solución
dureza total = Tituladora de
cómo CaCO3 Dureza gastados
X 20
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CONDENSADORES
DETERMINACION DE DUREZA DE CALCIO
 Mida 50 ml de muestra y viértalos en un vaso de precipitado previamente lavado
con agua destilada, agregue 2 ml de solución buffer para calcio, clave ATA-13, y a
continuación ponga una medida de indicador para calcio, clave ATA-10, la muestra
tomará un color rosa salmón.
 Comience a titular gota a gota con la solución tituladora de dureza, clave ATA-03, el
punto final de la titulación, será cuando la solución cambie de rosa salmón al
morado orquídea, el cálculo se realizará de la siguiente manera:
ppm de dureza de
Calcio como CaCO 3

ml gastados de
solución tituladora
x
20
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION DE DUREZA DE CALCIO
¿Existe
dureza?
2. Agregar 2 ml de Buffer
para Calcio, clave ATA-13.
3. Después añadir una
medida de Indicador
para Calcio, ATA-10.
La muestra toma un
color rosa-salmón.
vire
4. Titular gota a gota con Solución Tituladora para Dureza,
clave ATA-03, el punto final de la titulación será cuando la
solución cambie de rosa-salmón a morado orquídea.
CÁLCULO:
ppm de dureza ml de Solución
de calcio cómo = Tituladora de
Dureza gastados
CaCO3
X 20
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION DE DUREZA DE MAGNESIO
 La dureza de magnesio es la diferencia de la dureza total y la dureza de calcio y se
calcula como sigue:
ppm de dureza de
Magnesio como CaCO3

Dureza total
como CaCO3
 Dureza de Calcio
como CaCO3
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION DE DUREZA DE MAGNESIO
La dureza de magnesio es la diferencia de la dureza total y la dureza de
calcio y se calcula como sigue:
ppm de dureza de
=
magnesio cómo CaCO3
Dureza total
como CaCO3
-
Dureza de
CaCO3
Calcio cómo
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION SILICE
 Tómese una alícuota de 5 ml. de muestra filtrada y afórese a 50 ml. con 45 ml. de
agua destilada, agregue 1 ml. de solución de ácido clorhídrico clave ATA-17 y
posteriormente 4 ml. de solución de molibdato de amonio para sílice clave ATA-15;
la muestra tomará un color amarillo cuya intensidad es directamente proporcional al
contenido de sílice en la muestra tomada; a partir de este momento se tienen 2
minutos para realizar la determinación en el comparador.
 La lectura registrada en el comparador será multiplicada por 10 y estas serán las
p.p.m. de sílice como SiO2 en la muestra analizada.
DETERMINACION SILICE
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
¿Existe
sílice?
5
1. Filtrar 10 ml de muestra.
Tomar 1 ml de muestra
filtrada y aforar a 50 ml con
agua destilada
2. Colocar en un vaso precipitado los 50 ml.
Agregar 1 ml de Solución de Ácido Clorhídrico
clave ATA-17 y 4 ml de Solución de Molibdato
de Amonio para sílice clave ATA-15.
La muestra tomará
un color amarillo.
Nota: A partir de este
momento se tienen 2 minutos
p/realizar la determinación
CÁLCULO:
3. Verter la solución a la celda y realizar la
determinación en el comparador.
Lectura
ppm de Sílice= registrada en el X 50
como SiO2
comparador
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION DE PH
 Mida 50 ml de muestra y páselos a un vaso de precipitado perfectamente limpio y
enjuagado con agua destilada, a continuación tome un papel indicador universal
PH, la lectura de este papel se leerá en la tabla de colores que se adjunta en la caja
de papel indicador.
Para mayor exactitud de la lectura del PH, se
debe usar un potenciómetro.
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
1. Calibrar el potenciómetro con
soluciones buffer, pH 7 y pH 4 .
DETERMINACION DE PH
2. Enjuague el electrodo con
agua desionizada y retire el
exceso de agua con un paño seco
libre de pelusa.
4. Tomar 50 ml de muestra y coloque
el electrodo dentro de la muestra ,
comenzará la lectura inmediatamente
y el icono pH estará intermitente hasta
que la lectura se estabilice.
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION DE SOLIDOS TOTALES DISUELTOS
 En una probeta de 50 ml previamente limpia y enjuagada con agua destilada,
colocar 45 ml de muestra, tomar la celda de conductivimetro e introducirla en la
muestra.
 Tomar la lectura directa del aparato y el resultado es el total en micromohos.
Si se trata de una muestra de calderas, se corrige la
conductividad de la siguiente manera:
 En una muestra de 45 ml agregar 5 gotas de indicador de fenolftaleína, clave ATA06, con la cual tomará un color rosa interno, para neutralizar agregar ácido gálico
pulverizado, clave ATA-18, hasta que la muestra vuelva a su color original, a
continuación se introduce la celda del conductivimetro y se toma la lectura.
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DETERMINACION DE SOLIDOS TOTALES DISUELTOS
CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
*
1. Calibrar el conductivímetro.
2. En una probeta colocar 30 ml de muestra e
introducir la celda del conductivímetro en la
muestra. Tomar la lectura directamente del
aparato y es el total en µS
.
Si se trata de una muestra de calderas se corrige la conductividad como sigue:
1. En una muestra de 30 ml agregar 5 gts de
indicador “F”, clave ATA-06. (La muestra
toma un color rosa intenso).
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2. Para neutralizar agregar ácido gálico
pulverizado, clave ATA-18, hasta que vuelva a su
color original la muestra. A continuación
introducir la celda del conductivímetro y se toma
la lectura.
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CONDENSADORES
DETERMINACION FOSFATOS
 El método utilizado es también colorimétrico, y se procede de la siguiente manera.
 Filtrar la muestra a analizar con papel Whatman No. 5 y desechar los primeros 15
ml, continuar filtrando y tomar 5 ml. de muestra, pasarlos a un tubo graduado para
fosfatos. En la primera marca que son 5 ml. se tendrá la muestra y en la segunda
marca que son 15 ml. se adicionará molibdato de amonio para fosfatos clave ATA-14;
en la tercera marca que es 17.5 ml., se completara con agua bidestilada; ya teniendo
las tres marcas a continuación agregue una medida de reactivo estañoso seco clave
ATA-11 si existen fosfatos la muestra tomará un color azul marino intenso ò tenue
según la concentración de fosfatos existentes, a partir de esté momento se tienen 2
minutos para realizar la lectura en el comparador.
 La lectura que registra la reglilla es igual a las p.p.m. de fosfatos como PO4 en la
muestra analizada.
ASESORIA EN TRATAMIENTO DE AGUAS, S.A.DE C.V.
DETERMINACION FOSFATOS
CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
5 ml
1. Filtrar 20 ml
de muestra.
15 ml
17.5 ml
2. En un tubo para fosfatos, la primera marca que son 5 ml se
coloca la muestra filtrada, la segunda marca a 15 ml se adiciona
molibdato de amonio para fosfatos clave ATA-14; en la tercera
marca que es 17.5 ml se completa con agua destilada. Teniendo
las tres marcas se agrega una medida de reactivo estañoso seco
clave ATA-11.
¿Existen
fosfatos?
La muestra tomará
un color azul.
Nota: A partir de este momento
se tienen 2 minutos p/realizar la
determinación
CÁLCULO:
3. Verter la solución a la celda y realizar la
determinación en el comparador.
Lectura
ppm de Fosfato
= registrada en el
como PO4
comparador
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CONDENSADORES
DETERMINACION SULFITOS
 Mida 50 ml. de muestra y páselos a un vaso de precipitado limpio y enjuagado con
agua destilada, adicione 1 ml. de solución de ácido sulfúrico, clave ATA-16;
posteriormente agregue 1 ml. de solución indicadora de almidón, clave ATA-07.
 Después de realizado lo anterior, proceda a titular gota a gota con la solución
tituladora de sulfitos, clave ATA-02; hasta alcanzar el vire de incoloro a azul;
momento en el cual se ha alcanzado el punto final de la titulación.
El cálculo se
realiza de la siguiente manera:
ppm de sulfitos  ml gastados de solución
como SO3
tituladora
x
10
DETERMINACION SULFITOS
ASESORIA EN TRATAMIENTO DE AGUAS, S.A.DE C.V.
CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
¿Existen
sulfitos?
2. Adicionar 1 ml de
Solución de ácido sulfúrico,
clave ATA-16.
3. Después añadir 1 ml de
Solución indicadora de
almidón, clave ATA-07.
La muestra
incolora.
vire
4. Proceda a Titular gota a gota con Solución
Tituladora de Sulfitos, clave ATA-02; hasta alcanzar el
vire de incoloro a azul; momento en el cual se ha
alcanzado el punto final de titulación.
es
CÁLCULO:
ml de Solución
ppm de Sulfitos= Tituladora de
como SO3
Sulfitos gastados
X 10
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION DE CLORO LIBRE RESIDUAL
 En una celda, adicionar 0.5 ml de solución orthotolidina, ATA-20.
 Tomar la muestra y llenar la celda hasta la marca de 11.5 ml. Agitar y esperar
2 minutos a que la muestra cambie de color.
 Existe cloro libre residual si la muestra presenta un color amarillo, entonces
se coloca la muestra en el comparador para realizar la lectura.
Nota: Si la muestra permanece incolora, no existe cloro libre residual.
 Se reporta como resultado, la lectura registrada en el comparador en ppm de
Cloro libre residual.
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CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
DETERMINACION DE CLORO LIBRE RESIDUAL
¿Existe cloro libre
residual?
1. En una celda de comparador
Taylor, verter
0.5 ml de
ortotolidina, clave ATA-20.
2. Llenar la celda hasta la marca de
11.5 ml con agua de la muestra por
analizar. Agitar, hasta mezclar la
muestra con el reactivo.
La muestra tomará
un color amarillo.
CÁLCULO:
3. Colocar la celda en el comparador colorimétrico.
Lectura
ppm de Cloro
= registrada en el
libre residual
comparador
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CONDENSADORES
DETERMINACION DE FIERRO
 Medir 10 ml de muestra y verter en vaso precipitado.
 Adicionar 1 ml de Acido Clorhídrico, clave ATA-17, posteriormente añadir 3 gotas de
Peróxido de Hidrógeno, clave ATA-28, y por último adicionar 1 ml de Tiocianato de
Potasio, clave ATA-29. Agitar.
 Existe Fierro en solución si la muestra toma un color rojo, si es así, verter la solución
en una celda para realizar la comparación.
Nota: Si la muestra es incolora no hay fierro en solución.
 Se reporta como resultado, la lectura registrada en el comparador como ppm de
Fierro en solución.
ASESORIA EN TRATAMIENTO DE AGUAS, S.A.DE C.V.
DETERMINACION DE FIERRO
CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
1. Colocar 10 ml de muestra
en un vaso precipitado.
2. Adicionar 1 ml de ácido clorhídrico, clave
ATA-17; posteriormente 3 gts de peróxido
de hidrógeno, clave ATA-28. Por último, 1
ml de Tiocianato de potasio, clave ATA-29.
¿Existe
fierro?
La muestra tomará
un color rojo.
CÁLCULO:
3. Se vierte la muestra en la celda y se
determina la cantidad de fierro utilizando el
comparador.
Lectura
ppm de Fe = registrada en el
comparador
LIMITES DE CONTROL
ASESORIA EN TRATAMIENTO DE AGUAS, S.A.DE C.V.
CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
Is
Ie
Índice de Saturación.
Índice de Estabilidad.
CALDERAS DE BAJA Alcalinidad “F”
PRESION
Dureza Total
(menor de 21 Kg/cm2)
Dureza de Calcio
Dureza de Magnesio
Fosfatos
Sulfitos
pH
Sólidos Totales Disueltos
500
0
0
0
30
20
10.5
---
800
0
0
0
60
40
11.5
3500
SEDIMENTAROR
pH
2 F-M
Dureza Total
Turbidez
Sílice
9.5
40
30
30
5
10.5
Máximo
Máximo
Máximo
10
DEAREADOR
Dureza Total
Cloruros
0
Agua Cruda
SUAVIZADOR
Dureza Total
0
FILTRO
Turbidez
TORRES DE
ENFRAMIENTO
Sílice
pH
Is
Ie
10 Máximo
--6.5
-0.5
6.0
180
7.5
+0.5
7.0
ASESORIA EN TRATAMIENTO DE AGUAS, S.A.DE C.V.
CALDERAS, TORRES DE ENFRIAMIENTO Y
CONDENSADORES
TABLA GENERAL DE ALCALINIDADES
CUANDO
HCO3-
ENTONCES
CO3=
OH-
F = 0
M
0
0
F < ½M
M-2F
2F
0
F = ½ M
0
2F
0
F > ½ M
0
2(M-F)
2F-M
F = M
0
0
M