LA QUIMICA AL SERVICIO DE LA INDUSTRIA

Transcripción

1 LA QUIMICA AL SERVICIO DE LA INDUSTRIA

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3 GENERALIDADES CICLO DEL AGUA IMPUREZAS COMUNES EN EL AGUA ACONDICIONAMIENTO DEL AGUA TEORIA DE SUAVIZADORES TEORIA DEL DEAREADOR DETERMINACIONES TRATAMIENTO INTERNO MEDIANTE PRODUCTOS QUÍMICOS PRINCIPALES PROBLEMAS EN SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO INCRUSTACION CORROSION ENSUCIAMIENTO MICROBIOLOGICO ESQUEMA DE PROCESO DE ENFRIAMIENTO TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTO ADICION DE PRODUCTOS QUIMICOS CONTROL DE PH CONTROL MICROBIANO INSTALACION DE TESTIGOS DE CORROSION CLORACION DE AGUA CRUDA MARCHA ANALITICA

4 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

5 CONDENSACION Nubes impulsadas sobre la tierra por el viento PRECIPITACION EVAPORACION Contaminación del agua precipitada por efecto del polvo en el aire y minerales de la corteza terrestre, aguas negras y residuos industriales PERCOLACION PROFUNDA Retorno a la superficie acuática para ser REPURIFICADA AGUA SUBTERRANEA AGUA SUPERFICIAL

6 CONSTITUYE FORMULA QUIMICA FUENTES PRINCIPALES DEL CONTAMINANTE EFECTOS POSIBLES CUANDO SE ENCUENTRA PRESENTE EN AGUA PARA CALDERAS Sólidos en suspensión --- Drenaje superficial, residuos industriales Arrastres, espuma, lodos ó incrustación Sílice Carbonato de Calcio SiO 2 Depósitos minerales Incrustación CaCO 3 Depósitos minerales Incrustación Bicarbonato de Calcio Sulfato de Calcio Cloruro de Calcio Carbonato de Magnesio Ca(HCO 3 ) 2 Depósitos minerales Incrustación CaSO 4 Depósitos minerales Incrustación, corrosión CaCl 2 Depósitos minerales Incrustación MgCO 3 Depósitos minerales Incrustación Bicarbonato de Magnesio Mg(HCO 3 ) 2 Depósitos minerales Incrustación

7 Cloruro de Magnesio Ácidos Libres Cloruro de Sodio Carbonato de Sodio Bicarbonato de Sodio MgCl 2 Depósitos minerales Incrustación, corrosión HCl, H 2 SO 4 NaCl Na 2 CO 3 NaHCO 3 Drenaje de minas, residuos industriales Aguas negras, residuos industriales, depósitos minerales Depósitos Minerales Depósitos Minerales Corrosión Inerte, pero puede ser corrosivo bajo ciertas condiciones Arrastres, fragilización Arrastres, fragilización espumas, espumas, Acido Carbónico H 2 CO 3 Absorción de la atmósfera, depósitos minerales, descomposición de materia orgánica Corrosión Oxígeno Grasa y Aceite O 2 Absorción de la atmósfera Corrosión --- Residuos industriales Corrosión, arrastres, espuma depósitos, Materia Orgánica y aguas negras --- Residuos domésticos e industriales Corrosión, arrastres, espuma depósitos,

8 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, Comprende todas las operaciones físicas y/o químicas realizadas al agua antes de introducirla a un generador de vapor, para eliminar impurezas. Filtración Coagulación Intercambio iónico Deareación Suavización, etc. II. TRATAMIENTO INTERNO 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: Sulfitos Fosfatos Quelatos Hidracina, etc.,

9 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.

10 El tratamiento externo seleccionado es el siguiente: a) Coagulación Floculación Filtración b) Intercambio iónico (Suavizador) c) Deareación SUAVIZADOR DEAREADOR

11 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. DEAREADOR SUAVIZADOR

12 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: (HCO 3 ) p.p.m. Dureza Total p.p.m.

13 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 + 2Ca(OH) 2 Mg(OH) 2 + 2CaCO H 2 O Bicarbonato Hidróxido Hidróxido Carbonato Agua de de de de Magnesio Calcio Magnesio Calcio Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 2CaCO 3 + 2H 2 O Bicarbonato Hidróxido Carbonato Agua de de de Calcio Calcio Calcio 2Na(HCO 3 ) + Ca(OH) 2 CaCO 3 + Na 2 CO 3 + H 2 O Bicarbonato Hidróxido Carbonato Carbonato Agua de de de d e Sodio Calcio Calcio Sodio

14 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 + Ca(OH) 2 Mg(OH) 2 + CaSO 4 Sulfato Hidróxido Hidróxido Sulfato de de de de Magnesio Calcio Magnesio Calcio DUREZA MgCl 2 + Ca(OH) 2 Mg(OH) 2 + CaCl 2 Cloruro Hidróxido Hidróxido Cloruro de de de de Magnesio Calcio Magnesio Calcio CaSO 4 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + Na 2 SO 4 Sulfato Carbonato Carbonato Sulfato de de de de Calcio Sodio Calcio Sodio CaCl 2 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + 2NaCl Cloruro Carbonato Carbonato Cloruro de de de de Calcio Sodio Calcio Sodio

15 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 (Na 2 CO 3 ), 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 (CaSO 4 ) como muestra la siguiente reacción: Na 2 CO 3 + CaSO 4 CaCO 3 + Na 2 SO 4 Carbonato Yeso Carbonato Sulfato de de de Sodio Calcio Sodio

16 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.

17 NOTAS 1. Las conexiones y tubos mostrados en color azul y verde no son suministradas con el equipo. 2. Colocar el distribuidor descansando sobre la base del tanque de salmuera. RESINA GRAVA FINA GRAVA MEDIANA GRAVA MEDIANA GRAVA GRUESA

18 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.

19 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

20 Ca (HCO 3 ) NaZ CaZ 2 + NaHCO 3 Bicarbonato de Calcio Zeolita de sodio Zeolita de calcio Bicarbonato de Sodio 2NaCl + CaZ 2 2NaZ + CaCl 2 2NaCl + MgZ 2 2NaZ + MgCl 2 Salmuera o Cloruro de sodio Zeolitas de Calcio y Magnesio Zeolitas de Sodio Cloruro de Calcio y Magnesio

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24 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.

25 PRODUCCION DE VAPOR EN UNA CALDERA SALIDA DE VAPOR CAMARA DE VAPOR GASES DE COMBUSTION AGUA AISLANTE PURGAS DE FONDO

26 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

27 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(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Bicarbonato de calcio calor Carbonato de calcio Dióxido de carbono Agua (Vapor) El lodo generado en la reacción anterior, es precipitado como hidroxiapatita (lodo no adherente) con el tratamiento químico de la siguiente forma: 10CaCO 3 + 6Na 3 PO 4 + 2NaOH Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) Na 2 CO 3 Carbonato de calcio Fosfato trisódico Sosa Hidroxiapatita Carbonato de sodio

28 TRATAMIENTO INTERNO MEDIANTE PRODUCTOS QUIMICOS

29 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

30 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

31 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

32 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

33 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.

34 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.

35 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.

36 PRODUCTOS QUIMICOS CLASIFICACION DE LAS FUNCIONES DE LOS PRODUCTOS QUIMICOS PARA TRATAMIENTO SECUNDARIO Y DE AGUAS PARA ALIMENTACION DE CALDERAS

37 DIAGRAMA TIPICO DE UN SISTEMA DE CALDERAS Testigo de Corrosión Tanque de Condensados Deareador Vapor + CO 2 PROCESO Abastecimiento Cisterna S u a v i z a d o r Sal Agua suavizada CALDERA Condensado + Ácido carbónico Agua cruda Agua Suavizada Agua Suavizada y Deareada + Minerales + Gases + Microorganismos Tratamientos Externos Purga

38 TRATAMIENTO CORRECTIVO REQUERIDO Mantenimiento del ph del agua para alimentación y de la calidad del agua de calderas para control de incrustaciones y corrosión. Prevención de incrustaciones en las calderas por ablandamiento interno del agua de la caldera TIPO DE PRODUCTO QUIMICO - Sosa Caústica - Carbono de Sodio - 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. Prevención de corrosión por el oxígeno mediante deaeración química del agua para alimentación de caldera. - Polifosfatos - Taninos - Derivados de Lignina - Derivados de la Glucosa - 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 Prevención de corrosión de condensados - Compuestos de aminas - Amoniaco Prevención de espuma en el agua de la caldera. - Poliamidas - Polialquilen-glicoles Inhibición de fragilización caústica - Sulfato de Sodio - Fosfatos - Taninos - Nitratos

39 SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO Y REFRIGERACION

40 PRINCIPALES PROBLEMAS EN SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO Incrustación Corrosión Ensuciamiento microbiológico (algas)

41 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.

42 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.

43 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.

44 ESQUEMA DE PROCESO DE SISTEMA DE ENFRIAMIENTO RECIRCULANTE ABIERTO

45 ESQUEMA DE PROCESO DE SISTEMA DE ENFRIAMIENTO RECIRCULANTE

46 TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTO

47 TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTO TORRE DE A CONTRACORRIENTE TORRE DE FLUJO CRUZADO

48 TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTO TORRE DE TIRO NATURAL TORRE DE TIRO MECÁNICO

49 CONDENSADOR EVAPORATIVO

50 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.

51 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.

52 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.

53 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.

54 TIPO DE ALGA EJEMPLO PH CONDICIONES CRECIMIENTO TEMPERATURA VERDE CLORELA ULOTRIX SPEROGIRA C AZUL VERDE CON PIGMENTO AZUL ANACISTIS FORLIDIUM OSCILATORIA C DIATOMEAS CON PIGMENTO CAFÉ FLASCILARIA CICLOTELA C

55 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.

56 DETERMINACIONES PARA AGUA CRUDA Dureza total Dureza de calcio Dureza de magnesio Alcalinidad Cloruros Sílice Sólidos totales disueltos ph

57 MARCHA ANALITICA 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

58 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 " F" como CaCO 3 ml gastados de solución Tituladora x 20

59 DETERMINACION ALCALINIDAD F Existe Alcalinidad F 1. Tomar 50 ml de muestra 2. Agregar 5 gotas de I ndicador F, clave ATA La muestra toma un color rosa. vire 4. Se titula gota a gota con Solución Tituladora para Alcalinidad, clave ATA - 04, hasta el vire de rosa a incolora momento donde termina la titulación. ppm de alcalinidad F = cómo CaCO 3 CÁLCULO: ml. de Solución Tituladora de Alcalinidad gastados X 20

60 DETERMINACION ALCALINIDAD M Sobre la muestra anterior agregué 5 gotas de indicador M, clave ATA- 05, 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 en ambas pruebas x 20

61 DETERMINACION ALCALINIDAD M 1. A muestra anterior. 2. Agregar 5 gotas de Indicador M clave ATA-05. Existe Alcalinidad M 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. ppm de alcalinidad M cómo CaCO 3 = CÁLCULO: ml de Solución Tituladora de Alcalinidad gastados en ambas pruebas X 20

62 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 ml gastados de solución x 20 como NaCl tituladora

63 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. ppm de cloruros cómo NaCl CÁLCULO: ml de Solución Tituladora de Cloruros gastados = X 20

64 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

65 DETERMINACION DE DUREZA TOTAL Existe dureza 1. Tomar 50 ml de muestra 2. Agregar 8 gotas de Buffer para Dureza Total, clave ATA Después añadir una medida de Indicador para Dureza Total clave ATA- 09. La muestra toma un color azul. La muestra toma un color rojovino. vire 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 dureza total cómo CaCO 3 CÁLCULO: ml de Solución = Tituladora de Dureza gastados X 20

66 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

67 DETERMINACION DE DUREZA DE CALCIO Existe dureza? 2. Agregar 2 ml de Buffer para Calcio, clave ATA 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. ppm de dureza de calcio cómo CaCO 3 CÁLCULO: = ml de Solución Tituladora de Dureza gastados X 20

68 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 Magnesio como de CaCO Dureza total Dureza de Calcio 3 como CaCO 3 como CaCO 3

69 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 CaCO 3 Dureza total Dureza de Calcio cómo = - como CaCO 3 CaCO 3

70 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 SiO 2 en la muestra analizada.

71 DETERMINACION SILICE 5 Existe sílice? 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 3. Verter la solución a la celda y realizar la determinación en el comparador. ppm de Sílice = como SiO 2 CÁLCULO: Lectura registrada en el comparador X 50

72 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.

73 DETERMINACION DE PH 1. Calibrar el potenciómetro con soluciones buffer, ph 7 y ph 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.

74 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 ATA- 06, 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.

75 DETERMINACION DE SOLIDOS TOTALES DISUELTOS * 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). * 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.

76 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 PO 4 en la muestra analizada.

77 DETERMINACION FOSFATOS 5 ml 15 ml 17.5 ml Existen fosfatos? 1. Filtrar 20 ml de muestra. 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. 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. ppm de Fosfato = como PO 4 Lectura registrada en el comparador

78 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 x 10 como SO 3 tituladora

79 DETERMINACION SULFITOS Existen sulfitos? 2. Adicionar 1 ml de Solución de ácido sulfúrico, clave ATA Después añadir 1 ml de Solución indicadora de almidón, clave ATA-07. La muestra es 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. CÁLCULO: ml de Solución ppm de Sulfitos = Tituladora de como SO 3 Sulfitos gastados X 10

80 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.

81 DETERMINACION DE CLORO LIBRE RESIDUAL Existe cloro libre residual? 1. En una celda de comparador Taylor, verter 0.5 ml de ortotolidina, clave ATA 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. 3. Colocar la celda en el comparador colorimétrico. ppm de Cloro = libre residual CÁLCULO: Lectura registrada en el comparador

82 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.

83 DETERMINACION DE FIERRO 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. 3. Se vierte la muestra en la celda y se determina la cantidad de fierro utilizando el comparador. ppm de Fe CÁLCULO: = Lectura registrada en el comparador

84 LIMITES DE CONTROL CALDERAS DE BAJA PRESION (menor de 21 Kg/cm 2 ) Alcalinidad F Dureza Total Dureza de Calcio Dureza de Magnesio Fosfatos Sulfitos ph Sólidos Totales Disueltos SEDIMENTAROR ph 2 F-M Dureza Total Turbidez Sílice Máximo Máximo Máximo 10 DEAREADOR Dureza Total Cloruros 0 Agua Cruda SUAVIZADOR Dureza Total 0 FILTRO Turbidez 10 Máximo Is Ie Índice de Saturación. Índice de Estabilidad. TORRES DE ENFRAMIENTO Sílice ph Is Ie

85 TABLA GENERAL DE ALCALINIDADES CUANDO HCO 3 - ENTONCES CO 3 = OH - F = 0 M 0 0 F < ½ M M-2F 2F 0 F = ½ M 0 2F 0 F > ½ M 0 2(M-F) 2F-M F = M 0 0 M