Planta Desmineralizadora
James Robles, Sección de Instrumentación, Central Palo Seco
Planta Desmineralizadora
Propósito
Producir agua ultra-pura para calderas a presión.
La cantidad de agua producida debe ser mayor al
consumo (make-up) de calderas (pérdidas).
Almacenar agua a través de los tanques de DEMI.
Planta DEMI es capaz de producir hasta 900 gpm.
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Planta Desmineralizadora
¿Que es agua Ultra-Pura?
Agua Ultra-Pura es agua que contiene la menor
cantidad de minerales.
Según los criterios de ISO 3696 (1987) y ASTM
(D1193-91), la conductividad de agua ultra pura
debe ser de 0.2 S o menor.
Esto es necesario para la aplicación de
turbogeneradores movidos por calderas de vapor
a alta presión.
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Planta Desmineralizadora
¿Que es agua Ultra-Pura?
La unidad de ingeniería de la conductividad es
micro siemens (S).
La conductividad de agua cruda es de
aproximadamente 300 S.
La conductividad a la salida del DEMI debe ser de
aproximadamente 0.2 S.
Otra función del DEMI es remover los gases no
condensables del agua.
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Planta Desmineralizadora
Principios de Intercambio de Iones
Los minerales ó sólidos disueltos existen en el
agua en forma de iones.
Hay dos tipos de iones: de carga negativa (anión) y
de carga positiva (catión).
Estos iones son removidos del agua utilizando
resinas que atraen los minerales.
Estas resinas atraen los iones de metales y otros
sólidos presentes en el agua.
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Planta Desmineralizadora
Principios de Intercambio de Iones
Proceso de Selectividad:
Los iones son adheridas a la resina mediante un
proceso llamado selectividad.
Este proceso consiste en utilizar una resina especial
que contiene unos sitios (huecos).
Estos huecos están ocupados por iones de
hidrógeno (H+) en el caso de una resina catiónica.
Al adherirse la impureza a la resina, ésta libera a su
vez el ion de hidrógeno (H+) hacia el agua efluente.
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Planta Desmineralizadora
Principios de Intercambio de Iones
Proceso de Selectividad:
Los huecos están ocupados por hidroxilo (OH-) en
el caso de la resina aniónica.
Al adherirse la impureza a la resina, ésta libera a su
vez un ion hidroxilo (OH-) hacia el agua efluente.
Al mezclarse el H+ de la resina catiónica con el OHde la resina aniónica se produce H2O (agua).
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Planta Desmineralizadora
Principios de Intercambio de Iones
Minerales
Flujo de agua sin minerales
Flujo de agua con minerales
Partícula de Resina
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Planta Desmineralizadora
Tanques de Agua Cruda
En primer lugar, se obtiene agua de pueblo y se
almacena en los tanques de agua cruda.
El control del nivel de estos tanques, se obtiene
mediante un sistema de control.
El transmisor de nivel envía su señal hacia el
sistema de control.
El sistema de control envía la señal de correción a
su vez a la reguladora de nivel.
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Tanques de Agua Cruda
Sistema de Control
I/P
LCV de Agua Cruda
Agua de pueblo
LT
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Planta Desmineralizadora
Bombas de Agua Cruda
Esta agua se toma del tanque y se bombea a la
planta DEMI mediante bombas de agua cruda.
Estas bombas son capaces de aumentar el agua a
60 psi con un flujo de 500 gpm.
Esta agua tiene una conductividad de
aproximadamente 300 S.
El agua entra a las vasijas llamadas cationes para
el comienzo de la purificación.
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Planta Desmineralizadora
Bombas de Agua Cruda
Sistema de Control
I/P
PT
Hacia Cationes
(60 psi)
Bomba de Agua Cruda
PCV de Agua Cruda
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Planta Desmineralizadora
Intercambio de Iones Catiónicos
Los minerales que contienen cargas positivas (iones
positivos) son atraídos y removidos por resinas con
carga negativa (Cationes).
Iones Positivos y Negativos
+
-
+
+
-
+
-
-
+
+
+
+
-
+
+
-
+
Iones Negativos
-
+
+
+
-
Partícula de Resina
+
Catiónica
-
+
-
+
+
-
+
+
+
-
- +
-
+
-
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Planta Desmineralizadora
Intercambio de Iones Catiónicos
El tanque catión contiene resina catiónica que es
capaz de tratar 500 gpm de agua cruda.
Esta resina remueve iones positivos y deja como
producto iones de hidrógeno (H+).
Como consecuencia de las reacciones químicas de
este proceso, el pH de el agua se establece en
aproximadamente 3.
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Planta Desmineralizadora
Intercambio de Iones Catiónicos
Nivel de Resina Catiónica
Entrada al Catión
C-1
pHI
CI
C-3
pH = ± 3
Cond. = ± 280 µS
Salida del Catión
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Degasificador
El degasificador remueve los gases no
condensables utilizando el principio de la ley de
Henry.
Es necesario remover los gases (CO2)para prevenir
la formación de ácidos.
Este principio indica que se inyecta aire
perpendicularmente al flujo de agua.
Cuando el aire sale del flujo de agua, sale con los
gases no condensables que había en el agua.
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Degasificador
Efluente de Cationes
Aire
Aire + Gases
I/P
Abanico de
Degasificador
Sistema de Control
Hacia Aniones
LT
Bomba de Degasificador
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Intercambio de Iones Aniónicos
 Los minerales que contienen cargas negativas
(iones negativos) son atraídos y removidos por
resinas con carga positiva (Aniones).
Iones Positivos y Negativos
-
Iones Positivos
-
-
+
+
-
-
-
+
-
-
+
-
+
-
Partícula de Resina
Aniónica
-
+
+
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Intercambio de Iones Aniónicos
El tanque anión es un tanque con resina aniónica
que es capaz de tratar 500 gpm de agua.
Esta resina remueve iones negativos y deja como
producto iones de hidróxido (OH-).
Baja la conductividad de <300 S a <5 S.
Como consecuencia de las reacciones químicas
de este proceso, el pH de el agua se establece en
aproximadamente 10.
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Intercambio de Iones Aniónicos
Nivel de Resina Aniónica
Entrada al Anión
C-1
pHI
pH = ± 10
CI
C-3
Cond. = ± 5 µS
Salida del Anión
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Planta Desmineralizadora
Intercambio de Iones Mixtos
Los “Mixed Beds” contienen resinas positivas y
negativas para remover los iones que dejaron
pasar los Aniones y Cationes.
El tanque del Mixed Bed es un tanque con resina
mixta que es capaz de tratar 500 gpm de agua.
Este tanque remueve iones negativos y positivos.
Baja la conductividad de <5 S a < 1S.
El pH se establece en aproximadamente
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Intercambio de Iones Mixtos
Nivel de Resinas Mixtas
Entrada de
Mixed Bed
MB-1
pHI
pH = ± 7
CI
MB-3
Cond. = ± .5 µS
Salida del
Mixed Bed
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Planta Desmineralizadora
Proceso de Regeneración
Inicialmente, la vasija de resina se le hace un
lavado en retroceso (backwash) para remover lsa
impurezas mas grandes y expandir la resina.
Luego, se inyecta un reagente (ácido o soda)
mediante un arreglo de válvulas para mezclar
agua con el reagente. A esta mezcla se le llama
dilución.
Finalmente, se enjuaga la resina con agua fresca.
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Proceso de Regeneración
A través de este proceso, la instrumentación
adquiere un rol bien importante.
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Proceso de Regeneración
“Backwash” del Catión
C-5
Salida de
“Backwash”
C-2
Entrada de “Backwash”
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Planta Desmineralizadora
Proceso de Regeneración
Inyección de Dilución Ácida
Bomba
de Ácido
Tanque
Ácido
FT de Agua de Dilución
Agua
Válvulas Aisladoras
FCV de Agua de Dilución
Check Valve
Dilución Ácida
Check Valve
Transmisor de
% de Ácido
FT de Ácido
FCV de Ácido
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Planta Desmineralizadora
Proceso de Regeneración
Inyección de Dilución Ácida
Bomba
de Ácido
FT de Agua de Dilución
V/P
Agua
FCV de Agua de Dilución
Transmisor de
% de Ácido
FCV de Ácido
V/P
Dilución Ácida
FT de Ácido
Sistema de Control
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Planta Desmineralizadora
Proceso de Regeneración
Lavado con Dilución de Ácido del Catión
C-6
Entrada de
Dilución
C-7
Salida de Dilución
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Planta Desmineralizadora
Proceso de Regeneración
“Backwash” de Anion
C-5
Salida de
“Backwash”
C-2
Entrada de “Backwash”
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Planta Desmineralizadora
Proceso de Regeneración
Inyección de Dilución Cáustica
Bomba
de Soda
Tanque
Soda
TCV de Agua
de Dilución
FT de Agua de Dilución
Vapor
Agua
Calentador
Válvulas Aisladoras
FCV de Agua
de Dilución
Check Valve
Dilución Cáustica
Check Valve
FT de Soda
Transmisor de
% de Cáustica
FCV de Soda
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Planta Desmineralizadora
Proceso de Regeneración
Inyección de Dilución Cáustica
Bomba
de Soda
TCV de Agua
de Dilución
V/P
FT Agua de Dilución
Vapor
V/P
Agua
TC
FCV de Soda
FCV de Agua
de Dilución
Transmisor de
% de Cáustica
V/P
Dilución
Cáustica
FT de Soda
Sistema de Control
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Proceso de Regeneración
Lavado con Dilución de Cáustica del Anión
Entrada de
Dilución
C-6
C-4
Salida de Dilución
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Proceso de Regeneración
Lavado con Dilución Mixta del Mixed Bed
MB-6B
Entrada de
Dilución Cáustica
MB-9
Salida de
Dilución Ácida
Y Cáustica
MB-6A
Entrada de
Dilución Ácida
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