Planta Desmineralizadora James Robles, Sección de Instrumentación, Central Palo Seco

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.

¿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.

¿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.

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.

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.

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 OH- de la resina aniónica se produce H2O (agua).

Principios de Intercambio de Iones Minerales Flujo de agua sin minerales Partícula de Resina Flujo de agua con minerales

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.

AGUA CRUDA Tanques de Agua Cruda Sistema de Control LCV de Agua Cruda Agua de pueblo LCV de Agua Cruda Sistema de Control I/P LT AGUA CRUDA

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.

AGUA CRUDA Bombas de Agua Cruda Sistema de Control Hacia Cationes I/P PT Hacia Cationes (60 psi) Bomba de Agua Cruda PCV de Agua Cruda

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 - - + + - + + - + + + + + - - + - + - - - + - + + - - + - + + + + - + + - - + - + - -

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.

Intercambio de Iones Catiónicos CATION C-1 Entrada al Catión Salida del Catión C-3 Nivel de Resina Catiónica CI pHI pH = ± 3 Cond. = ± 280 µS

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.

Degasificador Abanico de Degasificador Sistema de Control Efluente de Cationes Aire Aire + Gases I/P Abanico de Degasificador Tanque de Degasificador Sistema de Control Hacia Aniones LT Bomba de Degasificador

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 - - - + + - - - - - - + + - - - - - - - - - + + - + -

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.

Intercambio de Iones Aniónicos ANION Nivel de Resina Aniónica C-1 Entrada al Anión Salida del Anión C-3 CI pHI pH = ± 10 Cond. = ± 5 µS

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

Intercambio de Iones Mixtos MIXED BED MB-1 Entrada de Mixed Bed Salida del MB-3 Nivel de Resinas Mixtas CI pHI pH = ± 7 Cond. = ± .5 µS

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.

Proceso de Regeneración A través de este proceso, la instrumentación adquiere un rol bien importante.

Proceso de Regeneración “Backwash” del Catión CATION C-5 Salida de “Backwash” Entrada de “Backwash” C-2

Proceso de Regeneración Inyección de Dilución Ácida Bomba de Ácido FT de Agua de Dilución Agua Tanque Ácido Válvulas Aisladoras FCV de Agua de Dilución Check Valve Dilución Ácida Check Valve Transmisor de % de Ácido FT de Ácido FCV de Ácido

Proceso de Regeneración Inyección de Dilución Ácida FT de Ácido FT de Agua de Dilución Transmisor de % de Ácido FCV de Ácido Dilución Ácida Agua Sistema de Control V/P FCV de Agua de Dilución Bomba de Ácido

Proceso de Regeneración Lavado con Dilución de Ácido del Catión CATION C-6 Entrada de Dilución Salida de Dilución C-7

Proceso de Regeneración “Backwash” de Anion ANION C-5 Salida de “Backwash” Entrada de “Backwash” C-2

Proceso de Regeneración Inyección de Dilución Cáustica Tanque Soda FT de Soda FT de Agua de Dilución Válvulas Aisladoras FCV de Soda Bomba de Soda Dilución Cáustica Agua Check Valve Calentador Transmisor de % de Cáustica Vapor FCV de Agua de Dilución TCV de Agua

Proceso de Regeneración Inyección de Dilución Cáustica FT de Soda FT Agua de Dilución Transmisor de % de Cáustica FCV de Soda Dilución Cáustica Sistema de Control V/P FCV de Agua de Dilución Bomba de Soda Agua Vapor TCV de Agua TC

Proceso de Regeneración Lavado con Dilución de Cáustica del Anión ANION C-6 Entrada de Dilución Salida de Dilución C-4

Proceso de Regeneración Lavado con Dilución Mixta del Mixed Bed MIXED BED MB-6B Entrada de Dilución Cáustica MB-9 MB-6A Salida de Dilución Ácida Y Cáustica Entrada de Dilución Ácida