RESINAS INTERCAMBIADORAS DE IONES

Presentación del tema: "RESINAS INTERCAMBIADORAS DE IONES"— Transcripción de la presentación:

1 RESINAS INTERCAMBIADORAS DE IONES
ABLANDAMIENTO Y DESMINERALIZACIÓN DE AGUAS.

2 La baja o alta dureza del agua no tiene efectos adversos o de beneficio para el hombre, pero la alta dureza es el principal problema para su empleo en servicios (hoteles, restaurantes, hospitales, etc.) así como en los usos industriales y comerciales del agua, y cuando la dureza es excesivamente alta, aún el uso doméstico del agua representa un problema.

3 EFECTOS DE LA ALTA DUREZA EN ACCESORIOS Y TUBERÍAS

4 EFECTOS Y CONSECUENCIAS DE LA ALTA DUREZA EN ACCESORIOS Y TUBERÍAS

5 Ca+2 + 2HCO3-2 + Q (calor)  CaCO3+ H2O + CO2
CLASIFICACION DEL AGUA POR SU DUREZA Agua Suave ppm Agua Poco Dura ppm Agua Dura ppm Agua Excesivamente Dura Mas de 600 ppm ABLANDAMIENTO DEL AGUA: Consiste en sustituir en forma equivalente iones de metales (Na+, K+) que no causan la precipitación de carbonatos y bicarbonatos por aquellos que sí forman precipitados insolubles (Ca+2, Mg+2, Ba+2, etc) Ca+2 + CO3-2  CaCO3 Ca+2 + 2HCO3-2 + Q (calor)  CaCO3+ H2O + CO2 Lo mismo ocurre con otros iones como: Ba+2 y Mg+2

6 Na R + Ca+2  R=Ca + 2Na+ {Na+}2 K1=  {Ca+2} H
Este esquema es correcto cuando las concentraciones molares de los iones son similares, pero si la concentración de iones sodio es muy grande, la reacción se desplaza de derecha a izquierda de acuerdo al principio de Le Chatellier, y los iones calcio son desplazados de la estructura de la resina. Na R Ca+2  R=Ca + 2Na+ {Na+}2 K1=  {Ca+2} Esto mismo ocurre cuando la superficie de la resina tiene iones calcio. Una molaridad de iones hidrógeno mucho mas alta que la de iones calcio, desplaza el equilibrio en el sentido inverso y la resina se satura con iones hidrógeno en su superficie. H R Ca+2  R=Ca + 2H+ {H+}2 K2=  {Ca+2}

7 Na R + Ca+2  R=Ca + 2Na+ {Na+}2 K1=  {Ca+2} H
Una resina consiste de un polímero de divinilbenceno que tiene en su superficie grupos funcionales con carga negativa y que son capaces de retener un catión. Si en la resina se tienen iones sodio, éstos son desplazados por un ión por el cual tenga mayor grado de selectividad la resina, como es el caso del calcio. Na R Ca+2  R=Ca + 2Na+ {Na+}2 K1=  {Ca+2} Si el catión adherido a la resina es hidrógeno (H+), también ocurre una reacción de desplazamiento o sustitución con el calcio ya que la resina tiene mayor afinidad por este último catión. H R Ca+2  R=Ca + 2H+ {H+}2 K2=  {Ca+2}

8 ========================================= Fierro Fe+3 Cromato CrO4-2
CATIÓN ANIÓN ========================================= Fierro Fe+3 Cromato CrO4-2 Aluminio Al+3 Sulfato SO4-2 Plomo Pb+2 Sulfito SO3-2 Bario Ba+2 Fosfato PO4-2 Estroncio Sr+2 Tiocianato CNS- Cadmio Cd+2 Cianato CNO- Níquel Ni+2 Nitrato NO3- Zinc Zn+2 Nitrito NO2- Cobre Cu+2 Yoduro I- Fierro Fe+2 Bromuro Br- Manganeso Mn+2 Cloruro Cl- Calcio Ca+2 Cianuro CN- Magnesio Mg+2 Bicarbonato HCO3- Potasio K+ Silicato HSiO3- Amonio NH+ Hidróxido OH- Sodio Na+ Fluoruro F- Hidrógeno H+ Litio Li+ ORDEN O SELECTIVIDAD PARA ADHERIRSE A LA RESINA ORDEN O SELECTIVIDAD PARA ADHERIRSE A LA RESINA

9 CICLO DE REGENERACIÓN DE UNA RESINA CATIÓNICA EN CICLO SODIO.

10 CICLO DE: OPERACIÓN, RETROLAVADO, LAVADO Y REGENERACIÓN EN UN SUAVIZADOR DE TIPO AUTOMÁTICO
CICLO Y SECUENCIA DE REGENERACIÓN DE UN ABLANDADOR O FILTRO DE RESINAS EN CICLO SODIO

11 1 SALMUERA 2 3 4 5 INFLUENTE AGUA DURA EFLUENTE AGUA BLANDA 6 CERRADAS ABIERTAS OPERACIÓN: 1, 3, 4, 6 2, 5 SALMUERA RETROLAVADO 1, 2, 5, 6 3, 4 SALADO 3, 4 1, 2, 5, 6 LAVADO 1, 3, 4 2, 5, 6 AGUA DE LAVADO CICLO DE: OPERACIÓN, RETROLAVADO, LAVADO Y REGENERACIÓN EN UN SUAVIZADOR DE TIPO MANUAL

12 A B C EQUIPOS PARA ABLANDAMIENTO DE AGUA A: EQUIPO COMERCIAL
B: EQUIPO INDUSTRIAL C: EQUIPO DOMÉSTICO

13 EQUIPO INDUSTRIAL AUTOMATIZADO DE ALTA CAPACIDAD, PARA ABLANDAMIENTO DE AGUA

14 RESINA CATIÓNICA Forma Química Sodio Na+ Hidrógeno H+ Capacidad Total de intercambio 2.0 eq/lto 1.8 eq/lto 100 grs. CaCO3/lto 90 grs. CaCO3/lto Capacidad de retención de agua 44-48% 50-56% Densidad 0.85 gr/lto 0.80 gr/lto Regenerante NaCl HCl o H2SO4 Cantidad gr NaCl/lto de resina grs HCl/lto de resina Concentración del regenerante 10-25% NaCl 2-8% HCl 4-10% H2SO4 Tiempo de contacto 30 minutos mínimo Agua de lavado requerida 3-6 lts de agua/lto de resina 6-15 lts de agua/lto de resina

15 RESINA ANIÓNICA Forma Química Cloruro Cl- Hidroxilo OH- Capacidad Total de intercambio 1.2 eq/lto 1.0 eq/lto 60 grs. CaCO3/lto 50 grs. CaCO3/lto Capacidad de retención de agua 53-60% 60-72% Densidad 0.69 gr/lto 0.64 gr/lto Regenerante NaCl NaOH Cantidad gr NaCl/lto de resina gr NaOH/lto de resina Concentración del regenerante 10-25% NaCl 4-5% de NaOH Tiempo de contacto 30 minutos mínimo Agua de lavado requerida 3-6 lts de agua/lto de resina 6-15 lts de agua/lto de resina

16 PROCESO DE ABLANDAMIENTO DEL AGUA
RESINA EN CICLO SODIO PROCESO DE ABLANDAMIENTO DEL AGUA Ca+2 Mg+2 Na+ K+ Fe+2 Zn+2 Cu+2 Al+3 HCO3- Cl- SO4-2 NO3- PO4-3 F- CN- CrO4-2 Na+ HCO3- Cl- SO4-2 NO3- PO4-3 F- CN- CrO4-2 RESINA CATIÓNICA AGUA BLANDA

17 RESINA EN CICLO CLORURO
Ca+2 Mg+2 Na+ K+ Fe+2 Zn+2 Cu+2 Al+3 HCO3- Cl- SO4-2 NO3- PO4-3 F- CN- CrO4-2 Ca+2 Mg+2 Na+ K+ Fe+2 Zn+2 Cu+2 Al+3 Cl- RESINA ANIÓNICA AGUA EXENTA DE SULFATOS, CROMATOS, ETC.

18 RESINA CATIÓNICA ANIÓNICA PROCESO DE DESMINERALIZACIÓN DEL AGUA
Mg+2 Na+ K+ Fe+2 Zn+2 Cu+2 Al+3 HCO3- Cl- SO4-2 NO3- PO4-3 F- CN- CrO4-2 H+ HCO3- Cl- SO4-2 NO3- PO4-3 F- CN- CrO4-2 RESINA ANIÓNICA H+ OH- H+ +OH-  H2O AGUA DESMINERALIZADA