Se realiza un estudio durante un periodo de seis meses de dos tratamientos no-químicos de agua de enfriamiento para compararlos con un tratamiento químico y establecer conclusiones al respecto.

1. Comparación de Tratamiento
químico vs Tratamiento de
agua de refrigeración no
químico
Operaciones Unitarias II
Alumna: Julia María Espinoza López
Fecha: Jueves 17 de Septiembre del 2015

2.  Autores: KEVIN A. KITZMAN,
 PA and EDWARD F. MAZIARZ, Pittsburgh, PA and BOBBY.
 PADGETT
 CHARLES D. BLUMENSCHEIN, USFilter, Pittsburgh,
 PA ALAN SMITH, Consultant, Pittsburgh, PA
 IWC- 03-22
 Articulo contiene 17 páginas
Comparación de Tratamiento químico vs
Tratamiento de agua de refrigeración no químico

3. Índice de las Secciones
 Introducción
 Objetivo
 Enfoque del Proyecto
 Alternativas de Tratamiento
*Tratamiento Químico
*Tratamiento Mecánico/Eléctrico
 Muestra y Monitoreo
 Puntos de Operación
 Análisis de estudios
*Ciclos de Concentración
* Lecturas del medidor de agua
* Datos de calidad del agua
* Control de Corrosión
* Control de Incrustaciones
* Control microbiológico
Resumen

4. Introducción

5. Introducción
 Dos tecnologías de tratamiento no químico en el agua de torres de
refrigeración; un sistema electromagnético de potencia pulsada (PP), y un
sistema de cavitación hidrodinámico (HDC) , se evaluaron contra un
tratamiento químico convencional en un estudio detallado de seis meses. La
comparación se llevó a cabo en el Monte de Alcoa Acebo en Goose Creek,
Carolina del Sur.
 Se revisaron los parámetros de calidad del agua, de corrosión, microbiológicos
(Planctónicas aeróbicas , sésiles, Legionella), y los datos de toxicidad acuática.

6. Objetivo

7. Objetivo
 Evaluar la eficacia de los sistemas de tratamiento mecánico/eléctrico para el
control de corrosión, formación de incrustaciones y el crecimiento microbiológico
en el sistema de recirculación de agua. Y justificar las siguientes afirmaciones:
 Elimina todos los aditivos químicos asociados al ahorro de costos.
 Reduce el consumo de Agua.
 Reduce o elimina la toxicad de evacuación de agua.
 Degrada y elimina incrustaciones, al igual que las bio-películas formadas en
tuberías o superficies de la torre.

8. Enfoque del
Proyecto

9. Enfoque del proyecto
 Las torres de enfriamiento utilizados fueron las Baltimore Aircoli
(BCA) Modelo F1463 –PR . Enfriadores Evaporativos, están
integrados por un circuito cerrado interno que enfría los principales
compresores de aire y secadores, esta compuesto de 10 serpentines
de enfriamiento. Cada 1200 galones de agua son recirculados a la
cima de la torre a 610 gpm, distribuidos a través de un colector de
tuberías y luego rociada a través de una serie de toberas sobre el
circuito cerrado.

10. Alternativas de Tratamiento
*Tratamiento Químico
*Tratamiento Mecánico/Eléctrico

11. Tratamiento Químico
 Se da principalmente en el circuito externo del chorro de agua de las tres torres. Se
mantienen los siguientes rangos de control para el tratado químico:
 pH=6.5-9 y conductividad= 400-1000 umhos , molibdato= 2.0-5.0mg/l
 Un inhibidor con escala de corrosión que contiene triazol y un polímero acrílico para
proteger al cobre de la corrosión y mantener el control de la escala. Además de un
compuesto de molibdato de sodio y un fosfato para el control de la corrosión del acero .
 El tratado químico también incluye 2 biocidas no-oxidantes isotiazolin y glutaraldehido.
Operación de 3 a 5 ciclos de concentración, con descargas de purga de 3200-6400 gpd.

12. Tratamiento Mecánico/Eléctrico
 Tratamiento mediante el un sistema electromagnético de potencia
pulsada (PP), fue instalado en la torre oeste. El PP imparte pulsos de
alta frecuencia (100000 Hz) electromagnética dentro del agua que esta
circulando, induciendo campos magnéticos de 60 veces/segundo.
 Los serpentines operan con un voltaje menor a 45 Volts.
 Una bomba centrifuga extrae el agua y la dirige a través de la unidad
PP y luego a un separador de solidos donde son removidos.

13. Tratamiento Mecánico/Eléctrico
 Sistema de Cavitación hidrodinámico (HDC) fue instalado en la
torre del este. La unidad HDC fue instalada con dos bucles
procesados. Un circuito extrae agua desde la cuenca de la torre
bombeándolo a través de un separador ciclónico y luego a través de
filtros de mangas dúplex antes de regresarla a través de colector de
tuberías en el fondo de la torre. El segundo proceso del bucle con
agua, extrae agua del fondo antes de entrar a la unidad HDC.

14. Muestra y Monitoreo

15. Muestreo y Monitoreo
 Se monitorearon los siguieres parámetros:
 Lecturas de medidor de agua fueron grabadas al menos 5 veces por
semana incluyendo descarga.
 Temperaturas del agua fueron monitoreadas continuamente desde varios
puntos de la torre. El pH y conductividad fueron medidas desde la fuente
de estructura. Y el chorro de agua del circuito exterior de las tres torres
diariamente.
 La toxicidad acuática de la purga de la torre también fue medida.

16. Puntos de Operación

17. Puntos de Operación
 Las tres torres estaban operando entre 3 y 5 ciclos de concentración,
antes de la prueba, el intento de prueba se hizo para operar las torres
aumentando los ciclos de concentración.
 Las tasas de corrosión y control microbiológico fueron medidas.
 Las diferentes configuraciones de operación fueron controladas
ajustan la conductividad del punto del operación de cada torre. Los
controladores iniciales de conductividad fueron inicialmente puestos a
1000 umhos para aproximar 5 ciclos de concentración.

18. Análisis de estudios
*Ciclos de Concentración
*Lecturas del Medidor de Agua
* Datos de Calidad del Agua
* Control de Corrosión
* Control de Incrustaciones
* Control microbiológico

19. Ciclos de concentración
 Los ciclos inicialmente basados en las lecturas del medidor de agua, fueron
calculados dividendo el agua de las torres, entre la purga +la purga
separadora de sólidos+ pérdida de corriente. Solo las torres HDC y PP
contaban con separador de sólidos, contribuyendo para ello con pequeñas
purgas de 26 a 73 gpd respectivamente.
 Las pérdidas de corriente fueron calculadas con 9 gpd por las tres torres.

20. Ciclos de concentraciones continuación
 Se determino que para todos los periodos de operación que inicien con 1250
umhos y que los ciclos basados en magnesio potasio, sodio y sulfatos fueran los
factores mas representativos para la operación de concentración en la torres, los
cuales fueron calculados y representados en la siguiente grafica.

21. Lecturas del Medidor de Agua
 En la siguiente figura se muestra el promedio diario de las purgas para cada
una de las tres torres durante los periodos de operación. Esta purga incluye la
descarga del separador de sólidos de las unidades no-químicas.

22. Datos de Calidad del Agua
 No se mostro diferencia entre las 3 torres para cada periodo de
operación respectivamente. Algunas excepciones son las siguientes.
Primero durante el periodo de tiempo de los 2750 umhos la
alcalinidad para la torre química fue mayor que las otras torres no
químicas. Las razón de esto es casi debido a la escala que los
inhibidores manteniendo una escala formando elementos en la
solución para la torre química, mientras que los precipitados fueron
formados en las torres no químicas.

23. Control de Corrosión
 La corrosión fue medida usando un estante que contenía ranuras para cinco
cupones. Cada cupón de acero dulce ocupaba una ranura, uno era de
aluminio y era seguido de un electrodo de acero, utilizando junto a el un
medidor corrater. Las lecturas del Corrater fueron tomadas una por semana.
 El análisis microbiológico incluyó una variedad de técnicas para medir
organismos de plancton y sésil ( aeróbico y anaeróbico). Dos cupones
perforados fueron usados para proveer un sustrato de crecimiento para
organismos sésiles.

24. Control de Incrustaciones
 Los sólidos precipitados forman depósitos en las superficies de
transferencia de calor, los cuales incrementa la resistencia a la
transferencia de calor y contribuyen en la disminución de la eficiencia
térmica del equipo. El tratamiento de agua no químico evito la formación
de sarro en las superficies de transferencia de calor permitiendo disolver
los solidos (carbonato de calcio), los cuales fueron precipitados en el agua,
y luego purgados en la corriente secundaria de los removedores de solidos.

25.  El PP y el HDC presentan
diferentes mecanismos para el
controlar de crecimiento
microbiológico. Ambas
tecnologías se comparan con un
tratamiento químico convencional
de corriente alterna, con dos
biocidas oxidantes -isothiazolin y
glutaraldehido cada dos
semanas.
Control microbiológico

26. Resumen
 Con base en los resultados y conclusiones de estas veintiséis semanas de
estudio se ofrecieron las siguientes conclusiones:
 La conductividad fue la misma en las tres torres.
 La mejor manera de realizar un seguimiento de ciclos de concentración en
ciclos superiores es mediante la comparación de sal (Mg, Na , K , SO4 , etc)
contenidos de la reposición de agua y de purga.
 La turbidez fue mayor en la torre de Química a mayores ciclos debido a la
falta de un dispositivo de separación de sólidos.

27. Continuación resumen
 Tanto las torres PP y HDC mostraron un mayor potencial para la formación de
incrustaciones, debido a la precipitación de los sólidos.
 Tanto de las torres de tratamiento no químico mostraron un mejor control
microbiológico en organismos planctónicos aeróbica y anaeróbica en
comparación con la torre de Química.
 Los resultados mostraron una clara ventaja el ahorro de costes para los
sistemas PP contra las otras dos tecnologías .

28. ¡ GRACIAS POR
SU ATENCIÓN !