EL PROCEDIMIENTO
AQUIMINE
Programa de
tratamiento del agua de caldera y condensados.
PRESENTACIÓN
Minimizar los
depósitos calcáreos y la corrosión en las calderas
de vapor y sistemas asociados, es reconocido, desde
hace mucho tiempo, como el punto clave para una
explotación eficaz, económica y fiable.
En el pasado, se han
utilizado una gran variedad de procesos químicos y
físicos para alcanzar estos objetivos. Desde hace
algún tiempo, las técnicas se han orientado hacia la
selección de un reducido número de productos de
acondicionamiento, asociados a un pretratamiento del
agua de aporte.
La gama AQUIMINE,
a partir de poliaminas, utiliza un concepto
totalmente diferente del acondicionamiento del agua
en los generadores de vapor. Aprovechando al máximo
las mejoras efectuadas en los pretratamientos así
como la toma de conciencia de la necesidad de
optimizar la recuperación de condensados de calidad
a temperatura elevada.
Esta gama de
productos está destinada a todos los tipos de
generadores de vapor, incluyendo las instalaciones
de alta presión.
VENTAJAS:
PREPARACION ÚNICA
LISTA PARA EL EMPLEO:
Dosificación y
controles simplificados. Stocks reducidos.
Protección contra la corrosión y los depósitos
calcáreos, sin reductor de oxigeno ni precipitante.
ECONOMICA:
Dosificación en
función del agua de aporte al sistema.
NO AUMENTA LA
SALINIDAD TOTAL:
Ahorro de energía,
agua y producto al disminuir el régimen de purgas.
Reducción de los
riesgos de arrastres.
BUENA ESTABILIDAD
TERMICA:
Puede ser utilizado
hasta una temperatura de 550 ºC.
FILM FUERTEMENTE
FIJADO:
Protege las
superficies metálicas en condiciones de
transferencia térmica elevada y velocidades de
flujo.
Da una protección
temporal en caso de parada de la dosificación o
vaciado de las instalaciones.
FILM HIDRÓFUGO:
Protege el metal de
los componentes agresivos disueltos en el agua.
Favorece la condensación en gotas sobre las
superficies eliminando el agua estática, perjudicial
para el intercambio térmico.
VOLÁTIL:
Protege el sistema
vapor / condensados sin inyección adicional.
EFECTO DETERGENTE:
Elimina los depósitos
y restablece el intercambio térmico.
DATOS TÉCNICOS E
HISTÓRICOS:
Protección contra la
incrustación.
La mayoría de las
calderas industriales están hoy en día alimentadas
con agua donde los componentes incrustantes han sido
prácticamente eliminados en las instalaciones de
pretratamiento automático, con una eficacia y
seguridad que no se conocía hace veinte años, salvo
en las centrales térmicas.
Las ligeras fugas de
dureza residual así como los óxidos metálicos
derivados de la corrosión, pueden ser controlados
por pequeñas dosis de dispersantes, sin aporte de
precipitantes minerales que contribuyen a aumentar
la Salinidad Total.
El procedimiento
“Transport-plus” fue un ejemplo precoz de esta
estrategia, pero la velocidad de desarrollo de los
polímeros aniónicos dispersantes es tal, que hay un
flujo constante de nuevos productos en el mercado.
La aplicación de
materias catiónicas en este campo, ha sido mucho
menos utilizada. Las propiedades filmógenas de estos
productos, han sido consideradas más bien como una
protección anticorrosiva que como una capa
preventiva contra la incrustación en las superficies
de intercambio térmico.
Sin embargo, bajo
condiciones bien definidas, las poliaminas
catiónicas son capaces de inhibir las incrustaciones
y los depósitos de óxidos metálicos tan bien como
los mejores dispersantes aniónicos.
CONTROL DE LA
CORROSIÓN / REDUCCIÓN DEL OXÍGENO:
En la práctica
tradicional del agua de calderas, estos dos términos
se han convertido en sinónimos, al extremo de hacer
pasar por picaduras (Pitting) de oxígeno toda forma
de corrosión localizada. En las calderas de hogar
interno, las verdaderas picaduras de oxígeno son
casi invariablemente debidas a la acumulación de
oxígeno durante los periodos de parada y están
generalmente limitadas a las capas superiores de los
tubos, a la parte alta del hogar y al nivel de la
línea de agua. Estas corrosiones son desconocidas en
las calderas que funcionan de manera continua y en
las cuales el oxígeno residual es instantáneamente
desgasificado en el momento de la entrada en la
caldera del agua de alimentación.
La mayor parte de las
fisuras y de las picaduras bajo los depósitos, son
el resultado de concentraciones de iones cloruro o
sulfato, que hacen bajar el pH a su punto de
agresión. La importancia del aporte de alcalinidad
cáustica para prevenir esta acidificación local,
está limitada por otras consideraciones tales como
la fragilidad cáustica o la pureza del vapor.
A pesar de los
progresos efectuados en la concepción y construcción
de los depósitos de alimentación, la dosificación es
siempre difícil. A menos que se disponga de una
bomba dosificadora de pequeña capacidad y
funcionando con impulsos muy rápidos, la
dosificación no se hará nunca en forma continua,
incluso si la velocidad de reacción es suficiente
para proteger el sistema de alimentación y
economizadores que muestran de una manera
catastrófica las consecuencias de un defecto en la
eliminación de oxígeno, y sin embargo la caldera
correspondiente no presenta signos de corrosión y
tiene siempre una reserva adecuada de reductor de
oxígeno. Por este hecho, el mantenimiento de la
dosis adecuada de reductor de oxígeno, no puede
ser considerado como una garantía para el
conjunto de la instalación.
La inyección de los
productos en el depósito de alimentación, puede ser
una mejora, si el tiempo de residencia es
suficientemente corto para evitar una restauración
del oxígeno. A menudo, se observa un consumo masivo
de sulfito en el momento de la redisolución
del oxígeno.
Numerosas
instalaciones de vapor industrial, en busca de una
eficiencia máxima, han sido adaptadas para
recuperar el 90% de condensados y tienen como
consecuencia una temperatura del agua de
alimentación cercana al límite de cavitación de las
bombas. Si la búsqueda de esta temperatura se ha
realizado únicamente para eliminar el oxígeno libre
aportado por los condensados, la adopción de un film
de poliaminas dará un resultado superior que la
búsqueda inútil y onerosa de la última fracción de
ppm de oxígeno disuelto.
Está reconocido que
el film de óxido de hierro que recubre las paredes
internas de una caldera es realmente más estable y
más resistente cuando se ha formado en presencia de
una cantidad ínfima de oxígeno. Se ha realizado un
esfuerzo considerable en la búsqueda de un método
preciso para verificar esta tesis, lo que ha
permitido confirmar las ventajas de esta oxidación
controlada. La utilización de los sulfitos, de la
hidracina y otros reductores orgánicos
dosificados en exceso para poder reducir la cantidad
mínima de oxígeno restante, plantea entonces el
problema de la influencia del medio reductor frente
a la formación de este óxido de hierro en la
superficie del metal.
Se ha verificado
igualmente que la formación de esta capa protectora
de óxido se ve favorecida por la presencia de
poliaminas catiónicas fijadas en la superficie
electronegativa de los metales.
PROTECCIÓN DE LOS
CONDENSADOS:
La presión económica
para recuperar más eficazmente el vapor
condensado, ha centrado la atención de los
usuarios en los costos de mantenimiento de los
sistemas, pero los beneficios obtenidos compensan
sobradamente el aumento de intervenciones y el
cambio de los purgadores defectuosos no remarcados
hasta este momento.
Los óxidos de hierro
provenientes de las líneas de condensados de
reciente recuperación, pueden ensuciar los sistemas
de alimentación y ser la causa principal de la
corrosión y de los depósitos en las calderas.
Generando una nueva exigencia en la lucha contra la
corrosión en el vapor y en los retornos de
condensados.
La utilización de la
octadecilamina como inhibidor de corrosión
filmante en los sistemas de vapor / condensados es
bien conocido. Una gama de aminas volátiles,
en especial la morfolina y la
ciclohexilamina, ha sido utilizada durante
muchos años para neutralizar el ácido carbónico y
aumentar el pH de los condensados. Se han realizado
tentativas para combinar el aspecto económico del
film con la facilidad de dosificación de las aminas
neutralizantes, pero en general, las formulaciones
propuestas han despreciado la estabilidad del film
frente a la volatilidad generando como consecuencia,
una protección anticorrosiva debilitada. Las nuevas
poliaminas de nuestra gama AQUIMINE se
fijan más fuertemente en la superficie del metal que
la octadecilamina.
HISTORIA DE LAS
POLIAMINAS:
La utilización de
aminas de cadena larga para proteger las líneas de
condensados contra el ataque del ácido carbónico y
del oxígeno es una tecnología bien conocida y
utilizada universalmente para la protección de las
torres de destilación de refinerías.
EMINFOR S.L. se ha
apoyado en esta experiencia adquirida en el campo
petrolero, para desarrollar este programa de
tratamiento completo por poliaminas, del agua de
calderas, del vapor y de los condensados.
Al principio de los
años 60, el nacimiento del proceso de tratamiento de
calderas con poliaminas, fue acogido con
escepticismo y resistencia por la profesión.
Observaciones exageradas, una falta de apreciación
de los límites del proceso, así como una mala
utilización de los productos condujeron a problemas,
el escepticismo parecía justificado.
Algunos años más
tarde, se constató que los clientes que habían
adoptado el tratamiento con poliaminas estaban muy
satisfechos y mostraban una gran fidelidad al
producto. Además, se reconoció que los problemas
encontrados tenían su origen en una mala
dosificación o en una calidad de agua defectuosa. El
procedimiento muestra entonces sus ventajas como un
nuevo tratamiento simple y económico del agua de
calderas.
El mercado existente
y nuestra experiencia, nos permitieron delimitar los
límites de aplicación de nuestros productos en los
términos de calidad del agua de alimentación,
utilización del vapor producido y características de
las instalaciones. Hemos desarrollado métodos de
análisis más precisos para controlar la dosificación
de los productos y poder eliminar así los problemas
ligados a un eventual exceso de dosificación.
Con más de 40 años de
experiencia, hoy día estamos en condiciones de
ofrecerles los beneficios considerables de las
poliaminas en la gama de productos AQUIMINE.
DESCRIPCIÓN GENERAL:
Los productos de la
gama AQUIMINE, son emulsiones acuosas de
poliaminas y de aminas volátiles alcalinizantes. Se
presentan bajo forma de líquidos estables
opalescentes.
Son formulaciones que
pueden cubrir las necesidades del agua de
alimentación, del agua de caldera y de los
condensados, asegurando el mantenimiento del pH y el
equilibrio indispensable entre volatilización y la
reserva de poliaminas en caldera, con gran
diversidad de condiciones de operación.
Ocasionalmente puede ser necesaria la adición de
NaOH.
PRODUCTOS Y
APLICACIONES:
AQUIMINE V-15:
Emulsión de
poliaminas filmantes para la protección contra la
corrosión e incrustación y aminas neutralizantes
para el control del pH.
Utilizado en calderas
acuo y pirotubulares alimentadas con agua
descalcificada o descarbonatada y descalcificada,
hasta una presión de servicio de 15 Bars.
AQUIMINE GC 250:
Emulsión concentrada
de poliaminas y de aminas neutralizantes para el
control del CO2 y el pH en el vapor y
condensados.
Utilizado en calderas
alimentadas con agua descalcificada o
descarbonatada y descalcificada, hasta 15 Bars de
presión.
AQUIMINE HP 18:
Combinación de
poliaminas filmantes para la protección contra la
corrosión e incrustación y de aminas volátiles para
neutralizar el CO2 tanto en redes de
condensados como en las turbinas.
Utilizado por encima
de 15 Bars de presión de servicio y alimentadas las
calderas con agua desmineralizada.
AQUIMINE GC 160:
Emulsión concentrada
de poliaminas y de aminas neutralizantes para el
control del CO2 y del pH en el vapor,
condensados y turbinas.
Utilizado en grandes
instalaciones por encima de 15 Bars de presión de
servicio y alimentado con agua desmineralizada.
AQUIMINE GC 320:
Emulsión de elevada
concentración de poliaminas y aminas neutralizantes
para controlar el CO2 y el pH.
Utilizado en grandes
instalaciones por encima de 15 Bars de presión de
servicio y alimentado con agua desmineralizada.
CONSIGNAS DE
DOSIFICACIÓN:
Las poliaminas y
otros constituyentes de los AQUIMINE son
reciclados por los retornos de condensados por lo
que debe preverse una dosificación proporcional al
agua de aporte, las bombas dosificadoras serán
comandadas por un contador emisor de impulsos. La
inyección del producto podrá realizarse en el
depósito de alimentación, a la salida del
desgasificador o en la tubería de alimentación a
caldera. Las bombas dosificadoras deberán estar
dimensionadas para un trabajo prácticamente en
continuo.
Es preferible
utilizar el producto en estado puro. Sin embargo, y
si fuera necesario, pueden diluirse hasta 5 veces su
volumen en agua. Las soluciones así obtenidas deben
ser utilizadas en la semana siguiente a su
preparación.
La dosis inicial, de
acuerdo al caudal de agua de aporte, será:
AQUIMINE V 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 40-100 ml / m3
AQUIMINE GC 250 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 15-40 ml / m3
AQUIMINE HP 18 . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 40-50 ml / m3
AQUIMINE GC 160 .. .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 20-25 ml / m3
AQUIMINE GC 320 . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 10-15 ml / m3
La dosificación de
mantenimiento dependerá del porcentaje de reciclaje
de las poliaminas en los retornos de condensados.
Será función de la naturaleza del producto utilizado
y de las características de la instalación. El
contenido en poliaminas será determinado con
exactitud y la dosificación ajustada progresivamente
hasta que esta cantidad sea del orden de 2 a 5 ppm
en el retorno de condensados.
POSICIÓN DE LA
COMPETENCIA EN EL MERCADO DE GRANDES GENERADORES DE
VAPOR:
INHIBIDOR DE
INCRUSTACIÓN:
El control de la
incrustación para las empresas de tratamiento de
agua está dominado por la utilización masiva de
fosfatos en tanto que precipitantes primarios.
Dosificaciones del orden de 30 a 50 ppm de PO43-
no son raras y los tratamientos de tipo “ Efecto
Umbral” utilizados solos, sobrepasan frecuentemente
las dosis límites impuestas por la descomposición de
los carbonatos.
Los tratamientos
“Sólidos cero” difícilmente se encuentran fuera
de las grandes centrales térmicas.
Los programas de
tratamiento con fosfatos, necesitan una cantidad del
orden de los 600 ppm de materia sólida en la
caldera, en forma de fosfato, sosa y dispersantes.
Esto no constituye un gran inconveniente cuando se
utiliza agua descalcificada con elevado TAC, se
trata sin embargo del único aporte significativo de
materias sólidas en un sistema donde el agua de
aporte sea desmineralizada, generando como
consecuencia un derroche de agua y de energía por la
purga de desconcentración. Si no se instala un
control riguroso, las sales así precipitadas pueden
no ser debidamente dispersadas y purgadas, se
depositan sobre la superficie de intercambio térmico
y resultan difíciles de eliminar, incluso mediante
limpieza química.
Los programas de
“efecto umbral” implican que el contenido residual
en carbonato alcalino en la caldera sea suficiente
para precipitar las trazas de dureza en el agua de
alimentación. La pérdida de carbonato por hidrólisis
significa que el margen de maniobra desaparece
cuando la presión de la caldera pasa de 10 a 15 Bars.
Además, las condiciones que genera la entrada de
dureza permanente, consume el TAC y la reserva de
dispersante aniónico. Por el contrario, si las
superficies se mantienen limpias por la presencia de
una dispersión catiónica con formación de una
película protectora de poliaminas, el sistema se
convierte inevitablemente, más rentable y menos
sensible a las variaciones de la calidad del agua.
Para evitar la
precipitación de fosfatos y silicatos de calcio y
magnesio, la calidad del agua de aporte es
primordial. Un tratamiento con fosfatos debe
equilibrar en caldera Na+ PO4 para eliminar la
presencia de iones OH- libres. El fosfato
actúa entonces como una sal tampón, limitando el pH
del agua alrededor de 9,3. Esta función puede
igualmente alcanzarse con las aminas neutralizantes
de un bajo coeficiente de división.
Los secuestrantes
reaccionan con las trazas de dureza para formar
compuestos solubles. Como estas reacciones son
estequiométricas, las dosis de secuestrante debe
ser suficiente para reaccionar con toda la dureza
presente. Sin embargo, en caso de exceso, el
secuestrante puede atacar el metal de la caldera y
no será posible mantener la reserva necesaria de
producto sin un grave riesgo de corrosión del
equipo. La presencia de oxigeno aumenta todavía más
el efecto de corrosión frente al acero. Hay muchos
casos conocidos de corrosiones muy fuertes en
calderas por este tipo de tratamientos.
