estação tratamento agua

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Hidrazina

Na reação da hidrazania com o oxigênio , temos como produto água e nitrogênio . Este método evita o aumento de sólidos dissolvidos na água .Podemos aumentar a reação da hidrazania , utilizando-se catalisadores orgânicos. Normalmente trabalha-se com hidrazania mantendo-se um resíduo de 0,1 a 0,5 ppm em N2H4 e as de alta pressão entre 0,05 e 0,1 ppm em N2H4 . Além de retirar o oxigênio dissolvido da água de alimentação, esta forma uma película de magnetita protetora na superfície dos tubos.

O principal problema do uso de hidrazina é a restrição ambiental decorrente de sua toxicidade.

B – Remoção de Dióxido de Carbono

O dióxido de carbono é facilmente removido com o auxílio do uso de aminas voláteis e amônia , sendo estas de dois tipos , formadoras de filme e neutralizantes .

Entes as aminas mais utilizadas possuímos a Dietaletanolamina , as cíclicas ciclohexilamina e morfolina . Dependendo da extensão da linha de vapor , devemos usar a morfolina para pequenas extensões e uma combinação das demais para grandes extensões .

Devido a alta toxidade das aminas , muitos preferem utilizar as amônia em sistemas com alto teor de dióxido de carbono , porém esta não pode ser utilizada quando possuímos cobre na linha de vapor . C – Remoção da Dureza da Água

Fosfatos

São largamente utilizados na redução dos níveis de sais de cálcio e magnésio , que reagem em meio alcalino formando precipitados não aderentes que são removidos através da purga do sistema gerador de vapor .

Quando possuímos níveis elevados de óxido de ferro e silicatos na água da caldeira , haverá formação de precipitados altamente aderentes .

Existem vários tipos de fosfatos que são utilizados para esta função , sendo os principais deles o tripolifosfato e o fosfato trissódico .

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Em caldeiras do tipo elétricas , não é aconselhável o uso de fosfatos no tratamento anti-incrustante devido a facilidade de incrustação deste nas resistências .

D – Dispersão e Complexação de Sais e Íons

Existem inúmeros tipos de dispersantes , podendo agir de diferentes maneira :

- Acréscimo de cargas negativas na superfície das partículas em suspensão , repelindo-as e automaticamente reduzindo a tendência de aglomeração formando a incrustação . -

- Adsorção no lado ativo do núcleo do cristal , retardando seu crescimento e precipitação .

superfície dos tubos

- Deformação da estrutura do cristal , dificultando sua aderência na

Os principais agentes utilizados são : Poliacrilatos de Sódio Polimetacrilatos de Sódio

A sinergia da mistura dos polímeros aumenta ainda mais a eficácia no tratamento , podendo ser adicionado alguns copolímeros e terpolímeros .

Na remoção específica de determinados íons como o ferro que é um grande problema em diversas regiões do mundo , faz com que tenhamos que utilizar um agente complexante removedor de íons ferro , onde os mais comumentes usados são :

EDTA NTA Gluconato de Sódio

Estas matérias primas são altamente eficazes , porém são extremamente caras , principalmente as duas primeiras citadas , fazendo com que o custo do tratamento seja elevado .

E – Alcalinização da Água

È muito comum o uso de produtos cáusticos para regularizar o pH em sistemas geradores e vapor . Os produtos mais utilizados são a base de soda cáustica .

Em sistemas de alta pressão porém inferior a 100 Kgf/cm2 é utilizado o sistema de controle de coordenação , que é baseado na adição de fosfato trissódico que é hidrolizável .

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O risco de corrosão pôr excesso de soda cáustica é muito grande em sistema de alta pressão , devido isto são utilizados sistemas de controle e coordenação.

Em sistemas geradores de vapor de baixa pressão a utilização de soda cáustica não pode ultrapassar 50.0 ppm na água do sistema .

8 – Tratamento de Caldeiras de Alta Pressão

Em caldeiras de alta pressão é necessário um tratamento químico específico que tem como principal finalidade eliminar o máximo de impurezas que possa interferir no sistema de tratamento de água , pois devido o alto consumo e água , tratamentos físico-químicos são mais econômicos que o tratamento químico no sistema .

Esses tipos de caldeiras devem utilizar água desmineralizada , deaerada e com o máximo de pureza no retorno de condensado .

O condensado deve possuir um tratamento específico com a finalidade de eliminar traços de cobre e ferro no retorno .

O tratamento químico mais utilizado nesse sistema é através do controle de coordenação que utiliza-se fosfatos para acerto de pH , uso de morfolina para reduzir o teor de dióxido de carbono na linha e condensado e utilização de hidrazina como redutor de oxigênio na água e alimentação .

Em caldeiras com pressão superior a 370 Kgf/cm2 , usa-se apenas hidróxido de amônia como alcalinizante , hidrazina para remover oxigênio e ciclohexilamina para neutralizar condensados de retorno .

1- Tratamento Químico da Água

O tratamento químico da água em sistemas de refrigeração tem os seguintes objetivos :

- Inibir a corrosão nos trocadores d calor , tubulações hidráulicas , acessórios e bombas ;

- Controlar a proliferação de microorganismos no circuitos de água nas torres de resfriamento ; - Inibir o processo de incrustação nos sistemas .

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2-Águas de Resfriamento

industrial , uma vez que sua presença é abundante na natureza

Sabe-se que a água é um fluido térmico de grande capacidade de absorção e dissipação de calor , portanto , a sua utilização é de muita importância no campo

Com poucas exceções a água é o meio preferido para a remoção de calor em sistemas que necessitam de troca térmica . Para ilustrar , tomaremos alguns dados industriais como exemplo :

20.0 barris / dia (3.180 m3 / dia ) requer aproximadamente 7.0

- Uma pequena instalação de uma refinaria de petróleo ( óleo cru ) de gpm ( 1590 m3 / hora ) de água fresca .

- Uma instalação de amônia de 600 ton./dia requer 28.0 gpm ( 6.360 m3 /hora ) de água fresca ou quase 7.0 gal (1.590 m3 ) para cada ton. de amônia .

- Instalações de ar condicionado central , trocadores de calor para ar comprimido , compressores de gás de amônia , com poucas exceções , são todos resfriados indiretamente com água , através de um circuito hidráulico que interliga os trocadores de calor com a torres de resfriamento de água . barril americano = 158,987 litros gpm = galões pôr minuto galão americanos = 3,7854 litros

3 - Tipos de Sistemas de Refrigeração

como líquido refrigerante . Neste caso chamamos de processo indireto

Em sistema de resfriamento , utilizam-se trocadores de calor com a água

Quando utilizamos a água em processo em que ela entra em contato com o material a ser resfriado , chamamos de processo direto .

Existem diversos tipos de sistemas , sendo que podemos designar alguns tipos conforme segue : A - Sistema Aberto de Recirculação de Água de Resfriamento

A água de resfriamento é aquecida nos trocadores de calor e retorna para a parte superior da torre de resfriamento . Ao cair através do enchimento da torre , a água é atravessada pelo fluxo de ar gerado pêlos ventiladores . Isto faz com que a parte da água seja evaporada , ocorrendo queda na sua temperatura . Outra parte da água sofre um processo de arraste na forma de pequenas gotículas .

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A água resfriada chega , então , a bacia de água fria , de onde é novamente bombeada para os trocadores de calor . Devido a parte da água que se evapora não arrastar sólidos dissolvidos , a água em recirculação tende a se concentrar .

Como contra medida , promove-se uma purga desconcentrativa constante para controlar o nível de concentração . Ocorre uma reposição , contínua para compensar as perdas de água pôr arraste , evaporação e purga ( make - up ) .

B - Sistema Fechado de Recirculação de Água de Resfriamento

Encontrada em sistemas de conforto térmico com a denominação de água gelada , como exemplo .

Neste tipo de sistema , a água perdida é bastante pequena , sendo estas provenientes de pequenos vazamentos e perdas em bombas .

Neste sistema o principal problema é a corrosão , devido a velocidade de circulação de água . Não há contato da água com o ar evitando contaminações microbiológicas .

C - Sistemas de uma Passagem

É muito utilizado em usinas termoeléctricas

Usual em sistemas que ficam próximos a mananciais ou quando a quantidade de água exigida para resfriamento de um determinado processo é bastante grande , viabilizando O uso da água de determinado rio , lago , represa ou mar para abastecimento .

4 - Equipamentos de Sistemas de Resfriamento

A - Torres de resfriamento

Podemos dividir em três tipos : - Ventilação Natural ;

- Tiragem Natural ;

- Tiragem Mecânica

Quando possuímos ventiladores que auxiliam na vazão de ar chamamos de tiragem mecânica , o que diferencia das outras .

A torre de tiragem mecânica é dividida em forçada e induzida . O tipo forçada é aquele que possui ventiladores na base da torre , que força o ar a

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Segue figuras que ilustram este dois tipos de torre

passar pela torre . O sistema que possui ventiladores no topo da torre é chamado Induzida , pois este induz a passagem do ar pela água . B - Condensadores Evaporativos

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Condensadores evaporativos são equipamentos que resfriam determinado gás . É muito usado em sistemas que possuem amônia como gás refrigerante .

O gás refrigerante após sair do compressor , é resfriado no condensador , passando para o estado líquido , ocorrendo isto devido a circulação de água que cai sobre os tubos do gás e auxílio de ventiladores .

gás

Nestes sistemas a perda de água é maior que em torres de resfriamento , devido a evaporação da água ao entrar em contato com os tubos aquecidos pelo 5 - Problemas em Sistemas de Refrigeração

A água In natura contém gases ( O2 , CO2 , H2S , NH2 ) e minerais dissolvidos tais como : carbonatos , bicarbonatos , sulfatos , cloretos , silicatos de cálcio , magnésio , ferro , e outros , os quais apresentam propriedades incrustantes e ou corrosivas .

Incrustações :

Podemos entender como a fusão dos minerais da água ao metal. A formação destas incrustações nas metálicas interferem na boa transferencia de calor do sistema, gerando maior consumo de energia, alem da possibilidade da interrupção no funcionamento desta instalação acarretando enormes custos, muitas vezes irrecuperáveis.

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Deposições:

dos sistema apresenta – se abaixo de 0,8 m / segundo
Corrosões:

Corresponde a estagnação de partículas solidas nas superfícies das áreas de transferencia de calor. Essas partículas são originarias da água , ar ou subproduto de reações químicas provocadas pôr ajustes de pH , e outros. É possível verificar deposições em áreas mortas ( zona de respingos e baixa circulação de água ) do sistema , como também ocorre em pontos onde a velocidade da água

Nas instalações pôr onde a água circula é possível ocorrer vários tipos de corrosão , tais como; corrosão pôr abrasão , que é o desgaste das áreas internar do sistema devido a elevada quantidade de sólidos em suspensão e sempre quando a velocidade da água for acima de 1,2 m / segundo. Outro fator é a dissimilaridade de metais pôr toda extensão dos sistemas. Exemplo:

Trocadores de calor com feixe tubular de cobre e espelho de aço carbono. A água será o eletrólito ( condutor ) de elétrons , gerando a corrosão GALVÂNICA.

A acides da água também provocara á corrosão. Microorganismo também possuem característica de provocarem corrosão nas instalações. Incrustações também causam corrosões. Estes assunto e muito complexo e vasto, portanto não abordaremos maiores detalhes neste momento.

Podemos explicar melhor cada item conforme segue: 5.1 Incrustação

A formação de incrustações sobre as superfícies de transferencia de calor dos sistema de resfriamento sempre tem sido uma preocupação dos responsáveis pela operação desses equipamentos quanto a máxima eficiência da produção desses equipamentos.

É possível que muitos desses equipamentos não consigam operar pôr mais de seis meses sem parar a limpeza dos trocadores de calor pôr causa das incrustações. Em muitos casos varetar os tubos não é suficiente, mas sim uma limpeza com produtos químicos ácidos , que acabam diminuindo a vida útil dos trocadores, bem como obrigado o sistema permanecer muitos dias parados para a devida limpeza.

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enchimentos das torres , válvulas de retenção , reparos de pinturas , etc).

Sabemos que os sistema de resfriamento de água devem para uma vez pôr ano para manutenção geral de peças ( bombas hidráulicas , filtros , limpeza nos

Quando o tratamento de água é eficiente os custos de energia consumidos pêlos equipamento correspondem igualmente com aqueles que foram ajustados no funcionamento inicial do sistema , mas quando o sistema vai incrustado gradualmente , a película de incrustação dificulta a transferencia de calor , fazendo com que o sistema diminua a sua eficiência.

Portanto o tratamento da água é um investimento que evita ocorrências altamente dispendiosas conforme podemos citar:

- Diminuição da velocidade de transferencia de calor , por exemplo : 0,30mm de incrustação nos trocadores de calor pode reduzir a capacidade de refrigeração do equipamento em até 47%;

- Maior consumo de eletricidade e redução da eficiência do sistema de refrigeração ; - Parada inesperada do sistema de resfriamento ;

- Redução da vida útil do equipamento ;

- Perdas de rendimento devido a ineficiência do equipamento .

de conforto térmico com problemas de incrustações :

Segue tabela que ilustra as perdas de transferência de calor em sistemas

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É comum observar que águas com tendência incrustante quando passam uma única vez pôr um sistema , não causam incrustações , porém quando são submetidas a circulação em sistemas semi - fechados , onde a sua concentração passa a ser de 2,4, ou 6 vezes então haverá a formação de incrustação .

forma de depósito
Ca ( HCO3 )2CaCO3 + H2O + CO2

Em geral a incrustação nas superfícies de troca térmica é causada pôr sais de baixa solubilidade . Como a água é evaporada da torre , permanece os seus mineras que acabam concentrando-se até atingir a sua insolubilidade e precipitando-se sobre as superfícies . O carbonato d cálcio é o primeiro a iniciar a precipitação , pois graficamente possui uma curva de solubilidade invertida , e a diferença dos sais mais comuns , é que os carbonatos são menos solúveis em água quentes do que em águas frias , e consequentemente incrustará rapidamente os sistema de resfriamento . Pôr exemplo , os bicarbonatos em temperaturas , liberam o dióxido de carbono , deixando o carbonato insolúvel em 5.1.1 - Tratamento Externo

Tratamento Ácido

Sabemos que a solubilidade dos sulfatos de cálcio e magnésio são elevadas em relação aos respectivos carbonatos e bicarbonatos. Portanto pode-se evitar a formação de incrustações substituindo os ânios carbonatos e bicarbonatos pôr sulfatos , conforme as reações químicas abaixo:

CacO3+ H2SO4 CaSO4 + H2O + CO2
Ca ( HCO3 )2+ H2SO4 CaSO4 + H2O + 2 CO2
concentração de sais de cálcio e magnésio

Pode - se verificar que a adição do acido sulfurico diminui a alcalinidade , e aumenta o grau de solubilização dos íons cálcio e magnésio pela formação dos respectivos sulfatos. Dessa maneira , haverá de forma segura , maior – Sólidos em Suspensão

, aluvião , etc)

são partículas microscópicas inorgânicas e orgânicas , insolúveis na água , oriundas da água e do ar , com dimensões superior a 100 mu ( lama , areia , argila e outras com dimensões inferiores a 100 um são ( os coloides ). Essas partículas não são removidas pôr produtos químicos.

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aglomeração de partículas

Permanecem em circulação , e depositam - se nos pontos mais estáticos dos sistema. São responsáveis pôr obstrução parcial das áreas de circulação de água , tais como: enchimento das torres , passes dos trocadores de calor , e zonas mortas , diminuindo a velocidade da água e contribuindo para o aumento da

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