Agualog Octubre 2012

VOLUME: 13
Número: 12-10
Fecha: OCTUBRE 2012.
BOLETIN TECNICO
TEORIA Y PRACTICA:
En este tema abordaremos el proceso de
“suavización” tal como el volumen de agua que
pasa a través del lecho de resina de intercambio iónico (Flujo) la exposición en la cama de
resina (tiempo de contacto), ambos son un factor que influye en como fluye el agua a través
de la cama de resina. El tiempo de reacción de
la resina con el agua (velocidad de difusión) no
cambia, es constante, por lo que la velocidad a
la que pasa el agua a través del lecho de la resina es una variable determinante. Asumiendo
que la composición fisicoquímica del agua y la
temperatura permanecen constantes , Porqué
es importante la velocidad a la que pasa el
agua? El intercambio iónico no es instantáneo,
si el agua pasa a mayor velocidad, el lecho de
resina debe ser mayor ya que el tiempo de
reacción es constante por lo que la profundidad
del lecho debe ser mayo ya que esta es la zona
de reacción. La resina en condiciones optima de
operación es la zona de intercambio, cuando el
agua va pasando esta zona va decreciendo y la
probabilidad de que pase agua sin suavizar se
va incrementando, en la industria se le denomina fuga e dureza, esta se produce porque el
agua está pasado a través del lecho a una velocidad mayor al tiempo que la resina necesita
para suavizar o hacer el intercambio de iones.
Las figuras 1 a la 3 muestras las diferentes zonas de intercambio y la variación de las mismas
en función de la velocidad a la que pasa el
agua a través de la columna. Imaginemos una
columna de resina de 30 “ (76.2 cm) inicialmente la zona de intercambio será de 30 “ pero
cuando la columna se agote esta se reducirá a
Figura 1
Figuras 2 y 3
unas cuantas pulgadas que dependiendo de la
aplicación el flujo máximo que pasa a través de
la columna al final de ciclo de operación definirá qué tanta fuga de dureza se tendrá antes de
regenerar la columna. (Fig. No. 4)
KURIMEXICANA S.A. de C.V. www.kurimexicana.com
Av. De Las Fuentes # 6, Parque Ind. Bernardo Quintana
CP. 76246
Tel: 103 14 00.
Fax: 218 11 77
VOLUME: 13
Número: 12-10
Fecha: OCTUBRE 2012.
BOLETIN TECNICO
Figura 4: Proceso de intercambio iónico.
de iones, es decir durante este proceso la resina se carga de iones causantes de la dureza y
libera iones de sodio en el agua tratada.
En ingeniería, el coeficiente de transferencia es
la constante de velocidad de difusión que relaciona la velocidad de transferencia, área de
transferencia y el gradiente de concentración
como fuerza motriz.
Ecuación 1: para calcular la profundidad de la
zona de reacción.
Cuando la resina está totalmente cargada, ésta
tiene la máxima capacidad disponible para el
intercambio de iones y se aprovecha aún más
cuando el agua atraviesa a un flujo lento. En el
caso de un flujo excesivo, la capacidad del suavizador decrece, esto es por que la capacidad
de intercambio de la resina no es constante
cuando varía el flujo.
En el diseño de un suavizador de agua, la calidad requerida del agua tratada determinará el
máximo flujo y la capacidad del sistema.
Si el control de la válvula deja pasar 100 gpm a
una presión de 15 psi (378.54 L/m) la perdida
de presión causará que no se obtendrán 100
gpm a la salida del suavizador. Solo por que la
resina tiene una capacidad de carga de 28, 000
granos de durezacuando ha sido regenerada
con 10 libras por ft3 de NaCl, esto no significa
que el agua puede pasar a través de la resina a
20 gpmpor ft3 con 5, 000 granos de capacidad
remanente y que el agua saldrá completamente
suave.
En términos puramente científicos, el proceso
de suavización es simplemente un intercambio
Kc: ǹA/ A ΔCA
Donde:
Kc_ es el coeficiente de transferencia [mol/
(s.m2)/(mol/m3) ó m/s]
ǹA: Es la velocidad de transferencia [mol/s]
A: es el área efectiva de transferencia [m2]
ΔCA: es la diferencia de concentración [mol/
m3]
En el mundo real, los suavizadores presentan
problemas de fuga de dureza en ciertos momentos, por lo que el técnico verifica que el
equipo esté trabajando apropiadamente, y que
la dureza del agua de alimentación sea constante respecto al historial, regeneraciones apropiadas, si todo está bien, esto puede deberse a
que al momento de iniciar el servicio, la velocidad del flujo excede la capacidad del equipo, lo
que ocasiona una fuga de dureza a través del
suavizador .
KURIMEXICANA S.A. de C.V. www.kurimexicana.com
Av. De Las Fuentes # 6, Parque Ind. Bernardo Quintana
CP. 76246
Tel: 103 14 00.
Fax: 218 11 77