Manual Oper. LM
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MANUAL DE OPERAÇÃO
LEITO MISTO
Nº Fluid: S08S0015-P-200 MANUAL DE OPERAÇÃO LEITO MISTO
Elab: W.M. Aprov: L.G.R. Página 1 de 14 Rev: 0 BRENCO
COSTA RICA Emissão: 10/04/2012
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ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO ...............................................................................................................................................................2
2. SISTEMA DE DESMINERALIZAÇÃO POR LEITO MISTO....................................................................................................4
2.1 OPERAÇÃO – TROCADORES DE LEITO MISTO .........................................................................................................................4 2.1.1 Regeneração – Trocadores de Leito Misto .............................................................................................................6 2.1.2 Etapas da Regeneração..........................................................................................................................................8
1. SINTOMAS, CAUSAS E MEDIDAS CORRETIVAS ............................................................................................................13
Nº Fluid: S08S0015-P-200 MANUAL DE OPERAÇÃO LEITO MISTO
Elab: W.M. Aprov: L.G.R. Página 2 de 14 Rev: 0 BRENCO
COSTA RICA Emissão: 10/04/2012
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1. INTRODUÇÃO
O processo de desmineralização por troca iônica é um processo químico, onde os íons da resina catiônica ou aniônica são substituídos pelos íons de maior valência presente no liquido a ser tratado. Este processo é divido, basicamente, em dois passos envolvendo resinas catiônicas e aniônicas.
O grau de remoção destes íons depende de fatores como a seletividade da resina, composição da água de alimentação, configuração do equipamento, regenerante utilizado, etc. Depois de esgotada a capacidade de troca iônica da resina, esta necessita ser regenerada.
Os trocadores de leito misto contem tanto resinas catiônicas e aniônicas e podem ser assimilados à ácidos e bases insolúveis, da forma H-R e OH-R, onde R é o radical orgânico complexo, que não participa da troca, H é o radical hidrogênio (característico de todos os ácidos) e OH é o radical hidroxila, (característico de todas as bases).
Desta forma, quando se trata uma água contendo íons positivos e negativos como magnésio, cálcio, sódio, sulfatos, cloretos, sílica, estes são retidos pela resina, que libera o íon positivo H+ ou o íon negativo OH-.
Quando é detectado o escape destes íons na saída do trocador através do analisador de condutividade, sabe-se que a resina esta saturada e que esta deve ser regenerada. A regeneração consiste na injeção de acido clorídrico e soda caustica concentrado pra que os cátions e os anions fixados sejam expulsos.
Neste caso, o processo de regeneração pode ser dividido em 7 etapas, sendo elas:
a) Expansão das Resinas A resina é fluidizada por fluxo de água de baixo para cima. Este processo dura somente alguns minutos até a total descompactação do leito. O alto fluxo de água usado para a descompactação faz com que haja uma retrolavagem do leito e uma captura dos sólidos suspensos bem como os finos da resina, que durante este processo são expulsos do vaso.
b) Assentamento da Resina e Abaixamento de Nível Uma vez descompactado, o leito de resina se deposita livremente. Leva de 5 a 10 minutos para o leito se sedimentar. Após isso se inicio o processo de abaixamento de nível para que quando ocorrer a injeção de regenerante não ocorra uma rediluição do mesmo. Isto permite que a regeneração seja mais eficiente em termos de tempo de contato e concentração dos regenerantes.
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c) Injeção de Regenerantes Realizado o abaixamento de nível é iniciada a injeção dos regenerantes sendo o acido clorídrico adicionado por baixo e a soda caustica adicionada por cima, sendo ambos retirados do vaso pela flauta intermediaria do vaso. Para que não ocorra um desbalanceamento hidráulico durante a injeção é importante que a vazão de injeção de ácido e soda seja a mesma.
d) Deslocamento do Regenerante A lavagem lenta empurra o regenerante para fora da resina e a faixa de vazão é exatamente igual à usada durante a injeção química.
e) Mistura das Resinas com ar Para misturar as resinas catiônicas e aniônicas e melhorar a remoção dos íons durante operação, é feita a injeção de ar pela região inferior do vaso.
f) Enchimento lento do vaso O enchimento do vaso é realizado de forma lenta para não ocorra uma nova separação das resinas.
g) Enchimento Rápido e Lavagem Rápida Terminado o enchimento lento é feito o enchimento rápido do vaso ate que este esteja completo. Após isso é feita a lavagem rápida das resinas para retirar o excesso de regenerantes que se encontram no vaso.
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2. SISTEMA DE DESMINERALIZAÇÃO POR LEITO MISTO
2.1 Operação – Trocadores de Leito Misto
Após passar pelo Sistema de Osmose Reversa a água segue para o Trocador de Leito Misto, este consiste na passagem da água desmineralizada através de resinas catiônicas e aniônicas. Os sais iônicos dissolvidos presentes na água, de carga positiva e negativa, são removidos através das resinas catiônicas e aniônicas respectivamente.
Quando for detectada a presença significativa destes sais, através do analisador de condutividade, instalado na saída dos leitos misto, significa que as resinas de troca iônica já estão saturadas devendo-se então iniciar o processo de regeneração.
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Sistema de Leito Misto - Operação
BD-230
BOMBA ALIMENTAÇÃO BC-200 A/B
PERMEADO OR
ÁGUA DESMI
NaOH
ÁGUA DESMI
MISTURA AR
BD-240
BOMBA ÁGUA DILUIÇÃO BC-201 A/B
XV-201/211E
HCl
XV-201/211A
XV-201/211C
XV-201/211G
XV-201/211D
XV-201/211B
XV-201/211H
XV-201/211J
XV-240
XV-201/211F
XV-210A
XV-210B
XV-203
XV-230
XV-201/211J
Amostra
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2.1.1 Regeneração – Trocadores de Leito Misto
A regeneração é realizada automaticamente obedecendo-se às etapas descritas no seqüencial de regeneração e enquanto um leito misto estiver em regeneração, o outro estará operando. Para iniciar a regeneração do leito misto, as condições (permissões para inicio de regeneração) devem ser atendidas.
O leito misto é regenerado automaticamente por:
• Volume de água desmineralizada produzida de 12000 m3, indicadas e totalizadas através do transmissor de vazão;
• Condutividade atingir 0,8 µS/cm, monitorado através do analisador de condutividade localizado na saída do leito misto.
• O operador iniciar a regeneração manualmente.
A automação do sistema condiciona que a etapa de regeneração do leito misto a diversas permissões e não poderá ser iniciada sem atendê-las (ver descritivo lógico).
O sistema de regeneração é composto basicamente, pelas bombas dosadoras de soda e de acido, pelos tanques de estocagem e pelas bombas centrifugas.
Durante a fase de expansão a resina é fluidizada por fluxo de água de baixo para cima. Este processo dura somente alguns minutos até a total descompactação do leito. O alto fluxo de água usado para a descompactação faz com que haja uma retrolavagem do leito e uma captura dos sólidos suspensos bem como os finos da resina, que durante este processo são expulsos do vaso. A vazão deste passo deve ser correta de modo que as resinas catiônicas e aniônicas se separem sem que haja escape do vaso.
Na regeneração o acido clorídrico deve ser diluído. O ajuste da diluição é efetuado manualmente através da válvula diafragma localizada na entrada do Te de diluição e do transmissor de vazão, de modo que se obtenha uma vazão de água de diluição adequada. Deve-se também ajustar a vazão da bomba dosadora.
Na regeneração a soda caustica também deve ser diluída. O ajuste da diluição é efetuado manualmente através da válvula diafragma localizada na entrada do Te de diluição e do transmissor de vazão, de modo que se obtenha uma vazão de água de diluição adequada. Deve-se também ajustar a vazão da bomba de diluição.
Vazão de Água de contra-lavagem = 16 m3/h
Vazão de Água desmineralizada = 5,0 m3/h
Vazão de Acido Clorídrico @ 33% = 707 l/h
Vazão de Água desmineralizada = 5,0 m3/h
Vazão de Soda Caustica @ 50% = 270l/h
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XV-230
VAL. DIAFRAGMA
BC-201 A/B
Água Diluição
Q = 5000 l/h
NaOH Diluído
Q = 5270 l/h
NaOH @ 50%
Q = 270 l/h
BD-230
FIT-205
XV-203A
XV-240
VAL. DIAFRAGMA
BC-201A/B
Água Diluição
Q = 5000 l/h
HCl Diluído
Q = 5707 l/h
HCl @ 50%
Q = 707 l/h
BD-240
FIT-206
XV-210A
Todos os outros controles automáticos, intertravamentos e suas respectivas ações, estão descritas no DESCRITIVO LÓGICO.
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2.1.2 Etapas da Regeneração
Retrolavagem
A resina é fluidizada por fluxo de água de baixo para cima. Este processo dura somente alguns minutos até a total descompactação do leito. O alto fluxo de água usado para a descompactação faz com que haja uma retrolavagem do leito e uma captura dos sólidos suspensos bem como os finos da resina, que durante este processo são expulsos do vaso. Devido a diferença de densidade entre as resinas catiônicas e aniônicas, durante a fluidização ocorre a separação das resinas.
Assentamento das Resinas
Uma vez descompactado, o leito de resina se deposita livremente. Leva de 5 a 10 minutos para o leito se sedimentar.
BD-230
BOMBA ALIMENTAÇÃO
BC-200A/B
PERMEADO OR
NaOH
ÁGUA DESMI
MISTURA AR
BD-240
BOMBA ÁGUA DILUIÇÃO BC-201 A/B
HCl
Amostra
ÁGUA DESMI
BD-230
BOMBA ALIMENTAÇÃO BC-200A/B
PERMEADO OR
ÁGUA DESMI
NaOH
ÁGUA DESMI
MISTURA AR
BD-240
BOMBA ÁGUA DILUIÇÃO BC-201 A/B
HCl
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Abaixamento de Nível
Durante o processo de abaixamento de nível é removido o excesso de água no vaso para quando se iniciar a aplicação do regenerante não ocorra uma rediluição do mesmo. Isto permite que a regeneração seja mais eficiente em termos de tempo de contato e concentração dos regenerantes.
Aplicação de Regenerante
Realizado o abaixamento de nível é iniciada a injeção dos regenerantes sendo o acido clorídrico adicionado por baixo e a soda caustica adicionada por cima, sendo ambos retirados do vaso pela flauta intermediaria do vaso. Para que não ocorra um desbalanceamento hidráulico durante a injeção é importante que a vazão de injeção de ácido e soda seja a mesma.
BD-230
BOMBA ALIMENTAÇÃO BC-200A/B
PERMEADO OR
ÁGUA DESMI
NaOH
ÁGUA DESMI
MISTURA AR
BD-240
BOMBA ÁGUA DILUIÇÃO BC-201 A/B
HCl
Amostra
BD-230
BOMBA ALIMENTAÇÃO BC-200A/B
PERMEADO OR
ÁGUA DESMI
NaOH
ÁGUA DESMI
MISTURA AR
BD-240
BOMBA ÁGUA DILUIÇÃO BC-201 A/B
HCl
Amostra
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Deslocamento do Regenerante
O deslocamento do regenerante consite em promover o contato do regenerante que se encontra na tubulação e ainda não alcançou o leito de resina. Deste modo ocorre uma otimização do consumo de químicos. A faixa de vazão é exatamente igual à usada durante a injeção química.
Mistura das Resinas
Para misturar as resinas catiônicas e aniônicas e melhorar a remoção dos íons durante operação, é feita a injeção de ar pela região inferior do vaso.
BD-230
BOMBA ALIMENTAÇÃO BC-200A/B
PERMEADO OR
ÁGUA DESMI
NaOH
ÁGUA DESMI
MISTURA AR
BD-240
BOMBA ÁGUA DILUIÇÃO BC-201A/B
HCl
BD-230
BOMBA ALIMENTAÇÃO BC-200A/B
PERMEADO OR
ÁGUA DESMI
NaOH
ÁGUA DESMI
MISTURA AR
BD-240
BOMBA ÁGUA DILUIÇÃO BC-201 A/B
HCl
Amostra
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Enchimento
Inicia a etapa de enchimento do vaso até que este esteja completo e todo o ar tenha sido expulso.
Lavagem Rápida
A lavagem rápida das resinas é feita para retirar o excesso de regenerantes que ainda se encontram no vaso
BD-230
BOMBA ALIMENTAÇÃO BC-200A/B
PERMEADO OR
ÁGUA DESMI
NaOH
ÁGUA DESMI
MISTURA AR
BD-240
BOMBA ÁGUA DILUIÇÃO BC-201 A/B
HCl
Amostra
BD-230
BOMBA ALIMENTAÇÃO BC-200A/B
PERMEADO OR
ÁGUA DESMI
NaOH
ÁGUA DESMI
MISTURA AR
BD-240
BOMBA ÁGUA DILUIÇÃO BC-201 A/B
HCl
Amostra
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Legenda: Para melhor compreensão das operações considerar: - Linha em preto: não existe fluxo; - Linha colorida: existe fluxo; - Equipamento em preto: equipamento desligado; - Equipamento colorido: equipamento ligado; - Válvula em preto: válvula fechada; - Válvula colorida: válvula aberta.
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1. SINTOMAS, CAUSAS E MEDIDAS CORRETIVAS
ORIGEM DO PROBLEMA POSSÍVEIS CAUSAS AÇÃO CORRETIVA
Perda de Capacidade / Perda de Qualidade
- pH baixo da Água Tratada.
- Contaminação Orgânica da resina aniônica, (limpeza química).
- Etapa de mistura com ar imprópria ou deficiente (vazão ar / tempo).
- Camada de resina Catiônica no fundo do Trocador estratificada.
- Cálcio na Água Tratada. - Vaso Único operando sozinho processando água bruta diretamente
- Precipitação de Sulfato de Cálcio.
- Dureza na água tratada. - Verificar dureza na água de regeneração.
- Precipitação de Sulfato de Cálcio/ Magnésio.
- pH elevado na Água Tratada.
- Ciclo maior que projetado.
- Verificar carga de íons afluentes no vaso
- Condutividade Alta na água tratada
- Obstrução Orgânica da resina aniônica.
- Ciclo maior que o projetado.
- Má distribuição, canais preferenciais.
- Temperatura afluente da água mais baixa.
- Separação inadequada dos mantos resina
Nº Fluid: S08S0015-P-200 MANUAL DE OPERAÇÃO LEITO MISTO
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ORIGEM DO PROBLEMA
POSSÍVEIS CAUSAS AÇÃO CORRETIVA
- Teor de Sílica elevada na Água Tratada.
- Ciclo maior que o projetado.
- Contaminação orgânica da resina aniônica.
- Temperatura, nível de concentração do regenerante.
- Má qualidade em geral num ciclo.
- Vazamentos de válvulas.
- Profundidade inadequada do manto (altura de resina).
- Interface das resinas não está no nível ideal do coletor intermediário
- Contra Lavagem e separação das resinas deficiente e inadequada.
- Mistura das resinas com ar inadequada / deficiente
- Nível, concentração, temperatura. Enxaguamento insuficiente.
- Movimentação do manto durante a produção