Estação de tratamento de Água
água de alimentação das caldeiras deve ser de altíssima pureza para evitar incrustações, corrosões e arrastes que podem levar ao baixo rendimento energético e, em casos mais críticos, vazamentos e até mesmo explosões. Desta forma, inicialmente a água bruta passa pelo tratamento convencional em uma estação de tratamento de água (ETA) com o objetivo de remoção de turbidez e de sólidos em suspensão (SST). A água produzida nesta etapa tem características para uso industrial. Contudo, para uso no circuito de geração de vapor, são necessárias etapas complementares, pois em sua composição há presença de cátions, ânions e outros elementos dissolvidos, os quais podem ser prejudiciais à operação da caldeira dependendo da sua concentração e do porte do equipamento.
Abrandamento
A água proveniente da ETA é então encaminhada para o sistema de abrandamento que tem a função de redução ou remoção da dureza presente na água. Dureza é a propriedade relacionada à concentração de cátions de Cálcio (Ca2+) e Magnésio (Mg2+) dissolvidos na água. É chamada de água
“dura” a água que contém elevada concentração desses cátions em sua composição. Esses sais podem se precipitar no interior da caldeira, formando compostos aderentes às tubulações, o qual diminui a transferência de calor e, por consequência, a diminuição da taxa de vapor produzido. Para que se possa remover estes íons, utilizamos abrandadores, onde os sais de Cálcio e Magnésio são substituídos por íons de Sódio em resinas de troca iônicas. Na saída dos abrandadores, utiliza-se um
analisador de dureza para monitorar a água de saída garantindo que a especificação da água de alimentação seja atendida.
Analisador de Dureza
A análise de dureza pode ser realizada de maneira on-line através de um analisador extrativo como o AI-HR-HP. A metodologia utilizada é a colorimétrica seguindo o Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, onde a Calmagita, que é o reagende indicador, na presença de Cálcio e Magnésio adquire cor avermelhada proporcional à concentração desses cátions. O sistema de overflow permite uma renovação constante da amostra para que as análises sejam sempre representativas, tornando esse analisador ideal para este tipo de aplicação. Através dos resultados fornecimentos pelo instrumento é possível monitorar a qualidade da água que seguirá para as próximas etapas e até mesmo desviá-la caso não cumpra os requisitos necessários.
Osmose Reversa (OR) / Sistema de Desmineralização
Apesar da remoção de Cálcio e Magnésio da etapa de abrandamento, a água ainda possui outros sais dissolvidos em sua composição que devem ser removidos. Esta etapa pode ser realizada de 2 formas: através de um sistema de osmose reversa ou sistema de desmineralização.
Osmose Reversa (OR):
A osmose reversa consiste em um conjunto de membranas semi-permeáveis à água com pressão
hidrostática muito maior que a osmótica, o que permite a separação dos sólidos presentes. Na entrada do sistema geralmente é dosado um agente redutor para consumo do Cloro residual presente na água proveniente da ETA.
Sistema de Desmineralização:
O sistema de desmineralização consiste em colunas com resinas aniônicas e catiônicas, as quais substituem os íons presentes na água por íons de hidrogênio (catiônica) e hidroxila (aniônica). Após estas duas colunas, utiliza-se um leito misto onde os dois tipos de resinas estão misturados em uma mesma coluna, realizando uma espécie de “polimento” da água, garantindo sua qualidade.
Com o passar do tempo as colunas tendem a saturar diminuindo a eficiência da filtração e devem ser regeneradas. Para determinar o momento ideal para realizar esse processo pode-se instalar um analisador de Sílica na saída do sistema. Ao ocorrer a saturação dos leitos, a Sílica é o primeiro íon a se desprender das colunas e a ter sua concentração aumentada a na água. Por essa característica, instalar um analisador de Sílica na saída dos leitos é uma forma eficiente de detectar a saturação das colunas e realizar a sua regeneração. Ácido clorídrico é utilizado para regenerar os leitos catiônicos, enquanto usa-se soda cáustica na regeneração dos leitos aniônicos. E possível automatizar a diluição do ácido e do álcali utilizados no processo de regeneração com o auxílio de um analisador de condutividade com curva para concentração.
O Cloro, devido ao seu alto poder oxidante, degrada as membranas da OR, prejudicando a eficiência do sistema. O custo dessas membranas é bastante alto e, por isso, é prudente utilizar um analisador de Cloro livre com alta sensibilidade na água de alimentação da osmose para proteção das membranas. A utilização de um pHmetro na saída dos leitos auxilia na identificação de qual coluna sofreu saturação. Se o pH estiver com característica ácida indica a presença de cátions na água, enquanto o pH alcalino é referente aos ânions. É importante, ainda, analisar a condutividade da água para garantir que esteja abaixo dos limites especificados pelo fabricante da caldeira, garantindo uma presença mínima de sais dissolvidos.