ES2228808T5 - Procedimiento para la reduccion de la formacion de oxido y/o corrosion en sistemas de conduccion de liquidos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la reducción de la formación de óxido y/o la corrosión en sistemas, que conducen líquido o que están en contacto con líquidos, siendo tratado el líquido de tal manera que se influye sobre la distribución molar de los formadores de dureza en el líquido a tratar de tal forma que la porción de magnesio y/o de compuestos de magnesio es incrementada a costa de la porción de otros formadores de dureza, caracterizado porque solamente es tratada una corriente parcial del líquido y a continuación se mezcla la corriente parcial tratada con una corriente principal no tratada.
Description
Procedimiento para la reducción de la formación
de óxido y/o corrosión en sistemas de conducción de líquidos.
La invención se refiere a un procedimiento para
la reducción de la formación de óxido y/o corrosión en sistemas de
conducción de líquidos o que están en contacto con líquidos, según
el preámbulo de la reivindicación 1.
Se conoce desde hace mucho tiempo a partir del
estado de la técnica que desde los líquidos se separan sedimentos y
e incrustaciones, especialmente cuando los líquidos contienen sales
formadoras de dureza de elementos (magnesio, calcio, estroncio,
bario) del grupo de los metales alcalinotérreos. El ejemplo más
conocido y más significativo desde el punto de vista técnico para
la configuración de sedimentos a partir de líquidos es la formación
de piedra caliza a partir del medio de agua potable, produciéndose
especialmente durante el calentamiento del agua la deposición de
sales carbonatadas y otras sales del metal alcalinotérreo calcio.
Estas sedimentaciones, que pueden contener también otras
substancias precipitadas al mismo tiempo, son en gran medida
insolubles frente al medio agua potable y pueden conducir, en los
casos más desfavorables, a la configuración de incrustaciones
llegando hasta un bloqueo de los sistemas de conducción de líquidos
(por ejemplo, tuberías, radiadores de agua, calderas) así como a la
configuración de trazas de sedimentación visibles no deseables en
los sistemas que están en contacto con líquidos (por ejemplo,
lavabos, platos de duchas). El lenguaje popular designa la
aparición de estos efectos cono "calcificación" y equipara el
agua potable, que presenta porciones considerables de formadores de
dureza -la llamada agua dura- con frecuencia con el agua de mala
calidad, a pesar del hecho de que algunas porciones de formadores
de dureza en el agua potable se consideran con substancias minerales
muy oportunas en otro contexto, que no sólo son importantes para la
nutrición, sin que se les asocian, además, también propiedades que
mejoran el sabor.
Para contrarrestar el peligro de la formación de
óxido, se han establecido en el pasado una pluralidad grande de
procedimientos. Especialmente se pueden mencionar aquí los
procedimientos para la eliminación substancial de los formadores de
dureza o de los aniones carbonatados correspondientes fuera de los
líquidos, a cuyo fin se dispone de diferentes posibilidades, por
ejemplo eliminación mecánica de la dureza a través de membrana,
substitución de los formadores de dureza por otros iones,
destilación y también precipitación en mayor escala, floculación y
filtración. Además, existen procedimientos, que combaten el peligro
de sedimentaciones a través de la dosificación de diferentes
substancias para la inhibición o bien el enmascaramiento de los
formadores de dureza, pudiendo mencionar como ejemplos aquí la
dosificación de polifosfatos, la dosificación de zeolitas o la
dosificación de ácidos aminopolicarboxílicos, como NTA o EDTA. La
gama de los procedimientos disponibles se completa por medio de
procedimientos, que se refieren a los cationes de los formadores de
dureza propiamente dichos, sino los aniones carbonatados que son
necesarios para la formación del óxido, de nuevo con las variantes
de la eliminación o bien de una inhibición de los aniones
carbonatados. En tiempos más recientes, han conseguido el
reconocimiento también procedimientos, que deben impedir la
aparición o el crecimiento de las sedimentaciones con contenido de
cal a través de la incorporación de los llamados cristales vacunados
o núcleos de cristales en el agua, estando basada una parte de
estos procedimientos en fabricar cristales vacunados o núcleos de
cristales en el transcurso del tratamiento a partir de las
substancias inherentes que están presentes previamente disueltas en
el agua. Para la evaluación de si tales procedimientos están
realmente en condiciones de reducir la formación de óxido, han sido
descritos diferentes procedimientos de ensayo, la mayoría de ellos
empíricos, de los cuales, sin embargo, solamente se puede conceder
una mayor importancia a la Hoja de Trabajo DVGW W512.
Con el objeto de la protección contra la
corrosión, se dispone igualmente de diferentes procedimientos que
se pueden incorporar en procedimientos de filtración, que reducen el
riesgo de la formación de células de corrosión locales por medio de
una eliminación de una substancia inherente del agua que está
presente de una manera particular, así como un procedimiento, que
se caracteriza por una dosificación de productos químicos que
inhiben la corrosión, por ejemplo orto-fosfato,
aluminio, magnesio, cinc, utilizando, en parte, un potencial
electroquímico, que contrarresta el potencial de la corrosión,
durante la disolución (ánodos sacrificiales pasivos o bien una
protección catódica activa frente a la corrosión).
Por último, existen procedimientos, que tienen
como finalidad la protección frente a la corrosión a través de la
regulación de condiciones de equilibrio o de condiciones de
separación de la cal de acuerdo con el equilibrio de la cal y del
ácido carbónico, a cuyo fin o bien se reduce el contenido de ácido
del líquido o, en cambio, se eleva el contenido del líquido que
tiene capacidad para ligar ácido y, por lo tanto, también al mismo
tiempo de formadores de dureza ("filtración de mármol").
Por lo tanto, para la consideración de los
formadores de dureza así como de los aniones correspondientes la
mayoría de las veces carbonatados, se plantea la situación de que
éstos pueden provocar, en el caso de que exista un exceso relativo,
la formación de sedimentaciones, mientras que, por otro lado, una
deficiencia relativa de formadores de dureza así como de los
aniones correspondientes la mayoría de las veces carbonatados puede
acelerar los procesos de corrosión. Esta relación se describe a
través del llamado equilibro de cal y ácido carbónico, a partir de
cuyo estudio a fondo se deduce que entre los dos extremos de la
formación de óxido así como de la corrosión existe un estado de
equilibrio, en el que un líquido ni tiende a la formación de óxido
ni a la corrosión.
Sin embargo, este estado de equilibrio es
inestable, cuando el líquido, especialmente el agua potable, está
sometido a oscilaciones de la temperatura. De esta manera, en el
caso de calentamiento, el equilibrio de cal y ácido carbónico se
desplaza desde el estado neutro al estado de la formación de óxido,
que se mantiene hasta que el agua vuelve al estado de equilibrio a
través de la separación de los formadores de dureza ahora
excesivos. Si se refrigera de nuevo a continuación esta agua
caliente empobrecida en formadores de dureza, entonces se puede
producir corrosión.
Todos los procedimientos mencionados tienen como
finalidad, en el cumplimiento de su función, o bien exclusivamente
el aspecto de la reducción de la formación de óxido o exclusivamente
el aspecto de la protección frente a la corrosión. Con frecuencia,
para la aplicación práctica, un procedimiento que se refiere a un
aspecto, debe completarse todavía por medio de un segundo
procedimiento, que tenga en cuenta el otro aspecto respectivo.
Con relación al estado de la técnica impreso se
remite a los documentos
DE-A-28 00 516,
DE-A-19 55 571 y
DE-A-38 12 413.
Se conoce a partir del documento
DE-A-28 00 516 un procedimiento
según el preámbulo de la reivindicación 1. Además, a partir de la
publicación DE-A-38 12 413 se
conocen un dispositivo y un procedimiento, en los que una parte de
una corriente es tratada para endurecimiento, siendo combinada esta
parte tratada a continuación con la parte no tratada, siendo
ajustada la dureza de las corrientes combinadas a través de la
cantidad de la corriente tratada.
Partiendo de ello, la invención se basa en el
problema de crear un procedimiento mejorado para la reducción de la
formación de óxido y/o de la corrosión en sistemas, que conducen
líquidos o que están en contacto con líquidos, así como un
dispositivo correspondiente.
Esto se consigue con el procedimiento descrito
en la reivindicación 1 de la patente.
La invención, por medio de la modificación de la
distribución molar de los formadores de dureza entre sí, aprovecha
los efectos naturales que combinan ambos aspectos de la reducción de
la formación de óxido así como de la reducción de la corrosión de
una manera integral entre sí y que conducen, como resultado, a una
protección simultánea frente a la formación de óxido y frente a la
corrosión, sin modificar, en general, en este caso el contenido de
formadores de dureza y sin tener que recurrir en este caso a la
dosificación de otras substancias.
La invención se basa en el reconocimiento de que
un líquido como, por ejemplo, el agua potable -también durante su
calentamiento- actúa en menor medida con efecto de formación de
óxido cuando presenta, en la composición natural de los formadores
de dureza que están disueltos en ella, porcentajes mayores de
magnesio desde el 20% hasta el 100% del contenido total de
formadores de dureza. La invención tiene la finalidad de
proporcionar el efecto de protección natural con porcentajes de
magnesio más elevados en la dureza general también para aquellos
líquidos que no disponen de porcentajes de magnesio más elevados,
que se producen de forma natural, en la dureza general y a tal fin
prevé substituir porciones de otros formadores de dureza por
porciones de magnesio.
La misma observación de una formación reducida
de óxido se aplica cuando el líquido no dispone, en efecto, de una
dureza de magnesio natural elevada, pero, por ejemplo, se pone en
contacto durante el tratamiento del agua potable, con la finalidad
del endurecimiento, con dolomita u otras rocas o minerales que
contienen magnesio o hexahidrato de cloruro de magnesio. A
diferencia de lo que sucede en los procesos mencionados, que tienen
como finalidad de una manera preferente una elevación del contenido
de formadores de dureza, la invención aprovecha el efecto de
protección frente a la formación de óxido de los porcentajes mayores
de magnesio en la dureza general como efecto principal definido,
sin elevar en este caso de una manera forzosa la dureza del
líquido. Tampoco en los procesos mencionados tiene lugar ninguna
reducción de aquellas porciones de dureza total, que no están
constituidas por magnesio, puesto que, en general, no se produce una
substitución de formadores de dureza que ya están presentes
disueltos por los porcentajes de magnesio que se ofrecen de forma
adicional y solamente se agregan como aditivos los contenidos
adicionales de magnesio. La invención comprende, en principio,
todas las aplicaciones, en la que las porciones que no están
constituidas por magnesio en la dureza total son substituidas por
porciones de magnesio.
A través de la invención se reduce la formación
de óxido de una manera eficaz. Por lo tanto, también en el caso de
una refrigeración del líquido, que se lleva a cabo, dado el caso,
después de un calentamiento, están disponibles en adelante como
protección frente a la corrosión aquellos formadores de dureza y sus
aniones correspondientes, la mayoría de las veces carbonatados, que
en otro caso conducirían, en virtud de su eliminación a través de
la formación de óxido, a un empobrecimiento relativo del líquido en
formadores de dureza.
Además, los porcentajes elevados de magnesio en
un líquido tienen también otros efectos positivos con respecto a la
tendencia a la corrosión. Así por ejemplo, la formación de la capa
de cubierta (formación de la capa de protección) con
sedimentaciones hidróxidas de magnesio como formador de dureza se
realiza de una manera más efectiva y con cristales más fino y, por
lo tanto, "más densos" que con calcio, por ejemplo. Este
efecto positivo se garantiza también a través de la invención, de
manera que se consigue, como resultado, un efecto de protección
frente a la corrosión a través de la invención, en el sentido de que
se obtiene tanto una protección pasiva duplicada (formación de la
capa de protección, disponibilidad de formadores de dureza después
de la refrigeración de líquidos calientes) como también, dado el
caso, una protección activa a través de efectos estéricos y
químicos complejos.
Los desarrollos preferidos de la invención se
deducen a partir de las reivindicaciones dependientes y de la
descripción siguiente. A continuación se describen ejemplos de
realización preferidos con la ayuda del dibujo. En el dibujo:
La figura 1 muestra una representación para la
ilustración del procedimiento según la invención de acuerdo con un
primer ejemplo de realización de la invención.
La figura 2 muestra una representación para la
ilustración del procedimiento según la invención de acuerdo con un
segundo ejemplo de realización de la invención.
La figura 3 muestra una representación para la
ilustración del procedimiento según la invención de acuerdo con un
tercer ejemplo de realización de la invención.
La figura 4 muestra una representación para la
ilustración del procedimiento según la invención de acuerdo con un
cuarto ejemplo de realización de la invención.
La figura 5 muestra una representación para la
ilustración del procedimiento según la invención de acuerdo con un
quinto ejemplo de realización de la invención.
La figura 6 muestra una representación para la
ilustración del procedimiento según la invención de acuerdo con
otro ejemplo de realización de la invención.
La figura 7 muestra una representación para la
ilustración del procedimiento según la invención de acuerdo con un
ejemplo de realización industrial de la invención.
Se pueden concebir diferentes dispositivos, que
pueden llevar a cabo la substitución según la invención de otros
formadores de dureza por los formadores de dureza de magnesio.
La substitución según la invención se puede
realizar, por ejemplo según la figura 1. De acuerdo con la figura
1, se conecta un procedimiento de endurecimiento a un procedimiento
de membrana. La figura 1 muestra que el líquido a tratar pasa a
través de un filtro y de una bomba 2 y luego es conducido a una
unidad de membrana 3, en la que se desarrolla en procedimiento de
membrana. En el procedimiento de membrana se trata de un
desendurecimiento mecánico, por ejemplo, por medio de ósmosis
inversa o de nanofiltración. A continuación, el líquido circula a
una unidad de endurecimiento 6, que es accionada con dolomita u
otras rocas o minerales que contienen magnesio como cloruro de
magnesio o hexahidrato de cloruro de magnesio 7. Como se puede
deducir a partir de la figura 1, el líquido acondicionado abandona
la unidad de endurecimiento 6. Los restantes grupos estructurales
representados, como la regulación de la presión 5, la válvula de
regulación 4 y la derivación 8 son conocidos por el técnico en su
función y modo de trabajo y no es necesaria una descripción
detallada.
De acuerdo con la figura 2, el tratamiento
correspondiente según la figura 1 es limitado, de acuerdo con la
invención, a una corriente parcial del líquido, que se combina a
continuación de nuevo entonces con la corriente principal no
tratada. De esta manera, se obtiene adicionalmente la posibilidad de
definir de una manera más exacta los contenidos de magnesio en la
corriente principal a través de la regulación de las relaciones de
la corriente. La derivación de la corriente parcial se realiza en la
grifería de distribución 9, mientras que la combinación de la
corriente parcial tratada con la corriente principal no tratada se
realiza en la válvula de mezcla 12 de la figura 2. El tratamiento
solamente de una corriente parcial es especialmente ventajosa. Así,
por ejemplo, un reconocimiento de la invención es que también el
tratamiento de una corriente parcial es suficiente para conseguir
una reducción efectiva de la formación de óxido y/o de la corrosión.
En este caso se trata de un efecto sorprendente, puesto que el
técnico, durante el tratamiento solamente de una corriente parcial,
solamente esperaría una reducción de la formación de óxido en la
extensión, en la que está presente una corriente parcial tratada.
Con otras palabras, el técnico esperaría una reducción del 50% de la
formación de óxido, cuando la corriente parcial así como la
corriente principal representan el 50 %, respectivamente. Sin
embargo, con el tratamiento solamente de una corriente parcial se
constata el efecto sorprendente de que durante el tratamiento de
solamente una corriente parcial, se puede conseguir una reducción
casi no disminuida de la formación de óxido y/o de la corrosión. De
acuerdo con ello, se mantiene la eficacia deseada en toda su
extensión también en el caso de tratamiento solamente de la
corriente parcial. No obstante, la corriente parcial debería
representar al menos el 50% de la corriente total. Por lo tanto, la
eficacia se mantiene casi inalterada, cuando la corriente parcial a
tratar representa al menos el 50% y la corriente principal no
tratada representa como máximo el 50%.
De acuerdo con ello, como ejemplo, es posible:
70% de la corriente parcial a tratar; 30% de la corriente principal
no tratada.
Según la figura 3, la unidad de endurecimiento
según las figuras 1 y 2, que está conectada aguas abajo del
desendurecimiento mecánico, se puede realizar también a través de
una dosificación, proporcional a la cantidad, de una solución
concentrada de una sal de magnesio como por ejemplo una solución de
cloruro de magnesio. La solución de cloruro de magnesio está
almacenada en un depósito de reserva 15 y es dosificada de una
manera proporcional a la cantidad, con la ayuda de los grupos
estructurales formados por el contador de caudal 13, la bomba de
dosificación 14 y la válvula de retención del reflujo 11. En este
caso, existe también la posibilidad de la utilización de sistemas
de dosificación ya existentes e instalados y, por lo tanto, la
posibilidad de la incorporación de estos sistemas en el
procedimiento según la invención. A tal fin, deberían reajustarse
los sistemas de dosificación o bien a través de intervenciones en la
regulación para la cesión de cantidades adecuada de sales de
magnesio, o debería ajustarse la concentración de la solución de la
sal de magnesio utilizada para que sean cedidas las cantidades
adecuadas. También la instalación de dosificación se puede reequipar
en el lado de la construcción manteniendo el sistema de regulación
existente para que a través de una modificación en la bomba (por
ejemplo, el cabezal de la bomba, por ejemplo el lumen en las bombas
peristálticas) sea cedida una cantidad adecuada. Aquí también es
posible manipular la instalación de medición del sistema de
dosificación para la determinación del caudal actual a través de un
módulo adicional, para que el sistema detecte, en lugar del caudal
actual, un caudal virtual, en cada caso proporcional, y se lleve a
cabo la dosificación en una cantidad tal que corresponda al caudal
virtual y en concreto en la relación en la que se alcance de esta
manera con exactitud la cantidad de dosificación necesaria para el
caudal actual.
De acuerdo con la figura 4, también es posible
realizar el desendurecimiento mecánico a través de un
desendurecimiento por medio de un intercambio de iones 16 durante el
intercambio por otros cationes como sodio o potasio, estando
conectada aguas abajo de la unidad de desendurecimiento de nuevo una
dosificación, proporcional a la cantidad, de una solución
concentrada de una sal de magnesio, como por ejemplo, un cloruro de
magnesio con la ayuda de los grupos estructurales 12, 13, 14 y 15.
Por medio de este dispositivo no se eleva, en efecto, con una
dosificación correcta, la dureza del líquido, sin embargo,
condicionado por el principio, aquí es inevitable una elevación de
la salinidad, de manera que el empleo del dispositivo mostrado con
el número 4 debe limitarse a los casos, en los que no es crítica
una elevación del contenido total de sal del líquido. También aquí
es posible -como se representa- el tratamiento de una corriente
parcial.
De acuerdo con la figura 5, también es posible
integrar el tratamiento del líquido con las etapas parciales de la
eliminación de otros formadores de dureza y la adición de magnesio
en un único dispositivo y de esta manera excluir igualmente una
elevación de la salinidad. A tal fin, por ejemplo, se puede utilizar
un intercambiador de cationes 16 ácido fuerte, cargado con iones de
magnesio, que forma durante la fase de funcionamiento porciones de
otros formadores de dureza debido a sus peso molar elevado más
específico que el magnesio y de esta manera substituye los otros
formadores de dureza por magnesio y que se carga y, por lo tanto,
se regenera durante las fases de regeneración regulares con
soluciones concentradas de sales de magnesio como por ejemplo
cloruro de magnesio. El dispositivo puede estar realizado también de
tal forma que se pueden emplear dos o más módulos de intercambio de
cationes con fases de funcionamiento y de regeneración paralelas o
desplazadas opuestas entre sí, de manera que se garantice en el
desarrollo posterior del sistema general la alimentación continua
con agua tratada. El dispositivo debe estar equipado con una unidad
de control 17, que ejecutar procesos de regeneración o bien en
función del tiempo o en función del caudal. Para la ejecución en
función del caudal está previsto un contador de caudal 13. Para el
mantenimiento de la solución de cloruro de magnesio, el dispositivo
está equipado con un depósito de solución de cloruro de magnesio 19
así como con un depósito de reserva 23 para la conservación de otro
cloruro de magnesio, con el fin de posibilitar un modo de
funcionamiento en gran medida no asistido. El dispositivo dispone
también de una instalación de aclarado para el aclarado de los
eventuales restos de solución de cloruro de magnesio después de la
terminación de la regeneración. El dispositivo está equipado de
forma opcional con una instalación de desinfección electrolítica 24
para la producción de cloro o hipoclorita desinfectantes a partir de
la solución de cloruro de magnesio durante la regeneración. El
dispositivo está equipado también con una válvula de mezcla, de
manera que se puede regular la porción de magnesio en el líquido
tratado, para poder mantener los valores orientativos de magnesio o
los valores límite, dado el caso presentes, por ejemplo para el agua
potable, donde éstos sean exigidos a nivel regional. El reglamento
del agua potable alemán vigente en este momento prevé, por ejemplo,
un valor orientativo para el magnesio de 50 mg/l o bien 120 mg/l,
cuando el contenido de magnesio está condicionado por geogenes. Por
lo tanto, en función del contenido de magnesio en el lado de
entrada, se pueden eliminar hasta 2,08 mmol/l de otros formadores
de dureza y se pueden substituir por magnesio. Tomando como base el
valor orientativo más alto, se puede elevar la elevación incluso a 5
mmol/l o 28º dH. Hay que indicar que ambos valores orientativos no
están condicionados ni desde el punto de vista toxicológico ni desde
el punto de vista técnico, sino que se aplican con preferencia como
parámetros de control del proceso para las empresas de suministro
de agua. Un exceso de ambos valores orientativos a través del
dispositivo no tendría, por lo tanto, repercusiones negativas de
ningún tipo sobre la saluda o la técnica doméstica, sin embargo
deberían reducirse para cumplir las especificaciones legales. El
cloruro de magnesio ha sido admitido por el Reglamento alemán del
agua potable como substancia aditiva para el tratamiento del agua
potable.
A diferencia del dispositivo mostrado en la
figura 5, como se muestra en la figura 6, se puede utilizar, en
lugar de un intercambiador de cationes ácido fuerte, también un
intercambiador de cationes ácido débil 16, en ambos casos también
sin que deba realizarse desde el punto de vista constructivo una
limitación al tratamiento de una corriente parcial. Aquí no se
produce una limitación técnica del intercambio al equivalente de la
dureza del carbonato como sucede en los intercambiadores ácidos
débiles regenerados con cloruro de sodio, puesto que la dureza
total en el líquido no es afectada por el dispositivo. Los restantes
componentes del dispositivo son como se muestran en la figura 5,
con la excepción del intercambiador de cationes.
Los dispositivos según las figuras 5 y 6 se
pueden regenerar de una manera claramente más favorable en
comparación con los intercambiadores de cationes conocidos,
regenerados con cloruro de sodio o con ácido, manteniendo iguales,
por lo demás, las prestaciones de caudales. La razón principal de
ello es que en virtud de las selectividades en gran medida
similares entre el magnesio y los restantes formadores de dureza, se
consigue una curva de rotura claramente aplanada en comparación con
las diferencias de selectividad, en general, mayores entre los
iones monovalentes y los productos alcalinotérreos bivalentes. De
esta manera se puede limitar claramente la pérdida de agente de
regeneración, que está condicionada, en el caso de los agentes de
regeneración monovalentes, por la necesidad de la consecución de
diferencias de concentración claramente mayores. Por lo tanto, el
dispositivo más favorable en una medida muy considerable con
relación a la efectividad de los agentes de regeneración empleados,
lo que puede conducir en último término a una aproximación grande a
valores estequiométricos de consumo de sal. Para aprovechar esta
ventaja, están previstas en las figuras 5 y 6 válvulas de mezcla 22,
con las que se puede diluir la solución de cloruro de magnesio para
la regeneración claramente con el líquido. Puesto que aquí, en
realidad, sólo se necesitan concentraciones comparativamente
reducidas y se eleva la solubilidad del cloruro de magnesio en la
solución con respecto al cloruro de sodio, la válvula de mezcla
puede estar configurada también como tobera de Venturi estática,
que presenta una relación de mezcla fija con una corriente
volumétrica claramente predominante del lado del líquido impulsado
con presión frente a la corriente volumétrica de la solución
aspirada y no se requiere ninguna regulación adicional. Para la
regeneración, la válvula de control 17 colabora con la válvula de
mezcla 22. En efecto, si debe regenerarse el intercambiador de
cationes 16, entonces se conduce no se conduce la corriente parcial
desde arriba hacia abajo a través del intercambiador de cationes
16, sino que, en una primera etapa, se mezcla en la válvula de
mezcla 22 con solución tomada desde un depósito de solución 19 y se
conduce en una segunda etapa desde abajo hacia arriba -es decir, a
contracorriente- a través del intercambio de cationes 16 y en último
término se conduce al conducto de descarga 8. Una vez realizada la
regeneración se conmuta de nuevo en la válvula de control.
La curva de rotura claramente aplanada conduce a
que también durante el funcionamiento de regeneración se mantengan
siempre porciones de otros formadores de dureza en el líquido y se
realice la rotura de los otros formadores de dureza de una manera
muy lenta y continua. No obstante, en virtud del principio de
actuación natural de la elevación del contenido de magnesio, el
tratamiento se realiza con éxito hasta que la rotura se aproxima al
agotamiento total de la capacidad de intercambio. Esto posibilita
tiempos de actividad prolongados o bien, en comparación con la
capacidad de intercambio molar de un intercambiador de cationes
regenerado con cloruro de sodio o con ácido, un volumen mayor del
líquido tratado, hasta que debe realizarse la siguiente
regeneración. Esto es especialmente útil para el tratamiento de
líquidos, además del agua potable. Especialmente para el
tratamiento de agua potable debería realizarse una regeneración, por
razones de la seguridad higiénica propia del dispositivo, lo más
tarde cada 4 días, de una manera independiente del caudal realizado
realmente.
Para dispositivos según las figuras 5 y 6 se
pueden incorporar también intercambiadores de cationes existentes,
ya instalados, para el procedimiento según la invención. A tal fin,
deben reequiparse los sistemas de tal manera que se asegure un modo
de funcionamiento efectivo, económico y optimizado con respecto a
las repercusiones con relación al medio ambiente. Este
reequipamiento se puede realizar en el lado de la construcción por
medio de la substitución de la resina de intercambio rellena por una
resina con propiedades más favorables (selectividades) para el
funcionamiento y la regeneración con sales de magnesio. Otra
posibilidad consiste en substitución del conjunto de válvulas de
control existente con las trampillas y estrangulamientos
correspondientes por conjuntos de válvulas con trampillas y
estrangulamientos correspondientes, que conducen a condiciones de
funcionamiento y de regeneración económica. Esto se consigue
especialmente a través del reequipamiento de trampillas y
estrangulamientos que regulan la corriente volumétrica de la
solución durante el modo de regeneración y/o por medio de medidas
(por ejemplo, tobera venturi), que limitan el consumo de solución
durante la regeneración a través de la mezcla o de la mezcla
intensificada con líquido (por ejemplo, agua).
Una incorporación de los aparatos existentes en
el procedimiento según la invención se puede realizar de una manera
alternativa o adicional también a través de modificaciones en la
técnica de regulación (por ejemplo, software). A tal fin, deben
realizarse modificaciones en el ciclo de control o en la secuencia
de las fases individuales de la circulación durante la regeneración
o durante el periodo de tiempo respectivo de la misma. Las
modificaciones pueden realizarse también en los parámetros de
funcionamiento previamente establecidos (función de supervisión
para la activación de la regeneración), para que de esta manera se
consigan condiciones de funcionamiento y de regeneración, que están
optimizadas para el empleo de sales de magnesio como medios de
regeneración.
De acuerdo con la figura 7, también es posible
especialmente para aplicaciones industriales, implementar el
procedimiento en instalaciones de carbonización rápidas o lentas. La
figura 7 muestra cómo se puede mezclar el líquido en una válvula de
mezcla 12 con una suspensión de dolomita viva precipitada (MgO/CaO)
o una suspensión de una mezcla precipitada de dolomita viva y cal
viva. Por medio de la utilización de dolomita viva que contiene
magnesio, y especialmente por medio de la reacción básica de los
óxidos de magnesio, es posible carbonar el líquido en la
carbonización rápida más allá del equilibrio y, por lo tanto,
también desendurecerla. Para la fabricación de la suspensión está
previsto un silo de dolomita 26, que carga uno o varios depósitos de
agitación 27 con la dolomita viva o con una mezcla de dolomita viva
y cal viva; a partir de los depósitos de agitación se lleva a cabo
la mezcla de la suspensión con la corriente principal a través de la
bomba de dosificación 28. Una vez realizada la mezcla se alimenta
la corriente principal cargada con la suspensión a través de una
zona de inyección 30 a un reactor 29 y se mantiene allí durante un
tiempo de reacción de 10 a 20 minutos, durante el cual se realiza
la precipitación de los formadores de dureza. El reactor está
provisto para la extracción de la masa granular de formadores de
dureza producida con un dispositivo de descarga continua 31, a cuyo
fin se utiliza, por ejemplo, una esclusa de rueda celular. Después
de abandonar el reactor, se carga el líquido aireado para la
separación adicional con partículas sedimentadas en un filtro de
arena rápido 32. El filtro de arena rápido está equipado para el
aclarado regular de las partículas separadas con un volumen de
reaclarado 33, 34 y 35. Por último, se carga el líquido en un filtro
de desacidificación 36 con un relleno de dolomita no quemada, en el
que se realiza por medio de la disolución de la dolomita una
elevación final del contenido de magnesio así como el ajuste del
líquido para el equilibrio de la cal y del ácido carbónico. El
filtro de desacidificación se puede integrar también en el filtro de
arena rápido, cuando éste está lleno con una capa de dolomita de
desacidificación por debajo de la capa de arena y, por lo tanto,
funciona como filtro de varias capas.
Claims (5)
1. Procedimiento para la reducción de la
formación de óxido y la corrosión en sistemas, que conducen líquido
o que están en contacto con líquidos, siendo tratado el líquido de
tal manera que se influye sobre la distribución molar de los
formadores de dureza en el líquido a tratar de tal forma que la
porción de magnesio y/o de compuestos de magnesio es incrementada a
costa de la porción de otros formadores de dureza,
caracterizado porque solamente es tratada una corriente
parcial del líquido y a continuación se mezcla la corriente parcial
tratada con una corriente principal no tratada, en el que la
corriente parcial es al menos el 50% del líquido a tratar, ajustas
a través de una válvula de dilución, para ajustar la porción de
magnesio en el líquido tratado, y se influye sobre la distribución
molar de la corriente parcial de tal manera que la porción de
magnesio y/o de compuestos de magnesio está entre 20% y 100% del
contenido total del formador de dureza.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la corriente parcial representa el 70%
del liquido a tratar.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque a tal fin se pone en contacto la
corriente parcial a tratar con una roca o mineral que contiene
magnesio, por ejemplo con dolomita.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque a tal fin se dosifica a la corriente
parcial a tratar una solución de una sal de magnesio en una medida
proporcional a la cantidad.
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque a tal fin se añaden a la corriente
parcial a tratar iones de magnesio en intercambio directo o
equivalente con otros iones.
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