Tratamento Agua Resfriamento

CONSELLHO REGIO CONSE REGIONA NALL DE QUÍMICA QUÍMICA - IV REGIÃO REGIÃO (SP) (SP)

Tratamento ratamento químico de

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Tr at am ame ent o q uí uím mic o de água de r esf r iam ame ent o

Pr inc ipio s bási bás ic o s de t r a t a me n t o d e á gu g ua d e r e s f r ia me n t o

José Otávio Silva Diretor da Aquaplan Tecnologia

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Tr at am ame ent o q uí uím mic o de água de r esf r iam ame ent o

José Otávio Mariano Silva áreas de • Extensa experiênc ia nas áreas Tratamento de Águas Indus tri ais e Especialidades Especialidades Químic Químicas as

• Químico pela Universidade Mackenzie Físico co pela p ela Univ Universid ersidade ade de São Paulo Paulo • Físi

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Tr at ament o q uímic o de água de r esf r iament o

 Vinculações Conselho Regional de Química 4ª Região  Amcham - Câmara Americana de Comércio  ABEQ - Associação Brasileira de Engenharia Química CTI - Cooling Technol ogy Institute, Houston, USA  ABC - Associação Brasileira de Cosmetologia  ACS - American Chemical Society, Washington, DC, USA SBF -Sociedade Brasileira de Física Conselho Regional de Química IV Região (SP) – Apoio: Caixa Econômica Federal

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Tr at ament o q uímic o de água de r esf r iament o

José Otavio Mariano Silva  Autor ou co-autor de numer osos tr abal hos técni cos apres entados e publicados no Brasil e no exterior sobre tr atamento de águas industriais: Petrobrás  ABRACO -As soci ação B ras il eir a de Corr osão IWC -International Water Conference NACE - National Association of Corrosio n Engineers CTI - Cooling Technology Institu te  ABC - Associ ação Brasi lei ra de Cosmetolo gi a.

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 ÁGUA: sua importância 

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Um dos 4 elementos da antig uidade: água, ar, terra e fogo. Não há vida sem água: uma pessoa saudável pode viver até 30 dias sem c omid a, mas morrerá em uma semana sem água. Consumo mundial: 2.270 km3 / ano Reservas estipuladas pela ONU: mínimo de 2.000 metros cúbicos / ano / pessoa;

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 ÁGUA: escassez ou abundância ? 

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Planeta ÁGUA: 75% da superfície terrestre s ão cobertos por água 1.4 bilhão de km 3. Porém apenas 3% são água doce! Desta pequena por ção, 2% estão congelados em geleiras, calotas po lares e neves eternas; Conclusão: apenas CaCO3 precipitado + H20 +CO2

•  A redução na solubilidade e subs eqüente precipi taç ão de sólidos é conseqüência de se busc ar os níveis mais estáveis de energia dentro do si stema químico, do mesmo modo q ue a corrosão é conseqüência de o m etal sempre tender em direção a sua condi ção de mais baixa energia. As incrus tações e lamas podem portanto oc orrer devido a reações químic as que levam a compostos menos solúveis. Conselho Regional de Química IV Região (SP) – Apoio: Caixa Econômica Federal

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Tr at ament o q uímic o de água de r esf r iament o

Ciclos de Concentração • O número de vezes que os sólidos aumentam no sistema chama chama--se ciclo de concentração (CC). • CC é controlado por  – Para aumentar o CC  –  –  –  reduza a purga  – Para reduzir o CC  –  –  –  aumente a purga

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Tr at ament o q uímic o de água de r esf r iament o x

O aumento do ciclo reduz o consumo de água; no entanto, aumenta o risco de formação de incrustações e de crescimento microbiologico. Consequentemente, em geral se mantém o ciclo entre 4 a 8.

Consumo de água

x x x

1

2

3

4

x

x

5

6

Ciclo de Concentração Conselho Regional de Química IV Região (SP) – Apoio: Caixa Econômica Federal

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Controle da purga • Efeitos da purga:  – Purga demasiada:  –  • Baixo ciclo de concentração • Perda de água • Perda de produtos químicos  – Purga insuficiente:  –  • Alto ciclo de concentração • Risco de incrustações /depósitos • Aumento de nutrientes no sistema • Risco de biodepósitos

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Depósitos ou incrustações: definição e causas • • • •

•

Aderente e permanente Contaminantes de processo Presentes na água: areia, barro, limo e algas Formados pela concentração de sais dissolvidos na água: carbonatos, sulfatos, fosfatos, sílica, cálcio, magnésio, ferro Formados por produtos de corrosão: óxidos de ferro, sais de zinco (white rust)

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Depósitos ou incrustações •

Reduzem troca t érmica

•

Facilitam a corrosão sob depósito s

•

 Aumentam o fator de rugos idade e a perda de carga em tubulações e trocadores de calor 

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Depósitos ou incrustações em sistemas de resfriamento Redução da troca térmica  As perdas médias de calor, em função da espessura das incrustações, são tabuladas a seguir : ESPESSURA % DE PERDA DE CALOR 0,50 50mm mm.............................................................................................. ..............................................................................................4 4% % 0,75 75mm mm.............................................................................................. ..............................................................................................7 7% % 1,00 00mm mm............................................................................................... ...............................................................................................9 9% % 1,25 25mm mm............................................................................................. .............................................................................................1010% % 1,50 50mm mm............................................................................................. .............................................................................................1313% % 2,20 20mm mm............................................................................................. .............................................................................................1515% % 2,70 70mm mm............................................................................................. .............................................................................................1616% %

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Depósitos: influencia no consumo de energia

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Formação de incrustações • Resulta em perda da eficiencia de troca térmica  – Aumento dos custos operacionais  –   – Risco de corrosão sob depósitos  –   – Aumento dos custos de manutenção  –  • Riscos associados a bacterias  – Implicações sanitárias (Legionella)  – 

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Tr at ament o q uímic o de água de r esf r iament o

Obstruções • Perda de eficiencia na troca térmica  – Aumento de custos operacionais  –  • Corrosão sob depósito  – Aumento da necessidade de manutenção  –  • Aumento dos nutrientes microbianos  – Consequencias sanitarias  –  • Obstruções do sistema  – Aumento de custo e de horas paradas  –  Conselho Regional de Química IV Região (SP) – Apoio: Caixa Econômica Federal

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 ANÁLISE DE AGUAS TÍPICA

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Tr at ament o q uímic o de água de r esf r iament o  An álise da água

Resultado

pH

7.7 UpA

Cor

3.00 Pt-Co

Turbidez

9.00 NTU

Sólidos suspensos

5 mg/l

Cloretos como Cl-

44 mg/l

Alcalinidade como CaCO3

144 mg/l

Ferro total como Fe

0,311mg/l

Manganês (Total) como Mn

0,65 mg/l

Nitratos como N

4.0 mg/l

Dureza total como CaCO3

207mg/l

Sulfatos como SO4

62.3 mg/l

Sílica – reativa como SiO2 Sulfetos como S

6.9 mg/l 0.015 mg/l

Dióxido de carbono - livre

2.50 mg/l

Sólidos dissolvidos totais a 180 ºC

347 mg/l

Oxigênio dissolvido (medido em campo)

10.7mg/l

Coliformes totais