Diseño, construcción e instalación de un equipo del tipo modular de intercambiador iónico, para el laboratorio de procesos y operaciones unitarias de la FIQ-UNAP

Abstract

Los conocimientos implantados en la formación profesional de la Facultad de Ingeniería Química sobre los procesos y operaciones unitaria nos conllevan hacer equipos que complemente los conocimientos teóricos implantados dentro de las aulas, es por eso la necesidad que nos hace Construir E Instalar un Equipo Modular de Intercambio Iónico para el mejor desarrollo de los conceptos que adquirimos durante nuestra formación. El presente trabajo de investigación tiene por contenido la descripción tanto teórico como práctico del Intercambiador Iónico y del Ablandador, en una primera instancia los dos equipos desarrollan un intercambio iónico debido a sus cargas eléctricas tanto de los aniones y catiónes presentes en el agua. El intercambiador iónico posee dos etapas: la pnmera consta de un Intercambiador Catiónico en forma circular, en su interior lleva grava, resina tipo Puro lite C-1 OOH con la cual se elimina a los cationes que están unidos a los iones cloruros, nitratos, sulfatos y silicatos, quedando en el agua los ácidos de las sales inicialmente presentes en el agualos; la segunda etapa consta de un Intercambiador Aniónico en forma circular, en su interior lleva grava, resina tipo Purolite A-400 con la cual se elimina a los aniones de los ácidos débiles tales como el ácido carbónico y el ácido silícico. El Ablandador está formado un tubo de PVC y en su interior contiene grava, resina tipo Lewatit S-1467 con la cual se elimina a los cationes de Ca y Mg presentes en el agua a tratar. Los equipos tanto el Desmineralizador y Ablandador constan del mismo volumen de resina ( 6 L) la resina tiene forma circulares y son gelatinosas, con la diferencia de la capacidad de Intercambio que posea cada resina la cual se menciona en el Capítulo 11. El desmineralizador y Ablandador trabajan independientemente, es decir no depende uno del otro. Las variables predominantes es el Caudal, sin embargo la temperatura y el pH no - 16- alternan en nada el intercambio iónico; ya que el equipo puede trabajar a temperaturas mayores al del ambiente y a un rango de pH que va de 0-13. Los cálculos de diseño y construcción se elaboraron con una expectativa académica las cuales están mencionadas en el Capítulo II; el manejo esta detallado dentro del Capítulo IV, ya que se tiene que hacer juego de válvulas para su obtimo funcionamiento. Los equipos tienen un tiempo de servicio optimo, ya que llegan a saturarse en la cual se necesita hacer un regenerado con sustancias químicas que se especifican en el trabajo (Acido Sul:furico, Soda Caustica, Cloruro de Sodio); también se recomienda hacer un lavado con agua destilada con el fin de separa los sólidos que puedan retener el intercambiador, ya que eso evita el área de contacto y así minimiza la eficiencia del intercambiador. El uso que se le puede dar a dicho equipo es para la obtención de agua desmineralizada (intercambiador iónico) y agua blanda (Ablandador); el agua desmineralizada sirve para hacer análisis dentro del laboratorio, dando una seguridad y exactitud de los datos ya que está libre de iónes que pueden intervenir dentro de algunas reacciones químicas. El agua blanda se puede utilizar para calderos.