Estudo da osmose inversa na produção de água desmineralizada para caldeiras

Abstract

Resumo: Uma caldeira de alta pressão que produz vapor utilizado em turbinas na cogeração de energia, não deve apresentar corrosões em sua tubulação, para garantir a segurança de operação e durabilidade do equipamento. O arraste de sílica é uma séria preocupação, uma vez que sua deposição pode causar danos à caldeira e às turbinas. Por essa razão, há necessidade de que sua água de reposição seja desmineralizada, de alta qualidade, com baixos teores de sais dissolvidos, dureza, oxigênio, dióxido de silício e com valor de pH bem controlado. Há alguns anos a separação por membranas tem sido utilizada para alcançar os exigentes parâmetros da água desmineralizada. É um processo de menor gasto energético, menos agressivo ao meio ambiente e viável economicamente, quando comparado aos processos mais tradicionais, como troca iônica ou destilação. Dentre os processos de separação por membranas, a osmose inversa é a mais seletiva, capaz de reter íons e permear a água. Entretanto, as membranas apresentam elevado custo industrial e por esse motivo, devem ser preservadas. Neste trabalho foi realizado um estudo de comparação da ausência e presença de um sistema de abrandamento como pré-tratamento da água que alimenta a osmose inversa. Foram avaliados parâmetros de operação da osmose inversa como a pressão na entrada dos 1º e 2º estágios da alimentação da membrana, pressão do rejeito, fluxo do permeado e pH da água de alimentação, na ausência e presença do sistema de abrandamento da água. Os resultados obtidos indicaram que a inserção do sistema de abrandamento como pré-tratamento para alimentação do processo de osmose inversa evitou a deposição precoce de sílica nas membranas.

Abstract: A high pressure boiler that produces steam turbines used in the cogeneration of energy, should not show in your pipe corrosion, to ensure safe operation and durability. The drag silica is a serious concern, since their deposition can cause damage to the boiler and turbine. For this reason, there is a need for replacement of demineralised water, high quality, with low contents of dissolved salts, hardness, oxygen, silicon dioxide and well controlled pH value. Some years ago the membrane separation has been used to achieve the stringent parameters of demineralized water. It is a process less energy, less harmful to the environment and economically viable when compared to more traditional processes, such as ion exchange or distillation. Among the processes membrane separation, reverse osmosis is the most selective and capable of retaining ions and permeate water. However, the membranes have a high industrial cost and therefore must be preserved. In this work we present a study comparing the presence and absence of a softening system as pretreatment of the water feeding the reverse osmosis. We evaluated operating parameters such as reverse osmosis pressure at the inlet of the 1st and 2nd stages of membrane, feed pressure of the refuse, flow of permeate and pH of feed water, in the absence and presence of the water softening system. The results indicated that the insertion of softening the system as a pretreatment for feeding the reverse osmosis prevented the precocious of silica deposition on the membranes.