Desaireadores y Aireadores Solucionan Muchos Problemas

 Imágenes de la revista POWER de diciembre del año 1958 sobre desaireadores  y aireadores.

El oxígeno es un gas que no reacciona químicamente con el agua y es cada vez menos soluble al aumentar la temperatura. Por eso es muy fácil de remover llevando el agua a su punto de ebullición correspondiente a su presión de operación. Equipos diseñados a presión u a vacío son usados para lograrlo.

Cuando es necesario calentar el agua (para la alimentación de una caldera) desaireadores a vapor son utilizados. Si el agua es utilizada para enfriamiento u otros propósitos donde el calentamiento no es necesario o deseado, unidades que trabajan al vacío son apropiadas.

Los desaireadores a vapor rompen el agua en forma de rocío o cascada y entonces pasar vapor a través de ella para expulsar el gas disuelto, como el oxígeno y dióxido de carbono. El contenido de oxígeno puede ser reducido por debajo de 0.005 cc por litro, casi el límite de los resultados obtenidos por medios químicos. Como el dióxido de carbono es removido, el aumento del pH también da una indicación de la eficiencia del desaireador.

 Los desaireadores típicos tienen una sección de calentamiento y desaireación más almacenamiento para el agua desaireada o desgasificada caliente. Generalmente un tanque de separación es provisto al lado o debajo de la unidad para almacenar durante unos minutos la capacidad nominal.

El diseño de desaireadores a vapor se divide en dos grandes categorías: 

1. Pulverización (Spray)
2. Bandejas (tray) o combinación pulverización-bandejas.

El vapor que entra, abajo a la izquierda, se encuentra primero con el agua más caliente para eliminar por completo la última fracción restante de gas disuelto. Este gas es transportado junto con el vapor a medida que fluye a través del desaereador. En la actualidad la dirección del flujo de vapor varia con el diseño y puede ser flujo cruzado, flujo descendente o flujo en contracorriente. El vapor recoge más gas no condensable a medida que atraviesa la unidad y condensables a medida que calienta el agua.

La mayor parte del vapor condensa en la parte superior del desaireador cuando se pone en contacto con el agua fría. La mezcla remanente de gases no condensables como oxígeno y dióxido de carbono son descargados a la atmósfera a través de un condensador de venteo. Para más información consultar  el Standards and typical specifications for deaerators and deaerating heaters publicado por The Heat Exchange Institute. Reporte especial de la revista POWER sobre Heat exchangers, Junio 1954, también es útil.

Los desaireadores de vacío usan eyectores a vapor o bombas mecánicas de vacío para lograr el vacío requerido. El grado de vacío depende  de la temperatura del agua  y usualmente está en el rango de 28 pulgadas de Hg. La eficiencia de remoción de oxígeno  y dióxido de carbono no se compara con las unidades a vapor. Residuales de oxígeno están alrrededor de los 0.2 ppm; el dióxido de carbono variará de 2 a 10 ppm dependiendo de la cantidad que viene en el agua y de la temperatura de la misma. Los desaireadores de vacío son frecuentemente utilizados en sistemas de desmineralización para reducir los costos de operación debido a las sustancias químicas, tamaño del equipo y para proteger las resinas de intercambio aniónico de algún daño por oxidación. La estructura interna consiste en un arreglo de madera escalonado o anillos de cerámica Raschig.

La aireación es simplemente un proceso mecánico para mezclar el aire y el agua. Puede hacerse con boquillas spray, aereadores de cascada, aereadores a presión o unidades de tiro forzado. Para flujos bajos, es práctico también  introducir el aire en forma de burbujas en un tanque de almacenamiento.

 

Los desgasificadores de tiro forzado son aplicados generalmente para remover dióxido de carbono, aunque también hacen un buen trabajo en la remoción de sulfuro de hidrógeno y oxidando el hierro y manganeso.

La estructura en los desgasificadores esta conformada por bandejas horizontales de madera o anillos raschig que dividen en corrientes muy pequeñas  el agua que va cayendo. Al mismo tiempo el aire es forzado hacia arriba a través de la unidad por un soplador y distribuido sobre la sección transversal inferior del tanque. Fluyendo hacia arriba en contracorriente a el flujo de agua. El aire y gas despojado del agua son descargados a través de un venteo en la parte superior.

Las unidades de tiro forzado son extremadamente eficientes para la remoción de gases, y ellas son menos costosas que los desaireadores de vacío para la remoción de dióxido de carbono. Resultados: Muchos sistemas de desmineralización los tienen para reducir el dióxido de carbono a niveles de 2 a 5 ppm. Pero las desventajas del agua tratada que está saturada con oxígeno a menudo superan cualquier ventaja de costos del diseño de tiro forzado para este uso.

Aireador de tiro forzado

 

 

Los aireadores a presión son empleados a veces para oxidar hierro y manganeso donde aireadores abiertos y de bombeo doble son in deseados. La unidad de la derecha satura solo una parte del flujo de agua con aire, cantidad que el agua puede retener disuelta en solución a presión atmosférica. Teóricamente cada ppm de oxígeno disuelto oxida alrededor de 7 ppm de hierro o manganeso.

Este saturador no reduce el contenido de dióxido de carbono libre. Como el efluente usualmete fluye directamente a los filtros sin sedimentación previa, su uso es limitado a aguas que tienen baja contenido de hierro, manganeso y dióxido de carbono.

Fuente: https://complete-water.com/resources/aeration-processes

Los aireadores de bandejas-coque son más ampliamente usados para airear aguas que contienen hierro y manganeso. La unidad, a la derecha,  consiste en una serie de bandejas llenas de coque. El agua entra por la parte superior  a través de una válvula de entrada controlada por flotante, percola a través del coque y es aireada durante la caída libre sobre los platos.

El óxido de hierro se precipita en el coque donde entra en contacto con el agua que contiene hierro y actúa como catalizador para ayudar a reducir más el contenido de hierro.

 

 

Los aireadores de listones de madera tienen un diseño similar. Las bandejas están escalonados para romper la caída libre del agua y exponer la superficie del agua  a el aire antes de llegar al tanque de la parte inferior. Son similares a una pequeña torre de enfriamiento.

 

Los métodos de difusión de aire consisten en burbujear a través de  de la masa de agua. Esto se realiza forzando el aire a través de boquillas, tubos perforados, platos o tubos porosos en el fondo de un tanque que contiene el agua. Grandes volúmenes de aire se necesitan para remoción eficiente limita el uso de este método para flujos más pequeños.

 

 Los aireadores de pulverización (aireadores spray) barren hacia afuera cualquier sustancia volátil mediante una acción de pulverización mecánica. Boquillas pulverizadoras son montadas usualmente arriba en un tanque abierto y descargan en el aire. En las plantas municipales son usados para remover olores y sabores producidos por la descomposición de algas y por el sulfuro de hidrógeno.

 

 

(DESAIREADOR - DESAREADOR - DESGASIFICADOR. Fuente:https://www.deltaindustrialgt.com/post/desaireador-desareador-desgasificador-1  (17/08/2024)).

Para diseñar un aireador de bandejas consultar: https://www.studocu.com/ec/document/universidad-politecnica-salesiana/agua-potable/aireadores-de-bandejas-de-posgrado/99945942