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Manual de instruccionesIM/2155–E Edición 4

Columna de intercambio de cationes2155

ABB

EN ISO 9001:2000

Cert. N.º Q 05907

EN 29001 (ISO 9001)

Lenno, Italia – Cert. N.º 9/90A

Stonehouse, R.U.

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Seguridad eléctrica del aparato

Este equipo cumple con la normativa CEI/IEC 61010-1:2001-2 'Safety Requirements for Electrical Equipment for Measurement,Control and Laboratory Use'. Si utiliza el equipo sin seguir las instrucciones indicadas por la empresa, su protección podría versemermada.

Símbolos

En la etiqueta del equipo pueden aparecer los siguientes símbolos:

Advertencia: consulte las instrucciones del manual Sólo corriente continua

Precaución: riesgo de descarga eléctrica Sólo corriente alterna

Terminal protector de conexión a tierra Corriente continua y alterna

Terminal de conexión a tierraEste equipo está protegido mediante un doble aislamiento.

La Compañía

Somos el líder mundial en el diseño y fabricación de instrumentos para el control de procesosindustriales, medida del caudal, análisis de gases y líquidos, así como aplicaciones ambientales.

Como parte de ABB, el líder mundial en tecnología de automatización de procesos, ofrecemosa los clientes nuestra experiencia, servicio técnico y soporte de aplicaciones en todo el mundo.

Estamos comprometidos con el trabajo en equipo, normas de fabricación de alta calidad,tecnología avanzada y un inigualable servicio técnico y de soporte.

La calidad, precisión y desempeño de los productos de la compañía son el resultado de más de100 años de experiencia, combinados con un programa continuo de diseño y desarrolloinnovadores para incorporar las más avanzadas tecnologías.

El Laboratorio de Calibración UKAS No. 0255 es una de las diez plantas de calibración decaudal operadas por la Compañía y es representativa de nuestra dedicación hacia la calidad y laprecisión.

La información contenida en este manual está destinada a asistir a nuestros clientes en la operación eficiente de nuestros equipos. Eluso de este manual para cualquier otro propósito está terminantemente prohibido y su contenido no podrá reproducirse total oparcialmente sin la aprobación previa del Departamento de Publicaciones Técnicas.

Salud y seguridad

Para garantizar que nuestros productos sean seguros y no presenten ningún riesgo para la salud, deberán observarse los siguientes puntos:

1. Antes de poner el equipo en funcionamiento se deberán leer cuidadosamente las secciones correspondientes de este manual.

2. Deberán observarse las etiquetas de advertencia de los contenedores y paquetes.

3. La instalación, operación, mantenimiento y servicio técnico sólo deberán llevarse a cabo por personal debidamente cualificado y de acuerdo con la información suministrada.

4. Deberán tomarse las precauciones normales de seguridad, a fin de evitar la posibilidad de accidentes al operar el equipo bajo condiciones de alta presión y/o temperatura.

5. Las sustancias químicas deberán almacenarse alejadas del calor y protegidas de temperaturas extremas. Las sustancias en polvo deberán mantenerse secas. Deberán emplearse procedimientos de manejo normales y seguros.

6. Al eliminar sustancias químicas, se deberá tener cuidado de no mezclar dos sustancias diferentes.

Las recomendaciones de seguridad sobre el uso del equipo que se describen en este manual, así como las hojas informativas sobre peligros (cuando corresponda) pueden obtenerse dirigiéndose a la dirección de la Compañía que aparece en la contraportada, además de información sobre el servicio de mantenimiento y repuestos.

Columna de intercambio de cationes2155 Contenido

IM/2155–E Edición 4 1

Contenido

1 Introducción ....................................................................21.1 Descripción ..............................................................21.2 Intercambio de iones ................................................21.3 Construcción de la columna de intercambio iónico ... 2

2 Instalación .......................................................................32.1 Instalación ................................................................3

3 FUNCIONAMIENTO .........................................................43.1 Puesta en marcha y funcionamiento .........................4

4 MANTENIMIENTO ...........................................................44.1 Mantenimiento .........................................................4

4.1.1 Regeneración ...............................................44.1.2 Procedimiento de regeneración ....................4

5 ESPECIFICACIONES .......................................................55.1 Especificaciones generales ......................................55.2 Condiciones de almacenamiento y manejo de colum-

nas y resina ..............................................................5

6 REPUESTOS ....................................................................66.1 Repuestos ...............................................................6

Notas ..................................................................................7

Columna de intercambio de cationes2155 1 Introducción

2 IM/2155–E Edición 4

1 Introducción1.1 DescripciónLa utilización de columnas de intercambio iónico para medircontaminantes es un método implantado en el sectorenergético desde hace ya muchos años.

Productos químicos alcalinos como hidróxido sódico yamoníaco se añaden habitualmente al agua de alimentación yde calderas para aumentar el pH con el fin de controlar lacorrosión. Como consecuencia, la conductividad del aguaaumenta considerablemente, lo que enmascara laconductividad de posibles contaminantes.

Para contrarrestar este aumento de la conductividad, se pasauna muestra por la columna de intercambio iónico donde elálcali es eliminado. De esta manera podrá medirse con precisiónla conductividad de los contaminantes. Por ejemplo, podrándetectarse contaminantes de aniones corrosivos como cloruros,carbonatos y sulfatos.

Otros sistemas similares miden la conductividad de la muestraantes de introducirla en la columna para calcular, de este modo,los niveles de pH y amoníaco.

1.2 Intercambio de ionesEl intercambio iónico es el proceso mediante el cual los ionespresentes en un material sólido (la resina de intercambio iónico)se intercambian con los iones de una solución. Este procesopuede utilizarse para purificar una solución o eliminar de lamisma productos químicos no deseados.

La resina presenta el aspecto de perlas esféricas lisas con undiámetro comprendido entre 0,5 mm y 1 mm. No obstante, anivel molecular cada perla tiene una estructura en armazón queocupa una gran parte de la superficie de la solución. El agua dealimentación se introduce en una columna acrílica transparenteque contiene perlas de resina.

Antes de utilizarse, la resina se trata con una solución de ácidoclorhídrico para pasarla a su forma hidrogenada. Al depositarlaen la solución, la resina intercambiará estos iones hidrógenocon cationes (iones positivos) de la solución para dar lugar a losácidos derivados de las sales. Por ejemplo:

Amoníaco

NH4 OH + RH <--> RNH4 + H2O

Cloruro de sodio

RH + NaCl <--> RNa + HCl

La reacción anterior de sodio da lugar a una conductividad tresveces mayor, de manera que se detectarán cantidades menoresde contaminantes.

1.3 Construcción de la columna de intercambio iónicoLa columna de intercambio de cationes modelo 2155 consta deuna única columna acrílica con acoples de extracción rápida enlos extremos y un paquete de resina.

Nota. Los tubos de conexión y las pinzas de sujeción no están incluidos.

Fig. 1.1 Disposición típica de la columna de cationes

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Columna de intercambio de cationes2155 2 Instalación


2 Instalación2.1 InstalaciónLa columna se fija verticalmente mediante dos pinzas desujeción que se atornillan a una pared o a un panel adecuados(Fig. 2.1).

Se utilizan células de conductividad junto con transmisores deconductividad colocados en las proximidades. Las columnas ycélulas podrán adoptar distintas configuraciones paraadaptarse a la aplicación (Fig. 2.2).

Fig. 2.1 Información de montaje

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Fig. 2.2 Disposición típica de la columna de cationes

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Columna de intercambio de cationes2155 3 FUNCIONAMIENTO


3 FUNCIONAMIENTO3.1 Puesta en marcha y funcionamiento

1. Retire la tapa del extremo superior.

2. Vacíe un paquete entero de resina (J/2155/500) dentro dela columna.

3. Coloque la tapa de nuevo.

4. Agite la columna con cuidado para que la resina seasiente.

5. Enganche la columna a la pared.

6. Una el tubo de la muestra a las tapas de los extremos demanera que la dirección del caudal sea descendente.

7. Abra y ajuste el regulador del caudal de la muestra hastaconseguir la velocidad de caudal recomendada (entre100 ml y 300 ml min-1).

4 MANTENIMIENTO4.1 Mantenimiento

4.1.1 RegeneraciónLos iones de hidrógeno presentes en la resina se van agotandoy el proceso de intercambio deja de producirse. Laconcentración de iones no deseados aumenta en la salida de lacolumna; esta acción se conoce como penetración.

Afortunadamente, el proceso de intercambio es reversible y laresina puede pasar a su estado original si se trata con unasolución rica en iones de hidrógeno, es decir, una soluciónácida.

A medida que la resina se agota, su color cambia de naranja arojo oscuro hasta una línea de separación que desciendeprogresivamente por la columna. Cuando la línea de separaciónse aproxima al fondo de la columna la resina debe regenerarse.

La resina agotada puede procesarse de tres maneras:

Puede eliminarse y rellenar la columna con resina nueva.

Puede retirarse, recogerse en un recipiente adecuado yregenerarse cuando se haya acumulado un volumenrazonable de resina.

Puede regenerarse in situ; consulte la sección 4.1.2.

4.1.2 Procedimiento de regeneración1. Cierre la válvula de entrada (conectada en la parte

superior de la columna) o, en el caso de una columna deservicio/reserva, cambie las válvulas de entrada y salida ala columna de reserva.

2. Retire el acople de extracción rápida de la parte superior einferior de la columna gastada.

3. Marque la parte superior de la columna y desengánchelade las pinzas de sujeción.

4. Instale una columna de repuesto, si está disponible.

5. Invierta la columna gastada y sujétela en posición vertical.Vierta agua desmineralizada en la parte posterior de lacolumna a 30 litros por minuto durante 10 minutos paraeliminar los restos de partículas.

6. Desde la parte superior de la columna, introduzca3,5 litros de ácido clorhídrico al 5% en la columna duranteun periodo comprendido entre 10 y 30 minutos hasta quela resina vuelva a recobrar su color naranja original.

7. Introduzca agua desmineralizada por la parte superior dela columna a aproximadamente 3,5 litros por minuto paralimpiarla. Este procedimiento dura aproximadamente30 minutos.

8. La columna podrá empezar a utilizarse de nuevo. Si deseaguardarla, llénela de agua de manera que permanezcahúmeda.

Nota. Una vez que se añade la resina a la columna, esta debe mantenerse en posición vertical.

Nota. Puede que no se empiecen a obtener resultados significativos hasta pasadas varias horas debido a la presencia de burbujas de aire, que se disolverán lentamente en muestras anaerobias.

Columna de intercambio de cationes2155 5 ESPECIFICACIONES


5 ESPECIFICACIONES5.1 Especificaciones generales

5.2 Condiciones de almacenamiento y manejo de columnas y resinaGuardar entre 5 °C y 50 °C.

Evitar que se congele.

Evitar deshidratación.

Se recomienda utilizar guantes y gafas de protección siempreque se esté trabajando con resina.

Fig. 4.1 Columna parcialmente agotada

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Velocidad máxima de caudal: 400 ml min-1

Velocidad mínima de caudal: 30 ml min-1

Velocidad recomendada de lamuestra

entre 100 y 300 ml min-1

Temperatura máx.: 50 °C

Presión máx.: 3 kgcm-1 / 3 bar / 45 psi

Intercambio de iones de laresina ADH:

Cuando la muestra estáagotada, el color cambia de

naranja a rojo oscuro

Conexión a la entrada: 6 mm DI

Conexión a la salida: 6 mm DI

Precaución. La presencia de resina en el suelo es peligrosa, ya que se trata de una sustancia muy resbaladiza.

Columna de intercambio de cationes2155 6 REPUESTOS


6 REPUESTOS6.1 Repuestos

Descripción Número de pieza

Columna acrílica: incluye acoplesde 6 mm y paquete de resina

J/2155/400

Columna acrílica: incluye acoplesde 6 mm sin paquete de resina

J/2155/403

Columna acrílica J/2155/405

Pinza de sujeción 9390846

Paquete de resina J/2155/500

Acople (macho de extracciónrápida) de 6 mm

J/0214/042

1/4 pulg. Acople de cierreautomático

J/2141/150

Acople (opcional) (macho deextracción rápida) 10 mm

9390308

Junta tórica (pequeña) J/0211/176

Tapón de la columna J/2155/406

Filtro moldeado J/0214/044

Junta tórica (grande) J/0211/228

Accesorio no estándar 10 mm

9390308

Fig. 6.1 Montaje del tapón

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Columna de intercambio de cationes2155 Notas


Notas

Columna de intercambio de cationes2155 Notas


PRODUCTOS Y SOPORTE AL CLIENTE

Productos

Sistemas de automatización• para las siguientes industrias:

– Química y farmacéutica– Alimentación y bebidas– Fabricación– Metalurgia y minería– Petróleo, Gas y Petroquímica– Pasta y papel

Mecanismos de accionamiento y motores• Accionamiento con CA y CC, máquinas de CA y CC,

motores de CA de hasta 1 kV• Sistemas de accionamiento• Medición de fuerza• Servomecanismos

Controladores y Registradores• Controladores de un lazo o multilazo• Registradores de gráfico circular y gráfico de bandas• Registradores sin papel• Indicadores de proceso

Automatización flexible• Robots industriales y sistemas robotizados

Medición de Caudal• Caudalímetros Electromagnéticos• Caudalímetros Másicos• Caudalímetros de turbinas• Elementos de caudal tipo Wedge

Sistemas marinos y turboalimentadores• Sistemas eléctricos• Equipos marinos• Reemplazo y reequipamiento de plataformas mar adentro

Analítica de procesos• Analítica de gases de procesos• Integración de sistemas

Transmisores• Presión• Temperatura• Nivel• Módulos de interfaz

Válvulas, actuadores y posicionadores• Válvulas de control• Actuadores• Posicionadores

Agua, Gas e Instrumentación Analítica industrial• Transmisores y Sensores de pH, Conductividad y de

Oxígeno Disuelto• Analizadores de Amonio, Nitrato, Fosfato, Sílice, Sodio,

Cloruro, Fluoruro, Oxígeno Disuelto e Hidracina.• Analizadores de Oxígeno de Circonia, Catarómetros,

Monitores de Pureza de Hidrógeno y Gas de Purga, Conductividad Térmica.

Soporte al cliente

Brindamos un completo servicio posventa a través de nuestraOrganización Mundial de Servicio Técnico. Póngase encontacto con una de las siguientes oficinas para obtenerinformación sobre el Centro de Reparación y Servicio Técnicomás cercano.

EspañaAsea Brown Boveri, S.A: Automation Products Instrumentación.Tel: +34 91 581 93 93Fax: +34 91 581 99 43

EE. UU.ABB Inc.Tel: +1 215 674 6000Fax: +1 215 674 7183

Reino UnidoABB LimitedTel: +44 (0)1453 826661Fax: +44 (0)1453 829671

Garantía del ClienteAntes de la instalación, el equipo que se describe en este manualdebe almacenarse en un ambiente limpio y seco, de acuerdo conlas especificaciones publicadas por la Compañía.

Deberán efectuarse pruebas periódicas sobre el funcionamientodel equipo. En caso de fallo del equipo bajo garantía, deberáaportarse como comprobante, la siguiente documentación:

1. Un listado que describa la operación del proceso y losregistros de alarma en el momento del fallo.

2. Copias de los registros de almacenamiento, instalación,operación y mantenimiento relacionados con la unidad encuestión.

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ABB cuenta con técnicos especializados en venta y servicio de asistencia técnicaen más de 100 países en todo el mundo

www.abb.com

ABB realiza su actividad comercial en base a directivas de mejora continua de los productos y se reserva el derecho a modificar la

información contenida en este documento sin previo aviso.

Impreso en el Reino Unido (04.08)

© ABB 2008

Asea Brown Boveri, S.A.Division Instrumentaciónc/ San Romualdo, 1328037 - MADRIDEspaña Tel: +34 91 581 93 93Fax: +34 91 581 99 43

ABB Inc.125 E. County Line RoadWarminsterPA 18974EE. UU.Tel:+1 215 674 6000Fax:+1 215 674 7183

ABB LimitedOldends Lane, StonehouseGloucestershireGL10 3TAReino UnidoTel:+44 (0)1453 826661Fax:+44 (0)1453 829671

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