Resinas de intercambio iónico Tulsion® para la desmineralización del agua

El agua desmineralizada (agua DI) desempeña un papel fundamental en la fabricación de diversos productos de consumo e industriales. El agua desmineralizada o desionizada se produce mediante la desmineralización, el proceso de eliminación de sólidos disueltos totales (TDS) e impurezas minerales del agua de alimentación para cumplir con las especificaciones requeridas en ciertas aplicaciones.

Las resinas de intercambio iónico son una de las tecnologías más avanzadas para producir agua de alta pureza libre de contaminantes iónicos. Se utilizan ampliamente en la ablandación de agua por su capacidad para eliminar la dureza del agua (iones de calcio y magnesio) del agua de alimentación e intercambiarla por iones de sodio (Na).

Tanto las resinas aniónicas como las catiónicas se utilizan en sistemas de desmineralización para el tratamiento de aguas industriales para producir agua desmineralizada. Los sistemas de desionización más comunes son el de dos lechos, que utiliza resinas catiónicas y aniónicas en unidades separadas, y el de lecho mixto, que combina ambos tipos de resinas en una sola unidad.

Las resinas de intercambio iónico también se utilizan comúnmente en el pulido posterior al tratamiento de otros tipos de sistemas de filtración para el tratamiento del agua, como la ósmosis inversa (OI), la ultrafiltración (UF), la nanofiltración (NF) y los sistemas de electrodesionización (EDI). Su función en estos sistemas es eliminar cualquier impureza o contaminante restante y garantizar la consistencia de los niveles de pureza del agua.

Sistemas de desmineralización

Las plantas de desmineralización deben diseñarse y configurarse con precisión para garantizar su eficiencia óptima y que la calidad del agua de salida cumpla con las especificaciones requeridas. La calidad del agua de entrada y los requisitos de capacidad también son importantes en el diseño de la planta. A continuación, se presenta un esquema típico para producir agua destilada de alta calidad:

Prefiltración → SAC → DEG → SBA → MB

Abreviaturas:
SAC: Catión ácido fuerte	SBA: Anión de base fuerte	WAC: Catión ácido débil	WBA: Anión de base débil
MB: Lecho mixto	DEG: Desgasificador	ppm: Partes por millón = mg/l (miligramos/lit)

SAC: Elimina todos los cationes y regenera con HCl al 5% o H ₂ SO ₄ al 1,5% al 5%.

Reacción:
(Ca) _HCO3		(California)		( _HCO3 )
(Mg) Cl	+ R – H →	(Mg) R	+	H (Cl)
(Na) _SO4		(N / A)		(SO ₄ )

Desgasificador:

H ₂ CO ₃ + Aire -> H ₂ O + CO ₂ ↑

Calidad de salida SAC:
pH = 2,5 a 3,8

Sodio= < 1 ppm

Calidad de salida DEG:

CO ₂ = < 10 ppm como CaCO ₃

SBA: Elimina todos los aniones y se regenera con NaOH al 4%–5%.

Según la aplicación y la calidad de agua deseada, las plantas de desmineralización pueden tener diferentes diseños y configuraciones para el proceso de intercambio iónico. A continuación, se presentan algunos ejemplos según la calidad de salida requerida:

Reacción:
( _HCO3 )		( _HCO3 )
H (Cl)	+ R – OH →	R - (Cl)	+	_H2O
(SO ₄ )		(SO ₄ )

Calidad de los outlets de SBA:
pH = 7,5 a 8
Sílice= <0,2 ppm
Conductividad= < 5 μs/cm

Calidad de salida MB:
pH= 6,5 a 7
Sílice= <0,02 ppm
Conductividad= <0,2 μs/cm

MB: Se utiliza para el pulido final. Consiste en una mezcla estequiométrica de SAC altamente regenerado en hidrógeno y SBA en hidróxido, respectivamente.

Sistema	Solicitud	Calidad de salida típica (Conductividad en μmho, Sílice en ppm)	Ventajas y limitaciones
SA→WB	La sílice y el CO₂ no son objetables	Cond. 10–40 Sílice: Sin cambios	Bajo costo de equipo, bajo costo de regenerante
SA→SB	Se requiere agua cruda de menor alcalinidad, eliminación de CO₂ y sílice	Cond. <15 Sílice: 0,02–0,10	Bajo costo de equipo, costo medio de regenerante
SA→D→SB	Se requiere eliminación de agua cruda de alta alcalinidad, CO₂ y sílice	Cond. <15 Sílice: 0,02–0,10	Bajo costo de regenerante, requiere rebombeo
SA→D→WB→SB	Agua cruda de alta alcalinidad; se requiere eliminación de Cl y SO; sílice y CO₂	Cond. <15 Sílice: 0,02–0,10	El mayor costo del equipo, el menor costo de regenerante, se requiere rebombeo
WA→SA→D→WB→SB	Alta dureza, alcalinidad; se requiere eliminación de Cl y SO, RW; sílice y CO₂	Cond. <15 Sílice: 0,02–0,10	Mayor costo del equipo, menor costo de regenerante, se requiere rebombeo
CF→D→SB	RW con alto contenido de sodio, se requiere poca fuga	Cond. <10 Sílice: 0,02–0,05	Costo medio de equipo, se obtienen los menores costos de ácido por fugas
SA→SB→SA	RW de alto contenido de sodio, sistema de dos lechos existente, se requieren bajas fugas	Cond. <10 Sílice: 0,02–0,05	Fácil de adaptar, peligro de agua ácida en caso de ruptura de aniones.
MEGABYTE	RW con bajo contenido de sólidos, se requiere alta pureza	Cond. <5 Sílice: 0,02–0,10	Bajo costo del equipo, alto costo de los productos químicos, mayor atención requerida
SA→SB→MB	RW de alto contenido de sólidos, se requiere alta pureza	Cond. <1 Sílice: 0,01–0,05	Costo medio de equipo, alto costo de químicos, se requiere mayor atención

Selección de resinas de intercambio iónico

Seleccionar la resina adecuada para su sistema puede ser un desafío. Se deben considerar diversos criterios, como la capacidad de entrada y salida, las impurezas del agua de alimentación, la calidad de salida requerida y los tipos de regenerante.

Nuestros equipos de ChemPoint y Thermax pueden ayudarle a identificar la resina de intercambio iónico ideal para su sistema. Ofrecemos una amplia gama de intercambiadores iónicos Tulsion® de Thermax, diseñados específicamente para satisfacer las necesidades de su sistema y la calidad requerida para sus aplicaciones de tratamiento de agua. Nuestra gama de productos de intercambio iónico incluye:

Resinas de intercambio aniónico:

Producto	Descripción	Características y beneficios
Tulsion® A-2X MP	Una resina de intercambio aniónico de base débil macroporosa con grupos funcionales de amina terciaria	Excelente para aguas con alta TD cuando las concentraciones de Cl, SO₄ y NO₃ son superiores a lo habitual. Además, ofrece estabilidad osmótica y una alta eficiencia de regeneración.
Tulsion® A-23 P	Una resina de intercambio aniónico tipo I de base fuerte tipo gel con grupos funcionales de amonio cuaternario	Excelente opción para la alimentación de agua cruda con alto contenido de sílice. Ofrece alta estabilidad y una buena cinética de intercambio para satisfacer las necesidades de baja sílice y otros contaminantes en el agua de salida.
Tulsion® A-32	Una resina de intercambio aniónico de tipo II de base fuerte tipo gel con grupos funcionales de amonio cuaternario	Ofrece un rendimiento óptimo, una mayor eficiencia de regeneración y un menor coste operativo.
Tulsion® A-27 MP	Una resina de intercambio aniónico tipo I de base fuerte macroporosa con grupos funcionales de amonio cuaternario	Una opción perfecta para tratar agua que contiene altos niveles de materia orgánica disuelta y niveles elevados de sílice.

Resinas de intercambio catiónico:

Producto	Descripción	Características y beneficios
Tulsion® T-42 H	Resina reticulada al 8% de color dorado en forma de hidrógeno	Una resina rentable con buena cinética de intercambio para su uso en la desmineralización o ablandamiento de agua limpia no clorada.
Tulsion® T-52 H	Resina reticulada al 10% de color dorado en forma de hidrógeno	Excelente opción para alimentaciones de agua cruda clorada y ofrece alta estabilidad física y química.
Tulsion® T-42 H BC	Resina reticulada al 8% de color negro en forma de hidrógeno	Similar al T-42H, una opción rentable pero que se suministra en forma negra y ofrece mayor estabilidad y cinética de intercambio.

Resinas de intercambio de lecho mixto:

Producto	Descripción	Características y beneficios
Tulsion® MB-108 BG	Una mezcla de resina SAC de color negro en forma H y resina SBA Tipo I en forma OH en una proporción 1:1	Excelente opción para sistemas de agua DI para proporcionar una salida de agua con resistividad en el rango de 16 a 17,5 mho.
Tulsion® MB-115 BG	Una mezcla de resina SAC de color negro en forma H y resina SBA Tipo I en forma OH en una proporción de 1:1,5	Excelente opción para sistemas de agua DI que requieren una salida de agua con una resistividad de 17,5 mho o superior.
Tulsion® CAM-401	Una mezcla de resina SAC en forma H y resina SBA Tipo I en forma OH en una proporción 1:1	Adecuado para sistemas DI de gran volumen en aplicaciones comerciales y de servicio, como limpieza de ventanas y lavados de automóviles.
Tulsion® MB-101 CC	Una mezcla de resina SAC en forma H y resina SBA Tipo I en forma OH en una proporción 1:1 con un indicador de cambio de color (azul → ámbar)	Se utiliza comúnmente en aplicaciones de laboratorio y es una elección perfecta para sistemas en los que se requiere un cambio de color al agotarse.