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OSMOSIS INVERSA
PLANTA DESALADORA
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE SEVILLA
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA
1. PLANTA DESALADORA DE CARBONERA
2. PUERTOS EN ECOSIMPRO
3. PLANTA DESALADORA ECOSIMPRO
1/74
1. PLANTA DESALADORA DE CARBONERA.
1/74PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA
1. PLANTA DESALADORA DE CARBONERA.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 2/74
Captación del agua mediante 7 bombas de media presión:
Nivel de pH = 8Concentración de sales = 38000 mg/lSDI = 15
1. PLANTA DESALADORA DE CARBONERA.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 3/74
Pretratamiento químico:Ajuste del pH (Ácido sulfútico).Desinfectación (Hipoclorito sódico).Decloración (Dióxido de azufre).
4/74OSMOSIS INVERSA.PRETRATAMIENTOS
1. PLANTA DESALADORA DE CARBONERA.
Filtro de Arena:Total eliminación de las partículas no coloidales y el 50% de estas.
5/74OSMOSIS INVERSA.PRETRATAMIENTOS
1. PLANTA DESALADORA DE CARBONERA.
Filtro de Cartucho:Filtro de afino para asegurarnos un SDI < 5 en las membranas.
6/74OSMOSIS INVERSA.PRETRATAMIENTOS
1. PLANTA DESALADORA DE CARBONERA.
Bombas de alta presión:Necesitan aportar entorno a 55 bares.
7/74OSMOSIS INVERSA.PRETRATAMIENTOS
1. PLANTA DESALADORA DE CARBONERA.
Bastidores de membranas:
Turbinas regeneradoras de energía:
Eficiencia = 82 %
Cámaras Isobáricas:Eficiencia = 97 %
2. PUERTOS EN ECOSIMPROPORT fluido
SUM IN REAL TDS "Composición del agua a desalar(mg/l)"SUM REAL Q "Caudal en volumen (m**3/s)"EQUAL REAL p "Pressure (Pa)"EQUAL OUT REAL T "Temperature (K)"
REAL h "Enthalpy (J/kg)"SUM IN REAL wh "Energy flow (W)"EQUAL OUT REAL d "Densidad del agua de mar (kg/m**3)"
CONTINUOUS--Densidad de la mezcla a una temperatura
d= 498.4*(1.0069-2.757e-4*(T-273.15)) + \sqrt(248400*((1.0069-2.757e-4*(T-273.15))**2)\+752.4*(1.0069-2.757e-4*(T-273.15))*TDS/1000)
-- Enthalpyh = T * cp
-- Energy flowwh = Q * rho * h
END PORT
8/74
2. PUERTOS EN ECOSIMPROPORT Hidro SINGLE IN
EQUAL REAL PH "Nivel de PH"EQUAL REAL Cl "Concentración de cloro residual (mg/l)"EQUAL REAL SDI "Índice de Colmatación o ensuciamiento"SUM IN REAL TDS "Composición de agua a desalar(mg/l))"SUM REAL Q "Caudal en volumen (m**3/s)"EQUAL REAL p "Pressure (Pa)"EQUAL OUT REAL T "Temperature (K)"
REAL h "Enthalpy (J/kg)"SUM IN REAL wh "Energy flow (W)"EQUAL OUT REAL d "Densidad del agua de mar (kg/m**3)"
CONTINUOUS--Densidad de la mezcla a una temperatura
d= 498.4*(1.0069-2.757e-4*(T-273.15)) + \sqrt(248400*((1.0069-2.757e-4*(T-273.15))**2)\+752.4*(1.0069-2.757e-4*(T-273.15))*TDS/1000)
-- Enthalpyh = T * cp
-- Energy flowwh = Q * rho * h
END PORT
9/74
2. PUERTOS EN ECOSIMPRO
PORT date SINGLE IN
EQUAL OUT INTEGER hour "Hora, de 0 a 23"EQUAL OUT INTEGER week_day "Día de la semana, de 1 a 7"EQUAL OUT INTEGER day "Día del mes, de 1 a 31"EQUAL OUT INTEGER month "Meses, de 1 a 12"EQUAL OUT INTEGER year "Años"
END PORT
10/74
11/74
2. PLANTA DESALADORA ECOSIMPRO.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA
12/74PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA
2.1. PREPROCESADO
2.2. DESALACIÓN
2.3. PLANTA COMPLETA
2. PLANTA DESALADORA ECOSIMPRO
13/74PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA
2. PLANTA DESALADORA ECOSIMPRO
2.1. PREPROCESADO
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 14/74
2.1.1. BOMBAS CENTRÍFUGAS DE MEDIA PRESIÓN2.1.2. AJUSTE DEL PH2.1.3. DOSIFICADOR DE REACTIVO2.1.4. DECLORACIÓN2.1.5. FILTROS DE ARENA2.1.6. DEPÓSITO DE CUAGULACIÓN2.1.7. DEPÓSITO DE FLOCULACIÓN2.1.8. FILTROS DE AFINO
2. PLANTA DESALADORA ECOSIMPRO
2.1. PREPROCESADO
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 15/74
2.1.1. BOMBAS CENTRÍFUGAS DE MEDIA PRESIÓN
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN (Modelo H3H 300T de Bloch)
Curva caudal altura
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 0,002 0,004 0,006 0,008
Caudal (m^3/s)
Altu
ra (m
)
Rendimiento de la bomba
0
10
20
30
40
50
60
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003
Caudales (m^3/s)R
endi
mie
nto
(%)
Curvas características:
Caudal (m^3/s) – Altrua (m).Rendimiento de la bomba (%).
Constante del sistema de primer orden:
C = 2.5
Rendimiento del motor (%1):
Ro = 0.6
Catálogo de Bloch para el modelo H3H 300T
Curva teórica propuesta.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 16/74
2.1.1. BOMBAS CENTRÍFUGAS DE MEDIA PRESIÓN
ECUACIONES DEL COMPONENTE
HQP ⋅⋅⋅= −33 10726.2
100/3
2 ηPP =
ρ2
1
PP =
Presión de salida: el incremento de la presión lo obtenemos mirando la curva caudal-altura. La dinámica será la siguiente.
obIncPpinhppouthp
IncPobIncPt
IncPC
_._._
_)(*
+=
−=∂
∂
Potencia consumida (P1):
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 17/74
2.1.1. BOMBAS CENTRÍFUGAS DE MEDIA PRESIÓN
GRÁFICAS
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
900000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
TIME
Bomba_1.hp_in.pBomba_1.hp_out.p
Presión de salida:
Potencia consumida :
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 10 20 30 40 50TIME
Bomba_1.Consumo.signal
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 18/74
2.1.2. AJUSTE DEL PH
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN Curva de valoración pH_NaOH
010203040506070
0 5 10 15pH
ml
Curva de valoración pH_H2SO4
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15
pH
H2S
O4
(ml)
Curvas de valoración ácido-base:
pH_NaOH 0.1 M (50ml de analito)pH_H2SO4 0.1 M (50ml de analito)
Nivel de pH deseado:
ph_deseado = 5
Curva teórica propuesta.
D.C. Harris, Análisis Químico Cuantitativo.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 19/74
2.1.2. AJUSTE DEL PH
ECUACIONES DEL COMPONENTE
Nivel de pH a la salida: a la salida tendremos el pH_deseado. La dinámica es despreciable y no la contemplaremos.
Dosis (ml/s): la obtendremos mirando las tablas y desnormalizando teniendo el cuenta el caudal de entrada. Para bajar el pH utilizaremos Ácido Sulfúrico, y para subirlo Sosa Caústica.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 20/74
2.1.2. AJUSTE DEL PH
GRÁFICAS
Dinámica del pH de salida:
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20TIME
Ajuste_pH_1.hp_in.PHAjuste_pH_1.hp_out.PH
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 21/74
2.1.2. AJUSTE DEL PH
GRÁFICAS
Dosis necesaria para conseguir el pH deseado:
0
10
20
30
40
50
60
70
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
TIME
Ajuste_pH_1.Dosis_H2SO4Ajuste_pH_1.Dosis_NaOH
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 22/74
2.1.3. DOSIFICADOR DE REACTIVO
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN
Tablas de una dimensión:%HOCL sin disociar.Tiempo de desinfección.Variación del pH = +1.
Concentración de cloro deseado:Cloro_deseado = 3 mg/l.
Dimensiones:Longitud = 5 m.Diámetro = 0.4 m.
%HOCl sin disociar
-20
0
20
40
60
80
100
120
0 5 10 15
pH
% d
e H
OC
l
Factor de desinfección
-505
10152025303540
0 5 10 15 20pH
Fact
or d
e de
sinf
ecci
ón
Desalación de aguas salobres y de mar. JoseAntonio Medina San Juan. Página: 217.
Desalación de aguas salobres y de mar. JoseAntonio Medina San Juan. Página: 213.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 23/74
2.1.3. DOSIFICADOR DE REACTIVO
ECUACIONES DEL COMPONENTE
Concentración de cloro a la salida: tendremos el valor de Cloro_deseado, 3 mg/l.
Nivel de pH a la salida: sufrirá la variación que nos indique la tabla. Utilizaremos Hipoclorito Sódico, por lo que aumentara su valor un punto.
Dosis: dependera del % de disociación del HOCl.
Tiempo de contacto (min): el tiempo de contacto deberá ser siempre menor que el tiempo de transito por el componente.
Qinhp
ld
signaldePasoT._
2._
2
⋅⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⋅
=π
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 24/74
2.1.3. DOSIFICADOR DE REACTIVO
GRÁFICAS
Dinámica del cloro a la salida del dosificador:
0
1
2
3
0 10 20 30 40 50 60 70TIME
Dosificador_de_Reactivo_1.Hidro_1.ClDosificador_de_Reactivo_1.Hidro_2.ClDosificador_de_Reactivo_1.Reactivo_1.Cl_deseado
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 25/74
2.1.3. DOSIFICADOR DE REACTIVO
GRÁFICAS
Alteración del pH en la salida:
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
0 10 20 30 40 50 60 70TIME
Dosificador_de_Reactivo_1.Hidro_1.PHDosificador_de_Reactivo_1.Hidro_2.PH
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 26/74
2.1.3. DOSIFICADOR DE REACTIVO
GRÁFICAS
Eficiencia de la dosis (%): será un valor constante ya que esta depende del pH del agua a la entrada, y vale siempre 5.
Dosis de Hipoclorito Sódico (mg/l): será constante ya que a la entrada el nivel de cloro es constantes y la eficiencia también.
Tiempo necesario para la desinfección: depende del pH. Durante todo el experimento el tiempo de contacto es menor que el tiempo de tránsito por la tubería
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 27/74
2.1.4. DECLORACIÓN
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN
Tabla de tiempo de contacto:
Concentración de cloro deseado:Cloro_deseado = 0.05 mg/l.
Dimensiones:Longitud = 6 m.Diámetro = 0.5 m.
Tiempo de contacto
0
10
20
30
40
50
60
0 1 2 3 4 5 6
Dosis de S02 (mg/l
Tiem
po (s
eg)
Curva teórica propuesta.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 28/74
2.1.4. DECLORACIÓN
ECUACIONES DEL COMPONENTE
Concentración de cloro a la salida: tendremos el valor de Cloro_deseado, 0.05 mg/l.
Dosis: necesitaremos 1.05 partes de dióxido de azufre (SO2) para neutralizar una parte de cloro.
Tiempo de contacto (seg): se calcula con la tabla vista arriba, el tiempo dependerá de la dosis que empleemos. Este tiempo siempre deberá ser mayor que el tiempo de tránsito por el componente.
Qinhp
ld
signaldePasoT._
2._
2
⋅⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⋅
=π
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 29/74
2.1.4. DECLORACIÓN
GRÁFICAS
Concentración de cloro a neutralizar:
0.0
1.0
2.0
3.0
0 10 20 30 40 50 60 70TIME
Decloracion_1.Hidro_1.ClDecloracion_1.SO2_1.Cl_deseadoDecloracion_1.SO2_1.Declorar
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 30/74
2.1.4. DECLORACIÓN
GRÁFICAS
Dosis de dióxido de azufre:
0
1
2
3
4
0 10 20 30 40 50 60 70TIME
Decloracion_1.SO2_1.DeclorarDecloracion_1.SO2_1.Dosis
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 31/74
2.1.4. DECLORACIÓN
GRÁFICAS
Tiempo de contacto necesario:
0
10
20
30
40
50
0 10 20 30 40 50 60 70TIME
Decloracion_1.SO2_1.t_contacto.signalDecloracion_1.Tuberia_A_1.t_dePaso.signal
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 32/74
2.1.5. FILTROS DE ARENA
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN
Tablas de una dimensión:Acción de filtrado.Caída de presión.
Velocidad de filtrado:V = 6 m/h
Dimensiones:Longitud = 12.5 m.Diámetro = 4 m.
Presión mínima de trabajo:Min_presion = 3.43e5 Pascales
Eficiencia de la filtración
01
23
45
67
0 5 10 15 20 25
SDI_in
SDI_
out
Pérdida de carga en el filtro
05000
10000150002000025000300003500040000
0 0,005 0,01 0,015 0,02
Caudal (m^3/s)
Cai
da d
e pr
esió
n (P
asca
les)
Desalación de aguas salobres y de mar. JoseAntonio Medina San Juan. Página: 189.
Curva teórica propuesta.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 33/74
2.1.5. FILTROS DE ARENA
ECUACIONES DEL COMPONENTE
Índice de sedimentación a la salida: lo calcularemos en función del SDI de entrada con la tabla que nos indica la acción del filtro.
)Re,(._
._
3600*Re
._2
2
trasoCdelayTDSouthp
CTDSinhptCK
VLtraso
Qinhp
LD
K
=
−=∂∂⋅
=
⋅⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⋅
=π
Presión de salida: será la presión de entrada menos lo que indique la tabla de pérdida de presión en función del caudal de entrada.
Dinámica del filtro: el filtro será el componente con la dinámica más lenta, la dinámica será la misma para: SDI, PH, Cl, T, y TDS.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 34/74
2.1.5. FILTROS DE ARENA
GRÁFICAS
Dinámica de las variables SDI, PH, Cl, T, y TDS:
29000
30000
31000
32000
33000
34000
35000
36000
37000
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000TIME
Filtro_Arena_1.hp_in.TDSFiltro_Arena_1.hp_out.TDS
0
5
10
15
20
25
0 50000 100000
TIME
Filtro_Arena_1.hp_in.SDIFiltro_Arena_1.hp_out.SDI
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 35/74
2.1.5. FILTROS DE ARENA
GRÁFICAS
Caída de presión en el filtro:
400000
500000
600000
700000
800000
900000
0 10 20 30 40 50
TIME
Filtro_Arena_1.hp_in.pFiltro_Arena_1.hp_out.p
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 36/74
2.1.6. DEPÓSITO DE COAGULACIÓN
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN
Tablas de una dimensión:Acción de filtrado.Potencia consumida = 2 KW.
Características del sistema de primer orden:K = 9Retraso = 100 seg.
Acción en el índice de sedimentación
012345678
0 2 4 6 8SDI de entrada
SDI d
e sa
lida
Curva teórica propuesta.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 37/74
2.1.6. DEPÓSITO DE COAGULACIÓN
ECUACIONES DEL COMPONENTEECUACIONES DEL COMPONENTE
Índice de sedimentación a la salida: hemos diseñado el componente para que no haya modificación del SDI, tan sólo añadimos coagulantes, la acción de filtrado la realizará el depósito de floculación.
Dinámica del depósito: la dinámica dependerá de la velocidad de las aspas. Los parámetros, K y Retraso deberán obtenerse experimentalmente. La dinámica será la misma para las variables SDI, PH, Cl, T, y TDS.
)Re,(._
._
trasoCdelayTDSouthp
CTDSinhptCK
=
−=∂∂⋅
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 38/74
2.1.6. DEPÓSITO DE COAGULACIÓN
GRÁFICAS
Dinámica de las variables SDI, PH, Cl, T, y TDS:
2
3
4
5
6
7
0 50000 100000 150000 200000TIME
Coagulante_1.hp_in.SDICoagulante_1.hp_out.SDI
Consumo del componente: el consumo se obtiene mediante una tabla en función del caudal de entrada.
2.0
2.1
0 50000 100000 150000 200000TIME
Coagulante_1.Consumo.signal
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 39/74
2.1.7. DEPÓSITO DE FLOCULACIÓN
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN
Acción en el índice de sedimentación
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8
SDI de entrada
SDI d
e sa
lida
Tablas de una dimensión:Acción de filtrado.Potencia consumida = 3 KW.
Características del sistema de primer orden:K = 10Retraso = 3000 seg.
Curva teórica propuesta.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 40/74
2.1.7. DEPÓSITO DE FLOCULACIÓN
ECUACIONES DEL COMPONENTE
Índice de sedimentación a la salida: a la salida tendremos el SDI que nos índique la tabla Accion cuando le introducimos el valor del índice de sedimentación que teníamos a la entrada.
Dinámica del depósito: la dinámica dependerá de la velocidad de las aspas. Los parámetros, K y Retraso deberán obtenerse experimentalmente. La dinámica será la misma para las variables SDI, PH, Cl, T, y TDS.
)Re,(._
._
trasoCdelayTDSouthp
CTDSinhptCK
=
−=∂∂⋅
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 41/74
GRÁFICAS
2.1.7. DEPÓSITO DE FLOCULACIÓN
Dinámica de las variables SDI, PH, Cl, T, y TDS:
1
2
3
4
5
6
7
0 50000 100000 150000 200000TIME
Floculacion_1.hp_in.SDIFloculacion_1.hp_out.SDI
30000
31000
32000
33000
34000
35000
36000
37000
0 50000 100000 150000 200000
TIME
Floculacion_1.hp_in.TDSFloculacion_1.hp_out.TDS
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 42/74
Consumo del componente:
2.1.7. DEPÓSITO DE FLOCULACIÓN
GRÁFICAS
3
4
0 50000 100000 150000 200000TIME
Floculacion_1.Consumo.signal
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 43/74
2.1.8. FILTROS DE AFINO
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN
Tablas de una dimensión:Acción de filtrado.Caida de presión.
Velocidad de filtrado:V = 3 m/s.
Dimensiones:Longitud = 1 m.Diámetro = 0.0635 m.
Presión mínima de trabajo:Min_presion = 2.5e5 Pascales
Caída de presión
05000
10000150002000025000300003500040000
0 0,005 0,01 0,015 0,02
Caudales (m^3/s)
Cai
da d
e pr
esió
n(P
asca
les)
Filtración
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8 10
SDI de entrada
SDI d
e sa
lida
Curva teórica propuesta.
Curva teórica propuesta.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 44/74
2.1.8. FILTROS DE AFINO
ECUACIONES DEL COMPONENTE
Índice de sedimentación a la salida: lo calcularemos en función del SDI de entrada con la tabla que nos indica la acción del filtro.
)Re,(._
._
3600*Re
._2
2
trasoCdelayTDSouthp
CTDSinhptCK
VLtraso
Qinhp
LD
K
=
−=∂∂⋅
=
⋅⎟⎠⎞
⎜⎝⎛⋅
=π
Presión de salida: será la presión de entrada menos lo que indique la tabla de pérdida de presión en función del caudal de entrada.
Dinámica del filtro: el filtro será el componente con la dinámica más lenta, la dinámica será la misma para: SDI, PH, Cl, T, y TDS.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 45/74
2.1.8. FILTROS DE AFINO
GRÁFICAS
Dinámica de las variables SDI, PH, Cl, T, y TDS:
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
0 50000 100000 150000 200000TIME
Filtro_Cartucho_1.hp_in.SDIFiltro_Cartucho_1.hp_out.SDI
29000
30000
31000
32000
33000
34000
35000
36000
37000
0 50000 100000 150000 200000TIME
Filtro_Cartucho_1.hp_in.TDSFiltro_Cartucho_1.hp_out.TDS
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 46/74
2.1.8. FILTROS DE AFINO
GRÁFICAS
Caída de presión:
400000
500000
600000
700000
800000
0 10 20 30 40 50TIME
Filtro_Cartucho_1.hp_in.pFiltro_Cartucho_1.hp_out.p
47/74PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA
2. PLANTA DESALADORA ECOSIMPRO
2.2. DESALACIÓN
Con Cámara Isobárica:Sin Cámara Isobárica:
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 48/74
2.2.1. BOMBAS CENTRÍFUGAS DE ALTA PRESIÓN2.2.2. BOMBA BOOSTER2.1.3. BASTIDOR DE MEMBRANAS2.1.4. CÁMARA ISOBÁRICA2.1.5. RELOJ2.1.6. CONSUMO DE ENERGÍA
2. PLANTA DESALADORA ECOSIMPRO
2.2. DESALACIÓN (con Cámara Isobárica)
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 49/74
2.2.1. BOMBAS CENTRÍFUGAS DE ALTA PRESIÓN
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN ( modelo 2085(2) de la serie 200MS de la compañía Waukesha Cherry-Burrel)
Curvas características:Caudal (m^3/s) – Altrua (m).Rendimiento de la bomba (%).
Constante del sistema de primer orden:C = 2.5
Rendimiento del motor (%1):Ro = 0.6
Curva Caudal- Altura
0
100
200
300
400
500
600
0 0,005 0,01 0,015 0,02
Caudales (m^3/s)
Altu
ra (m
)
Rendimiento de la bomba
0
10
20
30
40
50
60
0 0,005 0,01 0,015 0,02
Caudales (m^3/s)
Ren
dim
ient
o (%
)
Catálogo de Waukesha Cherry – Burrel.
Catálogo de Waukesha Cherry – Burrel.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 50/74
2.2.1. BOMBAS CENTRÍFUGAS DE ALTA PRESIÓN
GRÁFICAS
Presión de entrada y de salida de la bomba de alta presión:
0
1000000
2000000
3000000
4000000
5000000
6000000
0 10 20 30 40 50 60 70TIME
Bomba_1.hp_in.pBomba_1.hp_out.p
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 51/74
2.2.1. BOMBAS CENTRÍFUGAS DE ALTA PRESIÓN
GRÁFICAS
Consumo de la bomba de alta presión:
90
100
110
120
130
140
150
160
0 1000 2000 3000 4000
TIME
Bomba_1.Consumo.signal
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 52/74
2.2.2. BOMBA BOOSTER
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN
Curvas características:Rendimiento de la bomba (%).
Constante del sistema de primer orden:C = 2.5
Rendimiento del motor (%1):Ro = 0.6
Potencia máxima de la bomba:Pbo = 10e5 Pascales.
Rendimiento de la bomba
0
10
20
30
40
50
60
0 0,005 0,01 0,015 0,02
Caudales (m^3/s)
Ren
dim
ient
o (%
)
Curva teórica propuesta.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 53/74
2.2.2. BOMBA BOOSTER
ECUACIONES DEL COMPONENTE
Presión de salida: el incremento de la presión nos lo marca el puerto analog_signal. La dinámica será la siguiente.
obIncPpinhppouthp
IncPobIncPt
IncPC
PbosignalgIncP
_._._
_)(*
.Re
+=
−=∂
∂⋅=
HQP ⋅⋅⋅= −33 10726.2
100/3
2 ηPP =
ρ2
1
PP =
Potencia consumida (P1):
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 54/74
2.2.2. BOMBA BOOSTER
GRÁFICAS
Presión de entrada y de salida de la bomba Booster:
0
1000000
2000000
3000000
4000000
5000000
6000000
0 10 20 30 40 50 60 70TIME
Bomba_BP_1.hp_in.pBomba_BP_1.hp_out.p
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 55/74
2.2.2. BOMBA BOOSTER
GRÁFICAS
Señal Reg_signal:
-2
0
2
4
6
8
10
12
10 20 30 40 50 60 70
TIME
Bomba_BP_1.Consumo.signal
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 56/74
2.1.3. BASTIDOR DE MEMBRANAS
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN (SW30HR-380 de Dow)
Curvas de variación del pH:Variación en el canal de permeado.Variación en el cana de desecho.
Características de la membrana:L = 1.016 m.H = 0.00067 m.Aef = 35.3 m^2.Di = 0.029 m.De = 0.201
Variación del pH en el canal de desecho
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12
pH de entrada
pH d
e sa
lida
Variación de pH en el canal de permeado
012345678
0 2 4 6 8 10 12
pH de entrada
pH d
e sa
lida
Curva teórica propuesta.
Curva teórica propuesta.
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 57/74
2.1.3. BASTIDOR DE MEMBRANAS
ESTRUCTURA INTERNA
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 58/74
2.1.3. BASTIDOR DE MEMBRANAS
ALGORITMO
Obtención de la T, p, Q, TDS en el brine y el permeado: en cada instante de tiempo se llama a la función RO. Esta mediante un algoritmo, al pasarle los valores de la alimentación nos devuelve los nuevos valores de salida.
Obtención del pH de salida: lo obtenemos por medio de las dos tablas pasadas como parámetro.
Dinámica de T, TDS, SDI, Cl, PH: K y Retraso lo obtenemos dinámicamente.
)Re,(._
._
trasoCdelayTDSouthp
CTDSinhptCK
=
−=∂∂⋅
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 59/74
2.1.3. BASTIDOR DE MEMBRANAS
GRÁFICAS
Caudales obtenidos de permeado en la primera y segunda etapa:
0.00000
0.00005
0.00010
0.00015
0.00020
0 10 20 30 40 50 60 70TIME
ReverO_model_1.hp_permeate.QReverO_model_5.hp_permeate.Q
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 60/74
2.1.3. BASTIDOR DE MEMBRANAS
GRÁFICAS
Concentración de sales en el permeado en la primera y segunda etapa:
90
100
110
120
130
0 10 20 30 40 50 60 70TIME
ReverO_model_1.hp_permeate.TDSReverO_model_5.hp_permeate.TDS
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 61/74
2.1.3. BASTIDOR DE MEMBRANAS
GRÁFICAS
Nivel de pH en el permeado de la primera y segunda etapa:
6.85
6.90
6.95
7.00
0 10 20 30 40 50 60 70TIME
ReverO_model_1.hp_feed.PHReverO_model_5.hp_feed.PH
5.4
5.6
5.8
6.0
6.2
6.4
6.6
6.8
7.0
0 10 20 30 40 50 60 70TIME
ReverO_model_1.hp_permeate.PHReverO_model_5.hp_permeate.PH
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 62/74
2.1.4. CÁMARA ISOBÁRICA
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN
Características de la Cámara Isobárica:Overflush = 0Lubrication = 1.7Caída de presión en HP = 0.9e5 Pascales.Caída de presión en LP = 0.8e4 Pascales.M = 6
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 63/74
2.1.4. CÁMARA ISOBÁRICA
ECUACIONES DEL COMPONENTE
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 64/74
2.1.4. CÁMARA ISOBÁRICA
GRÁFICAS
Caudales en la Cámara Isobárica:
0.000
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0.006
0.007
0.008
0.009
0.010
0 10 20 30 40 50 60 70TIME
CamaraIso_1.hp_in_A.QCamaraIso_1.hp_out_C.QCamaraIso_1.hp_out_D.Q
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 65/74
2.1.4. CÁMARA ISOBÁRICA
GRÁFICAS
Presiones en la Cámara Isobárica:
0
1000000
2000000
3000000
4000000
5000000
6000000
0 10 20 30 40 50 60 70TIME
CamaraIso_1.hp_in_G.pCamaraIso_1.hp_out_D.p
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 66/74
2.1.5. RELOJ
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN
Fecha actual:Hora de comienzo = 10:00Día de la semana = martesDía de mes = 28Mes = 8Año = 2007
Fecha del primer cambio de hora:Indicamos la fecha exacta al cambio y la nueva hora
Fecha del segundo cambio de hora:Indicamos la fecha exacta al cambio y la nueva hora
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 67/74
2.1.5. RELOJ
GRÁFICAS
Paso de las horas:
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0 100000 200000 300000 400000
TIME
Reloj_1.F_actual.hour
Paso de los días de la semana:
1
2
3
4
5
6
7
0 1000000 2000000 3000000 4000000TIME
Reloj_1.F_actual.week_day
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 68/74
2.1.5. RELOJ
GRÁFICAS
Paso de días y meses:
0
10
20
30
40
0 10000000 20000000 30000000 40000000TIME
Reloj_1.F_actual.dayReloj_1.F_actual.month
Paso de año: suponemos estar en el año 27.
0
10
20
30
0 10000000 20000000 30000000 40000000
TIME
Reloj_1.F_actual.monthReloj_1.F_actual.year
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 69/74
2.1.5. RELOJ
GRÁFICAS
Cambio de hora:
0
10
20
30
40
0 200000 400000 600000 800000 1000000
TIME
Reloj_1.F_actual.dayReloj_1.F_actual.hourReloj_1.F_actual.month
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
300000 320000 340000 360000 380000 400000TIME
Reloj_1.F_actual.hourReloj_1.F_actual.hour -case 2
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 70/74
2.1.6. CONSUMO DE ENERGÍA
PARÁMETROS DE CONSTRUCCIÓN
Tabla de 3 dimensiones:Tabla de períodos (mes,festivo,hora)
Tabla de 2 dimensiones:Festivos(mes,dia)
Tabla de 1 dimensiónPrecio Kwh
ImpuestosSobre la electricidad ( %) = 4.864IVA (%) = 16Energía reactiva (%) = 3
Factura de potencia = 190204 euros/año
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 71/74
2.1.6. CONSUMO DE ENERGÍA
ECUACIONES DEL COMPONENTE
Integrales:Agua producidaConsumo de la planta
24*365_exp_)_,(Pr1
3600_exp_ PotFactCostePIndiceecioKWhDrplinearIntehoraconsumoCoste ++⋅=
3600__1_3600_ horaconsumomedioValorAreamedioValor =⇒=⋅
PLANTA DESALADORA DE OSMOSIS INVERSA 72/74
2.1.6. CONSUMO DE ENERGÍA
GRÁFICAS
Agua producida y coste del m^3:
Sin Cámara Isobárica:
Con Cámara Isobárica:
2.3. PLANTA COMPLETA
73/74
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE SEVILLA
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
OSMOSIS INVERSA
PLANTA DESALADORA
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