APLICACIÓN DE LOS CALENTADORES DE INMERSIÓN EN EL TRATAMIENTO DEL AGUA

Los calentadores de inmersión son un modo rápido y eficaz de transferencia de calor. Requieren mucho menos espacio y mantenimiento que otros métodos de calentamiento. Pueden introducirse directamente en el recipiente donde se calienta el líquido o como parte de un circuito secundario en el que el líquido calentado pasa primero por un intercambiador de calor para calentar el líquido del otro recipiente. 

Las ventajas de los calentadores de inmersión los convierten en un pilar de las aplicaciones industriales y domésticas. Una de estas aplicaciones es el tratamiento de aguas residuales. En esta aplicación, el agua debe mantener una temperatura específica para alcanzar los objetivos del proceso. 

Como muchos otros procesos industriales, el tratamiento de las aguas residuales depende del control preciso de la temperatura para alcanzar los objetivos de producción. Los calentadores de inmersión proporcionan un control preciso de la temperatura. 

Calentadores de inmersión: un socio clave en el tratamiento del agua para el Fracking

El aseguramiento del flujo, el mantenimiento de la calidad y la consistencia del agua es un reto clave en el tratamiento de aguas residuales para la industria del fracking. Por lo general, el agua no potable para el fracking requiere filtración para eliminar las partículas de arena, tratamiento químico para eliminar las bacterias y calentamiento para evitar la congelación en las líneas de flujo. 

El calentamiento también ayuda a matar las bacterias, lo que es clave para mantener la consistencia del agua de fracturación. Sin tratamiento, la migración de bacterias desde otros depósitos puede crear graves problemas, como la corrosión y el ensuciamiento de las líneas de flujo y los tubos. 

El éxito del esquisto bituminoso

El tratamiento del agua surgió como una cuestión clave cuando se produjo la revolución del esquisto en Norteamérica. La producción de un solo barril de petróleo se traduce en múltiples barriles de agua durante la fase de producción. Así como grandes cantidades de agua de retorno que resultaba como subproducto de la operación de fracking. 

La producción económica del esquisto exige estrategias de tratamiento que optimicen los costes de eliminación de residuos, las inversiones de capital y la gestión de riesgos. 

Al principio, los evaporadores al aire libre eran un método económico y sencillo de reducir los volúmenes del agua producida. La apertura a la atmósfera reduce la cantidad de agua producida a una fracción del coste de un evaporador cerrado. Sin embargo, la consideración clave es si los permisos vigentes aprueban el uso de los evaporadores al aire libre, emisiones de aire debido a la presencia de los compuestos volátiles que son de naturaleza orgánica. 

En estos evaporadores al aire libre se añade energía para acelerar el proceso de evaporación. Los calentadores de inmersión añaden calor a los evaporadores al aire libre para calentar el agua de 80 ˚C a 85 ˚C. Esto es suficiente para humedecer el aire sin hervir el agua. Esto mantiene la eficiencia del proceso, reduciendo los gastos de funcionamiento y aprovechando la fuente de calor de baja temperatura. Un factor que hay que tener en cuenta es que, aunque esta aplicación utiliza el calentador de inmersión más pequeño, que requiere menos potencia, la superficie del depósito debe ser correspondientemente grande para aumentar la tasa de evaporación. 

Selección del calentador de inmersión adecuado

Electric Immersion Water HeaterEn los evaporadores al aire libre son comunes tres tipos de calentadores de inmersión. Los calentadores sobre el costado se utilizan en tanques que se reequipan a fin de ser utilizados como evaporadores al aire libre.  Son compatibles con casi cualquier tanque estándar, por lo que encuentran su nicho de aplicación en las readaptaciones y su ventaja es una instalación más sencilla y un proceso de mantenimiento menos intensivo. 

Los calentadores de brida son menos comunes en los evaporadores al aire libre. Son más comunes en los evaporadores cerrados, que son técnicamente recipientes a presión. Los calentadores de inmersión con conexión roscada se utilizan más comúnmente en evaporadores al aire libre construidos a medida. 

Temperatura ambiente = 25 ˚C

Temperatura de evaporación = 85 ˚C

Aumento de temperatura = de 85 ˚C a 25 ˚C

                                  = 60 ˚C

Volumen del tanque = 200 galones 

                                  = 757 litros

Potencia necesaria = Volumen del depósito x 4 x Aumento de la temperatura/3412

                              = 53 KW

Por lo tanto, necesitaríamos un calentador de inmersión de 53 KW para calentar el tanque de 200 galones y alcanzar una temperatura de 85 ˚C.

 

Calentadores de inmersión en el aseguramiento del flujo

Otra importante aplicación de los calentadores de inmersión es en las instalaciones de tratamiento de agua de los municipios que producen agua potable en las regiones más frías. El aseguramiento del flujo es bastante crítico en estas líneas debido a que la falta de trazado de calor o de calentadores de inmersión en línea hace que el agua se congele y se expanda. Esto puede reventar las líneas. 

El tipo más común de calentadores de inmersión en estas instalaciones son los calentadores en línea o de circulación. El agua se bombea en el circuito de tuberías que rodea el calentador de inmersión en línea. El calentador en línea, o de circulación, es un conjunto compacto. Incluye la cámara de calentamiento, una entrada en la parte inferior de la cámara de calentamiento y un puerto de salida en la parte superior de la cámara. El termostato se encuentra en el lateral de la cámara de calentamiento para controlar la temperatura de forma fácil y accesible. Pueden controlar temperaturas de 60 ˚F a 250 ˚F para el agua y de 150 ˚F a 550 ˚F para el aceite y el aire. 

La parte superior del calentador de circulación tiene una carcasa de terminales NEMA 1 y la carcasa de terminales tiene una brida en la parte inferior que está conectada a una brida inferior en la cámara de calentamiento. El montaje con bridas facilita el mantenimiento mediante la extracción rápida de los elementos del calentador desconectando las bridas. El bulbo sensor del termostato está colocado en un termopozo sellado cerca de la salida, mientras que el aislamiento de fibra de vidrio es estándar entre la cámara de calentamiento y la cubierta exterior. 

Los elementos de revestimiento estándar utilizados para la aplicación de calentamiento de agua son de acero inoxidable 316, lo que ayuda a evitar la corrosión, especialmente si el agua tiene un mayor nivel de cloruros. El Incoloy 800 también es un material de recubrimiento viable, pero proporciona una gran longevidad a costa de un mayor coste de capital. Normalmente, el agua circula de forma natural a través de un calentador en línea o de circulación.