3. PLANTA PILOT D’ABSORCIÓ DE GASOS
3.1. Parts principals de la planta pilot
3.1.5 Part inferior de l'aparell
A la part inferior de l’aparell, és on si troben els dos dipòsit, les dues bombes i les seves corresponents vàlvules. A la figura es mostra com es troba situat tot aquest mecanisme:
Figura 3.27: Part inferior de l’aparell (1).
1- Part inferior de la columna.
2- Manòmetre.
3- Filtre d’aire i diòxid de carboni.
4- Dipòsit de depressió.
5- Vàlvula d’aspiració cap al dipòsit de depressió.
6- Dipòsit d’aigua.
7- Bomba 2 de depressió.
8- Aixeta de control de pressió a la part inferior de la columna.
9- Tub de recirculació de l’aigua.
10- Aixeta de purga d’aigua.
11- Vàlvula de regulació del nivell de la columna.
12- Bomba 1 (impulsió de l’aigua).
13- Vàlvula de purga de la pressió del dipòsit de depressió.
14- Vàlvula de pressió.
15- Vàlvula de regulació.
16- Termòmetre.
17- Punt de mostra (PUNT 1).
Figura 3.28: Part inferior de l’aparell (2).
En aquesta secció de l’aparell el mecanisme que s’hi troba present bàsicament serveix per fer la part de la neteja del CO2 de l’aigua.
DIPÒSIT DE RESERVA D'AIGUA
Inicialment en el dipòsit s’hi ha de posar aigua de l’aixeta; és a dir, que serà aigua neta. Aigua neta significa amb poca presència de diòxid de carboni, cal remarcar que l’aigua de l’aixeta sense fer-li cap modificació ja té present ions carbonats, però es troben en molt poca quantitat, de manera que encara pot absorbir més CO2.
El diòxid de carboni produeix un canvi de pH en l’aigua, on passa de tenir un pH neutre de 7 a un pH àcid aproximadament de 5,5 o inferior. El diòxid de carboni es dissolt lleugerament en aigua i forma un àcid dèbil; el qual rep el nom de l’àcid carbònic (H2CO3), segons la següent reacció:
A continuació, aquest àcid carbònic format és el que reacciona suaument i de forma irreversible amb l’aigua per formar un catió hidroni (H3O+) i també l’ió bicarbonat (HCO3-) segons es pot observar en la reacció següent:
En aquest dipòsit és on la bomba 1 fa la impulsió cap a la columna i l’aigua que surt de la columna passa pel tub de recirculació de l’aigua, i és retornada al dipòsit una mica més bruta, pel que fa del contingut de CO2 en l’aigua, ja que ha passat per dins la columna i n’ha absorbit una certa quantitat.
Les característiques principals del dipòsit d’aigua són les següents:
- Llargada x amplada x altura : 660 x 450 x 220mm.
- Material: Polietilè (HDPE).
- Volum: 50 L
Figura 3.29: Dipòsit d’aigua.
PURGA D'AIGUA
La purga d’aigua es fa a partir de l’aixeta que es mostra a la figura següent. Serveix per buidar el dipòsit de reserva i per prendre mostres per analitzar el contingut de carbonats presents a l’aigua. L’aigua cal analitzar-la, i es pot fer per tres mètodes diferents, per saber si està saturada de diòxid de carboni.
El tres mètodes d’anàlisi de l’aigua són:
- Mesurar el pH.
- Determinació de carbonats, a partir d’una valoració amb NaOH.
- Test KH.
Aquest mètodes estan detallats en l’apartat 3.2.
Figura 3.30: Aixeta de purga d’aigua.
1- Bomba 1 impulsió d’aigua.
2- Aixeta de purga d’aigua de la columna.
3- Cubeta per recollir l’aigua.
4- Aixeta de purga d’aigua dipòsit de reserva.
5- Tub de goma.
BOMBA D'AIGUA I DE DEPRESSIÓ
Les dues bombes són bombes centrifugues que es troben situades a la part dreta i inferior de l’aparell.
Una bomba centrífuga és un tipus de bomba hidràulica que transforma l’energia mecànica d’un impulsor rotatori anomenat rodet, en energia cinètica i potencial. El fluid entra pel centre del rodet, que disposa d’unes alabes per conduir el fluid, i per efecte de la força centrífuga és impulsat cap a l’exterior, on és recollit per la carcassa o cos de la bomba.
Encara que la força centrífuga produïda depengui tant de la velocitat en la perifèria de l’impulsor com de la densitat del líquid, l’energia que s’aplica per unitat de massa del líquid, és independent de la densitat del líquid. Per tant donat que la bomba funcioni a una certa velocitat i que utilitzi un volum definit de líquid, l’energia que s’aplica i transfereix al líquid, (en pie-lb/lb de líquid), és la mateixa en qualsevol líquid sense importat quina és la seva densitat.
L’aplicació majoritària d’aquestes bombes és en el món de la indústria, ja que són adequades per molts serveis. Les més normals són les construïdes seguint la normativa DIN 24255, són les que només tenen un rodet i tenen una capacitat fins als 500m3 /h i arriben a impulsar fins a una altura de 100m. Aquests es solen muntar de forma horitzontal, però també poden anar de forma vertical.
Aquests tipus de bombes no tenen un flux que és uniforme i són lliures de pulsacions de baixa freqüència, la qual provoca que no tinguin vàlvules.
Les característiques principals de les dues bombes són les següents:
- Tipus: Bombes centrífugues.
- Potència: 0,25 kW.
- Nombre de revolucions per minut: 2800 rpm.
- Cabal de transport màxim: 18 l/min.
- Altura elevació màxima: 50m.
- Material: llautó.
Figura 3.31: Bombes d’aigua i de depressió.
1- Bomba 2: de depressió.
2- Bomba 1: impulsió de l’aigua.
Bomba 1: d’impulsió de l’aigua:
La bomba d’impulsió de l’aigua és la que esta situada més al davant de les dues bombes. Aquesta es posa en funcionament sempre que es vulgui fer passar aigua per dins la columna. De manera que per fer-la funcionar cal accionar el doble polsador de la bomba 1 situat a la caixa de distribució.
L’objectiu principal és subministrar l’aigua del dipòsit cap a la columna, mitjançant una impulsió procedent de la bomba 1.
Figura 3.32: Bomba 1 de impulsió de l’aigua.
Bomba 2: de depressió:
Aquesta és la que es troba situada més endarrere de les dues bombes. Només es posa en funcionament quan és vol fer el procés de netejar del CO2 de l’aigua. Per posar-la en marxa cal accionar el doble polsador de la bomba 2 situat a la caixa de distribució.
L’objectiu de la bomba és proporcionar una pressió suficient per tal de poder extreure el diòxid de carboni de l’aigua. EI transport dels gasos produïts és cap a fora del dipòsit.
Figura 3.33: Bomba 2 de depressió.
DIPÒSIT DE DEPRESSIÓ I MANÒMETRE DE DEPRESSIÓ
Es troba situat a la part del darrere i la seva funció és netejar l’aigua del diòxid de carboni.
Un cop assolit el punt de saturació, l’aigua no absorbeix més CO2, per tal de poder seguir utilitzant l’aigua cal fer un procés de neteja per eliminar-hi el diòxid de carboni present. Això s’aconsegueix amb el dipòsit de depressió. Aquest està composat per un tub de vidre amb dues brides d’acer inoxidable, on la depressió en el dipòsit es genera a partir de la bomba de raig d’aigua; bomba 2 de depressió. La pressió present dins el dipòsit és controlada a parir d’un manòmetre de depressió, tal i com es mostra a la següent figura:
Figura 3.34: Dipòsit de depressió i manòmetre de depressió.
Figura 3.35: Dipòsit de depressió.
1- Manòmetre de depressió.
2- Dipòsit de depressió.
Degut a la depressió que hi ha dins el dipòsit, l’aigua es transporta des del dipòsit de reserva al dipòsit de depressió, mitjançant la vàlvula d’aspiració cap al dipòsit de depressió.
El procés de depressió de l’aigua es pot realitzar tant durant l’absorció com després de l’absorció.
VÀLVULA DE PRESSIÓ I VÀLVULA DE REGULACIÓ
A la part dreta del dipòsit de depressió s’hi troben situades dues vàlvules per dur a terme el tema de la neteja del diòxid de carboni de l’aigua.
La vàlvula de regulació és la que s’encarrega de regular el nivell de l’aigua que va cap a la bomba 2 (bomba de depressió).
La vàlvula de pressió serveix per regular la pressió que hi ha dins el dipòsit de depressió, de manera que a partir del manòmetre que es troba situat a sobre del dipòsit, es pot regular de forma còmode la pressió que es vol tenir a l’interior del dipòsit.
Figura 3.36: Vàlvula de pressió i vàlvula de regulació.
1- Vàlvula de regulació.
2- Vàlvula de pressió.
3- Dipòsit de depressió.
VÀLVULA D'ASPIRACIÓ CAP AL DIPÒSIT DE DEPRESSIÓ I VÀLVULA D'AJUSTAMENT DEL NIVELL DE LA COLUMNA
Les dues vàlvules serveixen per regular una funció determinada. Pel que fa la vàlvula d’aspiració cap al dipòsit de depressió es fa servir en el procés de neteja del diòxid de carboni de l’aigua.
S’ha d’obrir una mica la vàlvula i serà l’encarregada de transportar l‘aigua del dipòsit de reserva fins al dipòsit de depressió; sempre i quan el subministrament de l’aigua cap a la bomba de raig estigui obert i la vàlvula de pressió de la bomba 2 estigui tancada.
La vàlvula d’ajustament del nivell de la columna és l’encarregada, juntament amb la vàlvula d’ajustament de la pressió de la columna, a mantenir un nivell òptim d’aigua, al fons de la columna. Per tancar la vàlvula cal girar-la cap a la dreta i per obrir-la cal girar-la cap a l’esquerra. S’han de fer moviments molt suaus, ja que amb el mínim moviment, es produeixen grans canvi en el nivell.
Figura 3.37: Vàlvula d'aspiració cap al dipòsit de depressió i vàlvula d’ajustament del nivell de la columna.
1- Vàlvula d’aspiració cap al dipòsit de depressió.
2- Vàlvula d’ajustament del nivell de la columna.
PUNT DE MOSTREIG
En la figura següent es pot observar on es troba situat el punt de mostreig per mesurar quina és la quantitat de diòxid de carboni que hi ha present a l’entrada de la columna. És el que té el nom de PUNT 1.
Figura 3.38: Punt de mostreig (PUNT 1).
SUBMINISTRAMENT D'AIGUA
El subministrament d’aigua s’utilitza per fer funcionar la bomba 2 en el procés de neteja de l’aigua del diòxid de carboni.
Per tant, el primer pas que cal fer per iniciar aquest procés de neteja és obrir una mica el subministrament que es troba situat darrera l’aparell enganxat a la paret. Aquesta aigua serà regulada a partir de la vàlvula de regulació, que es troba a la part inferior de l’aparell.
Figura 3.39: Subministrament d’aigua.