Filtro de cáscara de nuez

Un filtro de cáscara de nuez es un dispositivo para eliminar el aceite del agua. En la industria del petróleo y el gas , el término filtro de cáscara de nuez es común, ya que las nueces negras son las más utilizadas. Por lo general, los filtros de cáscara de nuez están diseñados para cargas inferiores a 100 mg/L de aceite y 100 mg/L de sólidos en suspensión, y operan con una eficiencia de eliminación del 90-95%. ^{[ 1 ]} Las altas cargas de aceite y sólidos reducen los tiempos de funcionamiento entre retrolavados y dan como resultado una menor calidad del efluente.

Un lecho de cáscaras de nuez se encuentra en un recipiente. Los recipientes suelen ser verticales, pero también pueden ser horizontales. Las partículas se capturan a medida que el flujo penetra a través del lecho de cáscaras. Aunque es posible utilizar otros materiales para este propósito, las cáscaras de nuez y de pecán son las más utilizadas, ya que poseen varias propiedades deseables que las hacen idóneas para la eliminación de aceite . En primer lugar, las cáscaras de nuez son duras con un alto módulo de elasticidad , lo que resulta en una baja tasa de desgaste y un reemplazo mínimo del material, típicamente <5% por año. ^{[ 1 ]} Las cáscaras de nuez también tienen la misma afinidad por el agua y el aceite, lo que permite que el aceite se adsorba durante el funcionamiento normal, pero también permite que el aceite se elimine del lecho durante la agitación, lo que permite la reutilización del material. ^{[ 2 ]} Durante el funcionamiento normal, el agua generalmente fluye hacia abajo a través del lecho de cáscaras, donde el aceite se coalesce y es atraído por las cáscaras de nuez y se acumula en los espacios intersticiales entre el material. ^{[ 3 ]} Los medios típicos de cáscara de nuez son de malla  12/20 (0,8 a 1,7 mm) y 12/16 (1,2 a 1,7 mm). Si bien no están diseñados para la eliminación de sólidos, una ventaja adicional es que estos se acumulan en el lecho. A medida que se recogen los sólidos, aumenta la presión diferencial a través del lecho. 

Se inician retrolavados periódicos para regenerar el medio. Normalmente, el retrolavado se activa por uno de los siguientes motivos: ^{[ 3 ]}

• Presión diferencial
• Temporizador (normalmente de 24 horas)
• Iniciado por el operador (a menudo debido a que se supera el límite de calidad del efluente).

El retrolavado se produce mediante agitación mecánica como ^{[ 2 ].}

• Retrolavado a través del tubo de aspiración
• Retrolavado a través de un depurador de medios externos
• Mezclador mecánico

Si el retrolavado no es suficiente, el aceite puede provocar la aglomeración del medio filtrante, fenómeno conocido como formación de bolas de lodo. ^{[ 3 ]}

El flujo típico de los filtros de cáscara de nuez es de 7 a 27 gpm/ft² ^. [ ^{4 ] Los} recipientes comerciales se dimensionan para acomodar el caudal de agua y alcanzan hasta 14 pies de diámetro. ^{[ 4 ]} Para operación continua, se suelen usar varios recipientes para que el flujo pueda seguir tratándose mientras se realiza el retrolavado en uno de ellos. Para caudales grandes, se pueden usar varios recipientes. A diferencia de algunos separadores de aceite/agua, no se requieren productos químicos para la eliminación de aceite en los filtros de cáscara de nuez.

Los filtros de cáscara de nuez se diseñaron en la década de 1970 para separar el petróleo crudo del agua producida en los yacimientos petrolíferos, siendo este su principal uso. ^{[ 3 ]} Estos filtros pueden utilizarse tanto en tierra como en alta mar , aunque son más comunes en tierra, donde los requisitos de tratamiento suelen ser más estrictos y el espacio disponible no está limitado. Los filtros de cáscara de nuez se utilizan para el tratamiento terciario, tras los tratamientos primario y secundario, que eliminan la mayor parte del petróleo y los sólidos en suspensión. ^{[ 4 ]} Por lo general, el efluente se reinyecta para su reutilización o eliminación, o se descarga en un cuerpo de agua superficial.

• Filtro de medios