Soluções no Condicionamento de Amostras em Sistemas de Monitoramento
Contínuo de Emissões - CEMS
André Lubke Brigatti
(11) 99660-5938
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ISA – Vale do Paraíba
23/08/2012
André Lubke Brigatti
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Contínuo de Emissões - CEMS
Tecnologias para Monitoramento Contínuo de Gases:
 Analisadores In-Situ
Sistema de Análise Extrativo
Sonda de
Captação
Linha de
Transporte
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Sistema Extrativo Cold-Dry
Sistema Extrativo Hot-Wet
 Análise em Base Seca;
(amostra é resfriada e retirada a umidade)
 Análise em Base Úmida;
(amostra é mantida acima do ponto de orvalho)
 Sistema de condionamento mais complexo;
 Sistema de condicionamento simples;
 Baixo custo inicial;
 Custo inicial mais elevado;
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Para realizarmos uma análise eficiente, devemos
considerar os seguintes pontos para o
dimensionamento
do
Sistema
de
Condicionamento:
 Composição da amostra;
 Componentes a serem analisados;
 Pressão, Temperatura e Umidade da amostra;
 Sólidos em suspensão;
 Presença de componentes condensáveis e/ou
corrosivos;
 Precisamos controlar em qual parte do sistema
ocorrem mudanças na amostra; (ex. mudança
de temperatura, pressão, condensação, etc.);
 Grande parte dos problemas relacionados à
disponibilidade e confiabilidade dos Sistemas
de Análise de Gases estão relacionados ao
Sistema de Condicionamento !!
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Dimensionamento da Sonda de Captação:
 O ponto de amostragem deve ser determinado de
forma que represente a real composição do gás de
processo;
 A sonda deve ser instalada com inclinação para
que a umidade condensada retorne ao processo;
Fluxo da
Amostra
 O corte de 30 / 45 ºC na extremidade da sonda
visa diminuir a sucção dos sólidos em suspensão
(Lei de Stokes);
 A sucção deve ser realizada próximo ao centro da
chaminé / tubulação;
 Aumento da disponibilidade do sistema !!
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Dimensionamento da Linha de Transporte:
 A linha de transporte pode ser aquecida ou não;
 Linhas de transporte devem ser disponibilizadas
em campo de forma que não ocorra a formação de
sifão, onde possa haver acúmulo de condensado /
sólidos;
 O diâmetro da linha de transporte deve ser
dimensionado de acordo com o comprimento da
linha (considerando-se a perda de carga) e o
tempo de resposta necessário para o sistema;
Linha de sem Aquecimento
(PFA, PVDF, INOX)
Disponibilização em campo
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Linha Aquecida
Raio de Curvatura Mínimo
Suporte de Fixação
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Tempo de Resposta do Sistema:
O tempo de resposta pode ser otimizado se:
 O tempo de resposta do sistema é determinado
através da soma do tempo de resposta do
analisador e o tempo de atualização da amostra;
 Devem ser considerados efeitos de adsorção ao
longo de todo o sistema para certos componentes
analisados (ex. Enxofre em baixa concentração);
 Ruduzir a pressão da amostra;
 Diminuir a distância entre o ponto de coleta e o
analisador;
 Aumentarmos a velocidade da amostra
(utilizando uma bomba mais potente ou by-pass)
NOTA: Usualmente o tempo de resposta de um sistema Hot-Wet é menor quando comparado à um sistema
Cold-Dry devido à simplicidade do sistema de condicionamento de amostra. No sistema Hot-Wet o volume
de amostra no condicionamento é menor.
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Sistema de Filtragem:
 Podemos utilizar pré-filtros na extremidade da
sonda de captação para retenção inicial dos
sólidos em suspenção na amostra;
 Os filtros devem ser limpos periodicamente
visando aumentar a vida útil e disponibilidade do
sistema (Blow-Back);
 Os filtros influenciam de forma negativa no tempo
de resposta do sistema;
Blow-Back
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Resfriador de Gases (Sistema Cold-Dry):
 O resfriador de gases é utilizado para a retirada da
umidade da amostra afim de proteger o analisador
de gases e realizar a medição em Base Seca;
 A Bomba Peristáltica é responsável pela retirada
do condensado sem que a amostra seja
contaminada;
NOTA: No Sistema Hot-Wet não é utilizado resfriador,
sendo que a amostra é mantida aquecida acima do
ponto de orvalho em todo o sistema;
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Sistema de Análise de Gases NDIR - Hot-Wet:
Princípios de Medição:
 Sonda Aquecida para captação da amostra;
NDIR: CO, SO2, NO, NO2, CO2, H2O etc.
 Linha de transporte aquecida;
Zirconio Cell: O2
 Filtros de Particulados aquecidos,
NOTA: Podem ser analisados até 8 componentes em
um único Analisador Hot-Wet - NDIR
 Bomba de Sução de amostra aquecida;
 Rotâmetro aquecido para controle da vazão da
amostra;
 Célula de Medição aquecida;
 Não é utilizado resfriador de gases e bomba
peristáltica para extração do condensado;
 Não é necessário nenhum tipo de modelagem
matemática, a calibração é realizada através de
gases certificados padrão (rastreáveis);
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Sistema de Análise de Gases NDIR - Hot-Wet:
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Tecnologias de Medição mais utilizadas em CEMS:
 Célula Paramagnética
 Condutibilidade Térmica
Análise de O2
Análise de H2
 Célula Eletroquímica
 Ionização de chama
Análise de O2
Análise de THC
 Célula de Zircônio
Análise de O2 (Hot-Wet, temp. 750 ºC)
 Non Dispersive Infra Red (NDIR)
Análise de CO, CO2, NO, CH4, N2O, SO2, NH3, etc.
 Non Dispersive Ultra Violet (NDUV)
Análise de CL2, NO, NO2, SO2, NH3, CS2, COS, H2S, etc.
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OBRIGADO PELA ATENÇÃO !!
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