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ISA – Vale do Paraíba 23/08/2012 André Lubke Brigatti

Soluções no Condicionamento de Amostras em Sistemas de Monitoramento Contínuo de Emissões - CEMS

André Lubke Brigatti

(11) 99660-5938

[email protected]


Sistema de Análise Extrativo Analisadores In-Situ

Sonda de Captação

Linha de Transporte

Tecnologias para Monitoramento Contínuo de Gases:



Sistema Extrativo Cold-Dry Sistema Extrativo Hot-Wet

Análise em Base Seca; (amostra é resfriada e retirada a umidade)

Sistema de condionamento mais complexo;

Baixo custo inicial;

Análise em Base Úmida; (amostra é mantida acima do ponto de orvalho)

Sistema de condicionamento simples;

Custo inicial mais elevado;



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 !!



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;

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 !!


Fluxo da Amostra


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;


Raio de Curvatura Mínimo

Disponibilização em campo Suporte de Fixação

Linha de sem Aquecimento(PFA, PVDF, INOX)

Linha Aquecida


Tempo de Resposta do Sistema:

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);


O tempo de resposta pode ser otimizado se:

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.


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


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;




Sistema de Análise de Gases NDIR - Hot-Wet:

Sonda Aquecida para captação da amostra;

Linha de transporte aquecida;

Filtros de Particulados aquecidos,

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);

Princípios de Medição:

NDIR: CO, SO2, NO, NO2, CO2, H2O etc.

Zirconio Cell: O2

NOTA: Podem ser analisados até 8 componentes em um único Analisador Hot-Wet - NDIR



Sistema de Análise de Gases NDIR - Hot-Wet:



Tecnologias de Medição mais utilizadas em CEMS:

Célula Paramagnética

Análise de O2

Célula Eletroquímica

Análise de O2

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.

Condutibilidade Térmica

Análise de H2

Ionização de chama

Análise de THC



OBRIGADO PELA ATENÇÃO !!

André Lubke Brigatti

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