Sistemas de Condicionamento da Amostra para Análise de Gases

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1 Sistemas de Condicionamento da Amostra para Análise de Gases V1

2 O queéum Sistemade Condicionamento?

3 O Que é um Sistema de Condicionamento? Amostra do Processo? Analisador Sistema de Condicionamento O sistema é a LIGAÇÃO entre o Processo e o Analisador

4 Especificação Típica do Gas de Amostra na Entrada do Analisador Pressão: 0.04 psig Vazão: 50 a 250 ml/min Pressão de Saida:11.5 a 18 psia Ponto de Orvalho: Acima da Temp. Ambiente Particulado: <3 microns Condição: Limpo e sem condensados e oleos As condições dentro do seu processo são iguais?

5 Por que um Sistema de Condicionamento Pode Ser Necessario? Tomar a Amostra do Processo Reduzir ou Aumentar Pressão Remover Agua/Condensados Remover Particulados Reduzir ou Aumentar Temperatura Controlar Vazão Mover a amostra para fora do sistema Facilitar Calibração

6 Onde Começa o Sistema de Análise?

7 Ponto de Amostragem Sonda Impressora Linha Aquecida Aquisição de Dados e informes Fonte Gas Cal Controle De Fluxo Sinais de Cal Conversor NO 2 a NO Analisador Multigases O2, CO2. CO, NOx, SO2 Chiller

8 Considerações: Ponto de Amostragem Representativo Diferencial de Pressão entre Ponto de Amostragem e Vent (Se for possivel) Fácil Acesso -Manutenção e Instalação Ponto Superior do Tubo ou Duto Horizontal Lateral de Um Duto Vertical ou Amostra Líquida (Nao em um joelho) Ja pensou em como trazer a amostra desde o ponto de amostragem até o sistema de condicionamento?

9 Qual é a Informação Necessaria para Projetar um Sistema de Análise?

10 Razoes para Medir Descrição breve do processo Segurança Eficiência Qualidade QUESTIONARIO Conformidade com o Meio-Ambiente

11 Razões para Medir Segurança Tempo de resposta Repetibilidade Eficiência Precisão Repetibilidade Tempo de resposta Qualidade Precisão Repetibilidade Conformidade Repetibilidade Amostra Seca Ajuda a determinar a filosofía no projeto do sistema assim como a seleção do analisador

12 Condições da Amostra no Processo Pressão Temperatura Condensados (Vapor de H2O) Líquidos Gases (Inflamaveis?) Particulado (Quantidade e Tamanho) Ponto de Orvalho Ajuda a determinar quais são os componentes que se requer QUESTIONARIO

13 Localização do Sistema de Condicionamento Ar Livre ou Sala de Controle Temperatura Ambiente Classificação da Area (Cl. I, Div. 2, Gr. C&D?, etc..) Exposto ao Sol, Chuva? Fácil Acesso Distancia do Processo Distancia curta entre processo e sistema = tempo de resposta curto! QUESTIONARIO

14 Vent da Amostra Ao Ambiente De Volta ao Processo Para Um Duto de Ventilação Pressão? Se a amostra vai voltar num ponto pressurisado, temos que saber a pressão para aumentar a pressão da amostra e assegurar que ela sera removida do sistema QUESTIONARIO

15 Quais são os Componentes Típicos?

16 Sistemas de Condicionamento SONDAS Tipo Stinger Tubo de 1/2 diametro Longitude = Metade do diametro do ponto de amostragem Para amostras livres de particulados Montado com flange ou conector de tubulação Sonda com Filtro Metal sinterizado (Tamanho de Particulado) Sistema de limpeza ( blowback -automático ou manual)

17 Sonda de Filtro de Metal Sinterizado Media Grade 0.2 (x100) Media Grade 0.5 (x100) Media Grade 5 (x100) Media Grade 20 (x100) Media Grade 100 (x100)

18 Sistemas de Condicionamento SONDAS Sonda de Emissões Aquecida Autolimpeza ( Blowback ) Sistema de Calibração

19 Sistemas de Condicionamento SONDAS Ejetor de Vapor Vapor Seco Injetado em um Venturi para Extrair a Amostra do Processo Amostra e Vapor Passam pela Linha de Amostragem Amostra Limpa Entra no Analisador Ideal para Amostras Corrosivas e Amostras com oleos ou graxas Pesadas

20 Sistemas de Condicionamento LINHAS DE AMOSTRAGEM Tubulação standard Metálica (Aco Inox. ou Hastelloy) ou Teflon Diametro Pequeno-3/8 (Tempo de Resposta) Inclinação Constante (12mm para cada 30.5 cm) Tubulação Traçada (Aquecida) Amostras com Ponto de Orvalho Alto Tubos Metálicos Isolados com Temperatura Controlada Temperatura Controlada com Eletricidade ou Vapor

21 Linha Traçada

22 Sistemas de Condicionamento Filtros de Particulados Filtro em Linha Filtra a Amostra Inteira (Volume Baixo) Elemento de Fibra de Vidro ou Metal Sinterizado Utilizado com Amostras Limpas Ultimo Filtro para Proteger Analisador Filtro em Linha (tipo By- Pass) Filtra Parte da Amostra (Volume Alto) Parte Filtrada Vai para o Analisador e o Resto para o Bypass (3 vias) Utilizado com Particulado Pequeno

23 Sistemas de Condicionamento Filtros de Particulado Filtro Inercial (tipo By-Pass) Filtro para Resposta Rápida (Alta Velocidade) Elemento de Metal Sinterizado Filtra Parte da Amostra Para Amostras com Particulado Grande e Pesado

24 Sistemas de Condicionamento Filtros tipo Inercial

25 Sistemas de Condicionamento Filtros de Líquido Filtro Tipo Coalescente Separa Gotas Suspensas no Gas (Névoa) numa Amostra perto do seu Ponto de Orvalho Gotas Se Combinam no Elemento Tubular Gotas Forcadas por Fluxo da Amostra ao Exterior do Elemento Tubular Líquido Vai para Drenagem Amostra Gasosa Vai pro Analisador Filtro Tipo Impingement Um Tubo Cheio de Malha de Aco Captura Líquidos ja Existentes na Amostra

26 Sistemas de Condicionamento Resfriadores Resfriador Tipo Vortex Ar Comprimido entra num Tubo Circular Ar se Separa: Ar Quente (Muda ate 21 o C*) e Ar Frio (Muda ate -78 o C*) Fluxo Continuo do Ar Frio até -40 o C Baixa a Temperatura da Amostra Amostra Condensa e o Condensado Filtrado vai para Drenagem Custo Inicial Baixo-Custo de Operação Alto * Mudanca na temperatura do ar comprimido que entra no resfriador

27 Sistemas de Condicionamento Processo Resfriador Tipo Vortex Ventilação do Resfriador Resfriador tipo Vortex + Drenagem Automático Analisador Ar de Inst. Drenagem

28 Sistemas de Condicionamento Resfriadores Resfriador Tipo Peltier Corrente elétrica flui através de dois tipos diferentes de metais. Um metal se resfria e o outro se esquenta. O calor é retirado do dispositivo. Um bloco dos metais frios se junta e a amostra passa por esta zona fría. Amostra se resfria e caem os condensados que são imediatemente bombeados do resfriador. Amostra não tem contato com a água e assim não se perdem gases soluveis como SO 2, NO. Tipicamente utilizado na medição de emissões contaminantes.

29 Resfriador tipo Peltier

30 Sistemas de Condicionamento Secadores Tubo de Nafion Nafion absorve vapor de agua Vapor de Agua Passa por Tubo e Se Move desde o Interior do Tubo até o Exterior do Tubo Uma Purga Continua de Gas no Exterior do Tubo Evapora a Agua ( Diferencial de Umidade) O Vapor de Agua é Removido sem Afetar os Outros Componentes na Amostra

31 Sistemas de Condicionamento Aspiradores e Bombas Aspiradores Pequeno Venturi Usa Ar ou N 2 para Mover a Amostra Pressão do Ponto de Amostragem e de Ventilação < 5 Psig Gas Mistura com Amostra- Instalado depois do Analisador Ideal para Areas Classificadas Não precisa de Manutenção Alto Consumo de Ar ou N 2

32 Sistemas de Condicionamento Aspiradores e Bombas Bombas Bombas de Diafragma Pressão do Ponto de Amostragem e de Ventilação > 5 Psig Materiais dos Diafragmas Motores a Prova de Explosão ou Movidos a Ar Colocado na Entrada ou Saida do Sistema Requer Mais Manutenção

33 Sistemas de Condicionamento Outros Componentes Válvulas Manuais Para selecionar correntes e para abrir e fechar o sistema Redutoras de Pressão Para reduzir a pressão da amostra de alta pressão e regular gás de calibração Rotametros Para regular o fluxo da amostra (by-pass e ao analizador) Reguladores de Contrapressão Para isolar o analisador de variações na pressão na saida do sistema Alarme de Fluxo Para indicar quando não existir fluxo suficiente no analisador

34 Aplicação Monitoracao de Emissões Caldeiras Fornos de Processo Incineradores Conformidade

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36 Sistema de Monitoracao de Emissões

37 Aplicação Plataforma de E&P Medição de Umidade no Gás Natural

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39 Sistema de Análise de Umidade no Gás Natural

40 Aplicação Caldeira de Recuperação Papel e Celulose Controle O 2, CO e CO 2.- Eficiência

41 Diagrama do Sistema de Condicionamento

42 Sistema Condicionamento de Gás para Caldeira de Recuperação

43 Aplicação Monitoracao de Silo de Carvão Monitorar a quantidade de CO num silo para evitar autoignição-segurança

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45 Sistema de Monitoracao de Silo de Carvao

46 Sistemas ENGEZER A ENGEZER considera os parametros do processo e integra os componentes adequados ENGEZER tem mais de 15 anos de experiencia

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