Medição de Carbono Orgânico Total em Sistemas de Co-geração

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Neusa Lameira de Barros
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2 De onde vem o TOC? Lixiviados e ácidos úmicos e outras fontes - Grandes moléculas - Misturas complexas - Desperdício pesticidas? Outras fontes Folhas lixiviados (s.) Um produtos ou solução formado por lixiviação, especialmente uma solução contendo contaminantes adquiridos da lixiviação do solo. Pesticidas e fertilizantes por lixiviar o solo. Ácido Úmico É um dos maiores componentes das substâncias úmicas que são constituintes marrom escuro do humus que contribui para a qualidade física e química do solo e são precursores dos combustíveis fósseis. Podem ser também produtos de folhas. Degradação de sistemas de água - Membranas de Osmose Reversa - Filtros - Resinas de troca iônica Formação dentro do sistema de água - Biofilme? particulados O Biofilme é uma agregação complexa de microorganismos devido à excreção de uma camada adesiva e protetora. Biofilme 1 Internal usage only

Ácido Úmico É um dos maiores componentes das substâncias úmicas que são constituintes marrom escuro do humus que contribui para a qualidade física e química do solo e são precursores dos combustíveis

3 Condutividade e TOC A medição de condutividade em água ultra-pura é a medição de total de impurezas iônicas (condutivas) - Vários íons na água - Não específico A medição de TOC em água ultra-pura é a medição do total de impurezas orgânicas (usualmente não condutivas) - Centenas de orgânicos na água - Não específico O TOC é uma medição baseada na condutividade. ~ AC H + O-2 Na + H O H O H H H + Cl - 2 Internal usage only

medição do total de impurezas orgânicas (usualmente não condutivas) - Centenas de orgânicos na água - Não

4 A Química do TOC O TOC está relacionado à capacidade de quebra das ligações e de converter moléculas de orgânicos não detectáveis em uma forma química que seja detectável. - Conversão para metano - Conversão para CO 2 e detectado por infravermelho - Conversão para CO 2 e detecção por condutividade Isto é feito por quebra de ligações e oxidação A oxidação por UV quebra as ligações de carbono pela geração de radicais de hidroxila para produzir dióxido de carbono e água. É o dióxido de carbono dissolvido que é medido. Sucrose molecule chemical structure 1,4-benzoquinone chemical structure 3 Internal usage only

- Conversão para metano - Conversão para CO 2 e detectado por infravermelho - Conversão para CO 2 e detecção por condutividade Isto é feito por quebra de

5 Teoria de Operação Medições online do TOC por Oxidação UV/Condutividade C x H y O z CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - não-iônico UV OH iônico-condutivo (água carbonatada) Conductivity Sensor 1 UV Oxidation Conductivity Sensor 2 Luz ultravioleta a 185 nm quebra espécies orgânicas não iônicas que então são medidas por sensores de condutividade. 4 Internal usage only

Conductivity Sensor 1 UV Oxidation Conductivity Sensor 2 Luz ultravioleta a 185 nm quebra

6 A jornada do TOC Lâmpada UV Câmara de Oxidação Água do Processo Adaptador NSOR 1 SENSOR 2 Válvula de vazão 5 Internal usage only

7 Visão Geral da Aplicação No ciclo de geração de energia em co-geração numa planta de açúcar e etanol, a contaminação orgânica principal é devida ao açúcar. Contaminantes orgânicos são geralmente não condutivos, e portanto não podem ser detectados por medição de condutividade. Apesar da medição contínua de condutividade, as usinas ainda têm problemas com depósitos de açúcar em tubulações e trocadores de calor. Existe a possibilidade da quebra orgânica em ácidos orgânicos, diminuindo o ph do condensado, causando a corrosão da turbina. 6 Internal usage only

Apesar da medição contínua de condutividade, as usinas ainda têm problemas com depósitos de açúcar em tubulações e trocadores de calor.

8 TOC em Geração de Energia C = condutividade específica CC = condutividade catiônica IC = condutividade indutiva DO = Oxigênio dissolvido ORP = redox ph = ph TOC = total organic carbon IC ph Wet Scrubber C CC Turbine(s) Stator Cooling C DO ph ph C or IC Cooling Tower Boiler Condenser Scrubber blowdown Coal Pile Runoff ph ph C C CC ph DO Boiler Blowdown, Cleaning Preheaters/ deaerators ph IC Wastewater Treatment CC DO Condensate polisher C C Cooling Tower Blowdown C ph ORP DO TOC RO/DI Makeup water treatment DI Regen. & RO Cleaning Waste 7 Internal usage only

Condenser Scrubber blowdown Coal Pile Runoff ph ph C C CC ph DO Boiler Blowdown, Cleaning Preheaters/ deaerators ph IC Wastewater Treatment

9 Detalhes de Instalação O sensor é instalado na linha vinda do condensado Como o condensado atinge a temperatura de C, um trocador de calor é necessário para baixar a temperatura a 40 o C. Um filtro externo é instalado para prevenir o sensor de ser contaminado por partículas não dissolvidas em água. Trocador de Calor Filtro externo 8 Internal usage only

10 Manutenção A vida útil da lâmpada UV é de 4500 horas Instalação simples tempo de parada mínimo Recomendável calibração de TOC depois da troca da lâmpada 9 Internal usage only

11 Conclusões A contaminação orgânica e inorgânica não são diretamente proporcionais A medição de TOC online é um parâmetro chave para proteger o sistema de geração de energia. 10 Internal usage only

TOC online é um parâmetro chave para proteger o

12 OBRIGADO Felipe Salomão Banci Engenheiro de Aplicação Mettler Toledo Divisão Processo (11) Internal usage only

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