Organització des dels CEP. Centres adscrits al projecte

Nos casos em que a amostra apresente condições adversas de temperatura e com impurezas, tornam-se necessárias resfriamento e limpeza prévia, antes de a mesma ser encaminhada ao analisador.

As impurezas, como partículas sólidas, podem ser eliminadas por meio de filtros situados na própria sonda. Na sua forma mais simples, a filtragem pode ser executada por uma sonda chanfrada na extremidade de captação, conforme a figura 5. Nesta sonda, as partículas mais pesadas não penetrarão, devido a inércia das partículas.

Fig 5

A sonda da figura 6, possui um filtro na extremidade de captação dentro do processo e, eventualmente, na extremidade externa. O filtro interno protege o próprio tubo da sonda contra entupimentos. As principais desvantagens deste tipo de filtragem, estão na

dificuldade de acesso ao filtro para limpeza e na limitação de uso em temperatura acima de 5000_C.

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Para temperaturas mais elevadas usa-se a sonda mostrada na figura 7, que possui somente um filtro na parte externa.

Fig 7

O material usado no filtro dependera das condições da amostra, podendo ser uma simples tela de aço inoxidável ou elementos sintetizados de bronze, aço inox ou cerâmica.

O material da sonda dependera do tipo de amostra e da temperatura do ponto de captação. A temperatura afeta a sonda de duas maneiras:

a) Mecanicamente: podendo comprometer sua resistência estrutural, ocasionando empenamentos, rompimentos ou mesmo fusão.

b) Quimicamente: podendo reagir com o gás a ser analisado ou provocar reações catalíticas entre os componentes da amostra ou mesmo o rompimento de moléculas.

O aço-carbono comum pode ser usado até uma temperatura da ordem de 4000_{C. Quando} houver possibilidade de agir cataliticamente sobre os componentes da amostra, como nos gases queimados com oxigênio e combustíveis residuais, a temperatura máxima deverá ser limitada em 2000C.

O aço inoxidável do tipo 316, pode ser usado até uma temperatura da ordem de 750 ºC, a não ser que ocorram reações catalíticas na amostra.

Para temperaturas acima de 750 ºC e abaixo de 1250 ºC são usadas ligas de aço refratário, que apresentam boa resistência mecânica e pouco efeito catalítico sobre a amostra.

As ligas mais comuns são:

sicromal (CL 0,12%; 23%< Cr< 25%; 1,3< Al < 1,6%): até 9000C.

Nimonic (0,2% < Ti < 0,6; Cu < 0,5%; Mn < 1%; Si < 1%; 0,08% <: C < 0,15%; Fe<5%; 18% < Cr < 21% e Ni o restante):até 12500_C

Sanicro 31 (C = 0,05%; Si = 0,55%; P < 0,55%; S < 0,015%; Cu < 0,010%; Cr = 21%; Ni = 31%; Ti = 0,35%; Al = 0,3%; Fe = Balanço).

Para temperaturas até 1800 ºC, são usados materiais do tipo cerâmico, como a alumina pura, A1203, que não interfere quimicamente com os componentes da amostra mas apresenta uma resistência mecânica inferior a das sondas metálicas. Outro recurso bastante usado na captação de amostras em alta temperatura, é o de refrigerar a sonda

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com água ou vapor.

A figura 8 mostra uma sonda refrigerada a água. Esta consiste em um tubo de aço em cujo interior circula a amostra e na parte externa circula água por meio de dois tubos

concêntricos. Este tipo de sonda pode ser usado em temperatura de até 18000C.

Fig 8 – Instalação de uma sonda refrigerada INSTALAÇÃO DE UMA SONDA REFRIGERADA A ÁGUA

A figura 9 mostra uma instalação desta sonda. A saída da água deve ser aberta para a atmosfera e em um ponto superior ao da sonda, a fim de garantir a presença da água em seu interior, evitando danos pela alta temperatura, quando houver falta de alimentação d’água. Um alarme de baixa pressão permite alertar o operador quanto houver falta de refrigeração.

A temperatura de saída da amostra é, em alguns graus, superior a temperatura da água de refrigeração. Caso a amostra contenha vapor d'água, poderá ocorrer a condensação deste vapor, que deverá ser recolhido em um pote e colocado no ponto mais baixo da linha de amostra.

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Fig 9 – Instalação de uma sonda refrigerada à água. Outro tipo de refrigeração é o tipo direto. A água é pulverizada diretamente da amostra, dentro da sonda, formando um “SPRAY”que satura completamente o gás. Este processo, além de refrigerar a amostra, retira, por meio de lavagem, a maior parte das impurezas que ela contém.

A figura 10 mostra duas sondas com "SPRAY" de água. O tipo A, lança a água em direção contraria ao fluxo da amostra, enquanto, no tipo B, a água é pulverizada no mesmo sentido de amostra,

Fig10

A água, misturada com as impurezas da amostra, pode ser direcionada, para o interior do processo, no caso do “spray” invertido (fig. 10A) ou, então, pode ser transportada, junto com a amostra, até um ponto fora do processo, onde será separada do gás e drenada (caso do “spray” da figura 10B).

Quando a amostra contém gases que possam ser absorvidos pela água, como o C02 e S02, o sistema de refrigeração direta deve ser evitado, a não ser que estas absorções não alterem a característica em análise, O vapor pode ser usado no lugar da água pois, além de refrigerar e limpar a amostra, é usado para retira-la do processo na forma de um ejetor.

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2.2 – TRANSPORTE DA AMOSTRA

A amostra captada pela sonda, deve ser transportada por meio de tubos até o analisador, sem sofrer alteração na característica a ser analisada.

A distância entre o ponto de amostragem e o analisador deve ser a menor possível, de modo a reduzir o tempo de resposta do instrumento, a um mínimo. Normalmente, é transportada uma quantidade de amostra superior as necessidades do analisador a fim de diminuir o tempo de resposta. O excesso é desviado para a atmosfera, próxima ao analisador.

O diâmetro da linha deve ser escolhido de modo a não introduzir grandes perdas de carga e reduzir o volume a um mínimo. Os valores usuais estão compreendidos entre 1/4" e 1/2",

O material da linha deve ser compatível com a temperatura, a pressão e corrosividade da amostra, além de suportar as condições externas ao longo de seu percurso. O aço inoxidável tipo 316 é o material mais usado, sendo, também, utilizados outros materiais como: cobre, aço carbono galvanizado e PVC. A linha de amostragem deve ser estanque a fim de evitar vazamentos ou infiltrações de ar, no caso de baixas pressões.

No transporte de amostra, deve ser evitada a condensação de umidade no interior da linha, o que causaria restrições ao fluxo ou, mesmo, poderia ocasionar o seu bloqueio.

O modo mais simples de evitar acúmulo de condensado é dar a linha uma inclinação constante, a fim de drena-la para o interior do processo. Neste caso, o analisador deverá estar situado em um plano superior ao do ponto de amostragem.

A linha pode ser inclinada, para acumular o condensado em um pote, nas proximidades do analisador.

Aquecendo a linha de amostra com vapor, ao longo de seu percurso, evita-se a ocorrência de condensações. Se a característica a ser analisada for a umidade do gás e se o ponto de orvalho estiver próximo da temperatura ambiente, o aquecimento torna-se indispensável. NOTA:

Ponto de Orvalho é a temperatura que se inicia a condensação do vapor d'água.