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Medição de Carbono Orgânico Total em Sistemas de Co-geração

1 Internal usage only

De onde vem o TOC?

� Lixiviados e ácidos úmicos e outras fontes- Grandes moléculas- Misturas complexas

- Desperdício… pesticidas?

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?O Biofilme é uma agregação complexa de microorganismos devido à excreção de uma camada adesiva e

protetora.

particulados

Outras fontes

Folhas

Biofilme

2 Internal usage only

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.

NaNa++

ClCl--

HH++ OO--22

~~ACAC

HH++HHOO

HH

OO HH

HH

3 Internal usage only

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 CO2 e detectado por infravermelho

- Conversão para CO2 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

4 Internal usage only

Teoria de Operação

CxHyOz � CO2 + H2O � H2CO3 � H+ + HCO3-

não-iônico iônico-condutivo(água carbonatada)

Medições online do TOC por Oxidação UV/Condutividade

UV

UV Oxidation

Conductivity

Sensor 1

Conductivity

Sensor 2

•OH

Luz ultravioleta a 185 nm quebra espécies orgânicas nãoiônicas que então são medidas por sensores de condutividade.

5 Internal usage only

A jornada do TOC

SENSOR 2NSOR 1

Válvulade vazão

Adaptador

Câmara de Oxidação

Lâmpada UV Água do Processo

6 Internal usage only

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.

7 Internal usage only

C = condutividade específicaCC = condutividade catiônicaIC = condutividade indutivaDO = Oxigênio dissolvidoORP = redoxpH = pH TOC = total organic carbon

TOC em Geração de Energia

WetScrubber

Scrubberblowdown

IC

pH

CoolingTower

Cooling TowerBlowdown

pH C or IC

StatorCooling

C DO pH

RO/DI Makeupwater treatment

DI Regen. &RO CleaningWaste

C pH ORP DO TOC

Wastewater TreatmentpH IC

Coal PileRunoff

pH

Turbine(s)

Preheaters/deaerators

Boiler Condenser

BoilerBlowdown, Cleaning

pH C

C

C

CC DO

C CC pH DO

C CC

Condensatepolisher

8 Internal usage only

Detalhes de Instalação

� O sensor é instalado na linha vinda do condensado

� Como o condensado atinge a temperatura de 1300C, um trocador de calor énecessário para baixar a temperatura a 40oC.

� Um filtro externo é instalado para prevenir o sensor de ser contaminado por partículas não dissolvidas em água.

Trocador de CalorFiltro externo

9 Internal usage only

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

10 Internal usage only

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.

11 Internal usage only

Felipe Salomão Banci

Engenheiro de Aplicação

Mettler Toledo – Divisão Processo

(11) 4166.7435

felipe.salomao@mt.com

OBRIGADO