medição de carbono orgânico total em sistemas de co-geração · a oxidação por uv quebra as...
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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
OBRIGADO