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ENERGÉTICA IND. E COM. LTDA Rua Gravataí, – Rocha CEP 20975-030 Rio de janeiro – R] CNPJ 29. 341 -583/0001-04 – IE 82. 846. 190 Fone: (21) 3797-9800 Fax: (21 ) 2241-1354 Site: wvm. energetica. lnd. br CIPA Coletor Isocinético para Poluentes Atmosféricos MANUAL DE OPERAÇAO Responsável: José Walderley Coêlho Dias ENERGETICA – RIO D DATA: oral to view nut*ge 08/09/1997 REVISÃO: ÍNDICE Seção 1 . 0 2. 0 2. 1 2. 2 2. 3 2. 4 2. 5 2. 6 2. 7 2. 8 3. 0 3. 1 3. 2 3. 3 3. 4 4. 0 4. 1 4. 2 4. 3 4. 4 4. 5 5. 0 5. 1 5. 2 5. 3 5. 4 5. 5 6. 0 7. Introdução O Trem de Amostragem Características Gerais Aplicação Princípio de Operação Componentes Montagem Calibração e Testes Pré- opcionais Execução da Amostragem Cálculos Unidade de Controle e gomba Características Unidade de Controle Bomba a Vácuo Cordão de Ligação entre Unidade de Controle Caixa da Bomba Caixa de Amostras Conjunto Vidraria Caixa Quente Caixa Fria integrantes do aparelho, conheça as suas aplicações e aprenda a montá-lo e a colocá-lo em funcionamento. O CIPA atende às normas de amostragem em chaminé da EPA, CETESB, FEEMA e ABNT.

Recomendamos a leitura das normas da ABNT, CETESB e FEEMA, relacionadas abaixo. As normas da ABNT: • NBR 10700 Jul/89): Planejamento de Amostragem em Dutos e Chaminés de pontes Estacionárias. • NBR 10701 (Jul/89): Determinaçao de Pontos de Amostragem; • MB-3080 (Jul/89): Determinação da velocidade e vazao; • NBR 10702 oui/89): Determinaçao da Massa Molecular Base Seca • MB-3081 (Jul/87): Determinação da Umidade dos Efluentes; • MB-3355 (Dez/90): Determinação de Material Particulado • MB-3356 (Dez/90): Calibração dos Equipamentos. Normas da CETESB: • 1. . 221 (Dez/84): Determinação de Pontos de Amostragem em Duto ou Chaminé de Fontes Estacionárias; • 1_9. 222 (Dez/84): Determinação da Velocidade e Vazão dos Gases; • L9. 223 (Abr/85): Determinação da Massa Molecular Seca e do Excesso de Ar do Fluxo Gasoso; • L9. 224 oui/85): Determinaçao da umidade dos Efluentes; • &225 (Dez/85): Determinação de Material Particulado; • E16. 030 (Mar/ 86): Calibração dos Equipamentos Utilizados na Amostragem de Efluentes. Normas da FEEMA: • MF511. RI: Determinação dos pontos de Amostragem, • MF513.

R2: Determinação da Concentração do C02, do Excesso de Peso Molecular do Gás Seco; • MF514. R1: Determinação da Unidade do Gás; • MF51 SRI: Determinação da Concentração de Partículas no Gás. Pág. 2. 1/11 PAGF Unidade do Gás; • MF515R1 : Determinação da Concentração de Partículas no Gás. 2. 0 TREM DE AMOSTRAGEM 2. 1 CARACTERÍSTICAS GERAIS Projetado e fabricado, de acordo com as especificações da CETESB, ABNT e US EPA, para a mediç-ao de emissao de fontes estacionárias. • O peso pelo sistema completo, com vidraria e extensão da sonda, é de 70 Kg aproximadamente. ?? Fácil de montar e operar. • A sonda, de aço inox, permite em cada ponto, coletar a amostra e medir velocidade e temperaturas. • A sonda pode ser fornecida em tamanhos diferentes, de acordo om a necessidade do cliente. • Através de uma extensão flexível da sonda, o sistema permite coletas com a sonda em outras posições além da horizontal. • São fornecidos porta- filtro de 2,5 “(64 mm) e 4″(110 mm) de diâmetro, facilmente intercambiáveis. • Instrumentos modernos, posicionados de forma apurada no painel da unidade de controle, permitem leituras rápidas de todos os parâmetros necessários. ?? A bomba usada é de alta capacidade, lubrificada, com 127 L/min. Em regime livre. • A bomba é localizada em caixa própria, assim reduzindo sensivelmente o peso da unidade de controle e vitando temperaturas altas e vibração que possam afetar as leituras na unidade de controle. • O cordão umbilical é fornecido em tamanho padrão de 5 m. • Os engates rápidos são todos de inox, em formato cônico, assim reduzindo significativamente o problema de entrada falsa de ar no sistema. ?? O conjunto caixa quente/fria, ond significativamente o problema de entrada falsa de ar no sistema. • O conjunto caixa quente/fria, onde ficam retidas as amostras, permite a separação das duas caixas. • O peso dc conjunto caixa quente/fria, com a vidraria montada e banho de gelo, é de apenas 4 Kg; a caixa fria isolada, com os borbulhadores e o banho de gelo, pesa 7 Kg. • O sistema todo é fácil de transportar. O componente mais pesado, a bomba e sua caixa, pesam em torno de 23 Kg. Dados técnicos gerais do CIPA são apresentados na tabela 2. . 2. 2 APLICAÇAO O CIPA coleta isocineticamente amostras (particulados, gases, vapores ou névoas) dos gases efluentes de processos industriais, dentro das normas brasileiras e americanas referentes ? amostragem em fontes estacionárias (dutos ou chaminés). Operando com a sonda em posição horizontal, inclinada ou vertical, o aparelho pode ser usado em dutos ou chaminés de eção circular ou retangular com velocidades dos efluentes variando de 2 a 50 m/s e temperaturas até 2500C. Para maiores temperaturas, a sonda adota projeto especial. Pág. . 2/11 O CIPA é utilizado para as seguintes amostragens: • • • • • • Material particulado (M3-33555, da ABNT); Dióxido de enxofre (MB-3358, da ABNT); Teor de umidade (MB-3031 , da ABNT); Névoa de ácido sulfúrico (MB-3357, da ABNT); Chumbo inorgânico (Método 12, da US EPA); Fluoretos (Método de 13 Ae 13 B da US EPA). 2. 3 PRINCIPIO DE OPERAÇAO Para um bom entendimento do funcionamento do CIPA, recomenda-se . 3 PRINCíPlO DE OPERAÇÃO recomenda-se ler as Normas L9. 225 e E16. 030, da CETESB, MB-3355 e MB-3356, da ABNT, e MF515.

R1, da FEEMA. para amostragem de material particulado (caso mais comum), o aparelho é montado segundo o esquema da Figura 2. 1. Em operação, o porta-filtro e a sonda devem ser aquecidos e mantidos a 120a C ± 100 C. Pág. 2. 3/11 TABELA 2. 1 DADOS TECNICOS GERAIS DO CIPA CAIXAS DE ABRIGO (GABINETE) CONSUMO MÁXIMO LEITOR DE TEMPERATURA TERMOPAR Inox polido (0,8 mm) 2000 W Digital, de 6 canais, calibrado para termopar do tipo K Chromel-Alumel Tipo K Chromel-Alumel, com abos de isolação mineral, em bainha de inox, com conectores e cabos compensados.

Até 1750 C Até 1400 C Até 1800 C Até 200 C Escala decimal, potência máxima880 W Rotativa de palhetas, com lubrificação, 127 Urnin, 673 mmH20 De duas colunas, com parte inclinada, escala total de 0 a 25 mm H20 Vazão máxima 3 m3/h, leitura de O a 9999,999 m3, leitura mínima de 0,21 Eletromecânico, sem reset, (HORÂMETRO) resolução WI 00h TEMPERATURA DE OPERAÇÃO • • • • SONDA EXTENSÃO FLEXÍVEL CAIXA QUENTE CAIXA FRIA VARIADOR DE POTCNCIA BOMBA A VÁCUO MANÔMETRO GASÔMETRO TOTALIZADOR DE TEMPO TAMANHOS PADRÃO • SONDA • EXTENSÃO FLEXÍVEL • CORDÃO UMBILICAL PESO TOTAL (APROX. Qualquer tamanho, até 3,50m 5,00 m 5,00 m 70 Kg Para amostrar, introduz-se a sonda/pitot no orifício da chaminé, liga-se a bomba de vacuo e a’usta-se a vazão de a PAGF S introduz-se a sonda/pitot no orifício da chaminé, liga-se a bomba de vácuo e ajusta-se a vazão de amostragem até obter- se condições isocinéticas em função da velocidade, pressão e temperatura na chaminé. Ajustando-se as válvulas de controle grosso e fino, a bomba de vácuo, assegura-se que a vazão seja antida isocinética numa larga faixa de condições.

A vazão correta de amostragem é determinada com as formulações pertinentes. Pág. 2. 4/11 FIGURA 2. 1 ESQUEMA DO TREM DE AMOSTRAGEM PARA MATERIAL PARTICULADO Pág. 2. 5/11 Dentro da caixa quente os gases amostrados entram no ciclone de alta eficiência (opcional), onde são coletadas as partículas maiores. Após sair do ciclone, os gases, com partículas finas, são filtrados num filtro de fibra de vidro com eficiência maior que 99,95% para partículas de diâmetro de 0,3 micra medido pelo teste de DOP (Ftalato de Dioctil).

Do filtro, os gases passam ara o balde (caixa fria) com os impingers (frascos lavadores). Os dois primeiros impingers resfriam os gases e removem os condensáveis e material gasoso solúvel em água. Os últimos dois impingers removem a água presente nos gases amostrados. Em seguida, os gases passam, através do cordão umbilical, para a caixa de controle. Nesta, primeiramente entram na bomba a vácuo e depois, sequencialmente, no gasômetro e no oriffcio calibrado, sendo então descarregados para a atmosfera. Deve- se ter o cuidado de utillzar o aparelho numa área bem ventilada, pois os gase PAGF 6 atmosfera.

Deve-se ter o cuidado de utilizar o aparelho numa área bem ventilada, pois os gases amostrados podem ser tóxicos e sair do aparelho, afetando-se assim o pessoal que está realizando a amostragem. 2. 4 COMPONENTES O CIPA consiste basicamente nos seguintes componentes, agrupados em 4 subsistemas (Figuras 2. 2): A-) CONTROLE • Caixa de controle; • Caixa da bomba; • Cordão de ligação entre a caixa de controle e a caixa da bomba. g-) AMOSTRA • Caixa quente; • Caixa fria; • Filtro e vidraria. C-) SONDA • Sonda/pitot/termopar; • Extensão flexível (opcional).

D-) CORDÃO UMBILICAL SUBSISTEMA DE CONTROLE O CIPA utiliza a bomba de vácuo em caixa própria, fora da caixa de controle. A caixa de controle é o coração do sistema. Feita de aço inox, em tamanho compacto e peso reduzido, contém todos os controles operacionais necessários, assim como os medidores de pressão e temperatura, o gasômetro e o totalizador de tempo. A caixa de controle possui as seguintes funções: • • Receber energia e distribui-la para a bomba, aquecimento da caixa quente e instrumentos energizáveis no painel.

Ligar e controlar a bomba a vácuo, através de interruptor e válvulas de controle grosso e fino. Pág. 2. 6/11 FIGURA 2. 2 – TREM DE AMOSTRAGEM EM INOX – CIPA Figura geral do CIPA em inox, mostrando, da esquerda para a direita: caixa quente, caixa fria com vidraria, unidade de controle e caixa da bomba a vácuo. Em cima, a sonda. Parcialmente, pode pode-se ver ainda: suport PAGF 7 da bomba a vácuo. Em cima, a sonda. Parcialmente, pode pode-se ver ainda: suporte da sonda, cordão umbilical entre a unidade de controle e a caixa quente e cordão umbilical entre a unidade de controle e a caixa da bomba.

Pág. 2. 7/11 Medir, através de gasômetro, a quantidade dos gases efluentes coletados. Medir, através do manômetro duplo, as pressões diferenciais no pitot e no orifício calibrado, cujos valores entram nos cálculos das velocidades dos gases na chaminé e no sistema, respectivamente. • Indicar, através de um leitor digital de 6 canals, as temperaturas na chaminé, caixa quente, último impinger da caixa fria, entrada e saída do gasômetro e sonda. • Regular, mediante dois potenciómetros, os aquecimentos na sonda e na caixa quente. ?? Medir, através de um horâmetro, o tempo decorrido da amostragem. • Indicar, através de um vacuômetro, a pressão na linha de vácuo do sistema. A caixa da bomba abriga a bomba a vácuo, que funciona sem afetar diretamente a caixa de controle. As duas são interconectadas pelas mangueiras de entrada e saída da bomba e o cabo de força. Os engates das mangueiras vêm com dimensões diferentes a fim de evitar confusão no fluxo. • • SUBSISTEMA AMOSTRA Este subsistema contém o filtro e o conjunto de vidraria, cujas peças são conectadas entre si e distribuídas nas caixas quente e fria.

A caixa fria, num banho de gelo, alojam-se os 4 impingers. Ambas as caixas são de aço inox providas de isolação térmica. As caixas são separada s 4 impingers. Ambas as caixas são de aço inox providas de isolação térmica. As caixas são separadas, sendo acopladas mediante um sistema de encaixe. A caixa fria, quando separada da caixa quente, funciona como um balde provido de alça, facilitando seu transporte, da chaminé ao laboratório. A caixa quente tem pois, as seguintes funções: • • • Manter aquecido o porta-filtro; Receber os gases coletados através da sonda.

Receber energia elétrica da caixa de controle, através do cordão umbilical e distribu[-la para seu aquecimento e para os aquecimentos da sonda e da extensão flexível. A caixa fria, por sua vez, tem as seguintes funções: Manter os 4 frascos lavadores em baixa temperatura (inferior a 20 0 C); Receber os gases coletados que vêm da caixa quente; Reter a umidade contida nos gases; Passar os gases (agora secos) para a unidade de controle através do cordão umbilical.

SUBSISTEMA SONDA De aço inox, este conjunto, compreendendo a sonda propriamente dita, o pitot e o termopar tem as seguintes funções: • • • • Coletar os gases dentro da chaminé; Manter a temperatura dos gases coletados acima da temperatura de condensação do vapor d’água; Medir a velocidade dos gases a chaminé através da pressão diferencial do pitot; Medir as temperaturas dentro da chaminé e da própria sonda, por meio de termopares do tipo K. Pág. 2. /11 Quando ao furo da chaminé ou do duto não permite aposição horizontal da sonda, torna-se conveniente utilizar uma e chaminé ou do duto não permite aposição horizontal da sonda, torna-se conveniente utilizar uma extensão flexivel, que permita a introdução da sonda em outros ângulos. A extensão flexível padrão da ENERGÉTICA tem 5 m de comprimento e é feita de um material não corrosivo para a passagem dos gases, no caso eflon da mesma maneira que a sonda, é aquecida.

A instalação da extensão entre a sonda e a caixa de controle é rápida. SUBSISTEMA CORDÃO UMBILICAL Tem a função de ligar os subsistemas amostras/sonda ao controle. Enfeixa a mangueira principal dos gases, as duas mangueiras do pitot, quatro cabos de extensão do termopar e um cabo de força. 2. 5 MONTAGEM Os componentes relacionados acima são montados segundo o esquema das Figuras 23a e 2. 35. Maiores detalhes sobre a montagem, são apresentados nos Itens 3. 0, 4. 0, 5. 0 e 6. 0. 2. 6 CALIBRAÇÃO E TESTES PRÉ-OPERACIONAIS

Antes de iniciar a operação com o CIPA, deve-se ter o cuidado de : • Verificar se o aparelho está devidamente calibrado; • Realizar testes de vazamento; • Verificar se o aparelho está em condições funcionais. CALIBRAÇÃO O aparelho é fornecido com certificados de calibração dos seguintes componentes: • • • • • Tubo pitot; Gasómetro; Medidores de temperatura; Placa de orifício; Boquilhas. Pág. 2. 9/11 FIGURA 2. 3A CROQUI MOSTRANDO A MONTAGEM GERAL DO CIPA SEM EXTENSÃO FLEXÍVEL Pág. 2. 10/11 FIGURA 2. 3b CROQUI MOSTRANDO A MONTAGEM GERAL DO CIPA COM EXTENSÃO FLEXÍVEL