Analise de combustãoPor

Aparelho de Orsat

Prof: MarlonDisciplina: Físico QuímicaParticipantes:Gabriela Aparecida dos SantosGeraldo de Castro NetoLeonardo Garcia Mustafé

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Gases de Combustão

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Definição de Combustão

Reações de combustão: A combustão (reação rápida de um combustível com oxigênio) é talvez mais importante do que qualquer outro tipo de reação química industrial. A importância das reações de combustão reside na tremenda quantidade de energia que liberam, energia que pode ser usada para produzir vapor, que é então usado para mover as turbinas que geram a maior parte da energia elétrica do mundo.

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Definição de Combustão

propano do parcial Combustão 432

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propano do completa Combustão 435

carbono do completa Combustão

2283

22283

22

OHCOOHC

OHCOOHC

COOC

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A maior parte do combustível usado em fornalhas de combustão em plantas de energia é carvão, óleo, gás natural ou gás liquefeito de petróleo, usualmente propano e butano.

Quando um combustível é queimado, o carbono reage para formar CO2 ou CO, o hidrogênio forma H2O e o enxofre forma SO2.

Exemplos:

Definição de Combustão

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Por motivos econômicos, a fonte de oxigênio mais usada para combustão é o ar atmosférico, que é de graça. O ar seco tem a seguinte composição molar média:

Na maior parte dos cálculos de combustão, é perfeitamente aceitável simplificar esta composição para 79% N2 e 21% O2.

O termo composição em base úmida é usado comumente para designar as frações molares dos componentes de um gás que contém água; composição em base seca se refere às frações molares do mesmo gás, mas sem levar em conta a água.

29,0 :médiamolecular Massa

100,00%

0,01% ,,,,

0,03%

0,94%

20,99%

78,03% N

2

2

2

2

XeKrNeHeH

CO

Ar

O

Produtos da Combustão

Durante a reação de combustão são formados diversos produtos resultantes da combinação dos átomos dos reagentes. No caso da queima em ar de hidrocarbonetos (metano, propano, gasolina, etanol, diesel, etc) são formadas centenas de compostos, por exemplo CO2, CO, H2O, H2, CH4, NOx, SOx, fuligem,

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etc, sendo que alguns desses compostos são os principais causadores do efeito estufa, da chuva ácida e de danos aos ciclos biogeoquímicos do planeta.

Analisador de Gases de Combustão

Aparelho de Orsat

Um dos mais conhecidos e mais simples aparelhos para análise de gases é o Analisador Orsat. Ele é utilizado para se determinar a composição e peso molecular de gases. Trata-se de um método volumétrico envolvendo absorção e oxidação seletivas. Ele é geralmente utilizado para detectar dióxido de carbono (CO2), oxigênio (O2) e monóxido de carbono (CO).

Aparelho de OrsatMétodo Clássico de quantificação dos fumos de uma combustão na base seca. Conforme esquema apresentado, pode ser determinado CO, O2 e CO2. O Azoto também obtém-se por diferença.

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1,2,3-trihydroxybenzene

Aparelho de Orsat

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Descrição:1. Bureta eudiométrica;

2. Pipetas ou frascos de Orsat;

3. Tubulações de vidro e torneiras.

Aparelho de Orsat

Soluções Absorvedoras

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Os seguintes reagentes químicos, disponíveis no mercado, são recomendados para análise de gases em chaminé:

• CO2: Solução de hidróxido de potássio (KOH) ou hidróxido de sódio (NaOH) ou “dissorvente” (esta solução também absorve, lentamente, H2S, SO2 e SO3).

• O2: solução de pirogalol alcalino, que é uma mistura de ácido pirogálico com solução de KOH, ou solução “oxsorvente”, que é uma solução de cloreto cromoso estabilizado. Ambas estas soluções também absorvem CO2 em quantidades bem pequenas.

• CO: Solução de cloreto cuproso, que também absorve O2, forma Cu2Cl2 .2CO (cloreto cuproso e monóxido de carbono) quando colocado em contacto com CO. Visto que este composto é relativamente instável, deve-se colocar fio ou tela de cobre dentro da pipeta a fim de impedir oxidação.

Reações das Soluções AbsorvedorasReação de Absorção do CO2

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  2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

O poder de absorção é de 40 mL de CO2 por mL de solução. Fonte CETESB Método L9.210

Reação de Absorção do O2

Reações das Soluções Absorvedoras

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As soluções de CuCl em NH3 absorvem o monóxido de carbono para formar complexos incolores como o dímero [CuCl (CO)2].

CuCl + 4NH3 Cu(NH3) 4Cl

Cu(NH3) 4Cl + 2CO CuCl(CO)2 + 4NH3

(Complexo)

Reação de Absorção do CO

US EPA 3 Gas Analysis for the Determination of Dry Molecular Weight

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Resumo do MétodoA amostra de gás é extraída da chaminé e analisada

utilizando o aparelho de Orsat para determinação da porcentagem e CO2, O2 e se necessário o CO.

Para que Serve o orsat

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O Orsat é comumente utilizado para determinar o efluente da combustão onde N2, O2, CO e CO2 são os principais constituintes do fluxo gasoso. Ele analisa uma mistura gasosa pela sucessiva remoção de CO2, O2 e CO por absorventes apropriados e medição de alterações de volume. O N2 é medido subtraindo-se os outros volumes determinados do volume total. A mistura de gases da amostra é posta sucessivamente em contato comsoluções absorventes adequadas. A diferença de volume após cadaabsorção, sob pressão constante, fornece o volume do componenteabsorvido.Sendo a amostra de 100 mL de fumos aos volumes absorvidos já indicama porcentagem volumétrica (ou molar) dos componentes.Por diferenças sucessivas obtém-se os volumes de CO2, de O2 e de CO. Ovolume de N2 é considerado como sendo:VN2 = 100 – ( Vco2 + Vo2 + Vco).

Referencias bibliográficasProcessos industriais e de incineradores, seguem normas

preconizadas pela NBR ABNT , US EPA – Environmental Protection Agency e CETESB – Companhia Ambiental do Estado de São Paulo.

Relação de normas técnicas mais empregadas em medições em incineradores de serviço de saúde, para atendimento à Resolução CONAMA Nº316:•NBR10700 – ABNT - planejamento de amostragem em dutos e chaminés de fontes estacionárias;•NBR10701 – ABNT – Determinação de pontos de amostragem em dutos e chaminés de fontes estacionárias;•NBR10702 – ABNT - determinação da massa molecular, base seca;•NBR11966 – ABNT - determinação da velocidade e vazão;•NBR11967 – ABNT - determinação da umidade;•NBR12019 – ABNT - determinação de material particulado;•NBR 12020 – ABNT - calibração dos equipamentos de amostragem;•Norma CETESB L9.210 – Determinação dos gases de combustão•Norma USEPA CTM 030 – Determinação de óxidos de nitrogênio, oxigênio, monóxido de carbono e dióxido de carbono usando analisadores portáteis;•Norma CETESB L9.228 – Determinação de dióxido de enxofre e de névoas de ácido sulfúrico, trióxido de enxofre.•Norma CETESB L9.229 – Determinação de óxidos de nitrogênio como NO2.•Norma CETESB L9.231 – Determinação de cloro livre e ácido clorídrico;•Norma CETESB L9.213 – Determinação de fluoretos pelo método do eletrodo de íon específico;•Norma USEPA 0029 – Determinação de emissões de metais em fontes estacionárias; •USEPA Method 0030 – Volatile Organic Sampling Train;•USEPA Method 0023 – Dioxin & Furan PCDD&PCDF;•USEPA Method 0010 – Modified Method 05 Sample Train;

Obrigado!

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