Amostragem e condicionamento

Sistemas de amostragem e condicionamento

Sondas aquecidas, filtragem, resfriamento e controle de fluxo mantêm a amostra representativa da chaminé ao analisador.

A linha ZS-SCS — com sistemas extrativos aquecidos para altas temperaturas, condicionamento com resfriamento e secagem por Peltier e conjuntos modulares de sonda e filtro montados na chaminé — fornece uma amostra limpa e representativa para sistemas de monitoramento contínuo de emissões (CEMS) e analisadores de processo em correntes de gás úmidas, corrosivas, empoeiradas e em alta temperatura. A cadeia de condicionamento da amostra é a base de uma análise de gases precisa.

3Sistemas ZS-SCS
180°CCaminho da amostra aquecido
<5°CPonto de orvalho após resfriamento e secagem
2 µmFiltragem sinterizada
Cadeia de condicionamento da amostra

Como funciona o condicionamento da amostra

Cadeia extrativa de amostragem e condicionamento — da sonda à entrada do analisador

O desempenho de um analisador de gases depende da qualidade da amostra que ele recebe. O condicionamento da amostra extrai o gás de processo, remove o que poderia danificar o instrumento ou comprometer a medição — partículas, umidade e ácidos condensáveis — e fornece uma amostra limpa e representativa, na temperatura, pressão e vazão necessárias ao analisador.

  • O caminho aquecido mantém os gases reativos e ácidos acima do ponto de orvalho, evitando condensação e perdas por adsorção
  • A filtragem em etapas protege as células ópticas e as peças em contato com o gás contra partículas
  • O condicionamento com resfriamento e secagem remove a H₂O, que afeta a leitura de muitos analisadores
  • A seleção dos materiais em contato com o gás (SS316L / PTFE / Hastelloy C-276) é feita conforme a carga corrosiva

A cadeia de condicionamento, etapa por etapa

ExtraçãoUma sonda instalada na chaminé ou no duto, com filtro sinterizado interno, coleta o gás de processo em um ponto representativo.
Filtragem grosseira e contrassoproAs partículas maiores são retidas na sonda; a retrolavagem automática limpa o filtro quando há alta carga de poeira.
Linha de transferência aquecidaUma linha aquecida com temperatura controlada (normalmente 180°C, acima do ponto de orvalho ácido) transporta a amostra sem condensação nem separação de ácidos.
Filtragem finaUma etapa secundária de coalescência de 0,5 µm remove aerossóis residuais e partículas finas antes da célula do analisador.
Resfriamento e secagem / remoção de umidadePara analisadores que precisam de uma amostra seca, um resfriador Peltier (ou secador Nafion) reduz o ponto de orvalho para menos de 5°C, com drenagem automática do condensado.
Pressão, fluxo e entregaA redução de pressão e o controle de fluxo fornecem ao analisador uma amostra estável e representativa; a amostra usada retorna com segurança à chaminé, ao flare ou ao coletor de tratamento.
Instalação e implementação

Amostragem in situ ou extrativa — e o invólucro adequado

A primeira decisão é medir através do duto ou extrair uma amostra. Depois, a extração se divide entre condicionamento aquecido e condicionamento com resfriamento e secagem, conforme as necessidades do analisador.

In situ · sem amostragem

Medição in situ através do duto

O analisador mede diretamente através do duto ou da chaminé, sem extrair uma amostra. O único hardware de amostragem é o sistema de purga de ar das janelas ópticas e o alinhamento do flange, o que elimina toda a cadeia de condicionamento.

Escopo da amostragem

Purga de ar das janelas, alinhamento do flange e da fixação e comprimento do caminho óptico adequados ao duto. Sem linha aquecida, resfriador ou sistema extrativo.

Indicado para
  • Acesso óptico desobstruído, resposta em menos de um segundo e sem atraso da amostra
  • Gases reativos (NH₃, HCl) que são adsorvidos nas linhas extrativas de amostragem
Exige acesso óptico e purga confiável das janelas; em dutos pequenos ou com muita poeira, a extração ainda pode ser a melhor opção.
Extrativa · aquecida

Sistema extrativo aquecido (ZS-SCS-800)

Uma sonda aquecida e uma linha aquecida a 180°C transportam gases de combustão úmidos, corrosivos ou com ácidos até o analisador sem condensação. As peças em contato com o gás de Hastelloy C-276 e o contrassopro automático atendem às aplicações CEMS mais exigentes.

Escopo da amostragem

Sonda aquecida e linha aquecida (até 30 m na versão padrão / 50 m como opcional), filtro sinterizado instalado na chaminé com contrassopro, filtro fino secundário e controle de fluxo — tudo mantido acima do ponto de orvalho ácido de ponta a ponta.

Indicado para
  • Saída de FGD úmida, incineração e amostragem CEMS de gases ácidos
  • Correntes de HCl / HF / SO₃ em que linhas de 316SS corroem ou adsorvem os gases
A linha aquecida consome energia continuamente e aumenta a carga de manutenção; seu comprimento afeta o orçamento de energia.
Extrativa · com resfriamento e secagem

Sistema extrativo com resfriamento e secagem (ZS-SCS-600)

Um resfriador Peltier reduz o ponto de orvalho da amostra para menos de 5°C, e um filtro coalescente remove os aerossóis. Assim, fornece uma amostra limpa e seca, necessária para muitos analisadores de processo, com drenagem automática do condensado por bomba peristáltica.

Escopo da amostragem

Resfriador/secador Peltier, filtro coalescente de 0,5 µm, drenagem automática do condensado e controle de fluxo. Invólucro compacto para fixação na parede.

Indicado para
  • Analisadores de gás de processo, gases ambientais, biogás e gás natural que exigem amostra seca
  • Analisadores NDIR / paramagnéticos cuja leitura é afetada pela H₂O
O resfriamento pode remover espécies químicas solúveis em água (NH₃, HCl); gases reativos devem seguir pelo caminho aquecido.

Orçamento de energia e traceamento térmico

A linha aquecida e o gabinete consomem energia continuamente (≈1200 W em um sistema aquecido de 30 m); o comprimento da linha e a temperatura ambiente definem a alimentação necessária e o número de zonas aquecidas.

Ar de instrumento para contrassopro

A retrolavagem automática do filtro requer uma alimentação limpa de ar de instrumento a ~6 bar; o intervalo entre ciclos é ajustado à carga de poeira da aplicação.

Acesso, gases de calibração e HVAC

Planeje as tubulações dos gases de calibração, o acesso para manutenção do filtro e da sonda, o encaminhamento da drenagem do condensado e o HVAC do abrigo, quando houver uma sala completa para analisadores.

Seleção conforme a corrente

Selecione a configuração SCS conforme as condições da corrente

Não existe uma cadeia de amostragem universal. A temperatura, a umidade, a poeira, a corrosividade e a pressão da corrente determinam o material em contato com o gás, o aquecimento, a filtragem e o projeto do fluxo. Esta é uma visão resumida — os 14 modos completos de amostragem e condicionamento estão detalhados na página de serviços.

Condição da correntePrincipal riscoResposta de condicionamentoCaminho ZS-SCS recomendado
Gás ácido corrosivo (HCl / HF / Cl₂ / SO₃)Ataque ácido e perda por adsorção no 316SS padrãoPeças em contato com o gás de Hastelloy C-276 / PTFE e aquecimento integral acima do ponto de orvalho ácidoZS-SCS-800 (opção Hastelloy)
Alta temperatura e umidade (chaminés saturadas)Condensação e separação de água, SO₃ e HClSonda aquecida e linha aquecida a 180°C, com temperatura mantida de ponta a pontaZS-SCS-800
Com poeira ou alcatrão (fornos, incineradores, gaseificadores)Entupimento do filtro e incrustação na óptica e na célulaFiltro sinterizado instalado na chaminé com contrassopro automático; separadores aquecidos para alcatrãoSonda ZS-SCS-400 e ZS-SCS-800
Duto sob pressão negativaInfiltração de ar que dilui e compromete a amostraDimensionamento do ejetor / bomba e sistema aquecido estanque para estabilizar o fluxoZS-SCS-800 e avaliação de engenharia
Linha de processo de alta pressãoCondensação durante a redução de pressão e expansão inseguraRedução de pressão em etapas, reguladores aquecidos e proteção contra sobrepressãoCaixa de redução de pressão na origem e caminho ZS-SCS
Alimentação limpa e seca para o analisadorA H₂O afeta a leitura do analisadorResfriamento e secagem por Peltier para ponto de orvalho abaixo de 5°C, filtro coalescente e drenagem automática do condensadoZS-SCS-600
Recuperação de enxofre (Claus / SRU)Separação de enxofre e alteração da relação H₂S / SO₂Materiais resistentes ao enxofre, transferência aquecida e controle do condensadoZS-SCS-800 e avaliação de engenharia

Mapeamento apenas resumido. Os materiais em contato com o gás, o comprimento da linha aquecida e o projeto do fluxo são definidos para cada projeto conforme as condições medidas da corrente.

Guia de seleção

Como escolher um sistema de amostragem conforme as condições da corrente

Três perguntas ajudam a definir a maioria das especificações do SCS: qual é a corrosividade do gás, quão quente e úmido ele está e quanta poeira ou alcatrão carrega.

Correntes corrosivas de gases ácidos (HCl / HF / Cl₂ / SO₃)

Linhas de amostragem padrão de 316SS corroem e adsorvem gases ácidos, fazendo a leitura indicar valores menores. Aplicações corrosivas exigem peças em contato com o gás de Hastelloy C-276 (ou PTFE / Monel) e um caminho totalmente aquecido acima do ponto de orvalho ácido. O ZS-SCS-800 com a opção Hastelloy é a configuração recomendada — geralmente para incineração de resíduos, plantas de cloro e soda cáustica e fornos de vidro. Consulte a matriz de seleção conforme as condições da corrente para ver o mapeamento completo.

Chaminés quentes, úmidas e com alto teor de umidade

Gás de combustão saturado exige uma escolha: manter a amostra quente usando uma cadeia extrativa aquecida a 180°C (para que ácidos e umidade nunca se condensem) ou remover a umidade deliberadamente com condicionamento Peltier de resfriamento e secagem, quando o analisador precisa de uma amostra seca e a espécie química alvo não é solúvel em água. O ZS-SCS-800 atende ao caminho aquecido; o ZS-SCS-600, ao caminho com resfriamento e secagem. Espécies reativas (NH₃, HCl) devem seguir pelo caminho aquecido para evitar perdas no condensado.

Aplicações com muita poeira e alcatrão (fornos, incineradores, gaseificadores)

Partículas entopem os filtros e sujam os componentes ópticos. Um filtro sinterizado instalado na chaminé, com contrassopro automático, mantém o fluxo mesmo com alta carga de poeira, e os separadores aquecidos evitam o entupimento por alcatrão em correntes de gaseificadores e fornos de coque. A sonda modular ZS-SCS-400 (SS316L / Inconel, até 800°C) alimenta uma cadeia aquecida ZS-SCS-800. Os 14 perfis completos de aplicação estão detalhados na página de serviços de engenharia.

Sistemas ZS-SCS de amostragem e condicionamento

3 sistemas — extrativo aquecido, resfriamento e secagem por Peltier e sonda modular instalada na chaminé.

Sistema de amostragem aquecido para alta temperatura ZS-SCS-800Extrativo aquecido

ZS-SCS-800 · extrativo aquecido

Sistema de amostragem aquecido para alta temperatura ZS-SCS-800

Sistema extrativo aquecido completo para correntes de gás úmidas e corrosivas — 180°C da ponta da sonda à entrada do analisador.

Temperatura
180°C contínuos
Materiais
SS316L · PTFE · Hastelloy
Vazão
1-5 L/min
Filtragem
2 µm sinterizado
CEEN 15267UKCA
Sistema de amostragem com resfriamento e secagem ZS-SCS-600Resfriamento e secagem

ZS-SCS-600 · resfriamento e secagem por Peltier

Sistema de amostragem com resfriamento e secagem ZS-SCS-600

Sistema compacto de resfriamento e secagem para fornecer amostras limpas e secas a analisadores de processo.

Ponto de orvalho
<5°C (ajustável)
Vazão
0,5-3 L/min
Filtragem
0,5 µm coalescente
Drenagem
Automática peristáltica
CE
Conjunto de sonda e filtro ZS-SCS-400Sonda e filtro

ZS-SCS-400 · sonda extrativa

Conjunto de sonda e filtro ZS-SCS-400

Sonda modular de amostragem instalada na chaminé, com filtragem sinterizada integrada; versões padrão e aquecida.

Comprimento
0,5 – 3,0 m
Material
SS316L · Inconel
Filtro
2-20 µm sinterizado
Temperatura nominal
Até 800°C
CE
Aplicações industriais

Onde o condicionamento da amostra faz a diferença

De CEMS em sistemas FGD úmidos a correntes químicas corrosivas e recuperação de enxofre, a cadeia de condicionamento permite que o analisador suporte as condições da aplicação.

Amostragem CEMS em usinas de energia e instalações de recuperação de energia de resíduos

CEMS em usinas de energia e instalações de recuperação de energia de resíduos

A amostragem extrativa aquecida em gases de combustão úmidos, ácidos e com alta concentração de partículas — com peças em contato com o gás de Hastelloy C-276 e contrassopro automático — mantém o CEMS em operação na incineração e em aplicações com carvão / biomassa na chaminé.

Veja as aplicações em geração de energia
Amostragem corrosiva em aplicações químicas e petroquímicas

Processos químicos e petroquímicos

Correntes de processo e de lavadores de gases corrosivas com HCl / HF / Cl₂ / SO₃ exigem peças em contato com o gás de Hastelloy C-276, Monel ou PTFE e um caminho totalmente aquecido acima do ponto de orvalho ácido para manter a amostra representativa.

Veja as aplicações químicas
Amostragem de gás residual da unidade de recuperação de enxofre da refinaria

Recuperação de enxofre e refino

A amostragem da relação H₂S / SO₂ no gás residual de Claus / SRU exige materiais resistentes ao enxofre, transferência aquecida e controle do condensado, para que a relação medida represente o processo, e não a separação de componentes na linha.

Veja as aplicações em refino
Por que escolher a GESHINE

Por que escolher a GESHINE para o condicionamento da amostra

Engenharia de amostragem própria, materiais para aplicações corrosivas e sistemas adaptados ao conjunto de analisadores — definidos para cada projeto, sem depender de um catálogo fixo.

Engenharia de amostragem própria

Linhas aquecidas, filtragem, secagem e leiaute do sistema e do P&ID são projetados pela mesma equipe de engenharia que fabrica os analisadores — sem falhas de comunicação entre a cadeia de amostragem e o instrumento que ela alimenta.

Materiais para aplicações corrosivas

Peças em contato com o gás de SS316L, PTFE, Hastelloy C-276, Monel e Inconel são selecionadas conforme a carga ácida e a temperatura — para que correntes com HCl, HF, Cl₂ e SO₃ não corroam a linha nem adsorvam o analito.

Compatibilidade com o conjunto de analisadores

Os sistemas ZS-SCS podem ser combinados com analisadores de rack da série ZS da GESHINE e com a maioria dos analisadores de terceiros que exigem uma amostra limpa, aquecida ou seca à pressão atmosférica.

Definido para cada projeto

O sistema personalizado, o P&ID, o dimensionamento da linha aquecida, a seleção de materiais em contato com o gás e o escopo da certificação são definidos conforme as condições medidas da corrente — não publicados antecipadamente como especificações universais.

Perguntas frequentes

Perguntas e respostas sobre amostragem e condicionamento

Dúvidas comuns sobre condicionamento aquecido ou com resfriamento e secagem, materiais em contato com o gás, comprimento da linha e como manter a amostra representativa.

Por que aquecer a linha de amostragem e a que temperatura?

O aquecimento mantém a amostra acima do ponto de orvalho para evitar que água, SO₃ e HCl se condensem no caminho até o analisador. A condensação causa perda de amostra, corrosão e contaminação cruzada, invalidando a medição. O ZS-SCS-800 mantém 180°C continuamente, da ponta da sonda à entrada do analisador — acima do ponto de orvalho ácido típico, em torno de 160°C, para gases de combustão úmidos.

Quando preciso de Hastelloy C-276 em vez do SS316L padrão?

Peças em contato com o gás de Hastelloy C-276 são necessárias para gases de combustão com HCl acima de ~50 mg/m³, HF ou alto teor de SO₃ — geralmente em incineradores de resíduos, plantas de cloro e soda cáustica e fornos de vidro. SS316L é adequado para a combustão padrão de carvão / gás. Linhas de aço inoxidável padrão corroem e adsorvem gases ácidos, fazendo a leitura indicar valores menores. Por isso, os materiais em contato com o gás são definidos para cada projeto conforme a carga corrosiva medida.

Quando escolher condicionamento extrativo aquecido ou com resfriamento e secagem?

Escolha o sistema extrativo aquecido (ZS-SCS-800) quando o analito for solúvel em água ou reativo (NH₃, HCl, HF, SO₃) e não puder entrar em contato com condensado — todo o caminho permanece aquecido. Escolha o sistema com resfriamento e secagem (ZS-SCS-600) quando o analisador precisar de uma amostra seca e a espécie química alvo não for perdida no condensado, como no caso de CO / CO₂ medidos por NDIR ou de O₂ medido por analisadores paramagnéticos, cuja leitura seria afetada pela H₂O. Muitas instalações usam os dois caminhos para diferentes analisadores conectados ao mesmo ponto de amostragem.

Como o contrassopro automático mantém o filtro desobstruído?

Ar de instrumento comprimido (cerca de 6 bar) é pulsado periodicamente em sentido inverso através do filtro sinterizado instalado na chaminé, removendo as partículas acumuladas. O intervalo entre os ciclos pode ser configurado — de poucos minutos a muitas horas — e é ajustado à carga de poeira da aplicação. Assim, correntes com alta concentração de partículas em fornos e incineradores continuam fluindo sem necessidade de troca manual do filtro entre as visitas de manutenção.

Qual é o comprimento máximo da linha de amostragem aquecida?

As linhas padrão têm até 30 metros; versões estendidas de até 50 metros estão disponíveis com zonas de aquecimento adicionais. Linhas mais longas exigem maior capacidade de alimentação elétrica e pontos adicionais de monitoramento de temperatura. Por isso, o comprimento da linha afeta diretamente o orçamento de energia e o número de zonas aquecidas com controle independente definido no projeto.

Quando escolher amostragem in situ ou extrativa?

A medição in situ elimina a extração — o analisador mede através do duto — e, com isso, dispensa a cadeia de condicionamento, oferece a resposta mais rápida e atende a gases reativos que seriam adsorvidos na linha de amostragem, desde que haja acesso óptico desobstruído e purga confiável das janelas. A amostragem extrativa é preferível quando o duto tem poeira ou temperatura excessivas para a óptica direta, quando a amostra precisa ser condicionada (seca, filtrada, com pressão reduzida) para o analisador ou quando vários analisadores compartilham uma amostra condicionada. Muitos racks CEMS combinam as duas opções.

Com quais analisadores o ZS-SCS é compatível?

Os sistemas ZS-SCS são compatíveis com todos os analisadores de rack da série ZS da GESHINE e com a maioria dos analisadores de terceiros que exigem uma amostra limpa, aquecida ou seca, fornecida à pressão atmosférica. O caminho de condicionamento é selecionado conforme as necessidades da entrada do analisador subsequente; assim, o mesmo sistema pode alimentar um rack CEMS multigás.

Preciso de um sistema completo de condicionamento para gás de processo limpo e seco?

Nem sempre. Para gás de processo seco, limpo e não corrosivo, uma sonda modular e um filtro sinterizado (ZS-SCS-400), com controle de fluxo simples, podem ser suficientes. A cadeia completa aquecida ou com resfriamento e secagem é reservada para correntes úmidas, corrosivas, empoeiradas ou condensáveis. O escopo adequado depende das condições medidas da corrente. Por isso, a GESHINE confirma a configuração conforme a temperatura, o ponto de orvalho, a poeira e a carga corrosiva, em vez de especificar mais do que o necessário por padrão.

Solicite um orçamento para um sistema de amostragem e condicionamento

Para definir a cadeia de amostragem adequada ao seu analisador, tenha em mãos estes parâmetros da corrente:

  • Gás alvo e analisador(es) que receberão a amostra
  • Temperatura e pressão da chaminé / do processo
  • Ponto de orvalho e teor de umidade da amostra
  • Carga de partículas / poeira
  • Componentes corrosivos (HCl / HF / Cl₂ / SO₃ / H₂S)
  • Vazão de amostra necessária e número de correntes
  • Distância do ponto de amostragem ao analisador (comprimento da linha aquecida)
  • Classificação da área (zona ATEX, se aplicável)

Solicite uma consultoria para o sistema de amostragem

Nossos engenheiros de aplicação são especializados no projeto de amostragem extrativa aquecida, com resfriamento e secagem e para correntes corrosivas — incluindo sistemas personalizados, seleção de materiais em contato com o gás e P&ID.