Mercury Monitoring System
MMS-NG

Sistema automático de Monitorização de Mercúrio para Gás Natural

Introdução

O gás natural contém muitas vezes mercúrio em concentrações que variam entre menos de 1 e 10000 µg/m³. O mercúrio é tóxico e potencialmente nocivo: pode corroer ou enfraquecer componentes comuns de instalações de processamento de gás.

As instalações de processamento de gás reduzem o mercúrio no gás natural com unidades de remoção de mercúrio (MRUs-Mercury Removal Units). Estas MRUs utilizam absorvedores de leito fixo, muitas vezes com carvão impregnado com enxofre ou outros solventes químicos como material ativo.

O Sistema de Monitorização de Mercúrio é uma ferramenta ideal para determinar a eficácia de cada MRU em tempo real e necessário para monitorizar e controlar com sucesso as concentrações de mercúrio durante a produção e processamento de gás natural.

Medição Contínua do Mercúrio no Gás Natural

A Mercury Instruments desenvolveu um sistema para a monitorização automática e contínua dos níveis de mercúrio no gás natural e noutros gases inflamáveis. Instalamos o analisador de mercúrio (e acessórios, como um calibrador automático) num compartimento pressurizado que é aprovado para utilizar mesmo em zonas perigosas (ATEX, IEC-Ex).

Um sistema aquecido recolhe a amostra e guia-a para o analisador através de tubagem em aço inoxidável cuja superfície foi tratada para uma absorção ultra-baixa.

Se for detetada alguma fuga, um sensor de gás integrado irá desligar o sistema e parar o fluxo de amostra de gás.

Detetor Altamente Seletivo e Sensível

O UT-3000 Mercury Ultratracer é utilizado para detetar e medir com precisão os níveis de mercúrio no gás natural. Um coletor de ouro próprio absorve o mercúrio de forma seletiva a partir de um volume de amostra constante. O coletor é então aquecido durante um breve período de tempo. O mercúrio é dessa forma libertado para uma célula ótica e detetado quantitativamente utilizando a medição de absorção atómica (AAS).

Em contraste com os sistemas de fluorescência atómica, o UT-3000 não requer gases de transporte especiais. O ar é utilizado como gás de transporte, mantendo assim a superfície de ouro limpa e melhorando a vida útil do coletor, em comparação com outros sistemas. Com o UT-3000, a interferência de hidrocarbonetos ou outros componentes gasosos é insignificante (consulte o diagrama de interferências do Benzeno).

Interferência com benzol:
comparação de diferentes técnicas de medição

Sistema de Amostragem para Gás Natural

A integridade do sistema de amostragem é tão importante como o próprio analisador. Para obter amostras de gás natural a partir de uma conduta de gás, o sistema de amostragem deve reduzir a pressão e guiar a amostra desde o ponto de obtenção até ao analisador, mantendo a concentração de mercúrio inalterável. Para além disso deve apresentar um tempo de intervalo mínimo e ser adequado à utilização intensiva em zonas perigosas. O sistema de condicionamento de amostras NG Sampling System da Mercury Instruments preenche esses requisitos. A superfície do sistema de redução da pressão é eletricamente aquecida para remover a condensação e a perda de mercúrio provocada pelo efeito de arrefecimento Joule-Thomson. Um filtro de revestimento combinado remove efetivamente o vapor aquoso, bem como a condensação de hidrocarbonetos. As superfícies da tubagem e do filtro são especificamente revestidas para uma absorção ultra baixa e constantemente condicionada com gás de amostra. A conceção do nosso sistema permite uma pressão de entrada máxima de 240 bar (3480 psi) e a pressão de saída é ajustável de 0,07 a 2 bar (1 a 28 psi).

Multiplexer de Ponto de Amostragem

Para controlo de processos é muitas vezes útil monitorizar os níveis de mercúrio em diferentes pontos do processo - à entrada e à saída de cada sistema de remoção de mercúrio, por exemplo. A nossa unidade de multiplexer controlado por microprocessador recolhe amostras de até 16 pontos de amostragem para o analisador para medição sequencial. Utilizando o princípio de ciclo rápido, todas as linhas de amostragem, incluindo as que não estão a ser atualmente medidas, são continuamente limpas de amostras e por isso constantemente pré-condicionadas. O resultado é um curto tempo de resposta.

Os filtros de passagem especialmente revestidos retêm os líquidos incorporados (podem também ser utilizados filtros combinados).

Exemplo de estrutura do sistema:

O Sistema de Monitorização de Mercúrio MMS-NG instalado numa instalação de separação de gás, onde o mercúrio deve ser separado do gás para evitar a corrosão dos conversores de calor em alumínio e para produzir fluxos de produto livres de mercúrio.

O MMS-NG é a ferramenta perfeita para monitorizar a eficácia das unidades de remoção do mercúrio e verificar uma baixa concentração de mercúrio no gás processado.

Calibração e Garantia de Qualidade

Calibração manual do analisador de mercúrio. É extraído um volume conhecido de gás de calibração do dispositivo de calibração utilizando uma micro-seringa estanque e injetado na porta de calibração do analisador.

Para obter uma garantia de qualidade, é recomendada uma verificação regular da calibração. A calibração pode ser realizada manualmente utilizando o Conjunto de Calibração Manual ou automaticamente com a Unidade de Calibração Automática. Ambos os dispositivos utilizam o princípio da calibração estática com ar saturado de mercúrio. Estes dispositivos são isentos de manutenção e, ao contrário dos dispositivos de expansão, não requerem re-pesagem.

O gás de calibração é gerado numa câmara de mercúrio rodeada por um revestimento de alumínio arrefecido de forma termoelétrica. A câmara contém mercúrio elementar altamente puro e a temperatura do mesmo é medida com precisão por um sensor. O analisador UT-3000 utiliza este sinal de temperatura para calcular a verdadeira concentração de mercúrio através da equação de pressão de vapor de mercúrio recomendada pelo NIST (National Institute of Standards and Technology). É extraído um pequeno volume de ar a partir da câmara de mercúrio com uma seringa e injetado na porta de calibração do analisador.

A Unidade de Calibração Automática é instalada de forma permanente na cabine do analisador e extrai o vapor de mercúrio, injetando-o depois na porta de calibração do UT-3000 através de uma seringa digital. Podem ser programados até 12 pontos de calibração e a calibração automática pode ser definida para repetir durante um intervalo de tempo fixo ou a uma hora fixa do dia.