Uma introdução aos contaminantes no gás comprimido e no gás natural

O que são contaminantes e como a medição eficaz da umidade pode mantê-los sob controle? 

A contaminação pode ter significados sutilmente diferentes na ciência, dependendo do ambiente e da aplicação. Uma grande variedade de substâncias é conhecida como contaminante, como poluentes, toxinas e impurezas. No entanto, na maioria dos casos, um contaminante é qualquer substância que existe em um ambiente onde não deveria estar, e esse é certamente o caso quando se considera os contaminantes em um local como um fluxo de gás. Pense nos contaminantes mais em termos de diluição de um gás puro com outros elementos, em vez da conotação ambiental negativa que as palavras “poluição” e “toxinas” geralmente têm. Isso não quer dizer que não haja um impacto ambiental de muitos dos contaminantes que discutimos aqui, mas esse não é o foco deste artigo. 

Examinaremos os contaminantes em relação a dois exemplos: gás comprimido e gás natural. 

Os principais contaminantes em fluxos de gás comprimido e gás natural são mostrados abaixo: 

Como o fluxo de gás é contaminado?

Os contaminantes são uma parte constituinte do gás ou são adicionados ao fluxo por meio de tratamento ou transferência. No caso do gás natural, contaminantes como o dióxido de carbono são uma parte normal de muitos fluxos de gás natural.  Enquanto isso, o glicol é usado no processo de secagem e pode entrar acidentalmente no fluxo se não for usada a filtragem adequada. 

Por que estamos preocupados com os contaminantes? 

Geralmente, os contaminantes têm algum tipo de efeito desfavorável na amostra ou no sistema. A principal preocupação dos fornecedores de gás natural é levar gás de qualidade ao consumidor e, por isso, eles querem remover os contaminantes que retardam ou entopem os dutos e diluem a qualidade de seus produtos. Da mesma forma, o tratamento de gás comprimido se concentra na qualidade e na segurança do produto final e, é claro, continua sendo importante proteger as tubulações e os equipamentos; no entanto, como os gases comprimidos são usados com frequência em aplicações médicas, o foco está mais em saber se eles estão limpos o suficiente para essa finalidade. 

Vamos dar uma olhada mais de perto em um contaminante específico: a umidade.  

Quais são os efeitos da umidade como contaminante?

A umidade é uma preocupação especial porque pode causar vários problemas por si só e afetar outros componentes e poluentes no sistema. A presença de água ou gelo nos dutos pode bloquear ou interromper o fluxo de gás e danificar o maquinário e os equipamentos. É importante ressaltar que até mesmo um pequeno objeto sólido, como um cubo de gelo que atinge as lâminas da turbina, tem o potencial de fazer com que elas se quebrem devido à alta velocidade em que operam. A água também é um péssimo aditivo de combustível, pois não queima bem, reduzindo a eficácia geral do combustível. Além disso, a água influencia outros contaminantes: por exemplo, a umidade e a poeira podem causar o crescimento de bactérias. A umidade também é um fator crítico na oxidação, formação de ferrugem e corrosão, levando à degradação da tubulação e do maquinário. Quando misturada com hidrocarbonetos, a água forma hidratos, causando a formação de hidrocarbonetos sólidos nos dutos de gás natural. Isso exige procedimentos de manutenção e limpeza mais frequentes, comumente conhecidos como “pigging”.  

Se estiver interessado em saber mais sobre os efeitos da umidade, consulte nossos outros blogs sobre esse assunto, incluindo Oxigênio e umidade: A Costly Combination. Outros blogs relacionados estão listados no final deste artigo. 

Em nosso próximo artigo do blog, exploraremos os efeitos do oxigênio e do sulfeto de hidrogênio como contaminantes. 

Qual é a solução para o problema da contaminação? 

As empresas de gás natural trabalham com diretrizes rígidas que determinam a quantidade e os limites de contaminação do conteúdo calórico do gás de venda. A International Organization for Standardization (ISO) tem uma série de normas específicas para o gás natural, como a ISO 13686, que estabelece os parâmetros necessários para definir o gás natural. Há também um padrão ISO para qualidade do ar comprimido e limites aceitáveis de contaminantes, o ISO 8573.  

Então, como você combate os contaminantes?  

1. Conhecimento. A primeira etapa é a medição e o monitoramento. Para isso, você precisa saber o que está no seu fluxo e comparar com o que deveria estar lá. Esses elementos do córrego podem mudar com o tempo, portanto, uma medição on-line contínua - usando um instrumento como um Easidew Advanced Online monitor - é uma boa ideia. Ou, para vários fluxos, você pode preferir um dispositivo portátil de medição de verificação pontual, como o Easidew PDP Dryer Portable. 


2. A filtragem é a maneira mais fácil de reduzir os danos ao equipamento. Há diferentes filtros que removem contaminantes de várias maneiras, mas o mais comum é o filtro de partículas. Ele remove as partículas sem interromper o fluxo de gases. Os filtros podem ser adicionados a uma tubulação como uma peça individual ou no ponto de uso, como o Easidew Sampler bloco.  


3. Manutenção. Manter a tubulação e o maquinário limpos e funcionando de forma eficiente reduzirá as chances de adição acidental de contaminantes em todo o sistema. A substituição de tubulações enferrujadas reduzirá as partículas de ferrugem, e a limpeza e a substituição dos óleos dos compressores reduzirão a quantidade de óleo no sistema. 

Contaminantes como uma força para o bem

Por fim, vamos dar uma olhada em alguns dos usos positivos dos contaminantes. No setor de semicondutores, os contaminantes são introduzidos intencionalmente nos chips semicondutores por meio de um processo conhecido como dopagem, alterando fundamentalmente suas propriedades elétricas, estruturais e ópticas. Esses semicondutores dopados são componentes indispensáveis da eletrônica moderna. Por exemplo, a dopagem de silício com fósforo ou arsênico cria semicondutores do tipo N ao adicionar elétrons extras, aumentando assim sua condutividade elétrica. Por outro lado, a adição de boro ou gálio (elementos com menos elétrons de valência) resulta em semicondutores do tipo P, caracterizados por “buracos” que afetam positivamente seu desempenho. 

Na metalurgia, a introdução de carbono no ferro para criar o aço exemplifica como os contaminantes podem melhorar as propriedades do material. A presença de carbono, considerada uma impureza, aumenta significativamente a força e a resistência à fratura do ferro, tornando o aço uma liga vital na construção e na manufatura. Uma liga é uma mistura de elementos químicos, geralmente incluindo um elemento metálico. Essas misturas oferecem propriedades superiores em comparação com os elementos puros. Essas propriedades podem incluir maior força, resistência à corrosão ou simplesmente custos de produção reduzidos. 

O setor de fabricação de vidro também se beneficia da adição deliberada de óxidos metálicos específicos - contaminantes que conferem qualidades desejáveis. O óxido de ferro, por exemplo, produz vidro verde ou marrom, enquanto o óxido de cobalto é usado para criar vidro azul. Esses óxidos metálicos não apenas agregam valor estético, mas também controlam a transmissão de luz, proporcionando vantagens funcionais e decorativas. 

Conclusão

A maneira mais fácil de entender e gerenciar os contaminantes em vários setores, para manter a eficiência do sistema e garantir a qualidade do produto, é medindo-os. Do setor de gás comprimido aos fornecedores de gás natural, impurezas como umidade, vapores de óleo e compostos de enxofre podem ter impactos negativos significativos. Além disso, a necessidade de adesão rigorosa a padrões, como os estabelecidos por órgãos como a Organização Internacional de Padronização (ISO), ressalta a importância do controle preciso de contaminantes. No entanto, também é essencial reconhecer que nem todas as impurezas são indesejáveis; o uso estratégico de contaminantes em vários setores mostra seu potencial para impulsionar a inovação e aprimorar as propriedades dos materiais.  

Para obter mais informações como esta, por favor confira nossos outros blogs. Para obter orientação sobre seu próprio problema com contaminantes, entre em contato com nossas equipes de vendas e suporte a aplicações. Entre em contato conosco hoje mesmo. 

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