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Una Introducción al
Muestreo Isocinético
en Fuentes Fijas o
Chimeneas
HERMAN LEHRER
Muestreo Isocinético en fuentes de emisión:
La Polución de emisiones en
fuentes fijas son muestreadas
por el método Isocinético
llamado Método 5 de la US
EPA.
La muestra recolectada es
analizada para determinar la
concentración de polución de
esa fuente de emisión.
“ISOCINETISMO”
ISO = IGUAL + CINETICO = MOCIÓN
Isocinético es un muestreo igual o uniforme de
partículas y gases en moción dentro de la corriente
de aire de la Chimenea
Para que nos interesa hacer un muestreo
Isocinético:
Para obtener los datos veraces y apropiados de los
límites de las emisiones de Particulado.
Para cumplir con las normativas de la US EPA .
Para proveer la data de la evaluación de los riesgos en la
salud .
Para evaluar los equipo de control de polución en el aire
previamente instalados en la chimenea
Para proveer información de diseños de nuevos procesos
y controles en equipos.
El Muestreo Isocinético es la aplicación de cinco
métodos de muestreo desarrollado por la US EPA:
Método 1
Determinación de la localización del muestreo y sus
puntos trasversales.
Método 2
Para determinación de la velocidad del gas en la
Chimenea y su flujo volumétrico.
Método 3
Determinación de concentraciones de CO2 & O2 y el
peso molecular seco.
Método 4
Determinación de neblinas de gases en chimeneas.
Método 5
Usado en conjunto con el Método 1 hasta el 4 para la
determinación de Partículas de emisiones desde
fuentes estacionarias.
Terminología Básica Pmrs = Cs Qs
CONCENTRACIÓN (Cs)
Cantidad de Polución por volumen del afluente de gas
gramos / metros cúbicos
VOLUMEN DE FLUJO DE GAS DE CHIMENEA (Qs)
Volumen del afluente de gas a lo largo del tiempo
metros cúbicos / hora
EQUACIÓN del VOLUMEN de MASAS de POLUCIÓN
(Pmrs)
Volumen de Polución de gas a lo largo del tiempo
gramos / horas
Método 4 Humedad del Gas de la Chimenea
Método 5 Emisiones de Partículas (PM)
Método 5B Ácidos no sulfúricos PM
Método 8 Neblina de Ácido Sulfúrico & SO2
Método 12 Plomo Inorgánico
Método 13A y 13B Fluorados Totales
Método 17 Partículas filtradas internamente en Chimeneas
Método 23 Dioxinas y Furanos
Método 26A Halidos Hidrogenados & Halógenos
Método 29 Metales Múltiples
Método 201A Emisiones de PM10
Método 206 Amoniaco
Método 316 Formaldehídos de Mineral de Lana y Fibras de Vidrio de Lana
Método 0010 Componentes Semi-volátiles Orgánicos
Lista Parcial de los Métodos de muestreo Isocinético que se
pueden analizar:
Método 1Determinación de la localización del
muestreo y sus puntos trasversales
Método 1 es usado para:
1. Seleccionar adecuadamente la
localización donde muestrear
2. Determinar el número de puntos
requeridos para el muestreo de
partículas.
3. Calcular la ubicación de los puntos
de muestreo dentro del ducto
B
MEASUREMENT
SITE
A
DISTURBANCE
DISTURBANCE
2.0 De
8.0 De
La localización ideal
es por lo menos a 8
diámetros del ducto
desde su base y no
mayor a 2 diámetros
de la
desembocadura del
ducto para que no se
cree flujos
turbulentos
4.0 De
1.0 De
El número de puntos
de muestras
depende de la
distancia desde
cualquier flujo
turbulento
(Muestreado por el
diámetro del ducto).
La siguiente tabla es para determinar el uso del
número de puntos requeridos de muestreo.
Areas trasversales iguales en cada punto de
medición
La cruz esta dividida en secciones con el
número de puntos iguales en áreas
similares.
El Probador es marcado correspondientemente
en cada punto donde se debe muestrear
apropiadamente usando una cinta métrica, como
lo dice el Método 1.
Método 2Para determinación de la
velocidad del gas en la Chimenea
y su flujo volumétrico.
La Velocidad
de travesía es
conducida bajo
el muestreo de
la velocidad de
presión (∆p) del
gas en las
chimeneas y la
temperatura de
cada punto
determinado
bajo el cálculo
del Método 1
Método 2 es usado para:
• Efectuar un análisis previo de la
velocidad de travesía
• Determinar la velocidad del gas afluente
MICRO-MANÓMETROS
• Presión, Velocidad (Pitot), flujo y flujo Volumétrico
• Cálculos Avanzados
• Intercambio del Probador para mejorarlo
La Velocidad de
Muestreo es
conducida durante
el muestreo
simultáneamente
durante el periodo
de muestra de la
rata de muestreo
Isocinético.
Flujo Volumétrico es ajustado por la temperatura,
presión, y el peso molecular del gas.
Tubo Pitot
Boquilla
Probadora
Termocupla
Método 3Determinación de
concentraciones de CO2 & O2 y
el peso molecular seco.
Método 3 es aplicable por
determinación del peso
Molecular seco y factores de
corrección de excesos de aire
de fuentes de combustión de
combustibles fósiles.
ANALIZADOR
ORSAT
La muestra de Gas es recolectada en una Bolsa de Tedlar y analizada el CO2, O2 y a veces CO.
INSTRUMENTAL GAS
ANALYZERS
O2, CO,
NO, NO2 (Nox), SO2 & Combustibles
Método 4
Determinación de neblinas de
gases en chimeneas.
Moisture Content
Procedure
El vapor de agua es condensado en los Impingers.
Lo adquirido es muestreado y el porcentaje de
neblinas es calculado.
* Métodos de Aproximación son usados para estimar el porcentaje de
neblinas por cada rata de muestreo Isocinético
Muestreo Isocinético en fuentes de emisión:
La Polución de emisiones
son muestreadas por el
método isocinético
usando el Método 5 como
tren de muestreo. La
muestra recolectada es
analizada para determinar
la concentración de
polución en esa fuente.
Isokinetic Sampling
Método 5Usado en conjunto con el Método
1 hasta el 4 para la determinación
de Partículas de emisiones desde
fuentes estacionarias.
Principios del Método 5
Las materias de Partículas son extraídas
isocineticamente desde la fuente y
recolectada en un filtro de Fibra de Vidrio
mantenido a un rango de temperatura de
120 + 14oC.
Las masas de partículas son determinadas
gravimetricamente después de remover el
agua de la misma.
Se compone: Probador ensamblado
Sujetador de Filtro
Condensador
Cable Umbilical
Consola de Monitoreo
Sistema de Muestreo de Método 5
Filtro de 47mm
Consolas de Cálculos Automáticos que nos
ayudan a minimizar los errores de cálculos y nos
proporcionan rapidez en el muestreo.
Herramientas disponibles para solventar
la rata de ecuaciones Isocinéticas:
Regla
Programa de
computadora
Calculadora
Para obtener una muestra
representativa del material
particulado desde una
corriente de aire a la
velocidad que la boquilla
debe estar abierta a la
proporción de la velocidad
aproximada de la corriente
del gas.
100% Isocinético
100% Isocinético significa que la velocidad en la boca
de la boquilla tiene que ser igual a la velocidad del
flujo de la Chimenea. La concentración real de
partículas es exacta a la obtenida.
Bajo Isocinétismo
Cuando la velocidad de la boquilla es menor a la
velocidad de la chimenea el resultado será parcialmente
bajo dejando pasar mayor cantidad de partículas de
tamaño grandes y menores pequeñas, pero no es
proporcional a la muestra real de la chimenea.
Las Partículas
pequeñas no
entran en la
misma cantidad
Sobre Isocinétismo
Cuando la velocidad de la boquilla es mayor a la velocidad
de la chimenea, el resultado tenderá a ser pobre por la
cantidad de partículas que pasan a través de la boquilla.
Este resultado no es Isocinético debido a que la cantidad
de partículas muestreadas es mayor a la realidad de la
chimenea
Anticipándonos a la Preparación del
muestreo
Colocar el Filtro desecado dentro del portafiltros
Llenar de agua y Sílica Gel los Impingers en el
laboratorio
Efectuar un muestreo del flujo de la chimenea para
colocar la boquilla adecuada
Chequear el instrumento de cualquier fuga que
pueda poseer y calibrarlo antes de la medición.
PHOTO
Componentes del Muestreador de
Método 5.
Boquilla y
Tubo Pitot
Probador de
diferentes medidas
Caja Caliente
(temp. 120ºC + 14ºC)
y Porta Filtro
Caja Fría con
Impingers
Cordón Umbilical
Consola
controladora de
parámetros de
medición
Bomba
PUNTO TRANSVERSAL 1
PUNTO TRANSVERSAL 2
PUNTO TRANSVERSAL 3
PUNTO TRANSVERSAL 4
PUNTO TRANSVERSAL 5
PUNTO TRANSVERSAL 6
PUNTO TRANSVERSAL 7
PUNTO TRANSVERSAL 8
PUNTO TRANSVERSAL 9
PUNTO TRANSVERSAL 12
Análisis
•El filtro debe ser desecado por lo menos 24
horas y pesado en una balanza analítica, para
medir la constante de peso
•Enjuague la muestra en Acetona en un
recipiente y luego evaporar en el desecador.
Los residuos de la muestra son pesados una
vez sustraída la Acetona por evaporación.
•Recapitular el pesaje de la muestra con el de
los filtros para hacer los cálculos de las
emisiones de partículas.
Tren de Muestreo de
Partículas alternativo
Método 5 Flexible
Método 5 Compacto
Método 17
Método 201A
Método 5 Flexible
Usa una Línea
Flexible desde
la caja caliente
del filtro y la
caja fría de
Impingers
* El calentamiento de la Línea es necesario en algunos Métodos
Método 5 Compacto
Incluye:
•Porta Filtro de Acero
Inoxidable con calentador
•Línea de Acero Inoxidable
•Línea de extensión
flexible
•Cordón Umbilical cortado
para su flexibilidad.
Método 201A
Tren de Muestreo de Tasa
Constante para
procedimiento del PM10
(CSR)
El Ciclón de PM10 esta elaborado
bajo especificaciones de la EPA
para el Método 201A y esta
diseñado por muestreos dentro de
la chimenea de partículas de
menor o igual tamaño a 10
micrones. El ciclón y el
ensamblaje del Porta Filtro son
fáciles para colocar el probador
del Método 5.
PM10 Kit
Nota: Los siguientes Métodos pueden ser muestreados usando el Modelo de Consola 623
o el Modelo 572 adicionando el adaptador apropiado VUA y el tren de muestreo.
Método 4A Recolección de Gas húmedo (Método de Aproximación)
Método 6 Neblinas de Ácido Sulfúrico & SO2
Método 6A Dióxido de Sulfuro húmedo y Dióxido de Carbono
Método 6B Dióxido de Sulfuro y Dióxido de Carbono
Método 11 Sulfuro de Hidrogeno en Refinerías de Petróleo, en producción de
Combustibles
Método 15A Sulfuro Totales Reducidos de Refinerías de Petróleo en Plantas de
Sulfuro
Método 16A Sulfuro Totales Reducidos
Método 18 Integración de recolección en Bolsas para Componentes Orgánicos
Método 26 Halidos Hidrogenados & Halógenos
Método 106 Integración de recolección en Bolsas para Vinil
Clorados
Método 308 Metanol
Método 0030 Componentes Volátiles Orgánicos (VOST)
Método 0031 Componentes Volátiles Orgánicos (SMVOC o Súper-VOST)
Método 0040 Principios de Componentes Orgánicos peligrosos (POHCs) usando
Bolsas de Tedlar®
Método 0051 Cloruro de Hidrógeno & Cloro
Método de Muestreo Gaseoso
MUCHAS GRACIAS POR SU PRESENCIA
HERMAN LEHRER S.
INTECCON INC.
Tel: +1-561-9129809 & +1-561-9127201
sales@intecconinc.com hlehrer@intecconinc.com
Boca Raton – Florida – USA
www.intecconinc.com
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