Enfrentar o desafio da monitorização de H2S

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31 de outubro de 2024

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Artigo
Deteção de H2S no Médio Oriente

O sulfureto de hidrogénio (H2S) é um gás perigoso que tem de ser monitorizado nas instalações de petróleo e gás a montante. Os detectores têm frequentemente de funcionar em ambientes difíceis, como o clima extremo do Médio Oriente. Isto representa um problema para os detectores de H2Stradicionais, que dependem da química húmida, com o gás alvo a induzir alterações num eletrólito. As temperaturas elevadas e a baixa humidade tendem a secar os sensores, prejudicando o desempenho e levando a substituições frequentes e a custos mais elevados.

Uma alternativa possível é a tecnologia de semicondutores de óxido metálico (MOS), que não sofre do mesmo problema. No entanto, os sensores MOS têm vários outros inconvenientes significativos. O mais preocupante é o facto de alguns terem tendência para "adormecer" se não encontrarem gás durante algum tempo, o que constitui um verdadeiro problema de segurança.

Além disso, os sensores MOS têm de ser aquecidos para produzirem resultados consistentes. Demoram algum tempo a aquecer, o que resulta num atraso significativo entre a ligação e a resposta correta do sensor ao gás. Os fabricantes recomendam normalmente que os sensores MOS tenham 24-48 horas para atingir o equilíbrio antes da calibração. Este facto prolonga o tempo de assistência e manutenção e dificulta a produção.

Os aquecedores também consomem muita energia e podem resultar em mudanças drásticas de temperatura no cabo de alimentação CC. Isto pode resultar em alterações significativas da tensão na cabeça do detetor e nas correspondentes imprecisões na leitura do nível de gás.

Os sensores MOS baseiam-se em semicondutores, que são propensos a desvios com as alterações de humidade. Os semicondutores dos chips de computador são revestidos de resina epóxi para evitar esses problemas, mas isso iria obstruir a capacidade de um sensor de gás para fazer o seu trabalho. O elemento sensor exposto também é vulnerável a desvios quando se encontra numa atmosfera ácida, o que é típico do ambiente arenoso do Médio Oriente.

O desvio pode resultar em falsos alarmes em níveis quase nulos de H2S. Por vezes, esta situação é gerida utilizando a "supressão de zero" no painel de controlo, mas isto tem implicações de segurança significativas. O painel de controlo pode continuar a apresentar uma leitura de zero durante algum tempo depois de os níveis de H2Sterem começado a subir. Este registo tardio de baixos níveis de H2Spode atrasar o aviso de uma fuga de gás significativa, atrasando a evacuação e pondo em risco vidas.

Estes problemas podem ser agravados por quaisquer alterações de tensão na cabeça do detetor e por imprecisões na leitura do nível de gás causadas pelo elemento de aquecimento, como mencionado anteriormente.

O lado positivo é que os sensores MOS reagem muito rapidamente ao H2S. No entanto, a necessidade de um sinter contraria este benefício. OH2S é um gás "pegajoso" que se adsorve em superfícies, incluindo sinterizações, diminuindo a velocidade a que o gás atinge a superfície de deteção.

Uma nova solução

Existe uma forma de ultrapassar todos estes desafios, adaptando a abordagem eletroquímica à deteção de H2Spara a tornar menos vulnerável à secagem. O sensor de H2Sde alta temperatura (HT) para XgardIQda Crowcon utiliza uma combinação de duas adaptações para evitar a evaporação, mesmo nos climas mais adversos.

Em primeiro lugar, o sensor baseia-se num gel eletrolítico higroscópico (que adora água) concebido para manter os níveis de humidade. Em segundo lugar, o tamanho do poro através do qual o gás entra no sensor foi reduzido, tornando ainda mais difícil a fuga de humidade.

Quando armazenado a 55°C ou 65°C durante mais de um ano, o HT H2Sperde apenas 3% do seu peso, o que corresponde a uma perda de humidade muito baixa. Um sensor eletroquímico de H2Spadrão perderia normalmente 50% do seu peso em 100 dias nestas condições. Isto significa que, ao contrário dos modelos tradicionais, o novo sensor oferece uma esperança de vida superior a 24 meses, mesmo em condições desérticas.

O sensor HT H2Sda Crowcon funciona bem num ambiente operacional de até 70°C a 0-95%rh. A temperaturas superiores a -25°C, este sensor de 0-200ppm tem um tempo de resposta T90 inferior a 30 segundos, o que é melhor do que a maioria dos outros sensores electroquímicos para H2S.

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