Sensores e Analisadores na Indústria Química

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ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Tópicos Especiais 
Instrumentação na Indústria Química
Professor: Roberto Bentes de Carvalho
E-mail: rbcarvalho@puc-rio.br
Celular/Whatsap: 98899 4086
Aula 18: Resumo Sensores de Nível e 
Analisadores; Resolução dos 
Praticandos 10 a 12; Apresentação 
Praticando 13
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RESUMO – SENSORES DE NÍVEL
1) Régua ou gabarito;
2) Visores de nível (tubo de vidro);
- Visores de vidro tubular;
- Visores de vidro plano:
3) Indicador Magnético;
4) Sensor de nível com Flutuador/Bóia e Fluxostato;
5) Sensor de nível por Borbulhador;
6) Sensor de nível por Pressão Hidrostática;
7) Sensor de nível por Transdutor Condutivo;
8) Sensor de nível por Transdutor Capacitativo;
9) Sensor de nível por Sensor Ultrassônico;
10) Sensor de nível por Transmissor por Radiação;
11) Sensor de nível Óticos;
12) Medição Nível em Sólidos;
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CRITÉRIOS DE SELEÇÃO: contato
• Métodos de Contato: envolvem contato físico entre o dispositivo e os
meios de comunicação;
• Métodos Sem Contato: medem o nível sem contato com o meio.
Métodos sem contato são a melhor escolha para manutenção de 
meios corrosivos.
SENSORES DE MEDIÇÃO DE NÍVEL
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CRITÉRIOS DE SELEÇÃO: meios
Refere-se ao tipo de material que o sensor precisa medir.
Sensores de nível pode ser responsável por medir uma grande
variedade de meios em sistemas de nível de fluidos em muitas
indústrias. Os dois tipos gerais de meios incluem materiais líquidos
e sólidos.
• Meios líquidos: Água (quente ou frio, limpo ou sujo, doce ou
salgada); Gasolina (combustíveis ou Diesel);
Fluido hidráulico; Fluidos altamente viscosos ou
gomosos;
• Materiais secos: sólidos a granel; pós.
SENSORES DE MEDIÇÃO DE NÍVEL
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APLICAÇÕES
O nível é uma variável importante na indústria não somente para a
operação do próprio processo, mas também para fins de cálculo de
custo e de inventário:
- Avaliar o volume estocado de materiais em tanques;
- Balanço de materiais de processos contínuos onde existam
volumes líquidos ou sólidos de acumulação temporária, reações,
mistura, etc.
SENSORES DE MEDIÇÃO DE NÍVEL
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APLICAÇÕES
A medição do nível é importante para processos relacionados com:
- A proteção ambiental;
- Segurança de uma fábrica;
- Controle de inventário no processo de armazenamento ou de
tanques para:
• Identificação estoque de material;
• Prevenção de transbordamento;
• Prevenção da sobrecarga para os agitadores;
• Prevenção da subcarga para os agitadores;
• Controle do enchimento e esvaziamento de tanque
operados em bateladas;
• Operação ótima do nível.
SENSORES DE MEDIÇÃO DE NÍVEL
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SENSORES DE MEDIÇÃO DE NÍVEL
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RESUMO – ANALISADORES
- Principais Sensores Analíticos Industriais
(pH; redox; condutividade; turbidez; O2 dissolvido; COT; etc.)
- Catálogo Sensores Analíticos Industriais.
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PRATICANDO 13
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ANALISADORES
A empresa que você trabalha acaba de vencer uma licitação para
fornecimento de toda instrumentação de uma plataforma flutuante de
extração de Petróleo e Gás Natural off-shore (FPSO). Seu supervisor
dá para você a função de especificar os diferentes analisadores
presentes na planta vendida. Seguem as unidades principais que
devem ser especificados os analisadores:
1) Unidade Geradora de Cloro: geração de cloro em linha na
captação da água do mar a ser processada pela unidade de
nanofiltração;
2) Filtro Cartucho: remoção sólidos fino presentes na água do mar
que alimenta a unidade de nanofiltração;
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3) Nanofiltração: remoção de sulfato presentes na água do mar,
produzindo água própria para injeção nos poços;
4) Separador tri-fásico: separação da água injetada, do petróleo
extraído e do gás produzido na extração;
5) Flotador: equipamento com oxigênio dissolvido, utilizado para
polimento final da água oleosa produzida, saída do separador tri-
fásico;
6) Adsorção química: etapa utilizada para remoção de H2S do gás
natural produzido;
ANALISADORES
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7) Peneira molecular: remoção de água do gás tratado pela
adsorção química utilizando sólidos microporosos instalados em
vaso de pressão como leito fixo;
8) Permeação de Gases: tecnologia de membranas utilizada para
remoção de CO2 presentes no gás natural;
9) Compressão: etapa de compressão do gás tratado final.
Com base nos processos anteriores, sugira os analisadores que
você especificaria para os diferentes fins descritos.
ANALISADORES
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CASO 1
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CASO 2
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CASO 3
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CASO 4
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CASO 5
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CASO 6
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CASO 7
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CASO 8
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CASO 9
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CASO 10
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PRATICANDO 10
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A B C
Qual destes tubos gera maior pressão hidrostática, assumindo que todos eles contêm o
mesmo tipo de líquido precisamente à mesma altura (vertical)?
SENSOR DE PRESSÃO
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SENSOR DE PRESSÃO
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PRATICANDO 11
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Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
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Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
???
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Um transmissor depressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
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Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
???
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Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
???
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
83,3
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
83,3
???
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Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
83,3
9,0
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
83,3
9,0
???
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Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
83,3
9,0
10,8
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
83,3
9,0
10,8
???
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
83,3
9,0
10,8
4,2
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
83,3
9,0
10,8
4,2
???
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
83,3
9,0
10,8
4,2
66,6
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
83,3
9,0
10,8
4,2
66,6
???
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
83,3
9,0
10,8
4,2
66,6
30
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
83,3
9,0
10,8
4,2
66,6
30
???
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Um transmissor de pressão diferencial pneumático tem um range
calibrado de -100 a 100 polegadas de água ("H2O), e o seu range
de sinal de saída é de 3 a 15 PSI. Complete a seguinte tabela de
valores para este transmissor, assumindo perfeita calibração (erro
zero). Mostre sua memória de cálculo.
SENSORES DE PRESSÃO
7,2
50
35
83,3
9,0
10,8
4,2
66,6
30
-80
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PRATICANDO 12
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Reatores do tipo UASB é um processo biológico anaeróbio
normalmente utilizado em tratamento de efluentes industriais, com
objetivo de produzir biogás, utilizado em cogeração de energia ou
combustão em motores.
A empresa que você trabalha acaba de vencer uma licitação
para fornecimento de uma planta de UASB para tratamento de
efluentes oriundo de uma indústria etanol, a vinhaça geradacomo
descarte no processo de destilação e retificação. Sua empresa
realiza a terceirização do projeto de engenharia, focando seu
negócio na montagem das plantas comercializadas.
EXEMPLO MOTIVADOR
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Sua função é aprovar o projeto da empresa contratada,
liberando o mesmo para etapas de compra de materiais e posterior
montagem. A seguir são citadas algumas operações específicas do
equipamento de UASB e opções de transmissores de vazão
escolhidas pela empresa fornecedora do projeto de engenharia.
Você aprovaria todas os tipos de medidores de vazão
especificados? Em caso negativo, justifique o porquê e sugira a
instrumento de vazão mais adequado em cada caso apresentado.
EXEMPLO MOTIVADOR
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Reatores do tipo UASB é um processo biológico anaeróbio
normalmente utilizado em tratamento de efluentes industriais, com
objetivo de produzir biogás, utilizado em cogeração de energia ou
combustão em motores.
A empresa que você trabalha acaba de vencer uma licitação
para fornecimento de uma planta de UASB para tratamento de
efluentes oriundo de uma indústria etanol, a vinhaça gerada como
descarte no processo de destilação e retificação. Sua empresa
realiza a terceirização do projeto de engenharia, focando seu
negócio na montagem das plantas comercializadas.
EXEMPLO MOTIVADOR
ENG 1121 – Instrumentação na Indústria QuímicaENG 1121 – Instrumentação na Indústria Química
Sua função é aprovar o projeto da empresa contratada,
liberando o mesmo para etapas de compra de materiais e posterior
montagem. A seguir são citadas algumas operações específicas do
equipamento de UASB e opções de transmissores de vazão
escolhidas pela empresa fornecedora do projeto de engenharia.
Você aprovaria todas os tipos de medidores de vazão
especificados? Em caso negativo, justifique o porquê e sugira a
instrumento de vazão mais adequado em cada caso apresentado.
EXEMPLO MOTIVADOR
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CASO 1
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CASO 1
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CASO 2
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CASO 2
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CASO 3
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CASO 3
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CASO 4