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ABNT-AssociaoBrasileira deNormas Tcnicas
Efluentes gasosos com o sistemafiltrante no interior do duto ou
chaminde fontes estacionrias - Determinaode material
particulado
NBR 12827SET 1993
Palavras-chave: Fonte estacionria. Efluente gasoso. Chamin 10
pginas
Origem: Projeto 01:601.03-010/1991CEET - Comisso de Estudo
Especial Temporria do Meio AmbienteCE-01:601.03 - Comisso de Estudo
de Amostragem em ChaminsNBR 12827 - Determination of particulate
emission from stationary sources with in-stack filtration system -
Method of testDescriptors: Gaseous effluents. Stationary sources.
Particulate matterVlida a partir de 01.11.1993
Mtodo de ensaio
SUMRIO1 Objetivo2 Documentos complementares3 Definio4
Aparelhagem5 Execuo do ensaio6 ResultadosANEXO - Figuras
1 Objetivo1.1 Esta Norma prescreve o mtodo de determinaoda
concentrao de material particulado em fluxos ga-sosos em dutos e
chamins de fontes estacionrias, uti-lizando sistema filtrante
imerso no efluente gasoso. Omaterial particulado coletado
isocineticamente, sendosua massa determinada gravimetricamente aps
a re-moo da gua no-combinada.
1.2 Este mtodo no aplicvel quando o fluxo gasosocontm gotculas
de gua ou vapor saturado. Tambmno aplicvel quando a rea projetada
do conjuntosonda/porta-filtro cobre mais de 5% da rea da seoda
chamin.
1.3 Para aplicao desta Norma devem ser seguidas asrecomendaes da
NBR 10700.
2 Documentos complementares
Na aplicao desta Norma necessrio consultar:
NBR 10700 - Planejamento de amostragem em
dutos e chamins de fontes estacionrias - Procedi-mento
NBR 10701- Determinao de pontos de amostra-gem em dutos e
chamins de fontes estacionrias -Procedimento
NBR 10702 - Efluentes gasosos em dutos e chaminsde fontes
estacionrias - Determinao da massa mo-lecular base seca - Mtodo de
ensaio
NBR 11966 - Efluentes gasosos em dutos e chaminsde fontes
estacionrias - Determinao da velocida-de e vazo - Mtodo de
ensaio
NBR 11967 - Efluentes gasosos em dutos e chaminsde fontes
estacionrias - Determinao da umidade -Mtodo de ensaio
NBR 12019 - Efluentes gasosos em dutos e chaminsde fontes
estacionrias - Determinao de materialparticulado - Mtodo de
ensaio
NBR 12020 - Efluentes gasosos em dutos e chaminsde fontes
estacionrias - Calibrao dos equipamen-tos utilizados em amostragem
- Mtodo de ensaio
3 Definio
Para os efeitos desta Norma adotada a definio de 3.1.
3.1 Material particulado
Qualquer partcula slida ou lquida que permanea neste
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2 NBR 12827/1993
estado, nas condies de presso e temperatura da cha-min.
4 Aparelhagem
4.1 Equipamentos para amostragem
Os equipamentos para amostragem so os descritos em4.1.1 a
4.1.7.
4.1.1 Conjunto de boquilhas de ao inox com bordas finas
e cnicas.
4.1.2 Sonda, de material compatvel com a corrosividade
e temperatura do meio, provida de Pitot S, de termopar ede
sistema de aquecimento que evite a condensao devapor durante a
amostragem.
4.1.3 Extenso flexvel da sonda (para uso somente em
caso de necessidade), de material compatvel com a cor-rosividade
e temperatura do meio, com paredes internaslisas, e provida de
sistema de aquecimento que evite con-densao de vapor durante a
amostragem.
4.1.4 Porta-filtro de material compatvel com a corrosivi-
dade e temperatura do meio, provido de um sistema devedao
eficiente.
4.1.5 Condensador, composto de quatro borbulhadores
do tipo Greenburg Smith, ligados em srie com conexesde vidro ou
de outro material no-contaminante, providode termmetro na sada do
quarto borbulhador, com me-nor diviso de 1C. Os dois primeiros
borbulhadores de-vem conter volumes conhecidos de gua, o terceiro
deveestar vazio e o quarto deve conter slica-gel.
Nota: O segundo borbulhador deve ser com ponta normal, e
osoutros trs com ponta modificada. Como referncia, ver aFigura 1 do
Anexo.
4.1.6 Banho de gelo picado ou outro sistema de resfria-
mento equivalente.
4.1.7 Sistema de medio e controle composto basica-
mente de:
a) vacumetro;
b) vlvulas para controle de fluxo;
c) bomba de vcuo;
d) gasmetro seco, provido de termmetros, na en-trada e sada, com
menor diviso de 1C;
e) placa de orifcio;
f) dois manmetros diferenciais com fundo de escalade 2452 Pa
(250 mm H2O);
Nota: Nos casos de presses de velocidade inferiores a12,7 Pa
(1,3 mm H
O), elas requerem o uso demanmetro de alta sensibilidade.
g) barmetro com menor diviso de 266,6 Pa(2 mm Hg);
h) termmetro com menor diviso de 1C, e cujoelemento sensvel ou
termopar aquele acoplado sonda (ver 4.1.2);
i) cronmetro.
4.2 Aparelhagem para preparao e anlise da amostra
A aparelhagem a seguinte:
a) escova para boquilha;
b) pisseta;
c) frasco de vidro de borossilicato ou de polietileno,com
capacidade de 500 mL a 1000 mL, com tampade vidro ou de
polietileno;
d) placas de Petri;
e) balana com resoluo de 0,5 g;
f) vidro de relgio;
g) dessecador;
h) balana analtica com resoluo de 0,1 mg;
i) bquer de 250 mL;
j) proveta de 100 mL;
l) estufa;
m) pina;
n) banho-maria ou chapa de aquecimento.
5 Execuo do ensaio
5.1 Princpio do mtodo
O material particulado coletado isocineticamente pontoa ponto, e
sua massa determinada gravimetricamente.Ao mesmo tempo, determinado
o volume do gs amos-trado. A concentrao de material particulado
obtidapela relao entre a massa e o volume do gs.
5.2 Materiais para amostragem
Os materiais so os descritos em 5.2.1 a 5.2.6.
5.2.1 Filtros apresentando, pelo menos, 99,95% de eficin-cia
para reteno de partculas de at 0,3 m, de materialno-reativo com o
meio e compatvel com a temperatura.
5.2.2 Slica-gel, com indicador de umidade, com granu-lometria de
1,0 mm a 3,4 mm (aproximadamente 16 mesha 6 mesh).
5.2.3 gua destilada.
5.2.4 Acetona grau p.a., com resduo mximo de 0,001%.
5.2.5 Cloreto de clcio anidro ou outro dessecante equi-valente
com indicador de umidade.
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NBR 12827/1993 3
5.2.6 Graxa de silicone para alto vcuo.
5.3 Procedimentos
5.3.1 Preparao
5.3.1.1 O trem de amostragem deve ser calibrado confor-
me a NBR 12020.
5.3.1.2 Verificar os filtros visualmente e identific-los.
Eles
devem ser dessecados a uma temperatura de (20 5)C presso
ambiente, por, pelo menos, 24 h. Depois, pes-los at massa
constante, isto , at que a diferena entreduas pesagens consecutivas
seja menor que 0,5 mg. Ano-tar a massa com exatido de 0,1 mg.
Durante cada pesa-gem, os filtros no devem ser expostos atmosfera
do la-boratrio por um perodo superior a 2 min e/ou a umaumidade
relativa maior que 50%. Alternativamente, os fil-tros podem ser
secos em estufa a 105C por 2 h a 3 h,dessecados por 2 h e pesados
at massa constante, des-de que a temperatura da chamin no seja
inferior a 105C.
5.3.1.3 Colocar cerca de 100 mL de gua destilada no pri-
meiro e no segundo borbulhadores a cerca de 200 g a300 g de
slica-gel no quarto borbulhador, deixando o ter-ceiro borbulhador
vazio. Pes-los com exatido de 0,5 g eanotar as massas iniciais.
5.3.1.4 Usando pina, colocar o filtro (identificado e pesa-
do) no porta-filtro, assegurando-se de que este estejacentrado,
no permitindo vazamento.
5.3.1.5 Montar o trem conforme a Figura 1 do Anexo,
usando graxa de silicone nas juntas de vidro.
5.3.2 Determinao preliminar
5.3.2.1 Selecionar o local de amostragem e o nmero
mnimo de pontos conforme a NBR 10701. Marcar na son-da as
distncias de cada ponto de coleta.
5.3.2.2 Calcular a rea projetada do conjunto sonda/por-
ta-filtro no interior da chamin, com a boquilha posiciona-da no
centro (ver a Figura 2 do Anexo). No caso de a reaprojetada exceder
5% da rea da seo transversal doduto ou chamin, este mtodo no
aplicvel.
5.3.2.3 Medir a presso esttica do gs no duto ou chami-
n, a temperatura e a faixa de presso de velocidade. recomendvel
ensaiar o conjunto Pitot S/linhas flexveis/manmetro contra
vazamento conforme a NBR 11966.Determinar a massa molecular de
acordo com aNBR 10702, e a umidade segundo a NBR 11967.
5.3.2.4 Selecionar uma boquilha baseando-se nos dados
coletados e conforme a NBR 12019.
5.3.2.5 O tempo mnimo de coleta por ponto deve ser de
2 min, e o tempo total no deve ser inferior a 60 min. Ca-sos
especiais devem ser previamente estudados.
5.3.3 Ensaio de vazamento
5.3.3.1 O ensaio de vazamento deve ser executado antes
de iniciar a coleta (com o trem j montado), sempre queocorrer
troca de componentes (antes e aps a troca), e
aps a concluso da coleta. O ensaio de vazamento deveser
conduzido da seguinte forma:
a) ligar o sistema de aquecimento e aguardar at queele atinja a
temperatura desejada;
b) fechar a entrada da boquilha, abrir completamentea vlvula de
ajuste fino, fechar a vlvula de ajustegrosso e ligar a bomba de
vcuo;
c) abrir parcialmente a vlvula de ajuste grosso e fe-char
vagarosamente a vlvula de ajuste fino atatingir a depresso
desejada.
5.3.3.2 No ensaio inicial e aps a troca de componentes, a
depresso deve ser de 50,663 KPa (380 mm Hg). No ensaiofinal e no
anterior troca de componentes, a depressodeve ser a mxima obtida
durante a coleta. Anotar a taxade vazamento. Para eliminar a
depresso do sistema,destampar, devagar, a boquilha e desligar a
bomba ime-diatamente.
5.3.3.3 No ensaio inicial ou aps a troca de componentes,
a taxa de vazamento no deve exceder 0,6 L/min. No casode a taxa
de vazamento exceder 0,6 L/min, localizar e eli-minar o
vazamento.
5.3.3.4 Para os ensaios final e intermedirios (anteriores
troca de componentes), se a taxa de vazamento encontradano
exceder 0,6 L/min, a coleta aceitvel e no devem sernecessrias
correes do volume. No caso de a taxa devazamento exceder 0,6 L/min,
o volume coletado at omomento do ensaio pode ser corrigido conforme
6.1.4.1.
5.3.4 Operao do trem
5.3.4.1 Limpar os furos de acesso da sonda no duto ou cha-
min antes de comear o ensaio, para minimizar a chancede coletar
material depositado.
5.3.4.2 Nivelar e zerar o manmetro no incio da amostragem
e verific-lo periodicamente durante a amostragem.
5.3.4.3 Fazer o ensaio de vazamento conforme 5.3.3.
5.3.4.4 Antes de comear a amostragem, remover o plugue
da boquilha e verificar se a sonda est na posio correta.Ligar a
bomba e ajustar as vlvulas para a condio iso-cintica. Quando houver
depresso muito elevada na cha-min, cuidar para que a vlvula de
ajuste grosso estejafechada antes de introduzir a sonda na chamin,
a fim deevitar o refluxo da gua. Se necessrio, a bomba pode
serligada antes da introduo da sonda, com a vlvula deajuste grosso
fechada.
5.3.4.5 Anotar a leitura inicial do gasmetro seco. A cada
mudana de ponto de amostragem ou a cada paradaeventual (por
exemplo: ensaios de vazamento interme-dirios, troca de
componentes), deve ser feita a leitura dogasmetro seco. Anotar as
outras informaes requeridaspela planilha de campo (ver Figura 3 do
Anexo) a cadaponto ou a intervalos de tempo menores, definidos
emfuno de variaes das condies fluidodinmicas.
5.3.4.6 Vedar o furo de acesso durante a coleta, para evitar
interferncia entre o efluente gasoso e o ambiente.
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4 NBR 12827/1993
5.3.4.7 Cuidar para que no haja impactos acidentais, tanto
com a boquilha quanto com o porta-filtro, a fim de minimi-zar a
possibilidade de perda de material coletado.
5.3.4.8 Adicionar gelo na caixa fria durante a amostragem,
de maneira a garantir que a temperatura dos gases, nasada do
sistema de condensao, esteja abaixo de 20C.
5.3.4.9 Caso a depresso no sistema aumente muito, difi-
cultando a manuteno da vazo requerida, o filtro deveser trocado.
recomendvel que seja trocado o conjuntoporta-filtro e filtro, em
vez de apenas o filtro. Deve ser feitoensaio de vazamento conforme
5.3.3 antes e depos da tro-ca.
5.3.4.10 Desligar a bomba no fim da amostragem, remover
a sonda da chamin e anotar a leitura final do gasmetroseco.
Fazer o ensaio de vazamento final.
5.3.4.11 Aps a amostragem e durante o transporte do con-
junto porta-filtro e filtro, este deve ter suas
extremidadesvedadas, a fim de evitar perdas. Drenar para o sistema
decondensao todo condensado eventualmente presentena sonda ou
extenso flexvel, caso utilizada. Vedar as ex-tremidades dos sistema
de condensao.
5.3.5 Recuperao e manuseio da amostra
5.3.5.1 Proceder limpeza externa da sonda logo que ela
seja removida da chamin no final da amostragem. Deixaro conjunto
esfriar.
5.3.5.2 Separar uma parte da soluo de lavagem para a
prova em branco.
5.3.5.3 Remover cuidadosamente o filtro, com uma pina,
e coloc-lo em uma placa de Petri identificada. Caso se-ja
necessrio dobrar o filtro, a face coletora deve ficar vol-tada para
a parte interna. Transferir cuidadosamente paraa placa de Petri
qualquer material particulado que estejaaderido na parte interna do
porta-filtro.
5.3.5.4 Lavar o interior da boquilha e a parte frontal do
por-
ta-filtro, transferir o produto da lavagem para um recipien-te
identificado. Marcar o nvel do volume transferido.
5.3.5.5 Pesar os quatro borbulhadores com exatido de
0,5 g.
5.3.5.6 Pesar os filtros, obedecendo ao mesmo procedi-
mento adotado na preparao.
5.3.5.7 Transferir quantitativamente o volume obtido em
5.3.5.4 para um bquer graduado, previamente seco emestufa a 105C
e tarado. Anotar o volume e secar em ba-nho-maria ou chapa de
aquecimento at quase secura,fazer a secagem final em estufa a 105C
e pesar, aps res-friamento em dessecador.
5.3.5.8 Fazer uma prova em branco com, aproximada-
mente, 200 mL da soluo separada em 5.3.5.2. Adotar omesmo
procedimento utilizado na amostra. Descontar oresduo da prova em
branco do resduo obtido em 5.3.5.7,obedecendo relao dos volumes
utilizados.
5.3.5.9 Utilizar a Figura 4 do Anexo para as anotaes
relativas de 5.3.5.5 a 5.3.5.8.
P TgY Vg T Pg
0,0477 Y V'ag Pg
1,667 (V + Vag)
0,00346T MagP
i=1
n
5.4 Representatividade da amostragem
necessrio que a amostragem seja representativa dascondies de
operao da fonte de emisso. Deve-seento efetuar pelo menos duas
determinaes de mate-rial particulado por fonte. A amostragem deve
ser consi-derada representativa se os resultados obtidos em
cadacoleta no forem discrepantes entre si.
6 Resultados
6.1 Clculos
Usando a nomenclatura de 6.2, proceder aos clculos in-dicados em
6.1.1 a 6.1.14.
6.1.1 Presso absoluta do gs na chamin ou duto:
P = Patm + Pe
6.1.2 Presso absoluta no gasmetro:
Pg = Patm +
6.1.3 Volume de gua nas condies da chamin ou duto:
Vag =
6.1.4 Volume de gs medido nas condies da chamin
ou duto:
V =
Sendo que:
Vg = Vgf - Vgi
6.1.4.1 No caso de constatar-se, durante e/ou no final da
amostragem, um vazamento acima de 0,6 L/min, o valorde Vg deve
ser calculado como indicado a seguir:
Vg = (Vgf - Vgi) - Qi i
6.1.5 Umidade:
Bag =
6.1.6 Volume de gua nas condies da chamin ou duto:
Vag =
6.1.7 Massa molecular, base mida:
MMu = MMs (1 - Bag) + 18 Bag
6.1.8 Velocidade mdia do gs na chamin ou duto:
v = 34,97 Cp
6.1.9 Isocintica:
a) I' =
b) I =V Ab
13,6H
Bag V1 - Bag
m
Cp ' Ab T'g (1 - B'ag) V
VagVag + V
'
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NBR 12827/1993 5
Tabela
Smbolo Unidade Significado
Ab m2 rea da boquilha.A m2 rea da chamin.Bag adimensional
umidade dos gases expressa em termos de proporo em volume do vapor
de gua nos
gases da chamin ou duto.B'ag adimensional umidade dos gases
avaliada previamente para o ponto de coleta e intervalo de tempo
',
expressa em termos de proporo em volume do vapor de gua nos
gases da chaminou duto.
C mg/Nm3 concentrao de material particulado nas condies normais,
base seca.Cp adimensional coeficiente do Pitot S.I % isocintica.I'
% isocintica no ponto de coleta no intervalo de tempo '.Mag g massa
total de gua coletada nos borbulhadores.Mmp mg massa total de
material particulado coletado.MMs g/g mol massa molecular, base
seca.MMu g/g mol massa molecular, base mida.P mm Hg presso absoluta
do gs na chamin ou duto.Patm mm Hg presso atmosfrica.Pe mm Hg
presso esttica da chamin ou duto.Pg mm Hg presso absoluta do
gasmetro.Q m3/h vazo do efluente nas condies da chamin ou duto.Qi
m3/min taxa de vazamento no perodo i.Qnbs Nm3/h vazo do efluente
nas condies normais, base seca.T K temperatura absoluta mdia do gs
na chamin ou duto.T' K temperatura absoluta do gs no ponto de
coleta.Te kg/h taxa de emisso do material particulado.Tg K mdia das
temperaturas mdias do gs na entrada e sada do gasmetro.T'g K mdia
das temperaturas do gs na entrada e sada do gasmetro no ponto de
coleta.v m/s velocidade mdia do gs na chamin ou duto.V m3 volume do
gs medido no gasmetro nas condies da chamin ou duto.Vag m3 volume
de gua nas condies da chamin ou duto.Vg m3 volume do gs medido no
gasmetro nas condies de ensaio.V'ag m3 volume do gs seco coletado
no ponto de coleta, no intervalo de tempo ', medido no ga-
smetro nas condies de ensaio.Vgf m3 leitura final no
gasmetro.Vgi m3 leitura inicial no gasmetro.
/continua
6.1.10 Vazo nas condies da chamin ou duto:
Q = 3600 v A
6.1.11 Vazo nas condies normais (0C e 1 atm), base
seca:
Qnbs =
6.1.12 Volume do gs medido nas condies normais (0C
e 1 atm), base seca:Vgn =
6.1.13 Concentrao de material particulado nas condi-
es normais, base seca:
C =
6.1.14 Taxa de emisso de material particulado:
Te = 10-6 C Qnbs
6.2 Nomenclatura
A nomenclatura com respectivas unidades utilizadasnos clculos de
6.1 constam na Tabela.
0,3592 Vg Pg YTg
T
Vgn
0,3692 Q P (1 - Bag)
Mmp
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6 NBR 12827/1993
Smbolo Unidade Significado
Vgn Nm3 volume de gs medido nas condies normais, base seca.Y
adimensional fator de correo do medidor.H mm H2O mdia aritmtica das
presses diferenciais do orifcio.P mm H2O presso de velocidade da
chamin ou duto. min tempo total de coleta. ' min tempo de coleta no
ponto de coleta.i min durao do perodo i.
(mm H2O)0,5 mdia das razes quadradas de P.(mm H2O)0,5 raiz
quadrada de P no ponto de coleta.
/continuao
/ANEXO
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NBR 12827/1993 7
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8 NBR 12827/1993
Figura 2 - rea projetada e clculo de percentual de bloqueio
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NBR 12827/1993 9
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10 NBR 12827/1993
COLETA/AMOSTRAGEMDATAFIRMA
Componentes % Acumulada % Bx Hx Hx . Bx
CO2O2
CON2
TOTAL 100%
0,32
0,28
0,44
0,28
MMs
BorbulhadorFinal Inicial Diferena
1
2
3
4
TOTAL
Filtro (n)Final Inicial Diferena
Massa de gua coletada (g)
Massa de material particulado coletado (g)
TOTAL
Massa de material particulado coletado naboquilha, porta-filtro
(g)Bquer (n)
Final Inicial Diferena
TOTAL
Prova em branco (g)
Filtros + boquilha + porta-filtro - Prova em branco - Total
(g)
Figura 4 - Modelo de formulrio para produtos de combusto,
material particulado, gua coletada e prova embranco
licenca: Cpia no autorizada