Principais métodos de análise da composição do biogás
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Existem métodos de análise de gases óticos, métodos de análise por cromatografia gasosa GC, métodos de detecção com elementos catalíticos térmicos e métodos de detecção por infravermelho. 【Analisador de composição de óxidos】: Utiliza uma solução de hidróxido de sódio para absorver o CO2, e uma solução alcalina de gálico para também absorver o CO2. O CH4 é medido por meio do método de combustão controlada, seguido de um método de absorção, permitindo assim a determinação dos teores de CH4, CO2 e O2. Esse método tem estrutura simples, mas exige a coleta de gases representativos. Além disso, não é possível realizar análises no local. Também é necessário adquirir grandes quantidades de reagentes a cada ano. Os profissionais envolvidos precisam ser treinados, e o trabalho de análise e teste é bastante intensivo.
【Método de análise por cromatografia gasosa GC】: Neste método, o gás coletado é separado dentro da coluna cromatográfica, aproveitando-se as diferenças em sua capacidade de adsorção física. Em seguida, o sensor TCD é utilizado para analisar os componentes CH4, CO2 e O2. Trata-se de um método simples de teste, mas a coluna cromatográfica é relativamente cara. Além disso, é necessário coletar amostras, pois não é possível realizar a análise no local.
【Método de detecção por catálise térmica】: Utiliza-se um elemento de catálise térmica (preto e branco), um elemento de compensação e os braços do ponteiro elétrico para formar uma ponte de Wheatstone. É aplicada uma tensão constante nessa estrutura. Como o elemento de catálise térmica é feito de fio de platina, a passagem de corrente faz com que ele se aqueça, atingindo uma temperatura de aproximadamente 500 graus. Quando o gás metano entra em contato com a superfície do elemento catalítico, ocorre uma reação de cloração, gerando grande quantidade de calor. Isso faz com que a temperatura do elemento catalítico aumente, o que por sua vez aumenta sua resistência elétrica. Assim, é gerada uma tensão desequilibrada na ponte, o que permite determinar a concentração de metano presente no ambiente. As vantagens desse método são: preço baixo, adequado para medir se o teor de metano em minas de carvão está acima do limite permitido. Ele é amplamente utilizado em analisadores portáteis de gás e em sensores fixos de gás. As desvantagens são: é necessário realizar calibrações frequentes, a cada 7 dias; a vida útil é de apenas um ano; a precisão é baixa (10%); além disso, o dispositivo só consegue medir níveis de gás inferiores a 0–4%. Concentrações elevadas podem envenenar o sensor ou até mesmo destruí-lo, além de impedir a medição de CO2.
【Método de detecção por infravermelho】: Utiliza-se a propriedade de os gases CH4 e CO2 absorverem as ondas de infravermelho em comprimentos de onda de 3,4 μm e 4,26 μm. Através das variações na taxa de absorção por infravermelho, é possível determinar a concentração de CH4 e CO2. Além disso, é possível utilizar sensores eletroquímicos para determinar a concentração de O2 e H2S. Atualmente, é o instrumento de medição preferido no exterior para a análise do biogás. Nos projetos relacionados ao mecanismo de desenvolvimento limpo CDM, que são implementados em nosso país, é exigida a utilização de analisadores de infravermelho para determinar a composição do biogás. Suas vantagens incluem a possibilidade de medição em tempo real, sem a necessidade de coleta de amostras com sacos de ar; não há consumo de materiais consumíveis; a precisão das medições é alta; não é necessário realizar calibrações frequentes. A faixa de medição varia de 0 a 100%. Esse instrumento pode ser utilizado tanto para medir a composição dos gases presentes nos tanques de biogás quanto para detectar vazamentos de biogás.