Guia de Seleção de Medidores de Vazão de Ureia Líquida e Fundida

A medição precisa do fluxo de ureia é um requisito vital, porém frequentemente subestimado, em diversos setores. Desde garantir a dosagem ideal de fluido de escapamento diesel (DEF/AdBlue) em veículos até controlar o fluxo de ureia fundida na produção de fertilizantes e gerenciar a aplicação agrícola precisa, obter a vazão correta impacta a eficiência, a conformidade, o custo e a qualidade do produto. Os diferentes estados da ureia, principalmente como uma solução líquida como o DEF ou ureia fundida quente, apresentam desafios distintos de medição. Escolher o medidor de vazão de ureia correto não é uma decisão simples. Depende do estado específico da ureia, das condições do processo, do orçamento e das exigências de precisão. Este guia explora as principais tecnologias para medição confiável do fluxo de ureia da Silver Automation Instruments (silverinstruments.com ) , ajudando você a fazer uma seleção informada do medidor de vazão.

A medição precisa do fluxo de ureia é importante para a dosagem, conformidade e eficiência do processo.

Qual é o desafio da medição do fluxo de ureia?

A ureia (CO(NH₂)₂) é tratada em duas formas industriais principais, e cada uma delas requer uma abordagem diferente para o medidor de vazão.

Soluções de ureia líquida

A ureia líquida é principalmente uma solução aquosa. O DEF/AdBlue é uma solução precisa de ureia com 32,5% de alta pureza em água deionizada, crucial para sistemas de Redução Catalítica Seletiva (SCR) em motores a diesel usados ​​em caminhões, carros, equipamentos de construção e navios. A ureia-32 e a ureia-40 são soluções semelhantes usadas na agricultura e em processos industriais.

Características principais: condutor de eletricidade devido ao conteúdo iônico, viscosidade relativamente baixa, propenso à cristalização se concentrado ou congelado, e requer cuidadosa compatibilidade com aços inoxidáveis ​​específicos.

Ureia fundida

A ureia fundida é ureia pura aquecida acima de seu ponto de fusão de aproximadamente 133°C (271°F), sendo normalmente manuseada entre 135°C e 150°C (275 a 305°F) em fábricas de granulação de fertilizantes.

Características principais: viscosidade muito alta a frio, solidifica-se rapidamente abaixo do ponto de fusão, é corrosivo a altas temperaturas e requer aquecimento contínuo, seja por meio de vapor ou camisa de aquecimento, em todo o sistema, incluindo o próprio medidor de vazão.

Quais fatores influenciam a seleção do medidor de vazão de ureia?

• Estado: solução líquida como ureia-32 ou ureia-40, ou ureia fundida
• Temperatura:temperatura ambiente para DEF versus alta temperatura para ureia fundida
• Condutividade:alto para soluções líquidas, muito baixo para ureia fundida.
• Viscosidade:Baixo para DEF, muito alto se a ureia fundida esfriar.
• Requisito de precisão:Monitoramento básico de processos versus dosagem ou loteamento precisos
• Perfil de fluxo:fluxo contínuo versus fluxo pulsado ou em lotes
• Presença de sólidos ou ar:risco de cristalização ou aprisionamento de ar
• Dimensões da tubulação e faixa de vazão:temperatura de operação e pressão de operação
• Orçamento: Diferentes medidores de vazão se adequam a diferentes orçamentos.

Confirme todos os parâmetros técnicos acima e envie-os para a Silver Automation Instruments ( sales@silverinstruments.com ). Nossos engenheiros ajudarão você a escolher o medidor de vazão de ureia mais adequado para sua aplicação.

Confirme os parâmetros técnicos antes de escolher o medidor de vazão de ureia adequado.

Tecnologias dominantes de medidores de vazão de ureia: capacidades e aplicações

Com base nas propriedades da ureia descritas acima, três tecnologias de medidores de vazão se destacam como as principais soluções para medição de vazão.

1. Medidor de Vazão Mássica Coriolis: O Campeão da Alta Precisão

Medidor de vazão Coriolis com camisa de aquecimento para evitar a solidificação da ureia fundida.

Princípio: mede o fluxo de massa diretamente, detectando a força de Coriolis induzida em tubos vibratórios à medida que o fluido flui através deles, enquanto mede simultaneamente a densidade e a temperatura.

Como funcionam os medidores de vazão Coriolis

Ideal para: soluções líquidas de ureia (DEF/AdBlue) e ureia fundida. Este é o padrão ouro para medição de vazão de ureia que exige a mais alta precisão. Para medições de ureia fundida, a Silver Automation Instruments oferece medidores de vazão mássica com camisa de aquecimento, projetados especificamente para essa aplicação.

Principais vantagens

1. A medição direta do fluxo de massa elimina a necessidade de sensores de temperatura e pressão separados e cálculos complexos para o fluxo de massa de ureia, uma vantagem crucial onde o balanço de massa é essencial, por exemplo, em reações químicas ou dosagem precisa.
2. Precisão excepcional, tipicamente de ±0,1% a ±0,2% da leitura para vazão mássica, incomparável à maioria das outras tecnologias de medidores de vazão.
3. A precisão permanece praticamente independente de mudanças na viscosidade, densidade, temperatura, pressão ou condutividade; portanto, o medidor lida com a transição da ureia fundida quente para a solidificação sem perder a leitura, embora evitar essa transição ainda seja o melhor resultado.
4. A saída multiparamétrica fornece o fluxo de massa, a densidade e a temperatura da ureia, e frequentemente o fluxo de volume derivado desses parâmetros. As leituras de densidade podem ser usadas para monitorar a concentração da solução ou detectar anomalias.

5. Sem dependência do perfil de fluxo: o medidor é insensível à configuração da tubulação a montante e a jusante, portanto, não é necessário um trecho reto de tubulação antes ou depois do medidor de vazão.

   

Não é necessário nenhum trecho reto de tubulação antes ou depois de um medidor de vazão mássica de ureia.

Considerações na escolha de um medidor de vazão mássica Coriolis para ureia

• Custo inicial mais elevado: normalmente a opção mais cara à vista.
• A queda de pressão pode ser maior do que em alguns outros tipos de medidores, dependendo do projeto do tubo, portanto, você pode consultar [inserir referência aqui].Instrumentos de Automação SilverPara obter uma curva de queda de pressão antes de fazer o pedido.
• Requisito de ureia fundida: o medidor deve estar equipado com rastreamento ativo de vapor ou umjaqueta térmicaPara manter a ureia bem acima do seu ponto de fusão em todo o corpo e tubos do medidor. O isolamento por si só não é suficiente.
• Aplicações do fluxo de ureia: sistemas de dosagem de DEF de alta precisão, especialmente em fabricação e envase, controle crítico do fluxo de ureia fundida em fábricas de fertilizantes, sistemas de aditivos em pequenos lotes, transferência de custódia de soluções de ureia e qualquer aplicação que exija a mais alta precisão de fluxo de massa.

2. Medidor de Fluxo Eletromagnético (Magmeter): O Especialista em DEF/AdBlue

Medidor de vazão eletromagnético para medição de solução de ureia

Princípio: utiliza a Lei de Faraday da indução eletromagnética. Um campo magnético é aplicado ao tubo de medição, e eletrodos medem a tensão induzida pelo fluido condutor que se move através do campo. A tensão é proporcional à velocidade do fluxo.

Ideal para: soluções líquidas de ureia eletricamente condutoras, especificamente DEF/AdBlue, ureia-32 e ureia-40. Não é adequado para água pura, fluidos não condutores ou ureia fundida.

Principais vantagens

1. A ausência de peças móveis significa desgaste mínimo, resultando em menor necessidade de manutenção a longo prazo. Isso é ideal para fluidos limpos como o DEF (fluido de escapamento diesel).

Sensor de fluxo de passagem total com caminho de fluxo desobstruído

2. O design do sensor de fluxo de passagem total, com um caminho de fluxo desobstruído, resulta em queda de pressão zero induzida pelo próprio sensor de fluxo, e o design também lida bem com lamas, embora isso não seja típico para DEF puro.
3. Ampla gama de tamanhos: a tecnologia é economicamente escalável, desde tubulações pequenas até grandes diâmetros. A tabela abaixo lista os tamanhos de medidores de vazão magnéticos mais comuns, com as respectivas faixas de vazão de ureia.

Tamanhos comuns de medidores de vazão eletromagnéticos e faixas de vazão de ureia correspondentes.

4. Boa precisão: tipicamente ±0,5% da taxa para soluções condutoras de ureia.
5. Custo-benefício para tubulações de grande diâmetro: geralmente a opção mais econômica para tubulações de maior diâmetro que transportam soluções condutoras, como...medidores de vazão de 3 polegadaspara ureia, ou medidores de vazão de ureia de 2 polegadas.
6. Seleção de materiais: as partes molhadas dos medidores de vazão eletromagnéticos para soluções de ureia normalmente utilizam revestimentos de Teflon e eletrodos de titânio. A solução de ureia é ligeiramente corrosiva e alcalina, e o revestimento de PTFE é adequado para líquidos corrosivos. O titânio também é adequado para líquidos alcalinos como ureia e água do mar.

Considerações

• Requer condutividade: o fluido deve ter condutividade suficiente, o que o DEF/AdBlue atende facilmente. O medidor não consegue medir água pura, óleos, gases ou ureia fundida.
• Vazão volumétrica apenas: o medidor mede a vazão volumétrica. Uma medição separada de densidade, e frequentemente de temperatura e pressão, é necessária para determinar a vazão mássica.
• É necessário que os tubos estejam cheios: o tubo deve permanecer cheio de ureia para uma medição precisa.
• Aterramento: a instalação e o aterramento adequados são cruciais para sinais estáveis ​​e precisos.
• Aplicações de medição de vazão de ureia: a escolha dominante para medição de vazão de AdBlue/DEF em sistemas SCR de veículos e motores estacionários, sistemas de transferência e distribuição de DEF, sistemas de aplicação de soluções de ureia em larga escala na agricultura e linhas de processo industrial que utilizam soluções de ureia condutivas. Essencialmente, este é o medidor ideal para soluções aquosas de ureia.

3. Medidor de Vazão de Engrenagem Oval: O Especialista em Alta Viscosidade e Pequenos Lotes

Medidor de vazão de engrenagem oval para medição de vazão de ureia

Princípio: um medidor de vazão de engrenagem oval é um tipo de medidor de vazão de deslocamento positivo. O fluxo de ureia aciona duas engrenagens ovais usinadas com precisão que giram dentro de uma câmara. Cada rotação desloca um volume fixo de fluido, contabilizado eletronicamente.

Como funcionam os medidores de vazão de engrenagem oval para medição de vazão de ureia

Ideal para: líquidos de alta viscosidade, ureia fundida ou aplicações de pequenos lotes e fluxo pulsado onde outros medidores podem ter dificuldades, como com fluxo de 50 ml/min ou 100 cm³.

Principais vantagens

• Excelente desempenho com fluidos viscosos: o medidor mantém alta precisão mesmo com líquidos espessos, como ureia fundida resfriada ou soluções concentradas.
• Alta precisão em baixos fluxos, particularmente adequada para taxas de fluxo muito baixas e dispensação de pequenos lotes, onde a precisão é fundamental.
• Ideal para fluxo pulsado: lida eficazmente com a natureza intermitente dos sistemas de dosagem ou de loteamento.
• A medição direta do volume fornece uma saída volumétrica precisa por revolução, e o princípio subjacente é relativamente simples de entender.

Considerações

• Componentes móveis: as engrenagens estão sujeitas a desgaste, especialmente com fluidos abrasivos ou na presença de partículas, como ureia cristalizada. Isso exige manutenção mais frequente do que os medidores de vazão Coriolis ou os medidores magnéticos.
• Sensibilidade à contaminação: partículas podem obstruir ou danificar as engrenagens, portanto, a filtragem a montante é frequentemente essencial. O medidor não é ideal para fluidos propensos à cristalização, a menos que as condições sejam rigorosamente controladas.
• Queda de pressão: o princípio do deslocamento mecânico induz uma queda de pressão.
• Custo do medidor de vazão: a construção em aço inoxidável de alta qualidade, necessária para a compatibilidade com ureia, torna esses medidores relativamente caros para seu tamanho em diâmetros maiores, como 3 ou 4 polegadas.

Medidor de vazão de deslocamento positivo de pequeno porte para medições de vazão de alta precisão e em pequena escala.

Aplicações de fluxo de ureia: dosagem em pequena escala e de alta precisão de soluções ou aditivos de ureia, sistemas de dosagem para produtos à base de ureia, manuseio de concentrados viscosos de ureia e fluxo de ureia fundida em linhas menores quando equipadas com camisas de aquecimento robustas e ativas.

Selecionando seu medidor de vazão de ureia: Adequação da tecnologia à aplicação

A escolha ideal do medidor de vazão de ureia depende das necessidades específicas do seu processo. Utilize a tabela abaixo como um guia de referência rápida.

Considerações importantes na seleção de transmissores de fluxo de ureia

Medidores de vazão de aço inoxidável devem ser considerados para a medição de ureia.

Compatibilidade de materiais do sensor de fluxo

A ureia, especialmente em altas temperaturas e em estado fundido, pode ser corrosiva. Especifique medidores construídos com aços inoxidáveis ​​compatíveis com ureia, como o 316L ou o 904L, ou titânio. Verifique também os materiais de vedação, já que o FFKM/Kalrez costuma ser preferido para ureia quente.

O controle da temperatura é fundamental para a ureia fundida.

A importância disso não pode ser subestimada. Qualquer medidor usado para ureia fundida deve ter aquecimento ativo integrado, seja por meio de camisas de vapor ou aquecimento elétrico por resistência com controladores, além de isolamento completo. Um único ponto frio pode causar solidificação, bloqueando a tubulação e potencialmente danificando o medidor de vazão.

Instalação

Siga rigorosamente as instruções de instalação do fabricante para trechos retos de tubulação, que são cruciais para medidores magnéticos, assim como o aterramento para medidores magnéticos e o isolamento de vibração para medidores de vazão Coriolis.

Calibração e verificação de medidores de vazão

Estabeleça um cronograma de calibração regular com rastreabilidade a padrões reconhecidos. Considere métodos de verificação in situ sempre que possível, especialmente para aplicações críticas como dosagem de DEF ou transferência de custódia.

O futuro da medição do fluxo de ureia

Embora os medidores de vazão Coriolis, os medidores de vazão eletromagnéticos e os medidores de vazão de engrenagem oval dominem o mercado atualmente, a tecnologia continua avançando. É provável que haja uma adoção mais ampla de medidores ultrassônicos de fixação externa para medições de vazão não invasivas específicas em tubulações maiores de solução de ureia, embora os requisitos de precisão e condição da tubulação ainda representem um desafio.

A integração com plataformas de IoT Industrial (IIoT) para monitoramento em tempo real, manutenção preditiva, especialmente para medidores de engrenagem oval, e diagnóstico remoto está se tornando cada vez mais valiosa para otimizar o uso de ureia e a eficiência do processo.

A medição de vazão sem contato pode se tornar uma tendência crescente.

Por que a medição precisa do fluxo de ureia compensa

A medição precisa do fluxo de ureia vai muito além do simples monitoramento de um número. É fundamental para a eficiência operacional, a qualidade do produto, o cumprimento das normas de emissões por meio da dosagem precisa de Arla 32 (DEF) e a minimização do desperdício em valiosos processos químicos. Compreender as propriedades específicas do seu fluxo de ureia, seja ele AdBlue condutor ou ureia fundida exigente, é o primeiro passo.

Ao combinar os pontos fortes dos medidores de vazão mássica Coriolis (precisão e versatilidade), dos medidores de vazão eletromagnéticos (medição de DEF com excelente custo-benefício) e dos medidores de vazão de engrenagem oval (viscosidade e dosagem) para sua aplicação específica, e considerando a compatibilidade de materiais e as necessidades de aquecimento da ureia fundida, você obtém um monitoramento de vazão confiável, preciso e econômico. Investir na tecnologia certa de medidores de vazão de ureia proporciona retornos reais em controle de processo, conformidade e desempenho operacional geral.