Seria przemysłowa: ZS8100-HCl

Procesowy analizator chlorowodoru ZS8100-HCl

Analizator chlorowodoru TDLAS z laserem diodowym do CEMS w spalarniach odpadów (EU IED ≤10 mg/Nm³), instalacji chlor-alkali, procesów PVC / VCM / EDC oraz gazów odlotowych z rozkładu chlorosilanów w procesach CVD półprzewodników

Zakres pomiarowy
0–50 / 0–200 / 0–5000 ppm
Dokładność
±2 % FS lub ±1 ppm
Czas odpowiedzi (T90)
<10 s
Części mające kontakt z próbką
Hastelloy C-276
Opis produktu

Opis

ZS8100-HCl to ekstrakcyjny analizator chlorowodoru TDLAS przeznaczony do pracy w wysokiej temperaturze, wilgotnym i korozyjnym środowisku — w CEMS spalarni odpadów i odpadów niebezpiecznych przy dobowej wartości granicznej emisji 10 mg/Nm³ określonej w EU IED, do monitorowania cel i sekcji sprężania w instalacjach chlor-alkali, śledzenia procesów monomerów PVC / VCM / EDC, gazów odlotowych z rozkładu chlorosilanów (TCS / DCS) w procesach CVD półprzewodników oraz weryfikacji skuteczności oczyszczania w płuczkach mokrych. Laser diodowy bliskiej podczerwieni o wąskiej linii widmowej wykrywa HCl ponad kontinuum H₂O i oddziela linię HCl od tła CO₂ / SO₂ / HF, które może ograniczać szerokopasmowy pomiar NDIR w matrycach wilgotnych gazów kwaśnych. Tor pomiarowy prowadzi przez podgrzewany przewód poboru próbki z częściami mającymi kontakt z próbką wykonanymi z Hastelloy C-276, co pozwala zachować właściwości HCl powyżej jego punktu rosy.

Najważniejsze zalety
  • Absorpcja promieniowania laserowego przez pojedynczą linię TDLAS — optyczne ogniwo pomiarowe bez odczynników; podgrzewany tor próbki wymaga okresowej obsługi
  • Dobór linii laserowej pozwala oddzielić HCl od kontinuum H₂O oraz tła widmowego CO₂ / SO₂ / HF po analizie matrycy gazowej
  • Podgrzewany tor próbki i części mające kontakt z próbką z Hastelloy C-276 pozwalają zachować właściwości HCl powyżej punktu rosy
  • Oprogramowanie układowe z wieloma zakresami obejmuje pomiary CEMS w ppm (EU IED ≤10 mg/Nm³) aż po zakres procesu wyrażony w %, bez zmiany układu optycznego

Pełna specyfikacja techniczna

Kluczowe parametry pracy

Kluczowe parametry pracy ZS8100-HCl
Parametr Wartość Status
Zakres pomiarowy 0–50 / 0–200 / 0–5000ppm (wiele zakresów) warunkowy*
Dokładność ±2 % FS lub ±1ppm (w zależności od tego, która wartość jest większa) warunkowy*
Czas odpowiedzi (T90) <10 s warunkowy*
Granica wykrywalności <0.5ppm (użyteczny w CEMS) warunkowy*

* Typowe dla branży wartości TDLAS HCl — przedstawione jako zakres docelowy; wartości potwierdzone zostaną podane w ostatecznej karcie katalogowej przy wycenie.

Pomiar

Specyfikacja pomiarowa ZS8100-HCl
SpecyfikacjaWartość
Zasada pomiaruTDLAS (spektroskopia absorpcyjna z przestrajalnym laserem diodowym)
Docelowa długość faliBliska podczerwień ≈ 1,74 μm (pasmo nadtonowe HCl)
Zakres pomiarowy0–50 ppm / 0–200 ppm / 0–5000 ppm (wiele zakresów)
Dolna granica wykrywalności<0.5 ppm (użyteczny w CEMS)
Dokładność±2 % FS lub ±1 ppm (w zależności od tego, która wartość jest większa)
Powtarzalność≤1 % FS
Czas odpowiedzi (T90)<10 s
Rozdzielczość matrycy gazowejWpływ kontinuum H₂O / CO₂ / SO₂ / HF uwzględniany przez dobór linii laserowej i analizę matrycy gazowej dla danego zastosowania

Układ poboru próbki

Specyfikacja układu poboru próbki ZS8100-HCl
SpecyfikacjaWartość
Tryb poboru próbkiEkstrakcyjny, z podgrzewaną sondą i przewodem poboru próbki (utrzymywanym powyżej punktu rosy HCl)
Części mające kontakt z próbkąHastelloy C-276 w torze próbki; PTFE na powierzchniach uszczelniających
Temperatura próbkiDo 180 °C (podgrzewany przewód; zależnie od zastosowania)
Ciśnienie próbki-30 do +500 mbar g
Zalecane kondycjonowanie próbkiPodgrzewany układ poboru próbki ZS-SCS-800 z Hastelloy (do zastosowań kominowych / CEMS)
Wariant platformyPomiar HCl metodą TDLAS jest również dostępny na alternatywnej platformie analizatora dla projektów wymagających dopasowania do ramy skidowej — wariant potwierdzany podczas analizy inżynierskiej zastosowania

Warunki środowiskowe

Specyfikacja środowiskowa ZS8100-HCl
SpecyfikacjaWartość
Temperatura pracy-20 °C do +50 °C
Temperatura przechowywania-40 °C do +70 °C
Wilgotność0–95 % RH (bez kondensacji)
Stopień ochronyIP65 (standardowo) / IP66 (obudowa terenowa)

Parametry elektryczne

Specyfikacja elektryczna ZS8100-HCl
SpecyfikacjaWartość
Zasilanie100–240 VAC, 50/60 Hz, maks. 100 W (podgrzewany przewód z osobnym zasilaniem)
Wyjście analogowe2 × 4–20 mA (izolowane, konfigurowalne)
Wyjście cyfroweRS-485 Modbus RTU / HART 7 (opcjonalnie)
Wyjścia przekaźnikowe4 × SPDT (alarm, usterka, konserwacja, zakres)
WyświetlaczKolorowy ekran TFT 5″ z lokalnym dotykowym interfejsem HMI

Wymiary i masa

Specyfikacja fizyczna ZS8100-HCl
SpecyfikacjaWartość
Wymiary (szer. × wys. × gł.)483 × 177 × 420 mm (szafa 19″) / opcjonalna obudowa terenowa
Masa≈16 kg (szafa) / ≈34 kg (obudowa terenowa)
Materiał obudowyObudowa aluminiowa malowana proszkowo; części toru próbki mające kontakt z próbką wykonane z Hastelloy C-276
MontażSzafa 19″ (4U) / montaż ścienny / obudowa terenowa

Certyfikaty i zgodność

Specyfikacja certyfikacji ZS8100-HCl
SpecyfikacjaWartość
Oznakowanie CEZgodność z dyrektywami UE dotyczącymi urządzeń (standardowo)
Strefa zagrożona wybuchemATEX / IECEx — zakres warunkowy (potwierdzany dla każdego projektu)
Dopuszczenie typu CEMSMCERTS (UK) / US EPA PS-18 dla CEMS HCl — zakres docelowy, potwierdzany dla każdego projektu
Kompatybilność elektromagnetycznaEN 61326-1
System zarządzania jakościąWyprodukowano zgodnie z ISO 9001:2015
Normy dotyczące zastosowańEU IED BAT / US EPA Method 321 / DIN EN 1911 (CEMS HCl w spalarniach); OSHA PEL 5 ppm (bezpieczeństwo pracy przy HCl)

Zastosowania analizatora

Ten model został przypisany do poniższych zastosowań branżowych i zadań procesowych.

CEMS w spalarniach
Chlor-alkali
PVC / VCM / EDC
CVD w produkcji półprzewodników

Środowiska pracy

Typowe środowiska procesowe, w których rozważa się ten model.

CEMS w spalarniach odpadów i odpadów niebezpiecznych (EU IED ≤10 mg/Nm³ HCl)
Monitorowanie cel i sekcji sprężania / suszenia w instalacjach chlor-alkali
Procesy monomerów PVC / VCM / EDC i monitorowanie gazów odlotowych
Gazy odlotowe z rozkładu chlorosilanów (TCS / DCS) w procesach CVD półprzewodników
Weryfikacja skuteczności oczyszczania przed płuczką mokrą i za nią

Zakres certyfikacji

Normy są wymienione wraz z zakresem i statusem, aby podczas przeglądu inżynierskiego można było zweryfikować wymagania dotyczące materiałów mających kontakt z próbką, metod regulacyjnych oraz zastosowania w strefach zagrożonych wybuchem. Parametry pracy i dopuszczenia CEMS przedstawiono jako zakres docelowy — aktualny status certyfikacji danej konfiguracji zostanie potwierdzony przy wycenie; zastosowanie w strefie zagrożonej wybuchem wymaga warunkowego przeglądu inżynierskiego i nie jest domyślną deklaracją katalogową.

Macierz zakresu certyfikacji ZS8100-HCl
Norma Zakres Wariant Status Dokument
CE (deklaracja zgodności UE) Zgodność z dyrektywami UE dotyczącymi urządzeń (standardowo) Wariant projektowy docelowy Na zamówienie
MCERTS / US EPA PS-18 (CEMS HCl) MCERTS (UK) / US EPA PS-18 dla CEMS HCl — zakres docelowy; aktualny status certyfikacji, numery certyfikatów i okresy ich ważności należy potwierdzić przy wycenie Wariant projektowy docelowy Na zamówienie
Strefa zagrożona wybuchem ATEX / IECEx Zakres do przeglądu inżynierskiego; potwierdzany dla każdego projektu Wariant projektowy warunkowy Na zamówienie
ISO 9001:2015 System zarządzania jakością — produkcja zgodna z ISO 9001:2015 Wariant projektowy zatwierdzony Na zamówienie
CE Części mające kontakt z próbką w środowisku korozyjnym MCERTS / PS-18 (w toku)

Poproś o dokumentację

Poproś o karty katalogowe, instrukcje obsługi, certyfikaty i noty aplikacyjne dotyczące tego modelu.

Informacje o dowodach

studium przypadku

Architektura podgrzewanego przewodu dla HCl w mokrym gazie kominowym

W zastosowaniach w spalarniach odpadów i instalacjach chlor-alkali układ utrzymuje próbkę HCl powyżej punktu rosy dzięki podgrzewanemu torowi ekstrakcyjnemu i elementom mającym kontakt z próbką wykonanym z Hastelloy, dzięki czemu pomiar optyczny nie zależy od chłodzonego i osuszanego toru próbki CO / NOx.

Szczegóły techniczne i inżynierskie

Szczegóły techniczne i inżynierskie

Dodatkowe szczegóły inżynierskie — rozwiń każdy temat, aby zobaczyć pełne informacje dotyczące pomiaru, zakresu pracy, układu próbki, kalibracji, integracji, konserwacji i zastosowań.

01 Zasada pomiaru i ograniczenia

Zakres i ograniczenia pomiaru

TDLAS mierzy HCl w nadtonowej linii bliskiej podczerwieni, a podgrzewany tor ekstrakcyjny utrzymuje wilgotne matryce gazów kwaśnych powyżej punktu rosy HCl.

Nieodpowiednie rozwiązania

  • Pobór próbki z otoczenia lub chłodzonej i osuszanej próbki mokrego gazu kominowego zawierającego HCl
  • Domyślne zastosowanie elektrochemicznego alarmu bezpieczeństwa HCl do pomiarów procesowych / CEMS
  • Zastosowanie NDIR w matrycach ze spalarni bez uprzedniej analizy

Wymagane elementy

  • Podgrzewana sonda i podgrzewany przewód poboru próbki
  • Tor próbki z Hastelloy C-276, mający kontakt z próbką
  • Analiza kontinuum H₂O i matrycy gazów kwaśnych
  • ZS-SCS-800 lub równoważny podgrzewany układ poboru próbek korozyjnych do zastosowań kominowych / CEMS

Substancje zakłócające i ograniczenia

  • Kontinuum H₂O
  • Tło SO₂ i CO₂
  • Nakładanie się widm HF w mieszaninie gazów kwaśnych
  • Utrata HCl w kondensacie na zimnych powierzchniach
02 Zakres warunków pracy

Wykorzystaj te ograniczenia przy doborze urządzenia, a następnie przed wyceną potwierdź warunki próbki, ekspozycję na warunki otoczenia i materiały.

Temperatura próbki
do 180 C
maksymalna temperatura podgrzewanego przewodu próbki; zależna od projektu
Temperatura otoczenia
-20-50 C
Materiały mające kontakt z próbką
Hastelloy C-276, PTFE
Poza zakresem pracy
  • Pobór próbki z otoczenia lub chłodzonej i osuszanej próbki mokrego gazu kominowego zawierającego HCl
  • Skraplanie próbki w torze poboru
  • Zastosowanie w strefie zagrożonej wybuchem bez uprzedniej analizy
03 Granice układu poboru próbki

Tryb poboru próbki, elementy kondycjonowania i wyłączenia z zakresu określają, gdzie kończy się odpowiedzialność za analizator, a zaczyna odpowiedzialność za układ poboru próbki.

Tryb poboru próbki
ekstrakcyjny
Elementy układu
  • Podgrzewana sonda
  • Podgrzewany przewód poboru próbki utrzymujący temperaturę powyżej punktu rosy HCl
  • Tor próbki z Hastelloy C-276
  • Podgrzewany układ poboru próbki ZS-SCS-800
Wyłączenia z zakresu
  • Chłodzony i osuszany układ Peltiera do zastosowań z mokrym HCl
  • Użycie standardowego toru próbki CO / NOx dla HCl bez analizy podgrzewanego toru
04 Kalibracja i walidacja

Metoda kalibracji, odstępy między kalibracjami, identyfikowalność i wsparcie audytowe dla tego analizatora.

Metoda punktu zerowego / zakresu

Plan kalibracji punktu zerowego / zakresu dla HCl i audytu terenowego, opracowywany dla danego projektu

Odstęp

Zależny od lokalizacji

Metody odniesienia

Odniesienie do US EPA Method 321; HCl ze źródeł stacjonarnych według DIN EN 1911

Identyfikowalność gazu zakresowego

Gaz kalibracyjny lub medium walidacyjne określone dla danego projektu

Wsparcie audytowe

  • Odniesienie do US EPA Method 321
  • HCl ze źródeł stacjonarnych według DIN EN 1911
  • Wsparcie w planowaniu QAL2 / AST, gdy zakres obejmuje CEMS
05 Wejścia/wyjścia i integracja

Wyjścia sygnałowe i interfejsy komunikacyjne do integracji z systemem sterowania.

Wyjście

4–20 mA / RS-485 Modbus / HART

Wyjście analogowe

2 × 4–20 mA (izolowane, konfigurowalne)

Wyjście cyfrowe

RS-485 Modbus RTU / HART 7 (opcjonalnie)

Wyjścia przekaźnikowe

4 × SPDT (alarm, usterka, konserwacja, zakres)

Uwagi do przeglądu DAHS

Podczas przeglądu integracji projektu należy potwierdzić mapę protokołów, nazewnictwo kanałów pomiarowych, stany alarmów i format raportowania.

06 Konserwacja i części zamienne zależne od lokalizacji

Rutynowe czynności serwisowe, materiały eksploatacyjne i wymagania dotyczące dostępu do tego analizatora; dokładne odstępy między przeglądami zależą od lokalizacji.

Czynności serwisowe
  • Sprawdzić podgrzewaną sondę i przewód poboru próbki
  • Sprawdzić tor mający kontakt z próbką i uszczelnienia z Hastelloy
  • Sprawdzić konfigurację punktu zerowego / zakresu dla HCl
  • Ocenić ryzyko kondensacji i przenoszenia kwasu
Materiały eksploatacyjne
  • Filtry kompatybilne z HCl
  • Części serwisowe do podgrzewanego przewodu
  • Gaz kalibracyjny lub medium walidacyjne określone dla danego projektu
07 Dowody dotyczące zastosowań

Kontekst zastosowań w złożonych środowiskach przemysłowych.

Studium przypadku Komunalne instalacje termicznego przekształcania odpadów / CEMS w spalarniach

Kontekst zastosowania

Komunalne instalacje termicznego przekształcania odpadów, modernizujące systemy CEMS w kotłowniach w celu spełnienia EU IED BAT-AEL, muszą uwzględnić czas odpowiedzi starszych analizatorów NDIR dla HCl wynoszący około 30 minut. W tym czasie operatorzy nie mają wglądu w zakres dynamiczny potrzebny do zarządzania zakłóceniami procesu powodowanymi przez chlorki.

Odpowiedź układu

Analizator TDLAS ZS8100-HCl pracujący w ekstrakcyjnej pętli z podgrzewanym przewodem na wylocie z ESP — w połączeniu z podgrzewaną sondą poboru próbki ZS-SCS-800 — zapewnia czas odpowiedzi na HCl <10 s. Zakłócenia procesu powodowane przez chlorki są więc widoczne dla operatora w tej samej minucie, w której wystąpiły, co pozwala szybciej reagować na zakłócenia BAT-AEL.

Reakcja na zakłócenia BAT-AEL Ekstrakcyjny pomiar TDLAS · czas odpowiedzi na HCl <10 s
Pytania dotyczące doboru

Najczęściej zadawane pytania

Czy próbkę w ZS8100-HCl można pobierać w temperaturze otoczenia lub po schłodzeniu i osuszeniu zamiast podgrzewać ją do 180 °C?

HCl bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie, a jego punkt rosy w mokrym gazie kominowym znacznie przekracza temperaturę otoczenia — strumień spalin ze spalania odpadów o zawartości H2O 10 %vol skrapla się na każdej zimnej powierzchni, tworząc kwaśny film, który pochłania HCl, zanim cząsteczka dotrze do ogniwa pomiarowego. Norma EN 1911 (metoda odniesienia dla HCl ze źródeł stacjonarnych) i US EPA Method 321 wymagają utrzymywania podgrzewanych przewodów poboru próbki 20 °C powyżej lokalnego punktu rosy, zwykle przy temperaturze ≥180 °C, oraz stosowania materiałów odpornych na HCl, mających kontakt z próbką. Układ Peltiera chłodzący i osuszający usuwa wodę, ale wraz z nią również HCl — to typowa przyczyna awarii przy ponownym wykorzystaniu toru próbki CO / NOx do pomiaru HCl. Dlatego ZS8100-HCl jest oferowany jako dopasowany zestaw z podgrzewanym układem poboru próbki ZS-SCS-800 z Hastelloy; konfiguracja z poborem próbki w temperaturze otoczenia lub po jej schłodzeniu i osuszeniu nie jest obsługiwana.

W jaki sposób ZS8100-HCl zachowuje selektywność w mokrych spalinach ze spalarni, gdzie SO2, CO2 i HF absorbują promieniowanie podczerwone?

Nadtonowa linia HCl w bliskiej podczerwieni przy ~1,74 μm znajduje się w oknie widmowym, w którym układ TDLAS skanuje środek linii z rozdzielczością rzędu MHz. Szerokopasmowe fotometry NDIR mogą mieć trudności z oddzieleniem sygnału HCl od kontinuum H2O lub nakładania się widm CO2 / SO2 / HF w tej matrycy. Dopasowanie pochodnej pierwszego rzędu w metodzie TDLAS oddziela absorbery obecne na skrzydłach linii i określa stężenie HCl na podstawie lokalnego kształtu linii. W przypadku CEMS w spalarniach umożliwia to przeprowadzenie analizy inżynierskiej zgodnej z EPA Method 321, przygotowanie do QAL2 i zaplanowanie audytu terenowego AST.

Jaki zakres pomiarowy wybrać do pomiaru emisji ze spalarni zgodnie z EU IED ≤10 mg/Nm³?

Dobowa wartość graniczna emisji HCl ze spalarni określona w załączniku VI do EU IED wynosi 10 mg/Nm³ w przeliczeniu na 11 %vol O2 w suchych spalinach — około 6 ppm w warunkach odniesienia. Do tego zastosowania podstawowym zakresem CEMS jest zakres oprogramowania układowego 0–50 ppm; zakres 0–200 ppm obsługuje zakłócenia pracy kotła, a zakres 0–5000 ppm — pomiary w celach instalacji chlor-alkali i pętlach gazów odlotowych z procesów PVC / VCM. Oprogramowanie układowe przełącza skonfigurowany zakres bez zmiany układu optycznego, dzięki czemu jeden analizator może obsługiwać zarówno zakres zgodności, jak i zakres pomiarowy zakłóceń procesu, korzystając z tego samego toru sygnałowego. Jednostki raportowania (ppm lub mg/m³, suche lub mokre spaliny, normalizacja do 11 %vol O2) ustawia się w HMI i zabezpiecza dostępem na poziomie operatora.

Czy ZS8100-HCl ma obecnie certyfikaty MCERTS / PS-18?

Oznakowanie CE i produkcja zgodna z ISO 9001:2015 są standardem. MCERTS (UK, jednostka certyfikująca Sira) i US EPA Performance Specification 18 (CEMS gazowego HCl) są wymienione jako zakres docelowy; aktualny status certyfikacji, numery certyfikatów i okresy ich ważności należy potwierdzić przy wycenie. Analizator jest więc określany jako kandydat do QAL1 według PS-18 / MCERTS, a nie jako już certyfikowany system CEMS; zakres ATEX / IECEx dotyczący stref zagrożonych wybuchem ma status warunkowy i musi zostać potwierdzony dla projektu przed złożeniem zamówienia. Dział inżynierii sprzedaży potwierdzi aktualny status certyfikacji, w tym jednostkę wydającą i numer certyfikatu, przed zatwierdzeniem projektu.

Czy ZS8100-HCl jest dostępny na innej platformie analizatora do projektów wymagających dopasowania do ramy skidowej?

Tak. ZS8100-HCl działa na platformie serii ZS8100 (rodzina O2 / HF / C2H2 w szafie 19-calowej / obudowie terenowej) i jest flagowym analizatorem HCl do CEMS w spalarniach oraz instalacji chlor-alkali. Ten sam pomiar HCl metodą TDLAS jest również dostępny na alternatywnej platformie analizatora, gdy lepiej pasują do projektu inna rama skidowa i zakres wymiarów montażowych — typowo w układach odzysku siarki w rafineriach i sekcjach sprężania instalacji chlor-alkali, które już korzystają z tej platformy. Parametry pomiaru TDLAS są porównywalne w obu wariantach; wybór zależy od standaryzacji ramy skidowej / szafy, a nie od dokładności ani zakresu pomiarowego. Inżynieria aplikacyjna potwierdzi dopasowanie platformy podczas analizy wymiarów.

Oceń ZS8100-HCl pod kątem warunków w zakładzie

Przed ostatecznym doborem modelu prosimy przesłać zakres stężeń gazu, temperaturę próbki, ciśnienie, zawartość wilgoci i wymagania certyfikacyjne — potwierdzimy specyfikację i prześlemy wycenę w ciągu 24 godzin.