Analizadores de gases in situ

Para funcionar de forma confiable en producción, la medición in situ requiere una matriz dentro de límites estrictos: transmisión óptica estable, niveles tolerables de polvo y gotas y un comportamiento predecible de la purga de las ventanas a largo plazo. GESHINE ofrece instalación in situ en las aplicaciones donde estas condiciones se cumplen de forma constante: O₂ de combustión (montaje directo paramagnético) y deslizamiento de NH₃ en SCR/SNCR (TDLAS transversal al ducto). En cambio, deriva deliberadamente los gases ácidos, la humedad en trazas, el cloro y las mediciones multigás al muestreo extractivo, donde el acondicionamiento calentado y el control del punto de rocío permiten calibraciones predecibles y una frecuencia de mantenimiento manejable. Ambos formatos se complementan: in situ para un control rápido cuando la matriz lo permite y extractivo para las demás aplicaciones. Si su aplicación no está incluida en la oferta in situ actual y desea una evaluación de viabilidad independiente, nuestros ingenieros de aplicaciones pueden realizarla.

Un analizador de gases in situ se monta directamente en el ducto del proceso o en la chimenea y mide la concentración de gas en el flujo, sin extraer una muestra. Un láser o una fuente de luz apunta a través del ducto desde una brida hacia un receptor (o un retrorreflector) situado en el lado opuesto; el haz interactúa con el gas a lo largo de toda la sección transversal real del ducto. Así se elimina el retraso del transporte de la muestra, se conservan los componentes reactivos o condensables y se suprime del alcance del analizador todo el sistema de acondicionamiento de la muestra.

La medición in situ es la opción adecuada cuando importa el tiempo de respuesta (ajuste de la combustión, enclavamientos de seguridad, retroalimentación del deslizamiento de amoníaco en SCR/SNCR); cuando el componente es reactivo o pegajoso y no se conserva en una línea de muestreo calentada (HCl, HF, NH₃, H₂O); y cuando las condiciones del proceso son calientes, pero relativamente limpias (chimeneas modernas de combustión de gas, salidas de reformadores, gases de combustión limpios). La medición extractiva es la opción más segura cuando la matriz tiene mucha carga de polvo o gotas, los protocolos normativos exigen acondicionar y validar la muestra, o la identificación de múltiples componentes requiere un analizador de laboratorio que solo puede funcionar con una muestra acondicionada.

Los sistemas TDLAS transversales al ducto suelen ofrecer una respuesta T90 inferior a 1 segundo porque no hay retraso en el transporte de la muestra: el láser mide el gas mientras fluye frente a la óptica de la sonda. En los lazos de control de combustión o dosificación del lavador, esta respuesta inferior a un segundo suele justificar la elección in situ frente a un circuito extractivo de 15–60 segundos, que incluye el tiempo de tránsito por la tubería calentada, el enfriador, el filtro y la bomba.

Hay tres limitaciones principales. Primero, la estabilidad de la trayectoria óptica: el polvo abundante, la humedad que se condensa o la formación de gotas reducen la transmisión de la señal y pueden activar alarmas de señal baja. Segundo, la geometría del ducto: la instalación requiere dos bridas enfrentadas a la altura y el ángulo adecuados, una línea de visión óptica despejada y una desviación de alineación tolerable ante la expansión térmica o la vibración. Tercero, el ensuciamiento de las ventanas: los flujos corrosivos o cargados de partículas requieren protección de las ventanas mediante una purga de aire, y los operadores deben incluir la confiabilidad de la purga en el plan de operación y mantenimiento a largo plazo.

En la mayoría de los casos, no: el objetivo es eliminar el circuito de acondicionamiento de la muestra. Por lo general, todavía se necesita un pequeño suministro de aire de instrumentos para purgar las ventanas, una interfaz de calibración local para verificar el span y el cero y, en ocasiones, una celda de validación para realizar comparaciones periódicas. En instalaciones híbridas, donde el haz in situ realiza la medición principal y un circuito extractivo secundario se encarga de la calibración o del respaldo, la familia ZS-SCS puede especificarse junto con el analizador.

Pase a la medición extractiva cuando el ducto tenga mucho polvo o gotas de agua que no se puedan eliminar de forma confiable mediante purga; cuando la medición deba certificarse con un protocolo que presupone el acondicionamiento de la muestra (algunas especificaciones de desempeño de la EPA de Estados Unidos y algunas normas EN para contaminantes específicos); cuando necesite analizar varios componentes a la vez y solo pueda hacerlo con un analizador FTIR o basado en GC para muestras acondicionadas; o cuando la geometría del ducto simplemente no permita instalar bridas enfrentadas. Consulte la página de analizadores de gases extractivos para conocer la alternativa con acondicionamiento de muestras.