Analizatory gazów in situ

Aby pomiar in situ był niezawodny w warunkach produkcyjnych, matryca gazowa musi mieścić się w wąskim zakresie: transmisja optyczna musi być stabilna, zapylenie i obciążenie kroplami możliwe do opanowania, a działanie przedmuchu okien przewidywalne w długim okresie. GESHINE stosuje pomiary in situ tam, gdzie te warunki są stale spełnione — do pomiaru O₂ w procesie spalania (montaż bezpośredni, metoda paramagnetyczna) i poślizgu NH₃ w układach SCR/SNCR (TDLAS przez kanał) — a gazy kwaśne, śladową zawartość wilgoci, chlor i pomiary wieloskładnikowe kieruje do układów ekstrakcyjnych, w których podgrzewane kondycjonowanie próbki i kontrolowany punkt rosy zapewniają przewidywalną kalibrację i możliwy do zaplanowania harmonogram konserwacji. Oba rozwiązania się uzupełniają, a nie dublują: in situ sprawdza się przy szybkiej regulacji, gdy pozwala na to matryca gazowa, a ekstrakcyjne — w pozostałych zastosowaniach. Jeśli mają Państwo zastosowanie spoza obecnego zakresu pomiarów in situ i chcą uzyskać niezależną ocenę wykonalności, nasi inżynierowie ds. zastosowań mogą ją przeprowadzić.

Analizator gazów in situ montuje się bezpośrednio na kanale procesowym lub kominie. Mierzy stężenie gazu w strumieniu procesu, bez pobierania próbki. Laser lub inne źródło światła kieruje wiązkę przez kanał — od kołnierza do odbiornika lub reflektora zwrotnego po przeciwnej stronie. Wiązka oddziałuje z gazem na rzeczywistym przekroju kanału. Eliminuje to opóźnienie transportu próbki, pozwala zachować składniki reaktywne lub skraplające się i eliminuje konieczność stosowania całego układu kondycjonowania próbki.

Pomiar in situ to właściwy wybór, gdy liczy się krótki czas odpowiedzi (regulacja procesu spalania, blokady bezpieczeństwa, informacja zwrotna o poślizgu amoniaku w układach SCR/SNCR), gdy składnik jest reaktywny lub podatny na osadzanie i nie zachowuje się w podgrzewanym przewodzie poboru próbki (HCl, HF, NH₃, H₂O), a warunki procesu są gorące, lecz stosunkowo czyste (nowoczesne kominy instalacji opalanych gazem, wyloty reformerów, czyste spaliny). Bezpieczniejszym wyborem jest układ ekstrakcyjny, gdy matryca gazowa jest silnie obciążona pyłem lub kroplami, regulacje wymagają kondycjonowania próbki i walidacji albo oznaczanie wielu składników wymaga analizatora laboratoryjnego, który pracuje wyłącznie na kondycjonowanej próbce.

Układy TDLAS do pomiarów przez kanał zazwyczaj zapewniają czas odpowiedzi T90 poniżej 1 sekundy, ponieważ nie występuje opóźnienie transportu próbki — laser mierzy gaz przepływający obok optyki sondy. W przypadku układów regulacji procesu spalania lub dozowania reagentów w płuczce odpowiedź krótsza niż sekunda często uzasadnia wybór pomiaru in situ zamiast układu ekstrakcyjnego z opóźnieniem 15–60 sekund, uwzględniającym transport przez podgrzewany przewód, chłodnicę, filtr i pompę.

Decydują trzy ograniczenia. Po pierwsze, stabilność drogi optycznej: duże zapylenie, skraplająca się wilgoć lub krople zmniejszają transmisję sygnału i mogą wywoływać alarmy niskiego sygnału. Po drugie, geometria kanału: instalacja wymaga dwóch przeciwległych kołnierzy umieszczonych na odpowiedniej wysokości i pod właściwym kątem, niezakłóconej linii widzenia oraz dopuszczalnego odchylenia ustawienia spowodowanego rozszerzalnością cieplną lub drganiami. Po trzecie, zanieczyszczenie okien: strumienie korozyjne lub zawierające cząstki stałe wymagają ochrony okien przedmuchem powietrza, a w długoterminowym planie eksploatacji i konserwacji należy uwzględnić niezawodność przedmuchu.

W większości przypadków nie — celem jest właśnie wyeliminowanie układu kondycjonowania próbki. Zazwyczaj nadal potrzebne jest niewielkie źródło sprężonego powietrza do przedmuchu okien, lokalny interfejs kalibracyjny do weryfikacji zakresu i zera, a czasem także ogniwo pomiarowe do okresowego porównania wskazań. W instalacjach hybrydowych, w których wiązka in situ realizuje pomiar główny, a dodatkowy układ ekstrakcyjny służy do kalibracji lub jako rozwiązanie rezerwowe, rodzinę ZS-SCS można uwzględnić w specyfikacji razem z analizatorem.

Wybierz układ ekstrakcyjny, gdy kanał zawiera dużo pyłu lub kropli wody, których nie da się niezawodnie usuwać przedmuchem; gdy pomiar musi być certyfikowany zgodnie z protokołem zakładającym kondycjonowanie próbki (niektóre specyfikacje parametrów pracy US EPA i niektóre normy EN dotyczące konkretnych zanieczyszczeń); gdy potrzebna jest równoczesna analiza wielu składników, którą umożliwia wyłącznie analizator FTIR lub GC pracujący na kondycjonowanej próbce; albo gdy geometria kanału nie pozwala na montaż przeciwległych kołnierzy. Informacje o alternatywnym rozwiązaniu z kondycjonowaniem próbki znajdują się na stronie poświęconej ekstrakcyjnym analizatorom gazów.