Analisador de fluoreto de hidrogênio de processo ZS8100-HF

As emissões fugitivas de HF na casa de cubas normalmente ficam entre 0.05 e 5 ppm, com o OSHA PEL de 3 ppm como TWA de 8 horas e as metas de abatimento da EU BREF levando as concentrações de HF na chaminé após o GTC para abaixo de ppm. O ZS8100-HF foi dimensionado para essa faixa — a faixa de 0–10 ppm cobre as emissões fugitivas na casa de cubas, a faixa de 0–50 ppm atende a picos na entrada do GTC, e a faixa de 0–500 ppm atende a eventos de partida das cubas e falha de alimentação. O limite de detecção de <0.05 ppm é indicado como útil para emissões fugitivas, não como valor de metrologia de traços; o valor alcançável em uma casa de cubas real depende do comprimento do caminho, da limpeza da linha de amostragem e do fundo de fluoretos de referência (HF ≠ fluoreto total). A amostragem de fluoreto total (particulado + gasoso pelo Método EPA 13A / 13B ou ISO 15713) é a referência para relatórios de conformidade regulatória; a TDLAS fornece o sinal contínuo apenas de HF que alimenta o circuito de controle.

Hastelloy C-276 é uma liga de Ni-Mo-Cr com 15–16 % de molibdênio. O HF anidro e com baixa umidade ataca o componente de Mo por meio da formação de complexos de fluoreto, provoca corrosão por pites na superfície e, em seguida, libera Mo na amostra — algo inaceitável tanto para a vida útil do instrumento quanto para a integridade da amostra. Monel 400 é uma liga de Ni-Cu sem teor reativo de Mo e é a referência da indústria para aplicações em contato com HF (circuitos de alquilação em refinarias, armazenamento de HF e exaustão de gravação ácida de semicondutores). A tubulação interna usa PTFE ou PFA para reduzir a adsorção de HF nas paredes em baixas concentrações de ppm, pois o HF adere ao metal sem revestimento mais do que o HCl. O HCl não apresenta a mesma reação com Mo, por isso o ZS8100-HCl usa Hastelloy C-276 quando a soldabilidade e a resistência em alta temperatura são mais importantes. Portanto, os modelos HF e HCl são mecanicamente parecidos, mas não podem compartilhar os caminhos de amostragem.

O exaustor da gravação de semicondutores fica depois de um lavador úmido, onde o HF normalmente é mantido abaixo de 1 ppm na exaustão; as metas de abatimento podem se aproximar de um único dígito em ppb, dependendo dos compromissos da fábrica e das licenças ambientais locais. O ZS8100-HF é indicado para baixas concentrações em ppm e emissões fugitivas, com limite de detecção de <0.05 ppm — a TDLAS pode alcançar essa faixa em uma configuração otimizada de caminho aquecido, mas a obtenção de desempenho repetível em ppb exige óptica de caminho estendido, linhas de amostragem revestidas com PFA, procedimentos rigorosos para gás zero e uma janela de média mais longa. Esses aspectos são definidos projeto a projeto como uma etapa condicional de análise de engenharia, e não como configuração padrão de catálogo. Fábricas que precisam de auditoria contínua abaixo de ppb normalmente usam também um instrumento de traços dedicado (decaimento de cavidade, mobilidade iônica ou cromatografia iônica em uma derivação do lavador), junto com o circuito TDLAS.

O HF apresenta sua estrutura rovibracional mais intensa na banda fundamental de 2,4–2,7 μm e uma forte banda harmônica próxima de 1,27 μm. A banda harmônica de 1,27 μm é a janela TDLAS preferida pelo setor porque os diodos laser de infravermelho próximo de grau telecom, os detectores InGaAs e os componentes ópticos são tecnologias maduras e robustas para uso em campo; a banda fundamental de 2,5 μm é mais intensa por linha, mas exige lasers e detectores de infravermelho médio, mais caros e menos robustos em ambientes de plantas industriais. Em 1,27 μm, a linha de HF selecionada fica em um vale entre as características do contínuo de H2O, e o ajuste TDLAS ao longo do centro da linha, com resolução na escala de MHz, distingue o HF dos absorvedores adjacentes H2O, CO2, SO2 e HCl. Fotômetros NDIR de banda larga podem ter dificuldade com matrizes de gases de chaminé nas quais água e gases ácidos estão todos presentes.

Uma alternativa UV-DOAS (espectroscopia de absorção óptica diferencial) de caminho longo é especificada para geometrias de chaminé com caminho longo — dutos de gás de combustão com inserção em caminho aberto, média multiponto ou grande diâmetro, nos quais a amostragem extrativa não é prática. A UV-DOAS troca a sensibilidade da TDLAS a baixas concentrações de ppm em emissões fugitivas por uma integração melhor em caminhos abertos longos, sendo indicada para geometrias de chaminé, e não para emissões fugitivas na casa de cubas. Sensores eletroquímicos de HF (faixa de ppb) são amplamente usados para alarmes de segurança em um único ponto nos circuitos de alquilação, mas são uma tecnologia consumível, sujeita a deriva e com forte sensibilidade cruzada a HCl, Cl2 e SO2 — adequada para alarmes pessoais ou de área em sistemas de incêndio e gás, não para medição de processo ou CEMS por método de referência. A GESHINE classifica a segurança eletroquímica para HF como uma etapa condicional de análise de engenharia, para que a engenharia de aplicações confirme a adequação antes de incluí-la em um catálogo de marca própria.