Analisadores de gases UV-DOAS — tecnologia de absorção óptica diferencial no ultravioleta

Em resumo: escolha UV-DOAS quando o gás-alvo absorve radiação ultravioleta (SO₂, NO₂, Cl₂, NH₃, O₃, aromáticos) e a amostra é úmida ou contém vários componentes. NDIR continua sendo a opção padrão para gases com bandas de absorção intensas no infravermelho médio, mas sem banda de absorção no UV (CO, CO₂, CH₄, refrigerantes). Em chaminés com gás úmido, UV-DOAS evita a necessidade de secagem e o uso de componentes ópticos GFC exigidos pelo NDIR. Em chaminés monitoradas por CEMS com uma mistura de gases ácidos e escape de NH₃, UV-DOAS geralmente se destaca pela medição simultânea de vários gases com um único cabeçote óptico.

Em geral, não. O vapor d’água tem absorção insignificante na faixa de 190–400 nm, considerando a estrutura de banda estreita que o UV-DOAS usa para o ajuste, razão pela qual essa tecnologia é a opção padrão em saídas de sistemas de dessulfurização úmida de gases de combustão e lavadores úmidos de incineradores. O sistema precisa de compensação de temperatura e pressão (integrada), proteção da janela UV contra o acúmulo de particulados e condensado (purga e limpeza periódica) e substituição programada da lâmpada. A vantagem em relação ao vapor d’água é real; a necessidade de rigor na engenharia também.

São duas faixas de comprimento de onda do mesmo método de medição. O DOAS no ultravioleta profundo (190–250 nm) usa fontes de deutério ou LEDs de ultravioleta profundo, detectores solares cegos e janelas de safira / MgF₂. É indicado para SO₂, NH₃ e NO, cuja absorção de estrutura fina mais intensa ocorre nessa faixa. O UV-DOAS de banda larga (250–400 nm) usa fontes de arco de xenônio ou LEDs UV, quartzo padrão para UV e é indicado para NO₂, Cl₂, O₃ e aromáticos, que absorvem acima de 250 nm. A maioria das plataformas CEMS industriais combina as duas faixas para monitorar vários gases na chaminé; sistemas DOAS de caminho longo para ar ambiente costumam selecionar uma delas conforme a mistura de gases-alvo.

Eles operam em regiões espectrais diferentes e usam abordagens distintas de deconvolução. O UV-DOAS opera entre 190–400 nm e ajusta um pequeno número de absorvedores UV bem caracterizados com base em estruturas diferenciais de banda estreita. O FTIR opera em toda a faixa do infravermelho médio e usa a transformada de Fourier de um interferograma de varredura para deconvoluir bandas largas sobrepostas e medir até 10–20 espécies. O FTIR oferece maior abrangência química e flexibilidade para laboratório e pesquisa; o UV-DOAS se destaca pela simplicidade em aplicações CEMS multigás direcionadas, pelo menor custo inicial e pela imunidade ao vapor d’água. São tecnologias complementares, não concorrentes.

O Hg elementar absorve em uma única linha de ressonância atômica estreita, em 253.65 nm — uma linha, não uma banda vibroelectrônica molecular. Os instrumentos CEMS regulatórios para Hg usam fluorescência atômica de vapor frio (CVAF) ou fotômetros de absorção UV para Hg dedicados e otimizados para essa única linha, em vez de um espectrômetro DOAS genérico de vários comprimentos de onda. A GESHINE não oferece um analisador de mercúrio próprio: projetos de CEMS para conformidade regulatória de Hg são atendidos com instrumentos de parceiros desenvolvidos especificamente para essa aplicação e definidos para cada projeto, em vez de um SKU UV-DOAS genérico.

Não. A absorção UV (DOAS) mede quanto da radiação UV incidente é absorvida nos comprimentos de onda do gás-alvo. A fluorescência UV mede a reemissão secundária de moléculas excitadas (o SO₂ fluoresce após ser excitado por fótons de 214 nm) usando uma geometria de detector diferente. Ambas operam no ultravioleta, mas a física, a disposição dos detectores e a engenharia da célula de medição são diferentes. O analisador de fluorescência UV da GESHINE (ZS6200-SO2 UVF analyzer) pertence à categoria de SO₂ / NOₓ: é um instrumento UVF, não UV-DOAS. Portanto, compare-o com base nos critérios para UVF ao selecionar um modelo.

Na UE, MCERTS (Agência Ambiental do Reino Unido) e EN 15267 / EN 14181 QAL1 / QAL2 / AST formam a estrutura padrão para aprovação de tipo; EN 14791 (SO₂), EN 14792 (NOₓ) e EN ISO 21877 (NH₃) são os métodos de referência. Nos EUA, as Especificações de Desempenho (PS-2, PS-3, PS-6) do Apêndice B da 40 CFR Parte 60 e a 40 CFR Parte 75 abrangem o monitoramento instrumental de chaminés. A especificação deve indicar explicitamente as certificações exigidas, em vez de se apoiar nos selos dos fornecedores.

Não necessariamente — “analisador de gases UV” é um rótulo ambíguo. A escolha deve considerar o que o instrumento realmente faz. Termos genéricos como ultravioleta, absorção UV, UV em linha ou multigás fotométrico UV quase sempre se referem a UV-DOAS (espectroscopia de absorção óptica diferencial), que ajusta estruturas UV de banda estreita para SO₂, NO₂, Cl₂, NH₃ e O₃ em um único caminho óptico. Uma busca por “fluorescência UV” ou “UV SO₂” indica, em vez disso, uma tecnologia baseada em emissão — esse tema é tratado na página do analisador de fluorescência UV (UVF). Uma busca por “UV NOx” geralmente leva à página do analisador de SO₂/NOx, onde o NO₂ medido por UV-DOAS é combinado com NO medido por quimioluminescência. Quando o rótulo UV não corresponder claramente às espécies químicas e à matriz da amostra, consulte um engenheiro para identificar o método adequado à aplicação.