INSTRUMENTACION Y MONITOREO
Preciso y Portátil Esos son algunos atributos del analizador de gases de emisión Lancom4, que puede monitorear simultáneamente hasta 9 gases diferentes. Por Robert Iturrieta Product Manager Instrumentación Analítica de Soltex
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onsiderando las exigencias medioambientales de la nueva norma de emisiones para centrales termoeléctricas, Ametek Process ha desarrollado un analizador portátil de gases de emisión como respaldo a los analizadores fijos de monitoreo de gases (CEMs) y para chequear su funcionalidad y precisión. Se trata del Lancom4, un analizador compacto, robusto, versátil y portátil con baterías recargables. Se puede emplear por largos períodos debido a que cuenta con la característica “wake and sleep”, la cual permite al usuario configurar el encendido automático e intervalos de medición a una hora determinada. Tiene la capacidad de monitorear simultáneamente hasta 9 gases diferentes y ofrece la mejor precisión disponible.
mayores a 0,1 micrón, mientras el condensado queda en el acondicionador.
EL Analizador portátil Lancom4 puede medir entre 3 y 9 gases, entre ellos O2 , CO bajo, CO alto, SO2 , NO, NO2 , H2 S, CO 2 e hidrocarburos además de flujo y temperatura.
En este analizador se logran almacenar más de 250.000 datos en la memoria interna, como lecturas de cada sensor, flujo, hora, fecha, temperatura y cálculos. Además cuenta con un software de adquisición de datos, que es una aplicación de Windows ejecutable en una plataforma de PC.
El gas sigue su camino hacia una válvula solenoide de tres vías. En funcionamiento normal, la válvula permite que la bomba lleve la muestra al analizador. Y durante la puesta en marcha y paradas, la válvula cambia de modo tal que la bomba extrae aire ambiental sin necesidad de remover la sonda del ducto o chimenea. A la salida de la bomba, la muestra entra a una serie de limitadores de flujo y cámaras de expansión para eliminar variaciones de presión y flujo de la muestra. A continuación, la muestra de gas se dirige al manifold, en donde cada sensor tiene una ubicación para medir cada gas. Estos sensores utilizan diferentes técnicas de detección: •
Sensor electroquímico: CO bajo, CO2 alto, O 2 , NO, NO2 , SO 2 ,H 2S.
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Sensor catalítico: Hidrocarburos.
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Sensor de infrarrojo: CO2
Sondas de Toma de Muestra El analizador incorpora una amplia gama de sondas para muestras, que están disponibles para distintas funciones: •
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Sonda Standard: Con longitudes de 0,3 –1,0 – 1,5 – 2,0 – 3,0 metros con manguera flexible que van de los 3 hasta los 10 metros. Soporta hasta 600 °C de forma continua y viene con una termocupla, un filtro de partículas y un cono en el extremo deslizante que se utiliza para sellar el orificio del ducto.
El equipo dispone de una amplia gama de sondas para la toma de muestras.
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Sonda para altas temperaturas: Está diseñada para soportar hasta 1.400 °C y utiliza un tubo de cerámica.
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Sonda DrySampler: Esta diseñada para remover la humedad de una muestra de gas y no requiere de suministro eléctrico por parte del analizador.
Sonda para flujo: Tiene las mismas características de la sonda estándar pero además utiliza un tubo Pitot tipo S para medir el flujo junto con un sensor de presión diferencial.
Descripción del Funcionamiento
Sonda para humos: Usa el método Bacharach para medir el humo (opacidad). Un papel filtro se inserta en la sonda y la muestra se extrae a través de la sonda en un tiempo determinado y a una velocidad fija. Luego el filtro se compara con la carta de escala Bacharach.
La muestra de gas se introduce a través de una sonda a la manguera conectada a la entrada del analizador. Luego pasa al acondicionador de muestra, donde se expande haciendo que el agua residual condense. Con posterioridad el gas atraviesa un filtro eliminando partículas
Para asegurar que los sensores de CO e hidrocarburos no sufran contaminación por gases ácidos, la muestra pasa a través de un filtro antes de llegar a los sensores respectivos.
Tecnologías de Sensores Sensor electroquímico: Es similar a una batería que cuando se expone al gas inicia una reacción química que produce un voltaje que es proporcional a la concentración de gas. La celda de medición tiene dos electrodos catalíticos conectados por un electrolito líquido, normalmente un ácido orgánico o mineral que puede ser un gel. Un electrodo (contador) está profundamente inserto dentro del sensor para prevenir que la muestra lo alcance mientras que el otro electrodo (detector) se instala en contacto con la muestra.
Diagrama de flujo de la muestra
1, Entrada de muestra; 2, Acondicionador (catch pot); 3, Filtro para particulado; 4, Sensor de presión; 5, Entrada de aire; 6, Bomba para muestra; 7, Cámara de expansión; 8, Filtro para gas ácido; 9, Bomba para purga; 10, Protección de agua; 11, Salida.
electrolito líquido, normalmente un ácido orgánico o mineral que puede ser un gel. Un electrodo (contador) está inserto dentro del sensor para prevenir que la muestra lo alcance mientras que el otro electrodo (detector) se instala en contacto con la muestra. Sensor infrarrojo: Se basa en la absorción de energía de longitudes de onda específicas por un gas en particular. El nivel de absorción está directamente relacionado con la concentración del gas. Las óptico incidente cuando su frecuencia coincide con la vibración interna. Para muchas moléculas, tal frecuencia está en la región del infrarrojo. De esta manera, la medición de la atenuación del haz óptico permite calcular la concentración de la especie absorbida. En general, su principio de funcionamiento se basa en que la energía infrarroja emitida por una fuente pasa a través de la muestra de gas, donde puede absorberse y se detecta a continuación en un detector óptico. El sensor se hace específico a una especie de gas en particular mediante la introducción de un filtro óptico en la parte frontal del sensor, asegurando que sólo la energía en una longitud de onda en particular sea monitoreada. Sensor catalítico o Pellistor: Es un dispositivo de estado sólido que normalmente consta de dos perlas de
material cerámico. Una de ellas corresponde a un detector revestido o impregnado con un material catalítico, el cual hace que los gases inflamables presentes se oxiden. Las perlas se calientan entre 400 °C a 600 °C y el cambio en la resistencia de un alambre de platino integrado en un circuito entrega la medición de la concentración de un gas. La otra perla está inactiva y ayuda a compensar los efectos ambientales, como la humedad y los cambios de temperatura. Las nuevas exigencias de la ley chilena respecto al monitoreo y control de emisiones en centrales termoeléctricas, a lo que se suma una mayor preocupación por parte de las empresas del ramo, hace necesario implementar una serie de mejoras e inversiones en nuevas tecnologías. Entre éstas se destaca el uso de analizadores de emisiones fijos o Cems, los que deben ser verificados en forma periódica con dispositivos del tipo móvil para asegurar su buen desempeño y funcionamiento. En este contexto, la empresa Ametek Process -representada en Chile por SOLTEXprovee el modelo Lancom4, que permite cumplir la verificación o respaldo de los Cems en forma segura y eficiente.
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