Сегодня в Российской Федерации представлено много различных газоаналитических систем декларирующих непрерывное измерение указанных компонентов. В то же время в Европе, где метрологические и эксплуатационные требования к подобным системам тщательно отлеживаются и контролируется, допущенных для целей государственного мониторинга систем - единицы.
В это заметке пойдет речь об одной из них, японской системе HORIBA ENDA-5000. Это одна из немногих сертифицированных по последнему европейскому стандарту EN 15267 от 2009 года систем, которая позволяет измерять O2, CO, CO2, SO2, NOх. Сертификация в соответствии с EN 15267 позволяет использование не только для контроля технологических процессов, но и для мониторинга выбросов загрязняющих веществ. ENDA-5000 полностью русифицирована.
На трубу монтируется зонд, для предотвращения конденсации влаги, температура зонда поддерживается постоянной, на уровне 180°C. От зонда до шкафа с анализатором идет пробоотборная линия,температура которой также поддерживается термостатом, на уровне около 120°C. Дальше начинается интересное.
По новым требованиям система должна с высокой точностью, в диапазоне до 25 ppm измерять концентрацию SO2 в газе содержание воды в котором может составлять до 30 об. %. Стандартно, на входе в анализатор установлена специализированная система осушки газа, которая предотвращает растворение SO2 и других газов при выводе конденсата. Но при содержании влаги в 30 об. % кулер осушает газ, но мы теряем значительное количество SO2 при работе в диапазоне до 25 ppm.
Чтобы этого избежать сразу перед кулером в пробооторную трубку с заданным расходом вводится 5-8% ортофософрная кислота, которая покрывает весь диаметр трубки (⌀ 2 мм) и полностью предотвращает реакцию SO2 c водой. Как показали испытания этот метод позволяет свести потери SO2 к нулю.
Примерно раз в две недели требуется заполнять емкость для кислоты и сливать емкость в которую отбирается использованная кислота. Несмотря на то что обе емкости снабжены датчиками уровня, с автоматическим отключением и сигнализацией, но всё-таки работа с фосфорной кислотой, это не очень удобно.
В том случае когда либо концентрации SO2 значительно выше, либо когда содержание воды в анализируемом газе не превышает 10 об. % система впрыска H3PO4 не требуется.
Несколько слов о фирменной технологии HORIBA. Для измерения всех компонентов кроме кислорода в анализаторе используется специфический NDIR-детектор. В отличие от стандартного NDIR детектора в детекторе ENDA отсутствует кювета сравнения, и соответственно модулятор. В результате значительно повышается надежность и стабильность работы детектора, особенно в нижних диапазонах, требуется меньшее количество калибровок.
Подробней я расскажу о технологии перекрестной модуляции в одной из следующих записей.
В качестве основного метода измерений для NOx, CO, CO2 и SO2 в ENDA-5000 применяется метод ИК-спектрофотометрии. Для всех компонентов используется свой детектор, но один источник ИК-излучения, что увеличивает надежность. Каждый детектор снабжен дополнительным детектором настроенным для компенсации влияние основного мешающего компонента, например для CO это H2O. При измерении SO2 cильное мешающее влияние оказывает метан. Причем неважно будь этот метод ИК-спектрофотометрии или УФ-флюоресценции. В обоих случая с этим что-то надо делать. В ENDA-5000 используется серия оптических фильтров исключающих влияние CH4 на SO2. Ниже приведены ИК спектры поглощения метана и диоксида серы, из которые ясно видно их перекрытие.
Так как для каждого компонента используется свой детектор, то ENDA-5000 автоматически компенсирует влияние CO2 на измерение NOx (в том случае если датчик CO2 установлен)
Конечно наиболее впечатляющие инсталляции можно увидеть там, где осуществляется экологический мониторинг. Где зачастую требуется контролировать все параметры одновременно:- CO, CO2, SO2, NOx, O2, Пыль и расход.
Как правило это выглядит так:
А непосредственно место инсталляции систем измерения пыли, расхода (о которых я расскажу в одной из следующих заметок) и пробоотбора выглядит так:
Красота!
Если есть у вас вопросы или предложения, пишите комментарии, пожалуйста!
В это заметке пойдет речь об одной из них, японской системе HORIBA ENDA-5000. Это одна из немногих сертифицированных по последнему европейскому стандарту EN 15267 от 2009 года систем, которая позволяет измерять O2, CO, CO2, SO2, NOх. Сертификация в соответствии с EN 15267 позволяет использование не только для контроля технологических процессов, но и для мониторинга выбросов загрязняющих веществ. ENDA-5000 полностью русифицирована.
 |
| Оптимизация горения NOx, SO2, CO, CO2, O2 |
Типичная экстрактивная система
На трубу монтируется зонд, для предотвращения конденсации влаги, температура зонда поддерживается постоянной, на уровне 180°C. От зонда до шкафа с анализатором идет пробоотборная линия,температура которой также поддерживается термостатом, на уровне около 120°C. Дальше начинается интересное.
Впрыск 5-8% ортофосфорной кислоты
По новым требованиям система должна с высокой точностью, в диапазоне до 25 ppm измерять концентрацию SO2 в газе содержание воды в котором может составлять до 30 об. %. Стандартно, на входе в анализатор установлена специализированная система осушки газа, которая предотвращает растворение SO2 и других газов при выводе конденсата. Но при содержании влаги в 30 об. % кулер осушает газ, но мы теряем значительное количество SO2 при работе в диапазоне до 25 ppm.
 |
| Принципиальная схема кулера. |
Чтобы этого избежать сразу перед кулером в пробооторную трубку с заданным расходом вводится 5-8% ортофософрная кислота, которая покрывает весь диаметр трубки (⌀ 2 мм) и полностью предотвращает реакцию SO2 c водой. Как показали испытания этот метод позволяет свести потери SO2 к нулю.
Примерно раз в две недели требуется заполнять емкость для кислоты и сливать емкость в которую отбирается использованная кислота. Несмотря на то что обе емкости снабжены датчиками уровня, с автоматическим отключением и сигнализацией, но всё-таки работа с фосфорной кислотой, это не очень удобно.
В том случае когда либо концентрации SO2 значительно выше, либо когда содержание воды в анализируемом газе не превышает 10 об. % система впрыска H3PO4 не требуется.
Перекрёстная модуляция
Несколько слов о фирменной технологии HORIBA. Для измерения всех компонентов кроме кислорода в анализаторе используется специфический NDIR-детектор. В отличие от стандартного NDIR детектора в детекторе ENDA отсутствует кювета сравнения, и соответственно модулятор. В результате значительно повышается надежность и стабильность работы детектора, особенно в нижних диапазонах, требуется меньшее количество калибровок.
Подробней я расскажу о технологии перекрестной модуляции в одной из следующих записей.
Борьба с перекрёстной чувствительностью и интерференцией
В качестве основного метода измерений для NOx, CO, CO2 и SO2 в ENDA-5000 применяется метод ИК-спектрофотометрии. Для всех компонентов используется свой детектор, но один источник ИК-излучения, что увеличивает надежность. Каждый детектор снабжен дополнительным детектором настроенным для компенсации влияние основного мешающего компонента, например для CO это H2O. При измерении SO2 cильное мешающее влияние оказывает метан. Причем неважно будь этот метод ИК-спектрофотометрии или УФ-флюоресценции. В обоих случая с этим что-то надо делать. В ENDA-5000 используется серия оптических фильтров исключающих влияние CH4 на SO2. Ниже приведены ИК спектры поглощения метана и диоксида серы, из которые ясно видно их перекрытие.
 |
| Спектр ИК поглощения для SO2 |
 |
| Спектр ИК поглощения CH4 |
Так как для каждого компонента используется свой детектор, то ENDA-5000 автоматически компенсирует влияние CO2 на измерение NOx (в том случае если датчик CO2 установлен)
Системы
Конечно наиболее впечатляющие инсталляции можно увидеть там, где осуществляется экологический мониторинг. Где зачастую требуется контролировать все параметры одновременно:- CO, CO2, SO2, NOx, O2, Пыль и расход.
Как правило это выглядит так:
А непосредственно место инсталляции систем измерения пыли, расхода (о которых я расскажу в одной из следующих заметок) и пробоотбора выглядит так:
Красота!
Если есть у вас вопросы или предложения, пишите комментарии, пожалуйста!
Комментариев нет:
Отправить комментарий