Gases industriales/m茅dicos
Analizadores especializados y aplicaciones para procesos en industrias como medici贸n de trazas de impurezas en gases industriales y medici贸n de alta pureza de gases m茅dicos.
En los 煤ltimos a帽os, como una de las principales preocupaciones sociales y medioambientales, el hidr贸geno est谩 despertando inter茅s como nueva fuente de energ铆a y se espera que su uso se extienda en el futuro.
Con esta tendencia, las estaciones de abastecimiento de hidr贸geno para veh铆culos de pila de combustible est谩n experimentando una aceleraci贸n espectacular en su crecimiento. Actualmente, la mayor铆a de los combustibles de hidr贸geno se derivan del gas natural y la norma ISO-14687 define el est谩ndar de calidad del hidr贸geno para los veh铆culos de pila de combustible. La calidad del hidr贸geno es vital para el rendimiento y la vida 煤til de la pila de combustible de hidr贸geno; incluso la contaminaci贸n a nivel de trazas es cr铆tica y puede reducir el rendimiento y provocar el deterioro y da帽o del catalizador de la pila de combustible.
Por lo tanto, el desaf铆o se centra en garantizar una alta calidad del hidr贸geno a un menor costo. En un esfuerzo por producir hidr贸geno de mayor pureza en mayores cantidades y a un menor costo, existe una necesidad constante de desarrollar la tecnolog铆a del proceso de producci贸n y mejorar el rendimiento de la adsorci贸n y la regeneraci贸n mediante el monitoreo de todo el proceso de producci贸n y el an谩lisis de los catalizadores y materiales utilizados en el proceso. Entre las tecnolog铆as de producci贸n de hidr贸geno, el reformado con vapor se utiliza ampliamente como la forma m谩s eficiente de producir grandes cantidades de hidr贸geno.
Esta tecnolog铆a utiliza generalmente gas de ciudad y lo transforma en hidr贸geno de alta pureza. En el proceso de transformaci贸n, la serie de impurezas se produce junto con el hidr贸geno de alta pureza, por lo que es de vital importancia controlar continuamente las impurezas cr铆ticas despu茅s de la unidad de absorci贸n por oscilaci贸n de presi贸n para evitar que penetren en el producto final (hidr贸geno apto para pilas de combustible) y para proteger los veh铆culos de pilas de combustible de hidr贸geno del deterioro del rendimiento.
Tabla 1: Normas de calidad del combustible de hidr贸geno ISO14687
En la Figura 1 a continuaci贸n se muestran 5 pasos clave en las operaciones b谩sicas de una estaci贸n de hidr贸geno in situ.
Paso 1: el gas ciudad (gas natural que consiste principalmente en metano) se suministra directamente a la estaci贸n de hidr贸geno a trav茅s de la tuber铆a.
Paso 2: Los compuestos de azufre en el gas natural se eliminan en desulfuraci贸n unidad.
Paso 3: El gas natural tratado entra en un reformador de metano a vapor (SMR), cuyo vapor a alta temperatura se utiliza para convertir el metano en hidr贸geno y mon贸xido de carbono (CH4 + H2O = CO+3H2) . La alta temperatura acelera la reacci贸n entre el metano y el agua para capturar la mayor cantidad de hidr贸geno posible.
Paso 4: El mon贸xido de carbono y el vapor del reformado van al convertidor de cambio de CO para producir di贸xido de carbono y m谩s hidr贸geno
(CO+H2 O= H2+CO2).
Este convertidor est谩 lleno de agua y un catalizador a base de hierro-cromo que hace que el vapor descomponga el ox铆geno y el hidr贸geno. El hidr贸geno se captura mientras que el ox铆geno se adhiere al mon贸xido de carbono de la reacci贸n de reformado para producir di贸xido de carbono.
Paso 5: El hidr贸geno se purifica finalmente en la unidad llamada adsorci贸n por oscilaci贸n de presi贸n (PSA), que recupera hidr贸geno de alta pureza a alta presi贸n mientras absorbe las impurezas a baja presi贸n. Esta unidad utiliza lechos de absorbente s贸lido, como un tamiz molecular de carbono, para separar las impurezas de la corriente de hidr贸geno.
Figura 1: Operaciones b谩sicas de una estaci贸n de hidr贸geno in situ
El CO es una de las impurezas no deseadas m谩s graves en las pilas de combustible de hidr贸geno debido a la dificultad de su eliminaci贸n y al envenenamiento del catalizador, que puede provocar una ca铆da de tensi贸n en la pila de combustible. Aunque en las normas de calidad del hidr贸geno ISO-14687 (v茅ase la Tabla 2: ISO14687-3: 2019) hay muchas impurezas que deben controlarse en concentraciones muy bajas, el control de cada componente de impureza es muy complicado y costoso.
Como soluci贸n, existe un m茅todo de gesti贸n de impurezas llamado 鈥淢茅todo de impurezas Canary鈥� (consulte la Tabla 3: M茅todo de gesti贸n de impurezas Canary), que se especifica en la norma ISO. Es el m茅todo utilizado como 铆ndice, qu茅 componente se elimina menos en un paso de purificaci贸n de hidr贸geno y se mezcla f谩cilmente en un producto. El CO, que es una impureza en el hidr贸geno, se determina como el componente Canary, y la calidad del hidr贸geno se mantiene monitoreando constantemente la concentraci贸n de CO como 铆ndice con un analizador infrarrojo continuo. La raz贸n por la que el CO es el componente menos eliminado es porque se indica como componente de ruptura en PSA. Cuando el absorbente en la adsorci贸n por oscilaci贸n de presi贸n (PSA) alcanza la saturaci贸n debido a su deterioro, el CO sale primero de 茅l.
Analizador de gas de trazas de 蓝鲸体育直播 (GA-370) se utiliza para controlar el componente de ruptura, que es el CO, para garantizar la calidad del hidr贸geno para celdas de combustible a un costo razonable. El mon贸xido de carbono se debe controlar en la salida de la adsorci贸n por oscilaci贸n de presi贸n.
Tabla 2: ISO14687-3: 2019
Tabla 3: M茅todo de gesti贸n de impurezas de Canarias
Referencia: Revista t茅cnica JXTG vol. 60 n.潞 01 (marzo de 2018)
Desarrollo de un nuevo m茅todo de control de calidad para el hidr贸geno de ENEOS
Analizador de gas de trazas GA-370 de 蓝鲸体育直播 (que se muestra en la Figura 2) proporciona potentes soluciones anal铆ticas para monitorear continuamente el CO despu茅s de la adsorci贸n por cambio de presi贸n (PSA) en un nivel de subpartes por mil millones (ppb).
Utiliza un principio llamado infrarrojo no dispersivo de doble haz modulaci贸n cruzada que da como resultado una medici贸n sin deriva y una detecci贸n ultrasensible confiable de trazas de mol茅culas contaminantes para garantizar la calidad del hidr贸geno apto para celdas de combustible.
Con d茅cadas de experiencia en soluciones de medici贸n, 蓝鲸体育直播 dise帽贸 este analizador para eliminar los ciclos de calibraci贸n de rutina y proporcionar mediciones estables a largo plazo y operaciones continuas sin supervisi贸n.
Cada elemento del analizador ha sido seleccionado para lograr la m谩xima confiabilidad, precisi贸n y ultra sensibilidad para satisfacer las industrias y aplicaciones m谩s exigentes.
Rentable, extremadamente estable y ultrasensible: la mejor soluci贸n para el control inteligente de la calidad del hidr贸geno y la gesti贸n de Garantia de calidad.
Tabla 4: Especificaciones
V铆deo de introducci贸n al GA-370
Presentaci贸n del Analizador de gas de trazas GA-370 de 蓝鲸体育直播
Figura 2: Analizador de gas de trazas GA-370
Analizador infrarrojo no dispersivo de doble haz con modulaci贸n cruzada
Se sabe que las mol茅culas formadas por diferentes 谩tomos absorben luz infrarroja en un rango de longitud de onda espec铆fico.
El analizador infrarrojo no dispersivo (m谩s tarde, NDIR) utiliza las propiedades f铆sicas anteriores de las mol茅culas y mide la absorci贸n de luz infrarroja en la longitud de onda espec铆fica de CO, CO2 y / o CH4 en el gas de muestra y proporciona una medici贸n continua del valor de concentraci贸n.
T茅cnica NDIR convencional utilizada para tener dos celdas de medici贸n y un sector giratorio (chopper 贸ptico) para obtener la se帽al de modulaci贸n. 蓝鲸体育直播 NDIR original con tecnolog铆a modulaci贸n cruzada utiliza una celda de medici贸n. El nuevo elemento esencial del dise帽o es una electrov谩lvula, que conmuta a un per铆odo constante (por ejemplo, 1 Hz) e introduce el gas de muestra y el gas de referencia (gas cero) en la celda de medici贸n alternadamente. Con este m茅todo, se elimina la distinci贸n entre la ruta 贸ptica de muestra y la de referencia y la misma ruta 贸ptica funciona alternativamente como ruta 贸ptica de muestra y de referencia. De este modo, se elimina la necesidad de un picador 贸ptico para modular la salida del detector. La presencia de CO, CO2 y/o CH4 en el gas de muestra genera una diferencia en la intensidad de la luz que llega al detector cuando la celda est谩 llena de gas de muestra en comparaci贸n con cuando la celda est谩 llena con gas de referencia. Esta diferencia hace que la membrana met谩lica del detector se mueva hacia adelante y hacia atr谩s, lo que corresponde al valor de concentraci贸n.
Esta t茅cnica de medici贸n elimina la necesidad de un cortador 贸ptico o de ajustes 贸pticos, permite una medici贸n sin deriva cero, mejora la sensibilidad y proporciona estabilidad a largo plazo.
El NDIR de doble haz de modulaci贸n cruzada es la misma t茅cnica que modulaci贸n cruzada se describe anteriormente, pero en lugar de una celda de medici贸n, el gas de muestra y los gases de referencia se introducen alternativamente en dos celdas de medici贸n (consulte la Figura 3). Al adquirir la se帽al de dos celdas, hemos conseguido tener el doble de se帽al, lo que contribuy贸 a la alta sensibilidad de la medici贸n.
Adem谩s, la relaci贸n se帽al-ruido es significativamente mejor porque se elimina el cortador 贸ptico que tiende a crear un ruido significativo en un NDIR convencional.
Esta t茅cnica ha adoptado un sistema de detector dual para minimizar la interferencia de otros componentes no medidos que coexisten en el gas de muestra.
Detr谩s del detector principal se encuentra un detector de compensaci贸n. El detector principal extrae la se帽al del componente de medici贸n + el componente de interferencia, y el detector de compensaci贸n extrae la se帽al del componente de interferencia. Estas se帽ales se amplifican y calculan mediante un sustractor para extraer solo la salida del componente de medici贸n objetivo. Este dise帽o de detector dual permite una medici贸n de alta precisi贸n y una precisi贸n de nivel de ppb.
T茅cnica infrarroja no dispersiva de doble haz y modulaci贸n cruzada. Esquema de flujo
El gr谩fico 1 muestra el nivel de ruido en el NDIR de doble haz modulaci贸n cruzada. A simple vista, se puede observar que, si el nivel de ruido es igual a cero, la lectura del analizador es extremadamente estable.
En resumen, nuestra tecnolog铆a original 蓝鲸体育直播 NDIR de doble haz modulaci贸n cruzada garantiza estabilidad a largo plazo, sin ruido 贸ptico y operaciones sin deriva incluso al medir concentraciones de nivel traza dentro de gas de alta pureza.
Gr谩fico 1: Nivel de ruido NDIR de doble haz con modulaci贸n cruzada
Analizador de gas de trazas
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