Galvanic Applied Sciences

Presentación del tema: "Galvanic Applied Sciences"— Transcripción de la presentación:

1 Galvanic Applied Sciences

2 Galvanic Applied Sciences Inc.
Galvanic Applied Sciences Inc. es una compañía basada en Canadá con instalaciones en Boston (EEUU) y Londres (RU), que además cuenta con representación en todo el mundo. La compañía desarrolla tecnología para el análisis de líquidos y gases en líneas de proceso. Head Office 7000 Fisher Road SE, Calgary, Alberta, Canada Website:

3 Analizadores de Gas Analizadores de Azufre Total y Ácido Sulfhídrico por Cinta de Acetato Correctores Electrónicos de Volumen Cromatógrafo de Azufres Cromatógrafo de Gas Natural para medir Poder Calorífico y Composición. Analizadores para Procesos de Recuperación de Azufre

4 Analizadores de Líquidos
Analizadores Ópticos y Acústicos para medir Color, Turbidez y Sólidos Suspendidos Analizadores Programables Ultravioleta Tituladores Automaticos en Línea Viscosímetros en Línea

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6 903/903TS Analizadores de Azufre Total y Ácido Sulfhídrico

7 Analizador Modelo 903 Analizador con plataforma de 3era. Generación y Avances significativos: Censores Digitales. Algoritmo dinámico de medición. Software Mejorado Capacidad de Almacenamiento . Comunicaciones avanzadas. Mejor linealidad y costos de mantenimiento menores. Tecnología probada y confiable.

8 Principio de Operación

9 Principio de Funcionamiento del Analizador
Primer Principio: Reacción Química con la Cinta de Acetato El Ácido Sulfhídrico reacciona con el Acetato de Plomo generando una mancha de Sulfuro de Plomo. H2S + Pb  PbS + H2O Utilizando una cinta de Acetato de Plomo se puede detectar la formación de la mancha de Sulfuro de Plomo. La cinta de Acetato es un método 100% específico.

10 Cinta manchada correctamente

11 Principio de Operación
Otras características: Sensibilidad a niveles bajos de H2S (ppb a ppm) La medición con cinta de acetato es completamente específica. 1% de linealidad a lo largo del rango de medición. Los analizadores de cinta de acetato son fáciles de usar y mantener (bajo costo post venta). Son menos caros que otras tecnologías. 11

12 Cinta avanzando hacia el sensor
Tape Into Sensor Block Sensor Block Detail

13 Principio de Funcionamiento del Analizador
Segundo Principio: Pirólisis de los compuestos Sulfurados Se conoce como Azufre Total (TS) a la suma de todos los compuestos de Azufre (R-S) en la corriente, y se expresan como un total en ppm de cada componente según su peso molecular. Todos los compuestos Sulfurados cuando se llevan a 900°C se transforman por Pirolisis en Ácido Sulfhídrico. (la pirolisis es el cambio que sufren las moléculas por acción del calor donde se reordenan y forman otros compuestos diferentes) Utilizando la cinta de acetato y provocando la pirolisis de los compuestos sulfurados se puede determinar el Azufre Total en una corriente de proceso. R-S + Calor  H2S

14 Medición de Azufre Total
Todos los azufres se convierten en H2S al pasar por el Horno Pirolizador.

15 Medición de Azufre Total
Capacidades para analizar rangos bajos de Azufre total como H2S (0-20 ppm) y altos rangos ( ppm) en un solo analizador. El analizador 903 puede funcionar de forma dual. El equipo cuenta con un sistema de cierre de paso de Hidrógeno reduciendo su consumo un 50%.

16 Compuestos Sulfurados Típicos

17 Normas ASTM Muchas agencias de regulación ambiental e Industrial como EPA y DOT, utilizan las normas ASTM como estándares La medición con Cinta de Acetato se apega a las siguientes: D D D D (norma más común)

18 Normas ASTM

19 Aplicaciones de la Medición de H2S y Azufre Total

20 Medición de Azufre El azufre es un elemento químico de número atómico 16 y símbolo S. Es un no metal abundante e insípido. El azufre se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas y en sus formas reducidas formando sulfuros y sulfosales o bien en sus formas oxidadas como sulfatos. La combustión de este compuesto genera Óxido de Azufre, que entre otros efectos secundarios puede generar lluvia ácida. S

21 Lluvia Ácida Una gran parte del SO2 (dióxido de azufre) emitido a la atmósfera procede de la emisión natural que se produce por las erupciones volcánicas, que son fenómenos irregulares. Sin embargo, una de las fuentes de SO2 es la industria metalúrgica y la combustión de los azufres. S + O2 → SO2 El cual en presencia del agua atmosférica o sobre superficies húmedas, se convierte en ácido sulfúrico: SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(l) Esta precipitación es Lluvia Ácida.

22 Ácido Sulfhídrico (H2S)
El Ácido Sulfhídrico (H2S) es de la familia química de los Ácidos Halogenados. Este compuesto químico es altamente toxico y altamente corrosivo, pues el Azufre (S) es de naturaleza sumamente reactiva. También se le conoce con otros nombres: Sulfuro de Hidrogeno Gas Amargo (Sour Gas) Hidrogeno Sulfurado

23 Niveles de Toxicidad del H2S

24 Aplicaciones de la Medición de Azufre
Refinerías Petroquímicas Gas Natural Otros

25 Aplicaciones en Refinerías
Producción de Diesel Azufre Total. Producción de Gasolina Cromatografía de Sulfuros. Propil-Mercaptano y Benceno Tiol Producción de Kerosene y otros combustibles. Producción de Gas Natural Licuado H2S, COS, Otros Sulfuros. Producción de Fuel Gas Emisiones a la atmósfera. Sulfuros Totales Reducidos. H2S, COS, MERCAPTANOS

26 Aplicaciones en Petroquímicas
En plantas de Etileno y Propileno Control de Calidad y Protección de Catalizadores. H2S, COS, MeSH, TS En Gases Licuados de Petróleo. Calidad de Alimentaciones, y protección de catalizadores. H2S, COS, TS En Gas Natural Sintético H2, CO, CO2, CH4 Trazas (ppb) de H2S y TS En la producción de Fertilizantes Protección de Catalizadores Control de Calidad de alimentación Trazas (ppb) H2S y TS

27 Aplicaciones en Gas Natural
Gasoductos Calidad de Producto Odorantes Análisis de Mercaptanos para asegurar que el olor es apropiado. Análisis para asegurar que el olor y el gas están separados apropiadamente Control de Corrosión H2S en la corriente Producción de Gas Natural Calidad del Producto. Típicamente la concentración permitida de componentes de Azufre es 4 ppm para H2S y 16 ppm para TS (o ¼ de grano y 1 grano respectivamente) Entrada a la planta de proceso. Altas concentraciones de H2S Líneas a Quemadores Regulaciones ambientales

28 Otras aplicaciones posibles
Pulpa y Papel Regulaciones Ambientales TRS - H2S, COS y Mercaptanos Generación de Potencia Vapor Térmico H2S es un producto secundario del vapor CO2 (Calidad de Comida) Calidad del Producto.

29 Ciclo de Medición

30 Algoritmos de Análisis
El analizador 903 puede ser configurado de dos diferentes maneras. Análisis de Intervalo Fijo. Usado por los modelos 801 y 902. Análisis de Intervalo Dinámico Para mejorar la exactitud y la linealidad de la medición con cinta de Acetato de Plomo.

31 Algoritmo de Intervalo Fijo
Inicio del Ciclo: El analizador va a cero automático. 0-150 segs.: La muestra corre y oscurece la cinta, el analizador monitorea la velocidad pero no calcula la concentración. segs.: El analizador mide la velocidad y calcula la concentración.

32 Algoritmo de Intervalo Fijo

33 Algoritmo de Intervalo Fijo
Cada mancha representa un ciclo de medición. Cada ciclo es de 3 minutos. Durante cada ciclo, el microprocesador monitorea la rata de oscurecimiento y calcula la concentración de H2S requerida para obtener esta velocidad. V = бS бt Donde: V = Es la velocidad de oscurecimiento S = Es la lectura de oscuridad en mV t = Es el tiempo transcurrido

34 Algoritmo de Intervalo Fijo
El tiempo del análisis es fijo sin importar la composición de la muestra Este tipo de procedimiento no funciona bien con rangos altos, porque pierde linealidad. La velocidad de la reacción varia con el tiempo.

35 Algoritmo de Intervalo Dinámico
El algoritmo de Intervalo dinámico evalúa la segunda derivada de la ecuación de Velocidad para encontrar donde se registra la máxima velocidad de variación. La velocidad de la reacción se calcula donde hay la máxima variación de la velocidad. V = бS бt Donde: V = Es la velocidad de oscurecimiento S = Es la lectura de oscuridad en mV t = Es el tiempo transcurrido R = бV бt Donde: R = Es la rata de velocidad V = Es la velocidad de oscurecimiento t = Es el tiempo transcurrido

36 Algoritmo de Intervalo Dinámico

37 Calculo de la Concentración
V = бS бt Donde: V = Es la velocidad de oscurecimiento S = Es la lectura de oscuridad en mV t = Es el tiempo transcurrido R = бV R = Es la rata de velocidad Finalmente la concentración de H2S será igual a XH2S = K . R Donde: K = Constante de Calibración (Ganancia del Equipo) R = La rata de velocidad de oscurecimiento. XH2S = Concentración de H2S .

38 Velocidad de Respuesta
La velocidad de respuesta tiene gran importancia en algunas aplicaciones: Transferencia de Custodios. Salidas de Planta de Procesamiento. El equipo cuenta con un sistema de Análisis de Alarmas Predictivo (PAA) que se puede utilizar cuando la velocidad de respuesta es vital y la concentración de H2S es crítica.

39 Analisis de Alarmas Predictivo (PAA)
Constantemente se monitorea la Rata de Velocidad. Cuando la Concentración de H2S (K x R) excede un punto previamente establecido según la aplicación el analizador automáticamente entra en modo alarma, sin importar en que punto del ciclo se encuentra la medición. El punto de alarma previamente establecido es la alarma alta del sistema.

40 Linealidad de la medición
Algoritmo Dinámico en un rango de 0 a 20 ppm y = x R 2 = -2.041 2.041 4.082 6.123 8.164 10.205 12.246 14.287 16.328 18.369 20.41 Expected [H2S] (ppm) Reported [H2S] (ppm) Linearity Ideal Linear (Linearity) Linear (Ideal) 40

41 Linealidad de la medición
Algoritmo Fijo en un rango de 0 a 20 ppm -2.041 0.000 2.041 4.082 6.123 8.164 10.205 12.246 14.287 16.328 18.369 20.410 Expected [H2S] (ppm) Reported [H2S] (ppm) Linearity Ideal Poly. (Linearity) Linear (Ideal) 41

42 Linealidad de la medición
Algoritmo Dinámico en un rango de 0 a 500 ppm 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 - 50 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 Expected Linearity Ideal Linear (Linearity) Linear (Ideal) 42

43 Linealidad de la medición
La medición del analizador es lineal y repetible en rangos de ppb hasta ppm. Algoritmo Dinámico en un rango de 0 a 278 ppb y = x R² = 83.400 55.600 27.800 Linearity Ideal Linear (Linearity) Linear (Ideal) 0.000 - 27.800 0.000 27.800 55.600 83.400 Expected [H2S] (ppb) 43

44 Linealidad de la medición
Algoritmo Dinámico en un rango de 0 a 2000 ppm Reported [H2S] (ppm) Linearity Ideal Linear (Linearity) Linear (Ideal) 0.000 0.000 Expected [H2S] (ppm) 44

45 Amplio Rango Dinámico El analizador 903 puede soportar cambios dinámicos de rango lo cual le permite entrar en modo over-range de medición. 45

46 Descripción del Analizador

47 Sistema de Muestreo Los analizadores de cinta de acetato requieren que las muestras lleguen limpias y secas a la etapa de medición. Los sistemas de muestreo se elaboran para cada aplicación en particular. Es critico conocer las características de la muestra a analizar.

48 Analizador 903

49 Sistema de Muestreo Filtro de Entrada Regulador de Presión @15 psig
Regulador de Flujo Humidificador de Muestras (100% HR)

50 Humidificador El sistema de humidificación es una solución de Ácido Acético al 5% de tipo burbujeo. Esto se hace para asegurar mayor estabilidad y uniformidad en las medidas, pues todas se llevan a 100% de Humedad Tres tipos disponibles.

51 Humidificador DIP TUBE

52 Humidificador WICK

53 Humidificador MEMBRANA PERMEABLE

54 Humidificador El Humidificador más común es el de Membrana Permeable.
El tubo debe ser traslucido Si el tubo se oscurece de alguna manera debe ser reemplazado. La solución debe estar por encima de la línea roja.

55 Cámara de muestreo La cámara de muestreo lleva la muestra hacia la cinta de acetato. Debe mantenerse limpia y libre de obstáculos. La cámara de muestreo La apertura de la cámara de muestreo se debe limpiar cada vez que se reemplace la Cinta de Acetato. La cámara de muestreo debe ser desensamblada y limpiada una vez al año.

56 Cámara de Análisis y Sensor
La cinta entra en contacto con el gas y se oscurece. El sensor mide la tasa de oscurecimiento de la cinta; gracias a que un diodo emite luz hacia la cinta y la luz que se refleja se convierte en una lectura de mili voltaje.

57 Cámara de Análisis y Sensor
Cámara Óptica Dependiendo de la abertura del orificio de muestreo será el rango de medida del equipo.

58 Cámara de Muestreo y Sensor

59 Sensor Bloque Sensor – Vista Superior (izquierda), Vista lateral (centro) e instalado en el analizador (derecha) 59

60 Sensor Información Técnica Sensor controlado por un microprocesador
Compensación por desviación, envejecimiento y variaciones en la cinta. Cero automático. Span automático. Procesamiento digital de la señal para mejorar la exactitud y la repetibilidad. Compensación automática por variaciones en la intensidad de la LED. Convertidor de señal de 24 BIT ADC para mediciones in situ. Recibe y procesa señales del contador de cinta y el sensor óptico de falta de cinta.

61 Sensor El rango en mV es 0 – 2500 mV
La intensidad luminosa de la LED se compensa después de cada análisis Estabilidad mejorada.

62 Rango de Medición La apertura del Orificio Crítico es el elemento final de control de la medición. Rangos de medida

63 Mantenimiento del Orificio Crítico
El orificio crítico (apertura) debe estar limpio y no descolorado (La decoloración puede absorber luz). La apertura no debe tener grietas o fracturas porque pueden desviar la luz. La apertura debe estar sellada en la cámara de muestreo con Silicon para asegurar el flujo correcto de muestra a través de ella.

64 Motor de Cinta El motor que mueve la cinta es electrónico de pasos, lo cual hace que el motor se mueva solamente lo necesario, y que sea completamente configurable. La ventaja de este tipo de motor es que necesita muy pocas piezas y se puede graduar con mucha precisión. Un microprocesador hace que el motor mueva la cinta hasta encontrar más “cinta limpia”.

65 Sistema de Transporte de la Cinta
La cinta se mueve y se coloca frente al sensor óptico, cuando se acaba es necesario reemplazarla. Un decodificador óptico se utiliza para medir la cantidad de cinta que se mueve a través del analizador Este se puede utilizar como herramienta de diagnóstico Asegura que la cantidad apropiada de cinta se mueve después de cada ciclo de análisis.

66 Sistema de Transporte de la Cinta
Asegúrese que la cinta esta instalada correctamente dentro de la rueda.

67 Instalación de la Cinta

68 Contador de Cinta

69 Ventana Trasera La ventana trasera se utiliza para aislar el bloque sensor del proceso. Debe estar limpia y no descolorada. Las decoloraciones absorben luz y disminuyen la sensibilidad. Las grietas o rayas pequeñas no absorben luz, los defectos grandes pueden provocar la refracción de la luz. La ventana tiene que estar lo más limpia que se pueda.

70 Venteo del Equipo Si la presión no se mantiene lo mas constante posible se puede provocar lecturas erráticas en el equipo.

71 Sistema de Venteo Pequeñas cantidades de contra presión en la línea de venteo o largas corridas de tubería provocan lecturas erráticas en el equipo. La línea de venteo debe ser tan corta como sea posible. La línea de venteo debe estar levemente inclinada para evitar la acumulación de líquidos. Se recomienda la instalación de mosquiteros. Se recomienda utilizar venteo forzado para eliminar la contrapresión en la línea de venteo.

72 Sistema de Venteo

73 Medición de Azufre Total

74 Horno Pirolizador El Horno Pirolizador es un tubo hecho de cuarzo calentado eléctricamente, por donde correrá la muestra y se mezclará con Hidrógeno para provocar la pirólisis.

75 Horno Pirolizador

76 Medición de Azufre Total
El interruptor de flujo de Hidrogeno evita que se consuma cuando el equipo esta en un ciclo de H2S, reduciendo aproximadamente 50% del consumo total.

77 Total Sulphur Measurement
Hydrogen pressure transducer monitors the H2 pressure and can sequence off the total sulfur option if H2 falls below an alarm value reducing the potential for fouling of the total sulfur furnace

78 Total Sulphur Measurement
Optional 4-20 mA input The Btu value can be input as a 4-20mA and the analyzer can bypass the Total Sulfur option if an alarm condition occurs that may cause fouling due to heavy hydrocarbons This will provide an increase in reliability and decrease unscheduled maintenance

79 Tarjeta Madre del Analizador
La tarjeta madre del analizador ejecuta todos los calculas y maneja las señales electrónicas de entrada y salida. Control del movimiento de la Cinta Alimentación del Sensor Conexione Eléctricas Manejo de 8 Solenoides para intercambio de corrientes. Manejo de 6 Relays Manejo de las 6 Salidas Análogas ( mA) Manejo de 8 Entradas Discretas.

80 Tarjeta Madre del Analizador

81 Interfase Gráfica de Usuario
El analizador 903 de Galvanic viene con una interfase gráfica para usuarios (GUI): La GUI permite la comunicación y configuración del equipo utilizando un computador portátil. Opera en WindowsTM 98, 2000 and XP La conexión con el analizador es a través del puerto serial RS-232.

82 Interfase Gráfica de Usuario
El estatus completo del analizador está disponible a través de la interfase gráfica de usuarios (GUI) ya sea por conexión por medio de Modem o ModBus. 82

83 Intferfase Gráfica de Usuario
Las señales de salida y alarmas son configurables. 83

84 Interfase Gráfica de Usuario
La configuración del Modbus le permite al usuario adaptar los registros y parámetros de comunicación de acuerdo a sus necesidades. 84

85 Interfase Gráfica de Usuario
Archivo de Datos: El analizador tiene la capacidad de almacenar hasta 10 meses de datos de análisis. 85

86 Interfase Gráfica de Usuario
El analizador 903 viene completo con un sistema de auditoria de datos. 86

87 Interfase Grafica de Usuario
… e incluye una herramienta para elaborar gráficos. 87

88 Interfase Gráfica de Usuario
El software del analizador 903 soporta un sistema de generación de reportes. 88

89 Interfase Gráfica de Usuario
A través de la GUI se pueden manejar múltiples entradas digitales. 89

90 Conexión para computadores
El analizador permite conexión vía ModBus RS-232, USB y LAN seleccionables en campo. 90

91 Tablero La mayoría de los diagnósticos y la configuración de los equipos se puede llevar a cabo utilizando el tablero reduciendo la necesidad de utilizar una computadora portátil. 91

92 Display El 903 posee indicadores para operadores tipo LED para determinar parámetros de funcionamiento a simple vista. 92

93 Calibración Automática
El analizador 903 puede calibrarse automáticamente, el software le permite revisar el Span, el Zero y el gas de referencia. 93

94 Operación del Analizador

95 Presiones y Flujos Presión de la muestra: 10 - 20 psig.
Flujo de la Muestra: 2.0 (100 cc/min) La muestra debe estar limpia y seca.

96 Patrones de Calibración
El analizador 903 requiere Gases Patrones para su calibración. Los Gases pueden ser usados para validación y detección de fallas. La concentración en el gas de calibración debe ser 75% de la lectura completa, o debe estar alrededor del punto de interés de la lectura. Se debe recordar que los patrones de H2S se vencen y que estos componentes son altamente reactivos.

97 Características del Equipo

98 903 vs. 902 Desempeño 903 902 Range 0-2000 ppm w/out dilution
0-100% w/ dilution % w/ dilution Low Range 0-200 ppb (consult factory) 0-1 ppm or less (consult factory) Linearity ±1% of full scale ±2% of full scale Repeatability Response Time < 20 sec to alarm

99 903 vs. 902 Funciones 903 902 Streams 4 streams Multi-Range Yes No
Electrical Classifications CSA C/US Certified (Pending) CAS C/US Certified - Class 1, Div 1, Group BCD - Class 1, Div 1, Group CD - Class 1, Div 2, Group BCD ATEX Certified Total Sulphur Optional w/ Multi-range Optional Zero Drift None Tape Life 5-12 weeks depending on application 4-6 weeks depending on application

100 903 vs. 902 Especificaciones del Instrumento
Size 28”Hx16”Wx16”D Weight 40 pounds (XP version 80 lbs) Power 24VDC 10 24 VDC or 120 VAC 60 Hz Power Input Dual redundant power design - Universal VAC and 10-36VDC input 24VDC (Standard) 120/240VAC (Optional) Ambient 10-50°C (without enclosure) Redundant Power Supply Yes No

101 903 vs. 902 Especificaciones del Instrumento
Electronics Dual processor design using colorimetric sensor 87 C MHz 24 bit AD 16 bit A/D Field Programmable Memory Yes No Data Log Up to 10 months (512 KB RAM) Up to 1 month

102 903 vs. 902 Comunicaciones / Interfase
Outputs mA scaled to range 2 - 4–20 mA scaled to range 6 - relay contact SPDT (form C) (8 amps, 220 VDC max) 6 - relay contact (PDT 5 amps, 250 VAC max) 8 - Solenoid Drivers 1 - Solenoid driver 1 - RS-232 Serial Port (Modem) Optional RS-232 Serial Port 1 - RS-485 Serial Port (Isolated) Optional RS-485 Serial Port Modbus Optional Modbus 1 - Arcnet 1 - USB port Ethernet (Optional)

103 903 vs. 902 Comunicaciones / Interfase
Inputs 8 discrete inputs 4 discrete inputs mA, user selected Built-In RTU Capabilities Yes No Operator Inferface 128x64 LCD Screen Intrinsically safe keypad Remote PC GUI

104 Resumen

105 Beneficios del 903 Alarmas Rápidas
< 20 segundos para respuesta de alarma. Costo de adquisición y mantenimiento reducidos. La cinta de acetato dura dos veces mas que en otros analizadores similares. Calibración automática del censor colorimétrico digital. Medición de consumo de cinta. Sistema diseñado para reducir el consumo de oxígeno al menos 50% El transductor de presión de Hidrogeno va a evitar que se coquifique el sistema de Azufre Total en caso de falta de Hidrógeno en la pirólisis.

106 Beneficios del 903 Exactitud de la medición
Rango Dinámico: ppm sin dilución; 0-100% con dilución Linealidad: ±1% del rango completo Repetibilidad: ±1% de la escala completa a > 1ppm Capacidad de medición fuera de rango. Comunicaciones Versátiles Capacidades RTU(: MODBUS en RS-232, RS-485, USB, Ethernet y Arcnet I/O Análogas: 6 salidas & 4 entradas Digitales: 8 entradas, 6 relays y 8 solenoides.

107 Beneficios del 903 Operación sin interrupción
Fuente de poder Dual Redundante. Manejo de hasta 4 corrientes. Múltiples Rangos de Medición. Cada corriente puede manejar calibraciones independientes. Aprobación CSA. Certificación ISO. Soportado por una compañía con más de 30 años de experiencia.

108 Resumen No hay tecnología que se compare con la cinta de Acetato para la medición de bajos niveles de H2S. El 903 de Galvanic Applied de Sciences Inc es el analizador de cinta de acetato más avanzado del mundo. Linealidad de ±1% en un rango de pmm Rendimiento de cinta hasta dos veces mayor al de la competencia.

109 ¡GRACIAS!