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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6 942 Analizador de Gas de Cola

7 Aplicaciones del Análisis de Gas de Cola

8 ¿Qué es el Gas de Cola (Tail Gas)?
El gas de cola es un residuo proveniente de la Unidad de Recuperación de Azufre (SRU) o cualquier gas proveniente de una unidad de tratamiento el cual es tratado como residuo. Los gases del proceso de Claus contienen grandes cantidades de compuestos de Azufre, los cuales deben ser reducidos antes de ser venteados a la atmosfera.

9 ¿Qué es el Gas de Cola (Tail Gas)?
Los componentes de azufre en el gas de cola son: Ácido Sulfhídrico H2S - Dióxido de Azufre SO2 Sulfuro de Carbonilo COS Disulfuro de Carbono CS2

10 Analizadores en la Unidad de Recuperación de Azufre
Analizador de Emisiones Analizador de Gas de Alimentación Analizador de Demanda de Aire Analizador para Pozo de Azufre

11 Aplicaciones Demanda de Aire para Procesos Claus de Procesamiento de Gas de Cola H2S, SO2, COS, SS – Bajos Porcentajes Analizador de Pozo de Azufre H2S, SO2 – Bajos Porcentajes H2S in Acid Gas (SRU feed gas) H2S – Rango Alto SO2 emission in SRU stacks SO2 – Rango de ppm a %

12 Aplicaciones Analizador Descripción BRM-942TG Tail Gas Analyser (ADA)
Control de la Planta de Recuperación de Azufre BRM-941LS Liquid Sulphur Analyzer Analizador de Ácido Sulfhídrico en Azufre Líquido BRM-961AG H2S Analyser System Ácido Sulfhídrico a al entrada de la Planta. BRM-961SWS H2S Analyser System Ácido Sulfhídrico en Aguas Amargas BRM-991 CEM System Monitor de Emisiones Continuas. BRM-991D CEM System Monitor de Emisiones Continuas en bases secas BRM-963S SO2 Analyser System Dióxido de Azufre en corrientes a emisiones BRM-963P SO2 Analyser System Dióxido de Azufre en corrientes de procesos

13 Analizador de Gas de Cola
942 Galvanic Applied Sciences

14 Analizador de Gas de Cola
Espectrómetro Ultravioleta. Amplio rango dinámico Capacidad para compensar para mejorar la exactitud a condiciones reales de proceso. Encapsulado robusto. Costo bajo de instalación. Diseñado para operar automáticamente con la menor necesidad de intervención humana.

15 Analizador de Gas de Cola
Diseño simple y modular. Display explicito para operación intuitiva. Capacidad de Autodiagnóstico La misma plataforma de Hardware se emplea para distintas aplicaciones. Se puede utilizar para todo tipo de configuraciones de SRU.

16 Diseñado para manejar las inquietudes históricas de los usuarios.
Descripción Solución de Diseño Problemas en las líneas de muestreo Sistema sin líneas de muestreo => Sistema cerrado. Taponamiento del sistema de muestreo Sistema para condensar de forma controlada el azufre en la probeta de muestreo Tiempo de Respuesta del sistema Muy corto (típicamente <10 segundos) Lecturas actualizadas cada segundo Alto costo de mantenimiento -Requiere poco mantenimiento -No hay partes móviles y no hay filtros ópticos. Costo de los repuestos. -Se requiere bajo stock de repuestos. -Precios razonables de repuestos. Alto costo de Shelter No se requiere Shelter para el equipo

17 Diseñado para manejar las inquietudes históricas de los usuarios.
Descripción Solución de Diseño Servicio y Detección de Fallas difícil. - Pocos módulos funcionales para que sean entendidos rápidamente (no hay ópticas complejas o electrónicas) Acceso fácil y rápido a todas las partes en el sistema, incluyendo el sistema de muestreo. Autodiagnóstico avanzado. Señales de advertencia previas a las fallas. Problemas en la electrónica por corrosión y temperatura. Gabinetes separados para el sistema de muestreo y la electrónica/óptica Encapsulado de la electrónico purgado con un enfriador de efecto vortex.

18 Principio de Operación

19 Espectroscopia y Espectrofotometría
Espectroscopia es originalmente el estudio de la interacción entre la radiación y la materia como función de la longitud de honda (λ). De hecho, históricamente, espectroscopia era el nombre que refería al uso de luz dispersa de acuerdo a su longitud de onda, luego el concepto fue expandido grandemente, para englobar cualquier medición que dependiera de la frecuencia. Espectrometría es la técnica espectroscópica utilizada para medir la concentración o cantidad de una especie determinada. En esos casos, los instrumentos que llevan a cabo tal medición reciben el nombre de Espectrómetro o Espectrógrafo.

20 Espectroscopia y Espectrofotometría
La espectroscopia y la espectrofotometría se utilizan en análisis físicos y químicos para la identificación de sustancias a través del espectro emitido y/o absorbido por ellos.

21 Principio de medición: Absorción UV de banda ancha
" L c m "Celda" "V" “Lector de Intensidad" “Fuente" l "Detector"

22 Principio de Medición: Absorción UV de Banda Ancha
Detección a lo largo de diferentes longitudes de onda de forma simultánea. Se puede obtener una gran cantidad de datos. Este acercamiento es muy útil cuando hay especies que pueden absorber en las longitudes de onda estudiadas como el COS y el Vapor de Azufre.

23 Método de Análisis Dinamismo y Exactitud Rango Dinámico amplio
Espectrofotometría UV de Banda ancha. Análisis de todo el espectro entre 200 y 400 nm. Rango Dinámico amplio Excelente desempeño en mediciones fuera de radio, condiciones de falla de proceso y condiciones normales de proceso (como en procesos SCOT o Superclause). Excelentes capacidades de compensación por interferencias en condiciones reales de proceso. +/- 1% de la escala completa. Dinamismo y Exactitud

24 Descripción del Analizador

25 Diseño Modular y Simple
deuterium UV lamp power supply controls the ignition sequence and the running mode current to the source lamp UV source lamp radiation is collected, focused and filtered by the Anti-solarant and Optics Block special optical fibers are used to transport the UV radiation

26 Probeta de Muestreo Probeta enfriada por aire para condensar el vapor de Azufre, y reducir su interferencia. El azufre regresa al proceso. Las probetas se montan verticalmente (90°) en líneas de proceso horizontales e inclinadas (20°) en líneas de proceso verticales.

27 Probeta de Muestreo

28 Probeta de Muestreo Entrada de Aire de Instrumentos
Salida de Aire de Instrumentos Entrada de Muestras Salida de Muestras Chaqueta Térmica

29 Probeta Gas de Muestra del Proceso a la celda de análisis
Aire de Instrumentos Gas de Muestra que viene de la celda de análisis y regresa al proceso Punto Frio Gas de Cola Vapor de Azufre Condensado Aire de Instrumentos Vapor

30 Muestreo Arreglo Close-Coupled para eliminar líneas de muestreo.

31 Sistema de Muestreo Horno de Temperatura controlada que mantiene todos los componentes expuestos al Gas de Cola a condiciones mayores al punto de rocío.

32 Fibras Ópticas Fibras ópticas flexibles.
Diseñadas para proteger la fibra de cuarzo interna, por medio de un armazon. Permite la separación de la celda de medición y la electrónica. Simplifican el diseño del analizador en lo que respecta a clasificaciones de áreas, Proveen un medio de contención para la radiación que reduce el riesgo al que se expone el personal operativo.

33 Celda de Muestreo Un cilindro de volumen pequeño cuya longitud es conocida. Diseñado para proporcionar un espacio especifico entre las superficies internas de las ventanas de la celda. El analizador desaloja la celda de muestreo con gas de cero. Esta localizada dentro del horno del analizador.

34 Fuente de luz: Lampara de Deuterio
Fuente de Banda Ancha Espectro de radiación estable. Largo tiempo de funcionamiento (approx. 10…12 meses) Long Lifetime!

35 Detector: Espectrómetro
Detector CCD de 2048 pixel. Resolución de 0.25 nm Alta resolución y sensibilidad

36 Operación Fácil y Amigable
Display Display Local display con operación por medio de pantalla táctil. Operación Fácil y Amigable

37 Interfase de Usuario Software fácil de usr con menus auto explicados y displays. Permite la operación empírica del analizador.

38 Display Auto Explicado

39 Configuración Fácil

40 Diagnóstico Simple

41 Sistema Industrial Robusto

42 Desempeño de la Medición y Especificaciones

43 Amplio Rango Dinámico Cuatro rangos para la medición de H2S, lo que equivale a un solo analizador teniendo cuatro longitudes de celda diferentes. Puede usarse en aplicaciones SCOT y Superclause, con radios de 20:1 o mayores.

44 Detección Espectrofotométrica
Recoge una gran cantidad de datos a lo largo del espectro. Muy util para reducir el efecto de especies como el COS y el vapor de azufre. Elimina las interferencias

45 Rango Óptimo Three actual absorbance profiles determined from combined mixtures of H2S and SO2 are presented in this slide.

46 Ametek Analiza unicamente esta longitud de Onda
Rango Óptimo Ametek Analiza unicamente esta longitud de Onda

47 Espectro de Señal

48 Exactitud Great Accuracy! Exactitud
Medición en la línea de gas de cola ± 1.0 % H2S F.S.; 1.0 % SO2 F.S. Medición del gas de calibración H2S y SO2 igual o mejor que 1.0% F.S. Presentación del Valor de “Demanda de Aire” Calculado de la relación entre el H2S y SO2 Repetabilidad ± 1.0 % F.S. Sensibilidad H2S ± 1.0 % F. S. SO2 ± 1.0 % F.S. Desviación del cero 0.25 % F.S. en 24 horas (basado en Auto Cero cada 4 horas) Calibración Salidas de H2S y SO2 calibradas en fábrica. Señal de Demanda de Aire basada en la data de la planta, lo cual determina el factor “F”. “F” es una constante característica de cada planta y viene dada por la composición del Gas de Cola (tipicamente H2S, HC y NH3) en la alimentación. (F va desde 5.25 hasta 2.85) Great Accuracy!

49 Tiempo de Respuesta Usando: Se obtiene Medición UV continua.
Sistema de muestro de ciclo cerrado Se obtiene Un tiempo de respuesta T90 – Typico <10 Segundos para un sistema completo. La respuesta del analizador es a <1 segundo.

50 Información Técnica Clasificación Eléctrica
Propósito General o CSA Clase I, División 2, Grupos C y D T3 por CSA Special Acceptance NRTL/C Protección de Ingreso Tipo 3R Flujo de Muestra 3 … 5 SCFH Transporte de Muetra Aire – o Aspiración de Nitrogen Peso 150 kg (300 lbs) Temperatura ambiente 0 °C (32 °F) a 40 °C (104 °F) Tiempo de respuesta T90 Tipicamente <10 segundos Tiempo de calentamiento < 90 minutos, estable después de 2 horas

51 Salidas Digital Analogas Señales lineales a concentración
mA aisladas a 250 Vrms, auto alimentadas o alimentadas en lazo. Max load < 1000 . Las señales se actualizan una vez por segundo. Señales lineales a concentración Sulfuro de Hidrógeno H2S vol % Dióxido de Azufre SO vol % Sulfuro de Carbonhílo COS vol% Señales de Salida Calculadas Demanda de Aire % Aire para combustión mA Sigma Sulphur vol % **otros rangos disponibles según la aplicación. Digital Libres de Potencial Relays SPDT aislados a 250 Vrms Salidas operativas STATUS (Fault/Normal) SERVICE (Warning/Normal) MODE (Calibrate/Run) CONTROL (Manual/Auto)

52 Servicios Alimentación eléctrica @1.2 kVA
Single phase ~ 50/60 Hz 230 V o Single Phase ~ 50/60 Hz 115 V Aire de Instrumentos u otro gas inerte Punto de Rocío -40 °C (-40 °F) Para cumplir con ANSI/ISA S7 – 3 – 1975 R/1981 Presión psig Flujo 100 SCFH normal 800 SCFH en intervalos cortos Vapor psig para el calentador del horno del analizador. psig (no crítico) para la conexión al proceso.

53 Mantenimiento

54 Mantenimiento El analizador 942 fue diseñado para poco mantenimiento.
Inspección visual una vez por semana. Cambio de solución anti solarante. Limpieza del bloque de celda cada 6 meses.

55 Mantenimiento No se requieren calibración o gases de Calibración.
Auto cero cada 4 horas. La lampara de Deuterio solo necesita ser cambiada cada 8 a 10 meses.

56 Analizadores de Gas de Cola
Una comparación entre el 942 y sus competidores

57 Los participantes BRM-942 de Galvanic Applied Sciences
TLG-837 de Applied Analytics Inc. 880-NSL de Ametek 900 de Ametek

58 Band Pass Resolution & Stability
942 vs. 837 vs. 880 vs. 900 BRM 942 AAI 837 AMTK 880 AMTK 900 Método de Análisis NDUV - single path (Uses holographic grating spectrometer for increased analytical stability and drift elimination) CCD array detector measuring the entire spectrum from 220 nm thru 300 nm: - provides accurate measurement of H2S, SO2, Sv & COS Uses a spectrometer and performs full spectrum analysis Diode array using 200 to 350 nm spectral range with 1 nm resolution. Very similar to the 942. NDUV - single path Uses 4 rotating filters to measure 4 single wavelengths Requires moving parts in the optics assembly. NDUV - dual path (Uses two lamps, two detectors and complex optical bench). Uses four (4) to six (6) filters in rotating wheel, measuring 4 to 6 single wavelengths. Requires moving parts in the optics assembly. Band Pass Resolution & Stability Non-dispersive UV Spectrometer with holographic grating: Resolution: ~ 0.25 nm Linear and stable - NO filters used and nothing to be affected by humidity. First principle device - no span adjustments necessary. Diode array UV photometer Resolution 1nm Linear response No span adjustment No temperature and humidity influence. Calibration can be transferred from one analyzer to another Non-dispersive UV photometer with broad band source and filters: Resolution: nm Non-linear response - Varies from analyzer to analyzer Varies with humidity and temperature changes Leads to variations in span factors, non-linearity and cross interferences. Non-dispersive UV photometer with line band source and filters: Resolution: nm Non-linear response - Varies from analyzer to analyzer Varies with humidity and temperature changes Leads to variations in span factors, non-linearity and cross interferences. Sampling Method Close-coupled In-situ Sample lines Components Measured H2S, SO2, COS, Sulphur Vapour H2S, SO2, COS, CS2, Sulphur Vapour H2S and SO2

59 942 vs. 837 vs. 880 vs. 900 BRM 942 AAI 837 AMTK 880 AMTK 900
Auto (zero) Calibration User Selectable Frequency. Takes 25 seconds and requires only instrument air. Auto blanking can be set to time intervals or at a preset time and is a user-defined parameter. Must auto-zero every hour for 5 minutes. Take s the analyzer off-line for the 5 minutes each hour. Must auto-zero every four hours. Zero Drift <0.25% of Full Scale Per Day (based on Auto Zero once per hour) Air demand: +/- 0.1 after 1-hour warm up, measured over 24 hours, every 5 seconds, constant ambient temp. Less than ±0.5% of full scale in 24 hours through periodic automatic zero standardization using instrument air. Auto Zero takes 300 seconds per hour. 0.25% F.S. per day with auto zero once per four hours. Accuracy ± 1.0 % of Full Scale, ± 0.2% for Air Demamd ± 1 % measurement on all components, ( ± 5% below 500 PPM for COS and CS2) H2S and SO2: ±2% of full scale ±1% of full scale on H2S and SO2 only. Linearity ± 1.0% of Full Scale Can handle H2S/SO2 ratios from 1:20 thru 20:1. - Proven in SuperClaus and other non-traditional Claus applications. - Stays on-line and continues to track H2S and SO2 thru major upsets aiding quick return to normal process conditions. Better than 1% full scale Not provided Brimstone Evaluation: Non-Linear Response: - Restricts measurement range to H2S & SO2 concentrations typically found in normal Claus operation. - Unreliable operation during process upset conditions. - Unsuitable for Off-ratio operation. Better than 1% full scale Brimstone Evaluation: Non-Linear Response: - Restricts measurement range to H2S & SO2 concentrations typically found in normal Claus operation.

60 942 vs. 837 vs. 880 vs. 900 BRM 942 AAI 837 AMTK 880 AMTK 900
Repeatability Better than 0.5% of Full Scale (with all species present) ±0.4% of measurement for H2S and SO ±0.1% for air demand ±1% of full scale Better than 0.5% full scale Response Time Analyzer - near instantaneous Total system - typically less than 10 seconds 90% of final value in 10 sec. Claim - 90% in less than 15 seconds, typical Analytical is 10 seconds to 90% of changed value, PLUS sample system lag time. Total system response estimated at 60 seconds to respond to process step change. Typically less than 30s to T90 (excluding sample system) Outputs Three (3) 4-20mA for H2S, SO2, and air demand 4-20mA and RS232 for air demand, H2S, SO2, COS, CS2 and sulfur vapor. RS232 and Modbus (TCP/IP, Ethernet, serial) Three (3) 4-to-20 mA, proportional to H2S, SO2, and either Excess H2S or Ratio One (1) digital, System Alarm incorporates concentration, overrange, system errors, and Watchdog alarm One (1) digital, Data Valid Signal RS-485 Serial Communication Port Max of Four (4) 4-20mA outputs RS422 with Modbus protocol RS485 optional Ethernet optional Relays 3 independent sets of SPDT relays alarm conditions

61 942 vs. 837 vs. 880 vs. 900 BRM 942 AAI 837 AMTK 880 AMTK 900
Sulphur Vapour Control Sv is measured. Reduction is done to increase sensitivity on H2S and SO2 Measurement. Sv controlled by probe at or near the tip of the probe inside the process line. Monitored by analyzer to ensure Sv remains at setpoint. NO back-purging or cleaning is required and thus the system is always on-line, especially during upset conditions when it is most needed. Similar to Brimstone. Cold Finger probe reduces the sulphur vapour, but sulphur vapour is also measured. Sulfur vapour reduction and Ammonia Salt removal is performed by a demister. 1) Under normal process operating conditions requires periodic air/steam back purging for cleaning. Causes system to be Off-line for approximately 10 minutes per hour. 2) Under process up-set conditions, demister is overwhelmed and switches to auto-back-purge for air/steam cleaning, thus, taking the analyzer off-line when the operator and process need it the most. Can be off-line for up to 20 minutes. Sulfur vapour reduction is critical since the analyzer cannot separate the Sv measurement from either the H2S or SO2 measured values. Uses an air-cooled condenser in the head of the ASR probe No automatic control If conditions change the ASR probe must be manually readjusted Can also lead to plugged sample lines.

62 Summary 942 vs. 837 Very similar in analysis and sampling.
837’s insitu analysis increases time for any sample cell maintenance and does not appear to give any advantage. Competing with the analyzer will be based on brand name recognition, service, and price.

63 Summary 942 vs. 880 and 900 The 942’s full UV Spectrum analysis provides better performance and much greater dynamic range. The 942’s sampling method provides much less downtime No demister in the 942. The 900 is the only analyzer using sample lines. To compete with these analyzers we will have to prove the advantages of our technology to overcome their lower price.

64 Resumen

65 Resumen El arreglo de conexión cercana para muestreo e inserción de la probeta genera menos tiempo muerto y/o taponamientos. El analizador 942 tienen tiempo de respuesta bajo, tipicamente <10 segundos incluyendo el muestreo, las señales se actualizan una vez cada segundo. Bajo mantenimiento y bajo costo de consumibles, no requiere gases de calibración. Los repuestos del 942 son de bajo costo, y muy pocas partes necesitan ser reempleazadas periodicamente.