Control de la corrosió amb fosfat a l’aigua potable


Introducció

Els metalls de la canonada tendeixen a rovellar-se quan entren en contacte amb l’oxigen dissolt de l’aigua. Aquest fet dóna com a resultat la formació d‟òxids metàl·lics estables. La corrosió als sistemes de distribució d’aigua pot afectar la salut dels consumidors, els costos i l’estètica de l’aigua tractada. Els sistemes més antics poden incloure soldadures a base de plom que cal protegir per evitar concentracions elevades de plom. De fet, així està regulat per la Directiva (UE) 2020/2184 del Parlament Europeu a 5 ug/l, ja que és molt perjudicial per a la salut.

Sovint s’utilitzen inhibidors de la corrosió com fosfats inorgànics en forma de polifosfats, ortofosfats, fosfats vitris i fosfats bimetàl·lics. L’addició de fosfats pot formar una capa de protecció a la canonada i contenir la corrosió. Per garantir, una correcta dosificació de fosfat que permeti tenir un control adequat de la corrosió es requereix una monitorització amb un analitzador fiable. També s’aconsegueix una reducció dels costos operatius.

 

Control de la corrosió amb Fosfat.

El Fosfat es fa servir comunament per minimitzar la corrosió en els sistemes de distribució d’aigua potable. Aquí ens referim a canonades d’aigua potable residencials, comercials i industrials. El fosfat també serveix per reduir la corrosió per plom i per complir els estàndards de l’administració. Per aconseguir la passivació de sistemes nous o no tractats prèviament, el fosfat generalment es dosifica a > 3,0 mg/L com a ortofosfat. La dosi típica de manteniment per garantir el control de la corrosió és de 0,5-1,5 mg/L.

 

Monitorització del tractament amb Fosfat.

És necessari monitoritzar la concentració de fosfat per assegurar un control adequat de la corrosió. El monitoratge manual és possible. No obstant això, per evitar la infradosificació o la sobrealimentació durant els períodes de flux fluctuant del sistema, és avantatjós el monitoratge continu. El control de la dosificació de fosfat amb un analitzador en línia permet:

  • Minimitzar la corrosió per complir els requisits normatius
  • Reduir els costos dels productes químics afegits

 

El gràfic anterior mostra una infradosificació de fosfat (línia blava) mentre que el cabal augmenta amb el sistema dalimentació manual. Els resultats són un major risc de corrosió a la xarxa de distribució i una major concentració de plom a l’aigua potable. Un sistema continu amb alimentació automàtica permet el manteniment dun punt dajustament desitjat independentment de la fluctuació del cabal.

Un mesurament automàtic del fosfat proporciona tota la informació necessària. Així, és senzill portar un control adequat de l’inhibidor de corrosió per minimitzar la corrosió i el cost.

 

LA NOSTRA SOLUCIÓ: Analitzador AMI Phosphate II

Analitzador en línia, de l’empresa suïssa SWAN ANALYTICAL INSTRUMENTS, per al mesurament automàtic i continu d’ortofosfats dissolts. Ideal per monitoritzar i controlar el procés de dosificació de fosfat. Rang de mesura: 0,01-10 ppm PO4

La seva càmera de desbordament i el fotòmetre de flux continu eliminen els problemes de recobriment i obstrucció. El mòdul de neteja opcional redueix els esforços de manteniment.

Les funcions de vigilància integrades generen alarmes si el mesurament no és vàlid. Els problemes habituals són manca de flux, dipòsits de reactius buits, funcionalitat de vàlvula i fotòmetre.

No hi ha pèrdua de dades després d’una errada de l’alimentació. Totes les dades es guarden en una memòria permanent. Disposa de protecció contra sobretensions d’entrades i sortides, i separació galvànica d’entrades de mesura i sortides analògiques. L’analitzador està comprovat de fàbrica i llest per ser instal·lat i funcionar.

Analitzador de gas en temps real per millorar el funcionament dels vaixells de gas natural liquat


Al mercat hi ha diferents tecnologies disponibles per mesurar la qualitat del gas natural liquat per a aplicacions de gasos d’evaporació. Tradicionalment s’han utilitzat cromatògrafs de gasos per mesurar la composició del gas i el poder calorífic. Aquests sistemes necessiten calibratge/gasos portadors i requereixen operació manual durant la navegació.

Els armadors han expressat interès en tecnologies alternatives. Tecnologies que permetin reduir tant el cost de l’anàlisi com la manipulació manual a bord dels vaixells. Evidentment, mantenint o millorant la precisió dels mesuraments de la qualitat del gas.

Tecnologia d’analitzador de gasos Tunable

L’analitzador de gas mesura la composició del gas mitjançant espectroscòpia d’absorció infraroja. Cada component de gas té una “petjada digital” infraroja única. Un petit corrent de gas del tub de combustible del gas d’evaporació s’extreu mitjançant una sonda de mostra. A continuació, s’introdueix a l’analitzador de gas.

En il·luminar la mostra de gas amb llum infraroja en diverses longituds d’ona, l’analitzador ens mostra la seva petjada. Determina la presència així com la concentració dels components de gas individuals. El principi de mesura s’il·lustra a la figura 1. Un component clau a l’analitzador és un filtre (patentat) microelectromecànic (MEMS). Aquest filtre és àmpliament sintonitzable i capaç d’escanejar la longitud d’ona de la llum infraroja contínuament en una amplada de banda àmplia. L’escaneig ampli permet identificar i quantificar tots els components de gas d’interès i minimitza la interferència encreuada.

A més, la ràpida resposta del filtre MEMS permet mesurar els canvis dinàmics de la mescla. Fins i tot quan es prenen mostres de volums de gas relativament petits.

Figura 1. Principi de mesura de l’analitzador de gas natural de Tunable

Millor coneixement de les dades per a una millor comprensió del consum de combustible

Alguns transportistes de gas natural liquat han instal·lat analitzadors de gas per mesurar la qualitat del gas d’evaporació que es consumeix com a combustible durant la navegació. En general, el propietari del vaixell i el noliejador acorden taxes fixes d’evaporació i consum de combustible com a part del seu contracte de noli/transport.

Tot i això, el consum i el valor real de gas es veuen afectats per la barreja de gas real subministrada durant el viatge i poden diferir de les esperades. En tenir accés a anàlisi de gas en línia del combustible real consumit durant la navegació, el propietari del vaixell i el noliejador obtenen dades exactes que podrien beneficiar i alterar els seus acords comercials.

Prova de camp a escala real a FSRU Höegh Galleon

Höegh LNG i Tunable van començar a cooperar tecnològicament el 2018. L’objectiu era provar, a bord del FSRU (*) Höegh Galleon, una tecnologia d’analitzador de gasos que requereix menys suport manual, utilitzant l’analitzador òptic de gasos Tunable per mesurar la qualitat del gas d’evaporació. Un cromatògraf de gasos estàndard i l’analitzador de gasos Tunable es van instal·lar en paral·lel per verificar i comparar el rendiment de les dues tecnologies.

Per a totes dues tecnologies, el gas d’evaporació s’extreia mitjançant una sonda de mostreig idèntica. S’introduïa al sistema dels seus respectius analitzadors de gasos. A la figura 2 es mostra una imatge de l’analitzador de gas Tunable instal·lat al galió FSRU Höegh.

Figura 2. Analitzador de gas instal·lat a FSRU Höegh Galleon

 

(*) FSRU = Floating Storage Regasification Unit = Unitat Flotant d’Emmagatzematge i Regasificació

Experiència de les proves de camp a gran escala

Tots dos analitzadors han estat en funcionament des del setembre del 2019. Des d’aleshores han mesurat contínuament la qualitat del gas i el poder calorífic del gas d’evaporació. Durant aquest període, l’analitzador Tunable ha estat en funcionament contínuament proporcionant poder calorífic C1 – C5 + N2 + com es pot veure a la figura 3.

Figura 3 Sortida de dades C1-C5 + N2 de l’analitzador sintonitzable de FSRU Höegh Galleon juny-setembre 2021

Per analitzar les dades més detalladament, hem mostrat a la figura 4 un mes de funcionament amb dades dels dos instruments. En aquest resum veiem que tots dos instruments proporcionen una lectura de dades similar. Durant el viatge de tornada abans de la propera càrrega, el tanc de gas natural liquat es ruixa amb metà per mantenir la temperatura del tanc. Aquesta operació és identificada per l’analitzador Tunable com es pot veure a la línia vermella.

Figura 4 . Lectura de metà de FSRU Höegh Galleon d’abril a maig de 2020

 

L’objectiu de la prova a escala real, a més de demostrar lectures consistents a llarg termini, ha estat obtenir experiència operativa del sistema després del seu ús a alta mar. Des de la posada en marxa el setembre del 2019 fins avui, l’analitzador Tunable ha estat en funcionament continu sense problemes operatius.

Anàlisi de resultats

Durant aquest període, el sistema ha funcionat sense necessitat de suport manual. A més, atès que el sistema no necessita cap calibratge/ampolles de gas de transport per operar. S’han evitat problemes logístics addicionals per a la tripulació del vaixell. La monitorització remota de l’estat i el servei s’han provat amb èxit mitjançant datalink durant les operacions, eliminant la necessitat de personal de servei a bord.

Lexperiència sobre la instal·lació és que el sistema és petit i amb un pes de menys de 30 kg per al sistema danalitzador complet. A més es pot penjar fàcilment a la paret a prop de la ubicació de la sonda de mostra.

Un altre benefici confirmat per la prova és que el sistema d’analitzador de gas ha proporcionat mesuraments continus del flux de gas. D’aquesta manera, proporciona respostes de dades ràpides als canvis operatius en la qualitat del gas. Com que es tracta d’un mesurament continu, el sistema és menys sensible a la distància entre la sonda de mostreig i l’analitzador. Això permet utilitzar les dades per millorar el funcionament dels motors.

Anàlisi en temps real per millorar el funcionament dels vaixells de gas natural liquat

Molts armadors estan buscant combustibles alternatius per reduir la seva empremta de GEH (gas amb efecte d’hivernacle). Per aquesta raó, veiem un augment substancial als vaixells propulsats per gas natural liquat. Les variacions en la qualitat del gas, sobretot quan es combina el gas d’evaporació forçat i el natural, fa que sigui difícil operar els motors a una càrrega òptima. En obtenir un millor coneixement de la qualitat del gas que entra al motor, és possible millorar-ne l’eficiència.

En proporcionar dades en temps real, l’analitzador de gas Tunable permet operar motors amb una càrrega més alta quan es fa servir combustible amb variacions en la qualitat del gas. Així els operadors de vaixells poden tenir un nivell de càrrega més alt en un motor abans que siniciï el següent sense risc de picat de bieles.

Això es tradueix en un estalvi directe en el consum de combustible. Això és així ja que el motor funcionarà amb més eficiència. I també redueix les hores de funcionament dels motors. A més de l’estalvi directe de combustible i la reducció dels costos de manteniment dels motors, l’armador es beneficiarà d’una reducció de les emissions totals de gasos del vaixell.

Conclusió

La prova de camp va demostrar que l’analitzador de gasos Tunable va mesurar amb èxit les barreges de gasos segons les especificacions requerides per als transportistes de gas natural liquat. Els beneficis per als armadors són que obtenen lectures in situ sense demora i sense consum de gas de calibratge.

Els analitzadors requereixen menys suport. Això implica costos doperació i manteniment significativament més baixos; en comparació de les tecnologies alternatives.

La prova també ha demostrat que la tecnologia és molt adequada per a la futura exploració danàlisi de flux de dades de múltiples gasos per a loptimització dinàmica del motor.

Filtres Òptics Modulables analitzadors de gas d’alta precisió de Tunable AS


Els Filtres Òptics Modulables de l’empresa Noruega Tunable AS són la darrera incorporació al nostre catàleg de productes per a anàlisi de gasos. Aquests analitzadors de gas poden mesurar múltiples gasos simultàniament. A més, són altament sensibles, petits, robustos i es poden adaptar a una àmplia gamma d’aplicacions.

El cor del seu equip és un Filtre Òptic Modulable patentat, que combina la més nova nanotecnologia i microtecnologia (MEMS) amb la més que contrastada espectroscòpia IR. Aquesta combinació permet anàlisis multigas en temps real, de forma ràpida, fiable i precisa i sense manteniment.

El model T1000, el seu analitzador de Gas Natural, permet mesurar:
De C1 a C5,
CO2, i N2,
Poder Calorífic, Número de Metà i Índex de Wobbe.

Disposa de prestacions similars a les d’un cromatògraf, però sense els inconvenients associats: costos d’operació, temps de resposta, manteniment, sense ampolles de calibratge, etc

EL model T2500, el seu analitzador CEMS dissenyat especialment per:
control d’emissions en vaixells,
l’anàlisi del gas d’ebullició (BOG), entre molts altres
i permet mesura simultània de CO, CO2, NO. NO2, CH4 i SO2

 

 

Per a més informació podeu contactar amb MATELCO, SA.

Matelco i Adiquímica col·laboren en un projecte important d’una refineria.


https://www.adiquimica.cat/

Fa uns mesos que Matelco i Adiquímica van col·laborar en un projecte en una important refineria.

L’objectiu d’Adiquimica és optimitzar el funcionament de les calderes de vapor. Amb aquesta optimització, s’estalvien quantitats importants d’aigua, vapor i costos associats (com és el consum de gas).

En aquest projecte, Matelco ha tingut l’ocasió de posar la seva experiència. Sobretot pel que fa als analitzadors de qualitat d’aigua del cicle aigua-vapor a disposició del projecte. Els analitzadors de Swan Analytical Instruments estan dissenyats específicament per a aquest tipus daigua.

✅ Des de la implementació d‟aquesta solució per part d‟Adiquímica: els estalvis en aigua, vapor i gas han estat molt importants.

✅ Els analitzadors d‟aigua Swan Analytical: estan treballant com el primer dia, ajudant que els estalvis siguin possibles

Cas d’èxit: mesura de conductivitat àcida sense manteniment


La mesura continuada de la conductivitat específica i àcida és de vital importància. Assegureu la qualitat del vapor generat, la disponibilitat de la planta i la prevenció de danys durant l’operació de les plantes d’energia.

Com ja analitzem detalladament a l’article “Reducción de despeses en la mesura de conductivitat àcida o catiònica” les tasques de substitució i regeneració de les resines d’intercanvi catiònic repercuteixen de manera negativa en els costos de planta, en la disponibilitat de la mesura, a la seguretat dels treballadors i al medi ambient.

Amb l’objectiu de solucionar tots aquests inconvenients SWAN Analytical Instruments, va desenvolupar l’analitzador AMI CACE. L’equip disposa d’un sistema molt nou d’autoregeneració de resina per electrodesionització EDI.

 

Imatge 1. Situació de l’analitzador AMI CACE al bastidor d’analitzadors

 

Resultats amb l’analitzador AMI CACE

En la seva política de millora continua la Central de Cicle Combinat d’Amorebieta (Biscaia Energia) fa més d’un any va incorporar al seu SWAS (Img. 1) un analitzador AMI CACE per a la mesura de conductivitat àcida i específica en mostra de Vapor de Baixa Pressió . El resultat en paraules del Responsable Químic de planta Roberto Martín:

“Donat l’elevat pH de la mostra, és molt alta la quantitat de NH4 que han d’absorbir les resines. Amb el nou equip, s’agraeix molt no haver d’estar canviant-les diàriament, sobretot en períodes en què es produeix amb els 2 grups alhora.”

“Instal·lem l’equip a la mostra més crítica del cicle aigua-vapor pel que fa a concentració de NH4. Després d’un any en ús, l’equip compleix adequadament la seva funció”

 

Funcionament de l’analitzador AMI CACE

Des d’un punt de vista tècnic l’estat de la resina, que ha estat regenerada de forma automàtica pel mateix analitzador, i per tant sense necessitat d’intervenció humana, segueix sent bo més d’un any després de la posada en servei (Img.2 ).

 

Imatge 2: es pot observar que el temps de funcionament és de 1 any i 19 dies.

 

Aquest fet queda constatat pel valor de voltatge del mòdul EDI; 4079 mV, considerant-se correcte entre 3000 i 8000 mV (Img.3).

 

Imatge 3: Voltatge actual 4079mV.

 

Aquesta resina podrà ser autoregenerada encara durant molts més cicles sense necessitat d’intervenció per part d’operaris de planta.

Donat els alts valors de pH en el punt de mostreig el temps per a esgotament de les resines existents era especialment curt, arribant a fer canvis de resina diaris.

Cada canvi de resina implicava:

  1. Desmuntar i acumular resina esgotada de diversos equips (10 litres).
  2. Regenerar-la al laboratori amb àcid.
  3. Esbandir-la degudament i tornar-la a muntar a l’instrument.

 

Avantatges dels analitzadors AMI CACE

La instal·lació d’analitzadors AMI CACE permet optimitzar l’operativa de manteniment en unes 8 hores a la setmana. No era així amb els tradicionals de conductivitat àcida. Anteriorment aquestes hores es dedicaven a la regeneració de resina. També es redueix l’exposició dels operaris als productes químics molt perillosos emprats durant la regeneració.

A cada canvi de resina esgotada per resina regenerada, l’analitzador tradicional requereix una mitjana d’1 hora per adaptació i/o esbandida de la resina, fins a aconseguir mesuraments de procés reals.

Durant tot aquest temps, o bé opera la planta sense control en temps real de la conductivitat àcida, o bé retarda l’entrada de vapor a turbines, si el canvi coincideix amb una arrencada de planta.

La disponibilitat de la mesura per a l’analitzador Ami CACE és total i immediata. Així, aquest problema desapareix completament amb el nou analitzador.

Conclusions:

1) Amb analitzadors tradicionals:

  • Els freqüents canvis de resina exigeixen un manteniment important sobre els analitzadors de conductivitat àcida, al voltant de 100 hores anuals.
  • La regeneració de resines ocupa el client al voltant de 416 hores anuals.
  • La regeneració de resines implica exposar el tècnic a substàncies perilloses (àcid fuer).
  • Cada canvi de resina implica un retard en la disponibilitat de mesures fiables, de mitjana 1 hora per cada equip.

2) LA NOSTRA SOLUCIÓ, amb l’analitzador AMI CACE:

  • No es requereix canvi de resina, ja que aquesta s’autoregenera de forma totalment automàtica i autònoma pel mateix analitzador.
  • El personal de manteniment i de laboratori tenen un temps extra, que abans ocupaven a mantenir l’analitzador i regenerar resina.
  • La disponibilitat de la mesura amb els analitzadors Ami CACE és ara total i immediata, permetent assegurar una qualitat òptima del vapor utilitzat per a la producció d’energia.

Per a més informació contacteu amb MATELCO, SA a comercial@matelco.es

Analitzador Lasergas II SP per a Forn Bàsic d’Oxígen BOF


En un forn d’oxigen bàsic, el ferro colat ric en carboni (arravi) es converteix en acer insuflant oxigen a través d’una llança muntada a la part superior a velocitats supersòniques al ferro colat. Això redueix el contingut de carboni de l’aliatge i el converteix en acer baix en carboni.

A causa de l’alta competitivitat de la indústria, és primordial aconseguir el control del procés per garantir una eficiència òptima, maximitzant la qualitat del producte i seguretat del procés i minimitzant el consum d’energia.

PROCÉS

L’oxidació del carboni durant el procés de conversió d’oxigen és important per reduir el nivell de carboni i altres impureses.

Quan l’oxigen s’insufla sobre el metall fos, com a resultat de la reacció, augmenta la temperatura i es produeixen una gran quantitat de gasos de CO i CO2, que causen agitació del metall i l’escòria.

Aquí la capa d’escòria juga un paper important a la unió del carboni i altres impureses i ajuda a eliminar l’hidrogen, nitrogen i part de les inclusions no metàl·liques del metall.

Per tant, fer un seguiment de concentració de CO és un indicador clau per determinar quan el procés de fusió i la descarbonització ha arribat al punt final.
Mesurar el nivell d’O2 ajuda l’operador a controlar el flux d’oxigen cap a la fosa.

 

Fig.1 . Forn d’oxigen bàsic

 

DADES TÍPIQUES DEL PROCÉS

Concentracions:
O2 = 0 – 2%
CO = 50-55%
CO2 = 10-20%
Temperatura: 60-90°C
Pressió: atmosfèrica
Longitud del camí òptic: 1 – 2,5 metres

OBJECTIU

Mesuraments necessaris per fer un seguiment del procés de descarbonització, maximitzar la qualitat del producte, minimitzar el consum d’energia per mantenir el control del procés en l’alimentació d’oxigen.

• Optimitzar el consum d’oxigen
• Millora de la qualitat del producte
• Millor control del procés per determinar el punt final del procés de fusió
• Millora de la seguretat
• Augment de la productivitat

LA NOSTRA SOLUCIÓ

L’analitzador de l’empresa Noruega NEO Monitors, LaserGas™ II SP, és un equip ben provat a la indústria de l’acer i és la solució adequada per al control de procés optimitzat. El disseny d´avantguarda i la funcionalitat innovadora asseguren que l´instrument ofereixi
fiabilitat i durabilitat inigualables en una solució compacta

LaserGas™ II SP

• Mesurar directament en el procés (In-Situ)
• Llarga vida útil
• No hi ha necessitat de sistemes de mostreig
• Temps de resposta ràpid (típic 5s)
• Baix cost de manteniment
• Configuració estàndard O2 i CO
• ATEX/IECEx Zona 1 & 2, CSA Classe 1 & 2

 

BENEFICIS

• Alta sensibilitat
• Tècnica de mesura provada
• Sense consumibles
• Altament fiable
• Fàcil d’instal·lar i operar

 

Per a més informació contacteu amb MATELCO, SA a comercial@matelco.es

Monitorització de ferro i manganès en aigua potable


Els elements químics ferro i manganès

El manganès és present de forma natural en el sòl, les aigües superficials i subterrànies. El manganès és un co-factor important per a moltes classes d’enzims.

Els enzims són proteïnes que actuen com a catalitzadors biològics, que acceleren les reaccions químiques.
El manganès és un element dietètic essencial per als éssers humans. Tenen un paper important com a coenzim en diversos processos biològics, que inclouen el metabolisme de macro-nutrients, la formació d’ossos i els sistemes de defensa dels radicals lliures. El cos humà conté al voltant de 12 mg de manganès, principalment en els ossos.

El ferro és el primer metall més abundant en massa planetària, a causa que el planeta, en el seu nucli, concentra la major massa de ferro natiu, equivalent a un 70%. El cos d’un ésser humà adult conté aproximadament 4 grams (0,005% del pes corporal) de ferro, principalment en hemoglobina i mioglobina. Aquestes dues proteïnes juguen un paper essencial en el metabolisme dels vertebrats; el transport d’oxigen per la sang i l’emmagatzematge d’oxigen en els músculs respectivament. Per mantenir els nivells necessaris, el metabolisme del ferro humà requereix un mínim de ferro en la dieta.

 

Els riscos per a la salut de el ferro i el manganès

Els riscos per a la salut, de el ferro i el manganès, són petits. Però, hi ha riscos: principalment associats amb els bacteris que causen concentracions elevades de ferro a causa de la corrosió. La dosi letal de ferro per als éssers humans és de 200-250 mg / kg de pes corporal, la qual cosa provocaria una hemorràgia gastrointestinal extensa. La ingesta de ferro amb aigua potable és massa baixa com per plantejar problemes de salut. És això el que fa que la toxicitat per ferro sigui poc comuna. No obstant això, els òxids de ferro poden ser responsables de l’augment dels nivells d’arsènic.

Les fonts d’aigua, com l’aigua subterrània, sovint contenen ferro i manganès. El manganès sol estar present en concentracions molt més baixes que el ferro. El control del manganès i el ferro garanteix que l’aigua de l’aixeta no decolore ni tingui mal gust. Les reclamacions de clients, la conseqüent investigació i les mesures acordades poden ser molt costoses. El monitoratge de terbolesa pot generar alarmes en cas d’esdeveniments accidentals (avenços, tempestes, inundacions) o per tendències i monitoratge del producte final. S’han de realitzar més mesures específiques, per satisfer la satisfacció de client en quant a sabor, color o duresa.

 

Sobre l’aplicació: control de ferro i manganès en l’aigua potable.

A Xile, el límit de regulació local de ferro és de 0,3 ppm i de manganès de 0,1 ppm. Si els nivells estan per sobre d’aquests límits, s’aplicarien sancions crítiques. Per tant, els mesuraments es situen a la sortida de les plantes d’aigua potable i/o després de el sistema de filtració. Normalment, no hi ha un augment en el valor del ferro i el manganès en l’aigua superficial. Però, els pous d’aigua poden ser un problema ja que s’esperen valors més alts. El client és un dels principals proveïdors d’aigua potable de el sud de Xile.

La mesura principal per assegurar que els nivells estiguin per sota dels requisits legals, s’ha de fer després de sistema de filtració de les fonts d’aigua. Cada planta d’aigua potable té 3 fonts d’aigua però, en tots els casos, només 1 font d’aigua té problemes amb el ferro i el manganès. Per tant, només es controla individualment la font d’aigua amb alts nivells de ferro i manganès (vegeu el número 1 a la imatge a continuació).

A més, per garantir la qualitat, també es supervisa el punt de sortida (veure número 2). Aquest punt sempre ha de tenir nivells de ferro i manganès iguals o més baixos que els anteriors punts de mesurament.

 

La instal·lació de Swan Xile

Moltes plantes segueixen realitzant un mostreig manual al laboratori. Però en ésser discontinu pot causar retards en la detecció dels nivells de ferro i manganès. El client desitjava incrementar la seguretat de la qualitat. Per tant va canviar a monitorització en continu en línia amb l’analitzador Topaz Iron d’Éssers OL (empresa de el grup Swan).

 

Monitors Éssers OL Topaz Iron i Topaz Manganese en el lloc de el client per al monitoratge del producte final.

 

Posada en servei i lliurament dels monitors Topaz Iron i Topaz Manganès amb el client

 

Per a qualsevol consulta poden contactar amb SWAN ANALISIS IBERICA,
e-mail: comercial@swananalisis.es

Com optimitzar les prestacions dels bioreactors mitjançant controladors màssics.


Actualment ens trobem en una cursa contra-rellotge en el desenvolupament de noves vacunes contra malalties infeccioses. Al món biofarmacèutic, l’eficiència i productivitat tecnològica dels bioreactors és un punt clau en aquest desenvolupament.

Els bioreactors creen les condicions ambientals òptimes de temperatura, concentració de nutrients, pH, oxigen dissolt, … per a la fermentació i / o producció de cultius cel·lulars. .A major rendiment del cultiu cel·lular del bioreactor, major probabilitat d’aconseguir un producte de qualitat: Vacuna, fàrmac….

 

Funcionament d’un bioreactor

Hi ha dues variables fonamentals que influeixen directament en el funcionament d’un bioreactor, l’O2 dissolt i el pH. Les dues depenen directament d’un control precís i fiable del cabal de gas.

La quantitat d’O2 dissolt en el medi, ha de reduir-se o incrementar-se per injecció precisa d’O2 o de N2. Atès que l’O2 és relativament poc soluble en aigua, sol addicionar de forma constant la quantitat d’aire que permet mantenir una concentració d’O2 que afavoreixi el rendiment del bioreactor.

El pH de l’mig es regular habitualment per addició d’àcids i / o bases. En el cas de cultius cel·lulars, els àcids líquids podrien danyar les cèl·lules, en el seu lloc, habitualment l’acidificació es realitza per addició de CO2.

Per ajust del cabal de CO2, els fabricants de bioreactors han emprat tradicionalment rotàmetres amb vàlvula manual. Aquests sistemes tenen limitacions evidents, de manera que la tendència actual és substituir-los per controladors de cabal màssic digitals.

Avantatges dels controladors màssics.

En primer lloc, tant rotàmetres com controladors de Pressió diferencial, són sistemes volumètrics. Per tant, petites variacions de Pressió (P) i Temperatura (T) es tradueixen en un error significatiu en la mesura de cabal. Els instruments màssics, al contrari que els anteriors, són totalment independents de la P i la T, i no requereixen cap compensació.

D’altra banda, és evident que un control automàtic de cabal és crític per a un bon funcionament del bioreactor. Tot i els avantatges econòmics dels rotàmetres, aquests no disposen de cap senyal de sortida. Així doncs no permeten gestionar automàticament les variacions de les condicions requerides per a una operació òptima d’un bioreactor.

Altres aspectes importants són la mida del controlador màssic, i la seva versatilitat. Així per exemple, la capacitat de manejar diferents gasos (O2 i N2) amb un mateix equip és una prestació sempre interessant.

Finalment, en ambients de sales blanques, fenòmens de contaminació poden fer malbé lots de cultius, amb la consegüent minva de productivitat. Fer servir equips, menys sensibles a la contaminació, reduirà aquest risc.

Per concloure, cal indicar que els controladors màssics de cabal (MFC) Smart-Trak de l’empresa americana Serra Instruments, poden realitzar perfectament aquesta funció.

Característiques més importants dels SMART-Track:

  1. La tecnologia de mesura per dispersió tèrmica, dóna una mesura directa de l’cabal màssic. No es veu afectada per variacions de P i T
  2. El seu sistema de mesura tipus capil·lar, proporciona gran linealitat de mesura independentment de el gas mesurat. Gràcies al seu electrònica digital, l’equip es lliura calibrat per a 10 gasos diferents
  3. Prestacions de mesura “superiors”; exactitud +/- 1% fons escala (per a tots els gasos), repetibilitat +/- 0.2% f.e., i rangeabilidad de 50: 1
  4. Incorpora una vàlvula de control automàtica, sense fricció i d’acció directa. Per a un ajust ràpid i estable del cabal de gas entre el 2 i 100% de la franja de l’equip.
  5. Compacte en grandària, amb cos de mesura en acer inox 316 d’alta qualitat, i múltiples tipus de connexió a procés disponibles

 

Per a més informació poden contactar amb MATELCO, SA.
e-mail: instrumentacion@matelco.es.

Analitzadors làser i control de la combustió: mesuraments sense contacte


En la majoria d’indústries s’empren processos de combustió com a font de calor i energia. Amb aquesta finalitat, calderes, escalfadors i forns, cremen combustibles com gas natural, biogàs o fins i tot residus. A l’decidir sobre un nou sistema per al control de la combustió hem de tenir en compte els següents punts:

  1. Despesa d’inversió (CAPEX)
  2. Despeses de manteniment, operació (OPEX)
  3. Estalvi potencial de combustible
  4. Maximització de l’rendiment dels escalfadors
  5. Minimització de contaminants com els òxids de nitrogen (NOx)

 

Eficiència de la combustió

Una mirada a la teoria de la combustió mostra que el punt de funcionament ideal està en un règim lleugerament pobre, és a dir amb un excés d’aire. Una combustió pobra assegura que el combustible es cremi completament en totes les condicions. Sent així, es minimitza el potencial d’altes concentracions de monòxid de carboni (CO) i combustible no cremat, en els gasos de combustió. En cas contrari, es desaprofitaria combustible i podrien produir-se condicions de combustió insegures.

Originalment només s’utilitzava oxigen (O2) com a mesura de control i el punt d’operació era típicament entre el 5% i el 10% d’excés d’aire, el que significava una eficiència baixa i generació alta de NOx. Actualment, s’utilitzen mesuraments addicionals de CO per evitar operacions riques en combustible, i per proporcionar informació sobre el punt d’ajust de l’O2. Amb aquesta mesura addicional, el punt d’operació es pot reduir a un rang entre el 3% i el 6% d’excés d’aire.

 

Exemples

Com a exemple, escollim un CRACKER D’ETILÈ típic, de 200 MBTU per escalfador i hora. A l’reduir el punt de funcionament de l’7% d’excés d’aire a el 4%, a una taxa de cremat de l’85% a el 100%; l’estalvi anual de combustible és d’aproximadament $ 80.000 per escalfador (suposant 2,33 $ / MBTU). Això vol dir que per a un Cracker d’Etilè amb sis cel·les d’escalfament, l’estalvi de combustible combinat anual és de gairebé $ 500.000. A el mateix temps, l’emissió de NOx es reduiria al voltant d’un 33% a causa de el menor excés d’aire (figura 1)

Figura 1: Estalvi anual de combustible per calefactor en k $ (dreta, eix blau) i reducció de les emissions de NOx en% (esquerra, blocs grocs) per a diversos punts d’operació en relació amb un punt de funcionament de el 7%

 

Tecnologies d’optimització de la combustió

Amb el temps s’han desenvolupat diverses tecnologies diferents per optimitzar la combustió. La majoria d’elles s’han basat en sensors de mesura en un punt (sondes), que han d’estar en contacte físic amb el gas de l’procés. Les sondes d’Òxid de Zirconi (ZrO2) i els sensors electroquímics són actualment els més utilitzats. No obstant això, aquests sensors pateixen una ràpida degradació a causa de les dures condicions de procés; enverinament de l’catalitzador o inhibició si s’exposen a gasos reductors (per exemple, sofre). A més els sensors de combustibles (COE) no són específics per a CO, sinó que mesuren la suma de tots els gasos combustibles, és a dir, també mesuren l’hidrogen (H2) i els hidrocarburs.

En contraposició a aquests, l’Espectroscòpia d’Absorció Làser per Díode Modulable (TDLAS) realitza el mesurament sense contacte amb la mostra, per interacció de la llum làser i les molècules de gas. Els mesuraments es poden dur a terme directament en procés (in situ) a través de la càmera de combustió, obtenint així resultats representatius de tota la cambra, i no només d’un punt proper a la paret.

 

Mesura sense contacte

A més, a l’realitzar-se la mesura sense contacte, els analitzadors no estan exposats a gasos corrosius i altes temperatures, i generalment no es requereix un sistema d’extracció de mostra complex amb un manteniment alt. Així mateix, les sondes de ZrO2 requereixen d’una recalibració mensual a causa de la degradació, a diferència dels analitzadors TDLAS que només es validen un cop a l’any.

L’analitzador TDLAS, no necessita un sistema d’extracció de mostra i el manteniment és molt menor, el que implica una important reducció en les despeses d’operació (OPEX) en comparació amb altres tecnologies. Així mateix, els analitzadors TDLAS són molt sensibles i selectius, de manera que s’aconsegueixen límits de detecció molt baixos sense interferència d’altres gasos d’el procés. Això vol dir que a diferència dels mesuraments de Coe, els analitzadors TDLAS mesuren el valor real de CO, el que condueix a una major optimització del punt d’operació.

 

Solucions d’anàlisi de la combustió

Una de les solucions de NEO Monitors per una anàlisi completa de la combustió serien dos analitzadors LaserGas ™ III in situ:

  1. Mesura de O2 i temperatura de l’procés
  2. Mesura de CO, metà (CH4) i vapor d’aigua (H2O).

 

 

Cada analitzador LaserGas ™ III consta d’un emissor i un receptor que estan muntats en costats diametralment oposats de la cambra de combustió. Els costos d’instal·lació de l’emissor-receptor són una mica més alts que els dels sensors de mesurament en un punt; els costos de manteniment significativament més baixos i una millor optimització de la combustió compensen això després d’un curt període de temps d’operació.

 

Càlculs d’estalvi de combustible

Si mirem de nou el càlcul de l’estalvi de combustible d’l’exemple anterior i també tenim en compte la diferència en CAPEX i OPEX entre els sensors de tipus mesurament puntual (ZrO2 i CO) i els analitzadors TDLAS, obtenim els beneficis totals de TDLAS per escalfador durant els primers cinc anys d’operació (Figura 2)

[Caption id = “attachment_3527” align = “aligncenter” width = “1126”]  Figura 2: Beneficis totals de l’TDLAS en k $ per escalfador durant els primers cinc anys de funcionament [/ caption]

 

Per a un Cracker d’Etilè amb sis escalfadors, els beneficis després de cinc anys operant són més de $ 2,7 milions.

Una altra solució proposada per NEO Monitors que permet reduir encara més els costos d’inversió (CAPEX) és amb el seu analitzador LaserGas ™ IQ2 .

Aquest analitzador combina les unitats de transmissor i receptor en una configuració de transductor únic. En aquest cas, s’utilitza un reflector per enviar el feix de tornada a el receptor de manera que el feix travessa dues vegades la mostra de gas monitoritzada. Es disposa a més d’una versió especial tipus sonda, el LaserGas ™ IQ2 Vulcan , especialment dissenyada per a la substitució de sondes ja instal·lades, d’altres fabricants. En aquest cas tan sols es requereix una sola brida per a la seva instal·lació, el que redueix els costos d’inversió a l’mínim, conservant la resta d’avantatges dels mesuraments dels analitzadors làser.

 

 

Altres avantatges

Altres avantatges d’utilitzar analitzadors LaserGas ™ per al control de la combustió, és que els aquests analitzadors poden mesurar també CH4, H2O i la temperatura de procés.

  • CH4. Durant la fase d’arrencada d’un procés de combustió, la informació sobre la concentració de CH4 és essencial per motius de seguretat, per prevenir explosions.
  • H2O. El mesurament d’H2O es poden utilitzar per detectar trencaments de tubs en calderes, i / o la conversió dels mesuraments de base humida a força seca, i així garantir la concordança amb la mesuraments proporcionades per sistemes d’anàlisi extractius típics (en base seca).
  • Temperatura. Un mesurament de temperatura de procés basada en TDLAS és la millor solució per a la compensació adequada de les mesures de concentració.

EN POQUES PARAULES: AMIDAMENTS SENSE CONTACTE SÓN EL FUTUR DE LA DETECCIÓ DE GASOS.

Reducción de despeses en la mesura de conductivitat àcida o catiònica


COSTOS D’OPERACIÓ DE LA SUBSTITUCIÓ DE LA RESINA TRADICIONAL VERSUS LA REGENERACIÓ AUTOMÀTICA DE RESINA EDI (Dispositiu d’Electro-desionització) DE L’ANALITZADOR AMI CACE.

L’anàlisi en línia de CACE (conductivitat després de l’intercanvi catiònic o també conductivitat àcida o catiònica) és el paràmetre més necessari per supervisar i controlar la qualitat de l’cicle aigua-vapor. Això val per qualsevol central tèrmica i el vapor de procés en plantes industrials.

Els punts típics de mesurament de conductivitat en els cicles d’aigua-vapor per IAPWS (International Association for the Properties of Water and Steam) inclouen: condensat, aigua d’alimentació, aigua de caldera, vapor i aigua de reposició.

La pràctica habitual ha estat la utilització d’intercanviadors catiònics a força de resina per a l’anàlisi de CACE. No obstant això, es consumeixen en funció de la mostra d’aigua, el pH de la mostra i el disseny de la columna de resina. Per tant, es requereix una manipulació humana freqüent i regular. Això va en contra de la filosofia de l’analítica en línia, que pretén operar de la manera més autònoma possible.

Depenent de la configuració i disposició de la planta, per exemple en una planta d’energia tipus cicle combinat (CTCC) amb 2 blocs configurats en 2-2-1 (2 turbines de gas alimentant 2 calderes tipus HRSG, que subministren a una turbina de vapor comuna) es necessiten al voltant d’un total de 24 analitzadors CACE, sense considerar un equip auxiliar.

Teoria i pràctica

En els Cicles combinats, amb tractament AVT (All Volatile Treatment) amb un pH al voltant de 9,7 i cabal de mostra de 8 litres per hora, la típica resina d’1 litre per analitzador es consumeix en unes 8 setmanes. No obstant això, aquest és un valor teòric. La pràctica mostra que per a la posada en marxa o el canvi de càrrega de les plantes, les impureses en el cicle ocasionen un consum de resina més ràpid. De manera que 4-6 setmanes semblen ser una taxa de consum més realista. Les centrals nuclears que funcionen amb un pH més alt tenen un major consum de resina. Així la necessitat de substitució o regeneració és encara més freqüent.

 

 

En l’exemple anterior es van aconseguir estalvis anuals de més de 37.000$. La renovació dels analitzadors existents per un analitzador CACE s’amortitza ràpidament.

 

 

 

 

 

SWAN AMI CACE

Conductivitat abans i després de l’intercanvi catiònic amb un mòdul EDI per a la regeneració automàtica i contínua de la resina.
Estalvia costos operatius i mesura amb més seguretat per obtenir dades fiables constantment.
Càlcul automàtic i visualització de la concentració de l’agent alcalinitzant i de l’pH (directiva VGB 450L).

Monitorització continuada de:

• Conductivitat específica
• Conductivitat àcida
• Valor del pH o agent alcalinitzant

No es requereixen columnes de resina costoses:
Sense Intercanvi de Resina.
No necessita manteniment.
Sense productes químics.

1 2 3