Detector automático del nivel de manto de lodos


El detector automático del nivel de manto de lodos es un Sistema de medida óptico, sin partes móviles, robusto y fiable

 

VENTAJAS

Optimizar el consumo de energía.
Automatización del bombeo del fango. En lugar de bombear a horas fijas, bombee cuando realmente sea necesario.

Optimice la eliminación de agua para reducir el costoso procesamiento adicional (prensas de banda, digestores, centrifugadoras, etc.)
Maximizar automáticamente la densidad de la capa de lodos, evitando bombear grandes volúmenes de fango al bombear agua innecesariamente.

Mantener la profundidad de lodo preferida.
Automatizando el control de la capa de fangos. Con este analizador de nivel de interfaz se evita desbordamientos y problemas de proceso.

Reducir el desgaste de las bombas. Bombear solo cuando sea necesario.

Maximizar el tiempo y la energía del operador.
Se instala rápida y fácilmente, sin necesidad de calibrar. Simplifique la operación con un instrumento de medición de nivel duradero.

Reducir el coste de la dosificación química en el sistema de flotación DAF o CAF
Optimice el ajuste del proceso de precipitado floculante (floc) y el control de la dosis de coagulante.

 

APLICACIONES

En plantas municipales de tratamiento de aguas (ETAP) y aguas residuales municipales e industriales (EDAR).

  • Clarificadores primarios y secundarios
  • Clarificadores / separadores de placas inclinadas (Lamellars)
  • Tanques de flotación por aire disuelto (DAF) o por aire de cavitación (CAF)
  • Decantación de tanques / Decantación de control.
  • Extracción de minerales como hierro, zinc, cobre…
  • Proceso industrial + clarificación de aguas residuales como en la industria papelera, químicas…
  • Reactor secuencial por lotes (SBR)
  • Tanques de sedimentación

 

CARACTERÍSTICAS

El haz de luz LED ajusta automáticamente su intensidad para detectar la cobertura de lodos y los niveles de interfaz del sobrenadante en lodos primarios o secundarios, o en flóculos ligeros

  • La detección de la interfaz del nivel de lodo no está distorsionada por las paredes curvas de los tanques con lamelas
  • Autodiagnóstico avanzado
  • Rayos infrarrojos de intensidad ultra alta
  • Control automático de la intensidad del haz
  • Salida lineal 4 – 20 mA con profundidad de nivel de interfaz de lodo
  • Relés de punto de ajuste de la profundidad de la capa de lodo alta y baja

 

Consúltanos cualquier duda sobre el funcionamiento de este analizador y nuestro equipo de expertos en analítica de aguas le asesorará técnicamente. Envie su email desde la sección contacto.

Analizador in situ IQ² Vulcan (TDLS)


El analizador LaserGas IQ², de la firma noruega NEO Monitors, es el primer analizador láser TDLAS multiparamétrico del mercado. Es capaz de analizar hasta 4 gases (CO, O2, CH4 y H2O) y la temperatura con un mismo equipo.

De ese modo podríamos controlar mediante un mismo equipo la combustión (O2 y CO) y simultáneamente disponer de alarma por fallo de quemadores (aumento de CH4) y/o rotura de tubos en calderas (aumento de H2O)

El instrumento está basado en la absorción de la radiación infrarroja por las moléculas de gas (TDLAS). Se selecciona una línea de absorción en la banda del IR en la que sólo el gas a medir tenga absorción, eliminando de esta forma posibles interferencias debidas a otros compuestos presentes en la muestra.

Su nueva configuración con emisor y receptor integrados en la misma carcasa facilita el montaje del equipo. Está disponible además de configuración con sonda de inserción (Vulcan), en versión para medida a través de conducto (X-stack) y de “camino abierto” (Open Path)

Rangos de medida minímo/máximo:

CO: 0-100 ppm hasta 10,000 ppm*m con limite detec./precisión = 3 ppm
O2: 0-2% hasta 25% con limite detección/precisión = 0,05% vol
CH4: 0-1% hasta 5% con limite detección/precisión = 0,01% vol

  • Longitud del camino óptico : 1 m
  • Máxima Temperatura del gas: 850ºC
  • Alta sensibilidad y precisión
  • Sin interferencia con otros gases contenidos en la muestra
  • Tiempo de respuesta rápido

Aplicaciones:

  • Análisis de combustión.
  • Calderas
  • Hornos de proceso
  • Precipitadores electrostáticos
  • Recuperación de gas residual VCM (cloruro de vinilo monómero)
  • Reformador de gas

Si necesita resolver cualquier duda o consulta que pueda tener sobre el analizador de gases, solo tiene que enviarnos un e-mail desde la sección contacto y uno de nuestros expertos contactará con usted lo antes posible.

Nueva representada de Matelco para España y Portugal


Detector nivel manto de lodos

Matelco amplia sus productos, con la gama de detectores del nivel del manto de lodos de la empresa canadiense Markland Specialty Engineering Ltd. (https://www.sludgecontrols.com).

La importancia de un buen control del nivel del manto de fangos nos permitirá, bombear el fango cuando realmente es necesario, evitando desbordamientos, y con exceso de agua.

Estamos encantados de poder incorporar sus productos a nuestro catálogo y poder así aportar nuevas soluciones al control autómatico o manual del manto de lodos.

Para más información contactar con MATELCO, S.A tel. 93.66.55.553, o por correo des de la sección contacto.

Medición de turbidez como tendencia para los productos de la corrosión en el ciclo agua-vapor


Monitorización de los productos corrosivos

Lukas Staub, Michael Rziha y Marco Lendi. VGB PowerTech 3|2019

Visualiza aquí el artículo original (en inglès): Turbidity measurement as trend monitor for particulate corrosion products”

La monitorización de los productos corrosivos es esencial para determinar la efectividad del tratamiento químico del ciclo agua-vapor. Hoy en día, la determinación de la tendencia para los productos de corrosión en las centrales térmicas es aún más importante. Esto se debe a la cantidad de centrales térmicas que existen como resultado del mayor uso de fuentes de energía renovables en las redes.

La determinación exacta y completa de los productos de corrosión, que están casi siempre presentes como partículas no disueltas, sólo se puede realizar mediante métodos de análisis complejos y que requieren mucho tiempo. Para las centrales térmicas modernas, estos métodos manuales y analíticos son bastante inadecuados debido al poco tiempo y a la fuerte oscilación, esto hace que no se puedan seguir (picos) de una manera completa y satisfactoria. Aunque estos procesos no pueden ser reemplazados completamente por sistemas de medición en línea.

Sin embargo, algunos parámetros pueden monitorizarse en línea, marcando tendencias y siendo de utilidad. Las posibilidades técnicas y los límites de la medición de la turbidez se analizan como una tendencia para productos corrosivos.

 

Introducción a la medición de turbidez.

La dispersión de la luz es un fenómeno físico, de suma importancia, para la comprensión de la turbidez. La teoría de la dispersión de la luz es bastante complicada, ya que la dispersión depende de diferentes parámetros físicos:

  • Tamaño de la partícula, la forma y sus propiedades dieléctricas (absorción, refracción…),
  • Espectro de la longitud de onda y la polarización del haz de luz iluminante,
  • Dirección de la iluminación y detección.

La partículas mucho más pequeñas que la longitud de onda dispersan la luz simétricamente alrededor del haz de luz principalmente en dirección hacia adelante y hacia atrás. Las partículas de tamaño comparable a la longitud de onda y las partículas más grandes dispersan predominantemente en dirección hacia adelante, cuanto más grande es la partícula, más intensa es.

La dependencia del tamaño de partícula es menos pronunciada en un ángulo de 90 º con respecto al haz incidente. Además, la intensidad de la luz dispersada depende de la longitud de onda y del tamaño de partícula. Cuanto más pequeña es la partícula, más eficientemente dispersa la luz de longitud de onda más corta. Las propiedades dieléctricas de las partículas, es decir, la refracción y absorción del haz de luz incidente, también influyen en la intensidad de la luz dispersada.

En general, cuanto mayor sea la diferencia del índice de refracción de la partícula respecto del índice de refracción del agua, más intensa será la dispersión. Si las partículas están coloreadas y también absorben luz en el rango de longitud de onda del haz, la intensidad de la luz dispersada se atenúa.

 

Métodos normativos

Una consecuencia de la dependencia de la turbidez en diferentes parámetros es que la turbidez sólo se puede utilizar como propiedad característica de una muestra si el método de medición está estandarizado. Para fines de presentación de informes, según lo requerido en la producción de agua potable, la EPA y la ISO establecieron los Métodos Estándar EPA 180.1 e ISO 7027 respectivamente. Ambos métodos estándar definen en detalle cómo se debe diseñar el turbidímetro, así como las unidades de turbidez (NTU FNU y FAU respectivamente).

Junto a estas dos configuraciones de diseño estándar, existen métodos alternativos aprobados, como el GLI-Method-2 o el Turbiwell de SWAN LED blanco-Method-1. Común a todos estos métodos es el principio de medida nefelométrica: la luz dispersada se detecta en un ángulo de 90 ° con respecto al haz de luz incidente. (Figura 1 )

 

Fig. 1. Diseño no regulado (izquierda); diseño compatible con ISO y USEPA (derecha) .

Para aplicaciones en las que no se requiera seguir un método de medida estandarizado , el diseño con medida a varios ángulos es ampliamente utilizado. La señal de luz dispersada de 90 grados se divide en luz transmitida hacia adelante y/o hacia atrás, respectivamente. La ventaja de este diseño es su capacidad para cancelar efectos no deseados debido al ensuciamiento de la óptica o muestras coloreadas.

 

Sensibilidad del turbidímetro

La sensibilidad de un turbidímetro depende de su diseño específico y del método de medición. La curva de sensibilidad se determina midiendo una serie de soluciones estándar de formacina de diferentes concentraciones.

Cada tipo de analizador tiene su propia curva de sensibilidad. El gráfico de la figura 2 muestra las curvas de sensibilidad promedio normalizadas para dos medidores de turbidez con un diseño diferente.

 

Fig. 2. Curvas de sensibilidad de dos turbidímetros con diferentes diseños. Diseño no regulado (rojo) y regulado según ISO o USEPA (azul)

La relación entre la turbidez y la señal no es lineal; está determinada por un polinomio.
Todos los instrumentos fabricados de un determinado tipo deben construirse y ajustarse de la forma más idéntica posible. Entonces, las curvas de sensibilidad individuales tienen la misma forma y sólo pueden diferir por un factor de proporcionalidad: el factor de calibración.

 

Aplicación en agua potable.

La medición de la turbidez es un parámetro importante en la industria del agua potable. Afecta tanto la aceptabilidad del agua para los consumidores, como la selección y la eficiencia de los procesos de tratamiento. En particular la eficiencia de la desinfección con cloro ya que influye en la demanda de cloro y protege a los microorganismos. También puede estimular el crecimiento de bacterias cuando el cloro libre disminuye.

Las dos pautas más importantes con respecto a la medición de la turbidez nefelométrica del agua potable se enumeran en la tabla 1.

 

Tabla 1. Comparación de dos regulaciones diferentes de medición de la turbidez.

Ambas regulaciones definen la formacina como un estándar primario. La formacina es un polímero insoluble en agua de color blanco. Su dispersión permanece estable durante mucho tiempo. La principal diferencia entre la USEPA y la norma ISO es la fuente de luz.

USEPA define una lámpara de tungsteno (luz blanca) y la norma ISO una fuente de luz infrarroja a 860 nm. Ambas fuentes de luz tienen sus ventajas. La sensibilidad a los residuos blanquecinos en el agua es mejor con la lámpara de tungsteno pero sufre sesgos debido al color de la solución. La discusión de las diferentes fuentes de luz utilizadas en los medidores de turbidez se vuelve muy importante cuando cambia la aplicación. En la industria de agua potable, las impurezas que se esperan medir son blancas como las partículas.

Por lo tanto, tiene sentido calibrar y verificar dichos instrumentos con un polímero de color blanco de aspecto similar. Pero, ¿qué sucede si estos instrumentos se utilizan en el ciclo de agua-vapor para detectar productos corrosivos?

Estas partículas obviamente difieren en su color, forma y distribución de tamaño de las impurezas del agua potable. En el siguiente capítulo, se registra una serie de pruebas para mostrar el potencial de los diferentes diseños de medidores de turbidez con partículas de óxido de hierro.

 

Medición de la turbidez del polvo de óxido de hierro

Los productos corrosivos en el ciclo de agua-vapor pueden tener muchas formas. Los principales cristales químicos formados son magnetita y hematita. En los siguientes experimentos, sólo se utilizó magnetita, polvo de óxido de hierro (II, III) en diferentes tamaños de partículas.

 

Influencia de la fuente de luz.

En el primer experimento, se insertó polvo de óxido de hierro (II, III) con un tamaño promedio de 1 μm en la muestra. La respuesta se midió con dos medidores de turbidez de igual diseño. Los dos instrumentos sólo difieren en su fuente de luz. En la Figura 3, la línea negra fue la respuesta de un analizador con una fuente de luz tipo lámpara de tungsteno. La línea roja fue la medida de una fuente de luz a 860 nm.

 

Fig. 3. Inyección de polvo de óxido de hierro (II, III) (tamaño de partícula promedio: 1 μm) con una concentración de 50 ppb como el total de partículas de hierro. La respuesta se midió con medidores de turbidez similares pero con una fuente de luz diferente.

La cantidad de polvo de óxido de hierro (II, III) inyectado fue de 50 ppb del total del hierro particulado.

El uso de una fuente de luz con una longitud de onda de 860 nm supone claramente una enorme ventaja por la detección de partículas de color negro. Para la misma muestra, la respuesta para las dos fuentes de luz fue 0.181 FNU (860 nm) y de 0.054 FNU (lámpara de tungsteno) respectivamente.

Debido a las diferentes regulaciones sobre el agua potable, los analizadores también pueden equiparse con diferentes fuentes de luz. Este hecho puede llevar a una falsa conclusión:

“[…] Dado que las partículas de óxido metálico generalmente son oscuras, absorben en lugar de reflejar la luz, por lo que la nefelometría no es un método preferido para esta aplicación […]” [2]

La afirmación anterior es verdadera si se utiliza un analizador con una lámpara de tungsteno. Pero con una fuente de luz infrarroja, el color de la partícula no tiene la misma influencia. Los datos experimentales apoyan esta teoría.

Para la medición del polvo de óxido de hierro negro (II, III), sólo es adecuada una longitud de onda según la norma ISO 7027 (860 nm).

 

Diseño mono- o multi-detector (ángulo de medida)

Se compararon dos analizadores de turbidez con fuente de luz de 860 nm pero diseños diferentes.

La respuesta del de diseño de un solo detector (a 90º) fue mayor, pero la señal fue más ruidosa que con el analizador de múltiples detectores (a distintos a ángulos).

La capacidad del modelo con diseño con varios detectores para cancelar efectos no deseados debido a muestras coloreadas es una ventaja para la medición de polvos de óxido de hierro (II, III). Pero el beneficio comparado con la influencia de la fuente de luz es mínimo. (Figura 4 )

 

Fig. 4. Inyección de polvo de óxido de hierro (II, III) (tamaño de partícula promedio: 1 μm) con una concentración de 50 ppb como hierro en partículas total. La respuesta se midió con dos medidores de turbidez utilizando una fuente de luz de 860 nm pero con diseños diferentes (rojo= 1 detector, verde= múltiples detectores).

 

Influencia del tamaño de partícula.

El polvo de óxido de hierro (II; III) está disponible comercialmente en varias calidades y formas. Dos productos se dispersaron en botellas separadas con concentraciones similares de hierro. En una botella, el polvo tenía una distribución de tamaño de partícula promedio de 0,95 μm. Para la segunda botella, el polvo tenía partículas que no superaban los 50 nm.

La Figura 5 muestra las dos soluciones patrón- la diferencia de turbidez de las soluciones son claramente distinguibles.

 

 

Correlación de turbidez y medición del producto corrosivo particulado.

En las potabilizadoras, la calidad del agua potable se define respecto a las unidades nefelométricas de formacina. Es la unidad estándar de turbidez con respecto a la calibración con formacina. Pese a mostrar una tendencia sobre la turbidez, dicha unidad no tiene uso para el ciclo agua-vapor. Es por eso que hay un gran interés en transferir el término abstracto de turbidez a una concentración concreta. La mayoría de las veces, el término de turbidez se correlaciona con la concentración de hierro en la muestra.

 

Límite de detección y distribución del tamaño de las partículas.

La Figura 5 demostró las diferentes turbideces que se pueden obtener para las soluciones patrón con la misma concentración de hierro. Por lo tanto, la distribución del tamaño de partícula juega un papel importante para la correlación de la turbidez con la concentración de hierro.

O en otras palabras: sólo si la distribución del tamaño de partícula de una muestra permanece constante a lo largo del tiempo, se puede establecer una correlación. Otra consecuencia de esto es el hecho de que la correlación debe ser sobre muestra real, en campo. Una correlación de turbidez con hierro en campo de la muestra A no es necesario que coincida con la correlación de la muestra B.

Un buen ejemplo de cómo el tamaño de partícula influye en esta correlación es el límite de detección medido con dos tipos de polvos de óxido de hierro (II, III) de diferente tamaño de partícula. En base a la relación señal-ruido, se obtuvo el límite de detección [6]. Para el polvo de óxido de hierro (II, III) con un tamaño de partícula de 1 μm, se podría alcanzar un límite de detección de 0.5 ppb de Fe. Si se repite el experimento con la misma sustancia, pero con un tamaño de partícula dentro del rango de nanómetros, se puede alcanzar un límite de detección de 15 ppb de Fe (Tabla 2 )

 

Tabla. 2. Límite de detección de la medición de turbidez con respecto a la distribución del tamaño de partícula basada en datos experimentales con polvo de óxido de hierro (II, III).

Si se compara la precisión de los medidores de turbidez, un límite de detección establecido para una “concentración de hierro” es totalmente inútil si no se está indicando el tamaño de partícula.

 

Métodos comparativos.

De acuerdo con la guía técnica de IAPWS “Muestreo y análisis de productos de corrosión para plantas de ciclo combinado y fósil”, se definen tres términos con respecto a “productos de corrosión” (Figura 6): [1]

 

Fig. 6. Definición de diferentes términos según [1].

  • Productos de corrosión disueltos: forma ionizada. Esta fracción no se detecta con la medición de turbidez.
  • Producto de corrosión particulados: productos de corrosión en suspensión. Esta fracción se detecta con medición de turbidez.
  • Productos de corrosión total: la suma de los productos de corrosión disueltos y particulados.

Depende de la muestra escogida y del método analítico, si se está midiendo la totalidad de los productos corrosivos o sólo una fracción del producto de corrosión particulado.

Con el muestreo habitual de productos de corrosión, los sólidos suspendidos se recogen – retienen – captan con una malla. Esta fracción se define como “productos de corrosión particulada”. Todo lo que traspasa la malla se define como la fracción “disuelta”. De ello se deduce que los productos de corrosión “disueltos” incluyen todas las partículas que pasan a través del filtro. Pero con la medición de la turbidez, incluso se detectan sólidos en el rango de nanómetros. Si la fracción del producto de corrosión disuelta es insignificante en comparación con la fracción del producto de corrosión particulado, la turbidez se puede correlacionar con la totalidad de los productos corrosivos.

 

Consejos útiles para una correlación entre turbidez-hierro /cobre.

Si una medida de turbidez se correlaciona con una concentración de hierro / cobre, se deben tener en cuenta los siguientes consejos:

  • La muestra manual o la muestra del producto corrosivo deben obtenerse del mismo punto que se extrae la muestra el analizador de turbidez
  • Se requieren condiciones estables.
  • El método comparativo para el análisis de hierro / cobre debe tener un límite de detección apropiado
  • Sólo si la fracción de “hierro / cobre disuelto” es insignificante, la turbidez se puede correlacionar con el “producto de corrosión total”
  • La relación entre la turbidez y la concentración de hierro / cobre es sólo lineal en una pequeña parte de la concentración

Plantas con funcionamiento cíclico y hierro total.

En los llamados “buenos tiempos”, dónde la mayoría de las Plantas se gestionaban con una carga base, o al menos con muy pocas variaciones de carga, los análisis de hierro total solo se solicitaban máx. 1 vez al día. O a lo sumo 3 veces por semana debido a que no se esperaban ni se producían fuertes fluctuaciones. Sin embargo, la situación cambió por completo al desaparecer las plantas con carga base, por ello la importancia de tener un conocimiento detallado de la tendencia del hierro total.

Las condiciones estables aconsejadas en todas las guías actuales no se consiguen en plantas con una operación flexible.
Tomar muestras manualmente para realizar un análisis y evaluación, es prácticamente imposible, ya que en las plantas disponen de poco personal químico que disponga del tiempo y los equipos necesarios para realizar los análisis en el laboratorio. Por otro lado, sin estas tendencias y datos, desarrollar una estrategia de mantenimiento es imposible. Esto puede ocasionar daños importantes y de elevado coste como el desgaste en las válvulas de control, el impacto y la erosión de partículas, y problemas en depósitos.., etc.

Teniendo en cuenta también las concentraciones experimentadas de hierro total durante estos acontecimientos (¡alcanzando un máximo de hasta x mg/kg!), los métodos analíticos precisos en el rango inferior de μg / kg son ciertamente innecesarios y no se requiere una precisión tan elevada.

 

Necesidad de medidas precisas

Los métodos de aproximación como la monitorización en línea de la turbidez pueden servir de ayuda. Aunque, debe indicarse claramente que esos métodos no pueden reemplazar en absoluto un análisis adecuado. La conversión de la turbidez a concentración siempre tendrá un error significativo. Por lo tanto, no debe utilizarse esta medida para reemplazar un análisis adecuado. Sin embargo, como medida de tendencias y para tener una estimación de los niveles de concentración aproximados (pocos μg / kg, o algunos 100 μg / kg, etc.), la medida de turbidez puede ser una herramienta de gran ayuda. Servirá para indicar dónde se liberan los productos corrosivos y cómo se distribuyen.

 

Casos de estudio

Los 2 gráficos de la Figura 7 muestran el uso de la turbidez en línea en diferentes ubicaciones y situaciones.

 

Fig. 7. Fluctuación de los productos corrosivos en el agua de alimentación causada por la gran variación de la carga.

Los valores alcanzados y mostrados en la Figura 8 se consiguieron gracias a un programa de medidas en paralelo, con óptimas muestras recogidas. Como se mencionó anteriormente, los valores individuales pueden diferir ligeramente, pero a nivel general la tendencia siempre fue concordante.

 

Fig. 8. Turbidez (como Fe) durante el arranque

Estas tendencias también demuestran claramente que confiar únicamente en muestras obtenidas en condiciones de carga estable puede llevar a conclusiones falsas. Esto puede influir en el operario, dándole una falsa seguridad.

 

Conclusión.

La medición de la turbidez es un buen método para el monitoreo de tendencias de productos corrosivos particulados en el ciclo agua-vapor.

El analizador debe estar equipado con una fuente de luz de acuerdo con la normativa ISO 7027 (860 nm).

La correlación de la turbidez con el hierro/cobre depende de varias propiedades de la partícula. Tales como, el tamaño de partícula y su distribución, y estas propiedades son particulares para cada planta y pueden cambiar con el tiempo. Por consiguiente, la medición de la turbidez no puede reemplazar un análisis acurado. Dado que la conversión de la turbidez a concentración siempre tendrá un error significativo.

Sin embargo, como análisis de tendencia y para una estimación de los niveles de concentración aproximados (pocos μg/kg, o algunos 100 μg/kg, etc.), la medida de turbidez en línea puede ser una herramienta útil. Nos indica dónde se encuentran los productos corrosivos y cómo éstos se distribuyen. Esto finalmente nos servirá de apoyo para las estrategias de operación y mantenimiento en cada Planta.

Jornada sobre análisis de gases y riesgos derivados de fugas con la empresa ADOS; nuestro nuevo partner


ADOS: nuevas soluciones de análisis, control de gases y riesgos derivados de las fugas.

Esta semana hemos tenido el placer de compartir con nuestro nuevo partner, la empresa alemana ADOS (https://www.ados.de) una jornada muy interesante. Estuvo centrada en el análisis de gases y de los riesgos derivados de fugas de gases potencialmente peligrosos en ambiente. La importancia de un buen control nos permitirá, con suficiente antelación, detectar estos gases y evitar riesgos innecesarios. Estamos encantados de poder incorporar sus productos a nuestro catálogo. Por que aportan nuevas soluciones que minimizan los riesgos derivados de la emisión de gases, y ayudan a proteger a las personas y mejorar el medio ambiente.

Para más información contactar con MATELCO, S.A tel. 93.66.55.553, o por correo desde la sección contacto.

Factores que impactan en la precisión de los caudalímetros másicos sierra por dispersión térmica; el perfil de flujo y su acondicionamiento PARTE III


Finalizamos esta serie de artículos sobre los caudalímetros másicos hablando sobre la influencia de los acondicionadores de flujo.

Acondicionadores de flujo según tramos rectos

Las múltiples perturbaciones anteriores al equipo tienen un efecto acumulativo en el perfil del flujo. Si no es posible tener los suficientes tramos rectos se aconseja utilizar un acondicionador de flujo.

Los acondicionadores de flujo pueden proporcionar un perfil de flujo uniforme en la ubicación del sensor. Este perfil de flujo es diferente del perfil de flujo que se produce cuando tenemos los tramos rectos óptimos para la aplicación. Justamente por eso es esencial calibrar el caudalímetro con el acondicionador de flujo conociendo los detalles del punto de ubicación. Con esto nos referimos a: tipo de gas, características de la tubería, tramos rectos ascendientes disponibles, perturbaciones y la profundidad.

Acondicionadores de flujo de la marca Sierra: si los tramos rectos son insuficientes, los dos tipos de acondicionadores de flujo proporcionan un perfil de flujo uniforme.

Caudalímetro en línea: para este tipo el acondicionador de flujo está integrado dentro del cuerpo del caudalímetro.

Acondicionador para medidores de inserción: puede ser efectivo el montaje de dos placas de acondicionamiento situadas entre dos bridas. El usuario final es quien suministra las bridas para esta instalación

Acondicionador para medidores de inserción

Acondicionador de flujo interno para medidor de estilo de inserción

 

Importancia del acondicionamiento del flujo

Tabla 1. Esta tabla demuestra la importancia del acondicionamiento de flujo con los diámetros de tubería recomendados anteriores al equipo.

 

La Tabla 1 muestra el tramo de longitud requerido en las tuberías para un caudalímetro másico con el acondicionamiento de caudal integrado, comparado con una placa de orificio.
En todos los casos, el acondicionamiento de caudal reduce significativamente la distancia recomendada (tramos rectos) anteriores al equipo, para una instalación correcta del medidor másico por dispersión térmica.

Conclusión

Considerando los caudalímetros másicos Sierra por dispersión térmica en cualquier aplicación, primero se debe determinar la ubicación cautelosamente. También se debería razonar a posteriori que la ubicación más conveniente quizás no ofrezca los resultados más precisos. Es importante proporcionar al fabricante del caudalímetro másico térmico, las condiciones de aplicación del usuario final (datos sobre la tubería, la mezcla de gas o gases utilizados, la presión del proceso, y el recorrido como las alteraciones del mismo), para que nos ofrezca el medidor de caudal más apropiado, siendo así la correcta y propicia calibración en fábrica del medidor.

Para más información contactar con MATELCO, S.A tel. 93.66.55.553, o por correo desde la sección contacto.

Factores que impactan en la precisión de los caudalímetros másicos sierra por dispersión térmica; el perfil de flujo y su acondicionamiento PARTE II


Seguimos con la segunda parte de la série de artículos sobre nuestros caudalímetros másicos Sierra.

 

Calibración en fábrica.

Cuando se mide un gas con caudalímetros másicos Sierra por dispersión térmica, es importante que el fabricante conozca las condiciones de proceso de la aplicación que el usuario final requiere para dicho medidor. De este modo, el fabricante puede calibrar el instrumento de acuerdo con la aplicación. Sin hacer esos pasos previos, pueden producirse imprecisiones en la velocidad de flujo.

Durante la calibración, en el banco de caudal, por parte del fabricante, se mide una cantidad específica de gas que fluye por el sensor. Este proceso se repite varias veces a lo largo del rango de operación para determinar la relación entre el caudal másico y la señal para el gas y el sensor sometido a calibración.

Puntos a tener en cuenta:

1.- Tamaño de la tubería

revisar el tamaño de la tubería en el lugar de la instalación, el espesor de la tubería y la velocidad máxima del gas. Se debe transmitir esta información al fabricante para la calibración óptima.

2.- Composición del gas

es indispensable calibrar el medidor con el gas que el usuario final utilizará ya que cada gas tiene diferentes propiedades térmicas. Además, cualquier cambio en la composición del gas generará resultados incorrectos. Mientras que algunos gases son puros, como el nitrógeno o el argón, otros, como el biogás, consisten en una mezcla de gases.. En el último caso, es importante disponer tanto del contenido de Metano como el de CO2. También se debe transmitir esta información al fabricante para una calibración idónea.

3.- Gas húmedo

si hay humedad o partículas en el gas, se debe modificar correctamente la instalación para evitar que ningún condensado llegue al sensor. El principio primordial de los caudalímetros másicos por dispersión térmica implica la transferencia de calor causada por el flujo de gas. La humedad condensada en el gas que entra en contacto con el sensor calentado aumenta rápidamente la transferencia de calor, y el caudalímetro responde con un pico, dando una medición inexacta del caudal.

Los siguientes pasos pueden ayudar a resolver los problemas con gases húmedos cuando se mide con caudalímetros másicos por dispersión térmica:

  • a) Incline el sensor 45 grados en la tubería para que si se producen condensaciones en la pared de la tubería, la propia gravedad alejará la condensación del sensor.
  • b) Cuando se utiliza un depósito de separación de condensados, el condensado se acumula en el fondo separado del gas. En este caso, el gas fluye por el recipiente reduciéndose la velocidad y donde realiza un cambio de dirección. La gravedad hace que los condensados caigan mientras el gas sube y sale, eliminando la humedad del gas.
  • c) En algunos casos, se puede aplicar una cinta calentada en la superficie exterior de la tubería para prevenir la condensación.

4.- Tramos rectos anterior

la ubicación de la instalación del medidor es crucial. Las perturbaciones afectan negativamente al perfil de flujo del caudal de gas. A más perturbaciones anteriores, se necesitará una tubería con más tramos rectos para lograr el perfil de flujo requerido.

5.- Profundidad de inserción

la sonda del sensor de los caudalímetros másicos Sierra debe estar en el centro de la tubería porque la mayor velocidad del caudal se detectará lo más lejos posible de las paredes de la tubería. Existen al menos dos métodos para la inserción de la sonda en el centro de la tubería.

La sonda del sensor del caudalímetro debe instalarse en el centro de la tubería.

Para más información contactar con MATELCO, S.A tel. 93.66.55.553, o por correo desde la sección de contacto.

Factores que impactan en la precisión de los caudalímetros másicos sierra por dispersión térmica; el perfil de flujo y su acondicionamiento PARTE I


La selección del punto donde instalar el caudalímetro basado únicamente en la facilidad de instalación, es un error.

Consideraciones sobre el perfil de flujo

Esta nota revisa el perfil de flujo, algunas consideraciones sobre la aplicación del usuario final. Explora el uso de los acondicionadores de flujo para mejorar la precisión de un caudalímetro másico térmico de la firma americana Sierra. Es especialmente útil en las zonas donde es imposible obtener un perfil de flujo óptimo.

El perfil de velocidad se utiliza para determinar el caudal de un fluido que fluye dentro de una tubería. Si cambia el perfil óptimo, la precisión de un caudalímetro másico térmico disminuye. Uno de los factores que afectan al perfil del flujo son los tramos rectos anteriores. Si no hay los tramos suficientes, se puede utilizar un acondicionador de flujo. Este permite obtener un perfil de velocidad más uniforme mejorando la precisión de la medida.

 

Principios básicos del perfil de flujo – Perfil de velocidad

Los fluidos, como el gas, fluyen a diferentes velocidades dentro de una tubería. A medida que el gas entra en una tubería circular, las moléculas en contacto con la superficie de la tubería se detienen, creando una capa límite. El gas que fluye en las capas adyacentes se ralentiza debido a la fricción, y la velocidad del gas en la sección media aumenta para mantener el caudal másico a través de la tubería. La distribución de velocidad a través de la tubería es el perfil de velocidad. El perfil de flujo se vuelve parabólico una vez que el flujo está “completamente desarrollado”. Al conocer el perfil de velocidades, es posible determinar la velocidad en cualquier punto dentro del patrón.

Perfil de velocidad

Entendiendo el perfil de velocidad, es posible determinar la velocidad en cualquier punto.

 

La tubería y el tramo recto aguas arriba del sensor de flujo

Cada vez que un perfil de flujo se distorsiona, la precisión del medidor disminuye. Los principales factores que afectan al perfil de flujo son la tubería y el tramo recto aguas arriba del sensor de flujo, con impacto menor en los tramos rectos posteriores . En una aplicación ideal, el perfil de flujo óptimo se produce cuando tenemos una tubería recta, lisa y suficientes tramos rectos que precedan al caudalímetro másico. En el mundo real, sin embargo, la mayoría de las tuberías no tienen suficientes tramos rectos, y se producen alteraciones en el caudal debido a; los racores/acoplamientos, expansores, reductores, válvulas, T, cabezales, recodos, filtros, intercambiadores de calor, reguladores, bridas y codos…

A menudo, el tramo recto que precede al medidor, requiere mayores distancias para ofrecer el perfil de flujo adecuado. Por ejemplo, cuando se introduce un codo en el mismo plano de una línea, se requerirá que el tramo recto de la tubería aguas arriba sea de como mínimo 25 diámetros. Se necesitan incluso más tramos rectos en otro tipo de instalaciones. A menudo, es inviable obtener un tramo recto suficientemente largo como para asegurar un perfil de flujo perfecto. En estos casos, el acondicionador de flujo es una excelente opción a tener en cuenta.

 

Codo 90 Perfil de velocidad

Codo de 90 grados en el perfil de velocidad.

 

Instalación del caudalímetro másico térmico

La ubicación para la instalación de un caudalímetro es muy importante y, a menudo, se pasa por alto. Seleccionar un lugar de instalación basado únicamente en la facilidad de instalación, en la mayoría de ocasiones resulta ser un fracaso. El usuario final debe considerar primero, las posibles perturbaciones del flujo de la ubicación escogida para la instalación del caudalímetro, antes de darla como definitiva. Por esta razón, es muy importante considerar la ubicación más efectiva. En cualquier caso, una vez que se selecciona la ubicación, se deben tener en cuenta las perturbaciones para que el fabricante pueda determinar si se requiere un acondicionador de flujo y, de ser así, el medidor de caudal se calibraría en fábrica con el acondicionador correspondiente.

Ejemplos caudalímetro másico (medidor)

Para más información contactar con MATELCO, S.A tel. 93.66.55.553, o por correo desde la sección de contacto.

Gran ahorro en agua, producto (mix de helado) y tiempo en una línea de maduración/pasteurización de un fabricante de helados.


El estudio se realizó con un sensor óptico de la empresa Finlandesa SATRON Instruments, para la mejora y optimización de recursos asociados a la línea de maduración/pasteurización, complementando el control existente por conductividad.
Los resultados obtenidos extrapolados a un año fueron los siguientes:

Ahorro de más de:

  • 744 m3 de agua
  • 2.868 litros de mix de helado
  • 62 horas

La amortización del sensor, solamente basada en el coste de mix de helado, fué de 6 días.

DETALLES DEL PROCESO:

  1. Fase de pasteurización: El mix de helado es conducido hasta el pasteurizador, mediante bomba centrífuga, para reducir la presencia de agentes patógenos (como por ejemplo ciertas bacterias, protozoos, mohos, levaduras, etc.) que pueda contener. Posteriormente es acumulado en un tanque para el proceso de maduración.
  2. Fase de maduración: Consiste en dejar la mezcla de helados en un sitio frío, entre 2ºC y 5ºC, durante un tiempo determinado para que repose y se hidraten algunos ingredientes.
Se debe aplicar una agitación lenta a intervalos, para que no se precipiten los sólidos que están en suspensión. No se puede tener más de 72 horas. Puede realizarse en el mismo pasteurizador, o en una tina de maduración.
  3. Fase de transporte: Pasado el tiempo necesario el mix es conducido hasta las diferentes líneas de proceso tales como la mantecación o envasado. Los empujes de mix se realizan con agua.
  4. Fin del ciclo: Inmediatamente después de acabado el ciclo de producción se procede al enjuague con agua, ya que, en caso contrario, los residuos de leche se secan y se pegan a las superficies rápidamente, lo que hace más difícil su limpieza. Seguidamente se hace un lavado con una solución alcalina y un aclarado final. Este se realiza con agua potable durante el tiempo suficiente para eliminar cualquier traza de NaOH, puesto que de no ser así, se podría contaminar la leche procesada posteriormente. El correcto funcionamiento de esta fase, es esencial para que el producto reúna las características higiénicas necesarias.

 

Características del sensor óptico utilizado:

  • Medida por dispersión de luz.
  • Rango de medida: 0-1.000 hasta 5.000 NTU ó FNU
  • Precisión: 0,1% del rango calibrado
  • Medida de temperatura integrada.
  • Medida de temperatura de la electrónica.
  • Sencilla calibración (de 2 a 16 puntos).
  • Damping de análisis: desde cada 60” hasta 100 al segundo
  • Memorizable hasta 4 calibraciones. Permite cambio de calibración remota (contacto relé).
  • Salida: 2 salida 4-20mA (turbidez + Temperatura) + HART.
  • Certificado EHEDG y 3A

 

 

 

Otras aplicaciones:

  • Separación de fases
  • Vertido a depuradora
  • Control en intercambiadores
  • Monitorización de grasa en leche
  • Control del color

Para más información contactar con MATELCO, S.A tel. 93.66.55.553, o por mail desde la sección de contacto

Purificación del hidrógeno mediante una planta de hyco en una refinería.


El suministro de hidrógeno de alta pureza es crítico para muchas aplicaciones industriales donde las impurezas deterioran los rendimientos.

La purificación de hidrógeno se requiere para:

  • Producción química.
  • Refino de metales.
  • Refino de petróleo.
  • Procesamiento de alimentos.
  • Fabricación de semiconductores.

Las refinerías usan gas hidrógeno en su proceso de hidrocraqueo, de-aromatización o desulfuración.
La recuperación y purificación de hidrógeno puro se puede realizar de diferentes corrientes ricas en hidrógeno, tales como gases de síntesis de reformado de vapor de gas natural o procesos de gasificación.
El requisito de pureza del H2 es de hasta un 99,9999% en moles y se consigue con un proceso de purificación exigente.


Proceso.

Como su nombre indica, las plantas de HyCO producen grandes cantidades de hidrógeno (H2) y monóxido de carbono (CO).
En este caso, el proceso HyCO se alimenta con Gas Natural y Vapor (Fig. 1).

Fig. 1 Diagrama de proceso de la planta HYCO

Es una planta de producción de hidrógeno que utiliza gas natural como materia prima. El gas natural reacciona con vapor de agua en el reformador primario a una alta temperatura y presión, obteniéndose un gas de síntesis, que es una mezcla principalmente de H2 y CO.

Reacción 1: CH4 + H2O ↔ 3H2 + CO

El gas de salida es rico en hidrógeno pero contiene una cierta proporción de monóxido de carbono. En otro reactor se convierte el CO, en hidrógeno adicional mediante reacción con vapor.

Reacción 2: CO + H2O ↔ H2 + CO2

El gas resultante tiene un contenido elevado de hidrógeno, junto a dióxido de carbono.

El CO2 es un subproducto que necesita ser eliminado del proceso. Esto se debe a su alto punto de congelación, que podría obstruir los procesos de separación en el refrigerador.

Para eliminar el CO2, se hace mediante la absorción con una solución de aminas. Luego se pasa por un secador, para extraer la humedad, así como algo de CO2 que haya quedado del proceso anterior. El refrigerador nos permitirá separar el H2 y el CO. El CO pasa por 3 columnas en el refrigerador de destilación antes de que sea un producto puro.

El hidrógeno separado se purifica a continuación en una unidad PSA (Pressure Swing Adsorption). El PSA es la parte del proceso que se encarga de purificar el H2 para poder enviarlo a la red de H2 de la refinería. Después de la unidad PSA es importante conocer la pureza del Hidrógeno, y esto puede realizarse mediante el analizador de gases modelo LaserGas II MP.

Datos típicos del proceso:
Medida CO y CH4 en H2 puro
Solución extractiva,
Rango CO: 0-10 ppm
Rango CH4: 0-20 ppm


Motivos.

La contaminación del H2 debe ser detectada. Las razones son las siguientes:
• Entregar al cliente Hidrógeno de alta calidad.
• Proteger los procesos del cliente que utiliza el hidrógeno
• Optimizar la durabilidad del absorber de la planta HYCO tanto como sea posible, para reducción de costes
• Realizar el cambio de Absorber sólo cuando los valores límites se han alcanzado
• Aumento de la eficiencia de la planta
• Ahorro de energía


Solución propuesta por MATELCO.

Un Analizador de gases LaserGas II MP de la firma noruega NEO Monitors, que mide el CO y CH4 simultáneamente en hidrógeno en rangos muy bajos (ppb).
Principio de medida: Láser (TDLAS) espectroscopia de línea simple
La estabilidad del cero permite niveles de alarma bajos y minimiza el riesgo de paradas de planta por falsas alarmas.
Usando este analizador de gases los costes de mantenimiento se reducen significativamente.


Ventajas del analizador:

  • Medida de gases a nivel de trazas (ppb), de modo extractivo, en un entorno controlado
  • Medida en tiempo real altamente fiable
  • Reducción de emisiones al medio ambiente
  • Fácil de instalar y operar
  • Optimización del proceso reduciendo los costes de operación
  • Ahorro energético
  • Tiempo de respuesta en segundos (2 a 10 dependiendo del caudal)
  • Sin interferencia del resto de gases de la muestra
  • Sin deriva del cero
  • Mínimos costes de mantenimiento y funcionamiento
  • Certificado ATEX

Si necesita resolver cualquier duda o consulta que pueda tener sobre el analizador de gases, solo tiene que enviarnos un e-mail desde la sección contacto y uno de nuestros expertos contactará con usted lo antes posible.

1 2