Analizzatore di gas FTIR portatile - ToronFTIR™ G12000
Il ToronFTIR™ G12000 è un analizzatore di gas FTIR portatile, progettato per il monitoraggio continuo delle emissioni e dei VOC (composti organici volatili) presso fonti di inquinamento fisse come centrali elettriche a carbone, acciaierie, cementifici e impianti di incenerimento dei rifiuti. Lo strumento legge l'impronta infrarossa di un campione di gas in flusso e quantifica simultaneamente decine di componenti, dai gas di combustione come SO₂, NO e CO a un'ampia gamma di composti organici volatili. Una cella di campionamento riscaldata e protetta dalla corrosione consente all'analizzatore di operare direttamente su gas di combustione caldi, umidi e corrosivi senza perdita di specie reattive o condensabili.
Il ToronFTIR™ G12000 combina l'analizzatore con un sistema di campionamento riscaldato completo e una fase di pretrattamento dei gas di scarico, in modo che il campione raggiunga la cella a temperatura ambiente e privo di polvere. Un rivelatore DTGS a temperatura ambiente elimina la necessità di raffreddamento ad azoto liquido o termoelettrico, semplificando le operazioni sul campo. L'alimentazione a batteria, una postazione di lavoro portatile e una valigetta per il trasporto rendono il sistema pratico per ispezioni delle ciminiere, audit mobili e interventi di emergenza in zone non servite dalla rete elettrica.
L'analizzatore misura di serie oltre cinquanta componenti del gas e accetta un menu di gas personalizzato su richiesta. Il software gestisce la calibrazione multipunto, la conversione della concentrazione da secca a umida, la compensazione di temperatura e pressione e la correzione automatica delle interferenze incrociate tra i componenti. La registrazione continua, i grafici di tendenza, la riproduzione spettrale e l'esportazione in Excel forniscono agli operatori una registrazione completa per la reportistica e la successiva analisi.
Analizzatore di gas FTIR portatile - Applicazioni del ToronFTIR™ G12000
Il ToronFTIR™ G12000 supporta la conformità alle normative sulle emissioni, il monitoraggio dei processi e le attività di sicurezza nell'industria pesante e nei servizi ambientali.
- Monitoraggio delle emissioni da fonti fisse: misura i gas di scarico dei camini di centrali elettriche a carbone, acciaierie, cementifici, vetrerie e impianti di incenerimento dei rifiuti ai fini della rendicontazione normativa.
- Monitoraggio della conformità VOC: quantifica le emissioni organizzate di VOC nei fumi industriali, considerando numerose specie organiche, in un'unica scansione.
- Gas di combustione caldi, umidi e corrosivi: il campionamento a caldo e le ottiche anticorrosione gestiscono le difficili condizioni dei camini che metterebbero in difficoltà gli analizzatori a cella fredda.
- Intervento di emergenza ambientale: rileva gas inorganici pericolosi e composti organici tossici nell'aria ambiente durante sversamenti e incidenti.
- Ottimizzazione del processo e della combustione: monitora CO, CO₂, NOx e idrocarburi per regolare i bruciatori e ridurre il consumo di combustibile.
- Igiene e sicurezza industriale: rileva gas tossici come HCl, HF, HCN, fosgene e disolfuro di carbonio nelle aree di produzione.
- Ricerca e sviluppo di metodi: crea librerie spettrali e studia miscele di gas multicomponenti in laboratori accademici e industriali.
Analizzatore di gas FTIR portatile - ToronFTIR™ G12000 - Caratteristiche principali
Il ToronFTIR™ G12000 combina l'analisi simultanea di più gas con un campionamento robusto e pronto per l'uso sul campo.
- Analisi simultanea di più gas: misura oltre cinquanta componenti gassosi in una singola scansione, con un menu di gas personalizzabile su richiesta.
- Rivelatore DTGS a temperatura ambiente: funziona senza raffreddamento ad azoto liquido o termoelettrico, semplificando l'installazione sul campo.
- Percorso ottico lungo 4.5 metri: una cella a percorso lungo ripiegata riduce i limiti di rilevamento per gli inquinanti in tracce.
- Cella riscaldata e resistente alla corrosione: i rivestimenti anticorrosione e il riscaldamento a 180 °C consentono la misurazione diretta dei gas di scarico umidi e acidi.
- Campionamento a riscaldamento completo: la sonda e le linee riscaldate a temperature superiori a 180 °C impediscono la condensazione e la perdita di specie reattive.
- Filtrazione a tre stadi: filtri resistenti alle alte temperature e alla corrosione rimuovono le particelle da 0.5 a 5 µm prima che raggiungano la cella.
- Scansione rapida: almeno cinque scansioni al secondo consentono un rapido monitoraggio e calcolo della media delle tendenze.
- Conversione da secco a umido: riporta le concentrazioni sia su base secca che umida per soddisfare i requisiti di rendicontazione.
- Compensazione di temperatura e pressione: corregge le condizioni ambientali e risolve automaticamente le interferenze tra i gas.
- Registrazione continua e analisi delle tendenze: registra gli spettri, visualizza i grafici dell'andamento della concentrazione e riproduce gli spettri salvati per la revisione.
- Esportazione dati in Excel: salva i risultati in un formato foglio di calcolo pronto per la preparazione dei report.
- Funzionamento con batterie portatili: i pacchi batteria al litio portatili e la custodia per il trasporto consentono di effettuare ispezioni delle ciminiere e verifiche a distanza.
- Diagnostica remota con un clic: genera un file di stato che gli operatori possono inviare ai tecnici dell'assistenza per ottenere supporto.
Teoria e metodo
L'analisi dei gas mediante spettrometro a infrarossi a trasformata di Fourier (FTIR™ G12000) identifica e quantifica i gas in base al modo in cui le loro molecole assorbono la luce infrarossa. Ogni gas assorbe a numeri d'onda caratteristici, determinati dalla vibrazione dei suoi legami chimici, pertanto una miscela produce uno spettro combinato che il software separa nei singoli componenti. Il ToronFTIR™ G12000 registra l'intero spettro in un'unica misurazione, anziché scansionare una lunghezza d'onda alla volta, consentendo così di analizzare contemporaneamente molti gas e di ripetere la misurazione più volte al secondo.
Al centro del sistema si trova un interferometro di Michelson. Un divisore di fascio con finestre a tenuta stagna divide il fascio infrarosso in due percorsi che si riflettono su uno specchio fisso e su uno mobile. La ricombinazione dei fasci produce un interferogramma, che viene poi convertito in uno spettro di assorbanza tramite una trasformata di Fourier. La relazione di Beer-Lambert collega quindi l'assorbanza alla concentrazione: un percorso ottico più lungo e un'assorbanza maggiore significano un maggior numero di molecole nel fascio. Un percorso ottico ripiegato di almeno 4.5 metri all'interno di una cella di volume inferiore a 1 litro garantisce la sensibilità necessaria per rilevare inquinanti a bassa concentrazione.
La gestione del campione è un fattore determinante per la precisione, tanto quanto l'ottica. Gas reattivi e condensabili come HCl, HF, NH₃ e acqua aderiscono alle superfici fredde o evaporano con il raffreddamento del campione, falsando la lettura. Il ToronFTIR™ G12000 mantiene la sonda, le linee del campione e la cella a una temperatura superiore a 180 °C lungo tutto il percorso, in modo che il campione rimanga in fase gassosa dal collettore al rivelatore. I rivestimenti anticorrosione proteggono la cella e il riflettore dai gas di scarico acidi durante le lunghe sessioni di analisi sul campo.
Analizzatore di gas FTIR portatile - Specifiche tecniche del ToronFTIR™ G12000
| Parametro | Specificazione |
|---|---|
| Principio di misurazione | Trasformata di Fourier a infrarossi (FTIR) |
| Rivelatore | DTGS, funzionamento a temperatura ambiente (non è necessario il raffreddamento) |
| Divisore di fascio | Materiale per finestre resistente all'umidità |
| Gamma Wavenumber | Da 600 a 4500 cm⁻¹ (minimo) |
| Risoluzione spettrale | 4 cm⁻¹ standard, 1 cm⁻¹ opzionale |
| Frequenza di scansione | ≥ 5 scansioni al secondo |
| Lunghezza del percorso ottico | ≥ 4.5 m |
| Volume della cellula campione | < 1.0 litri |
| Riscaldamento della cella campione | ≥ 180°C |
| Protezione contro la corrosione | Rivestimento anticorrosione sulla cella del campione e sul riflettore |
| Errore di indicazione (CO₂) | Entro ± 5% |
| Errore di indicazione (altri gas) | ±5% relativo per intervallo > 60 µmol/mol; ±3 µmol/mol assoluto per intervallo ≤ 60 µmol/mol |
| Deriva zero | Entro ± 3% |
| Span Drift | Entro ± 3% |
| Influenza del flusso del campione | ≤±2.0%FS |
| Influenza della temperatura ambiente | ≤±5.0%FS |
| Influenza della tensione di alimentazione | ≤±2.0%FS |
| Esportazione dei dati | Formato Excel |
| Tensione | CA 220 V, 50 Hz, 300 W (disponibile anche 110 V) |
Sistema di campionamento e pretrattamento
| Parametro | Specificazione |
|---|---|
| Sistema di campionamento riscaldato | Riscaldamento a processo completo, temperatura costante ≥ 180 °C |
| Portata di campionamento | ≥ 1.8 L/min |
| Forza della pompa | ≥ 80kPa |
| Filtrazione | Rimozione della polvere in tre fasi; resistente alle alte temperature, alla corrosione e non assorbente; da 0.5 a 5 μm |
| Linee di campionamento riscaldate | ≥ 5 m e ≥ 1 m, ≥ 180 °C, con visualizzazione della temperatura del condotto |
| Sonda di campionamento riscaldata | Filtro antipolvere frontale ≥ 1 m, ≥ 180 °C |
| Raffreddamento dei gas di scarico | Raffreddamento a due stadi per semiconduttori, ≥ 80 NL/h, tempo di raffreddamento ≤ 30 min |
| Temperatura del gas campione in ingresso | ≤ 180 ° C |
| Punto di rugiada in uscita | ≤ 5 ° C |
| Filtrazione di precisione | 0.1 μm, L = 50 mm |
| Capacità di scarico | 3.3 NL / min |
| Capacità anti-pressione negativa | -5000 Pa, 1 L/min |
| Riscaldamento della camera di campionamento | ≥ 120°C |
| Sonda in acciaio inossidabile | ≥ 1 m, linea riscaldata ≥ 3 m, prefiltro ≤ 2 μm |
| Dispositivo per la titolazione dell'acido fosforico | Concentrazione dal 20% all'80%, pompa peristaltica da 1 a 5 giri/min. |
Configurazione standard
| Articolo | Quantità | Descrizione |
|---|---|---|
| Unità principale dell'analizzatore di gas FTIR portatile | set 1 | Unità di analisi principale |
| Sistema di campionamento riscaldato per l'intero processo | set 1 | Sonda riscaldata (≥ 1 m), linee riscaldate (≥ 5 m e ≥ 1 m), campionatore riscaldato |
| Valigetta di trasporto portatile | 1 | Custodia da campo |
| Elementi filtranti in metallo primario | 2 | Filtrazione di primo stadio |
| Filtri secondari in metallo | 2 | Filtrazione di secondo stadio |
| Elementi filtranti in metallo terziario | 2 | Filtrazione di terzo stadio |
| Sistema software di analisi | set 1 | Analisi quantitativa multisostanza |
| Libreria spettrale di calibrazione del gas di fabbrica | set 1 | Spettri di calibrazione precaricati |
| Biblioteche qualitative/semiquantitative | ≥ 200 | Librerie spettrali di riferimento |
| Workstation mobile | 1 | Processore i7, 32 GB di RAM, 1 TB di spazio di archiviazione, schermo touchscreen da 14 pollici con risoluzione 2.5K. |
| Fonti di energia al litio per dispositivi mobili | 2 | 24 V, 55 Ah, 1500 W nominali / 5000 W di picco, 8 kg ciascuna |
| Sistema di pretrattamento dei gas di scarico | set 1 | Raffreddamento, filtrazione e condizionamento |
| Stampante portatile | 1 | Stampa dei report in loco |
Componenti del gas misurabili
L'analizzatore quantifica i seguenti componenti come standard. Gli intervalli sono espressi in mg/m³, salvo diversa indicazione in %Vol, e comprendono un intervallo di calibrazione inferiore e uno superiore.
| Componente del gas | Formula | Gamma inferiore | Gamma superiore |
|---|---|---|---|
| Oxygen | O₂ | Da 0 a 20.9 %Vol | - |
| Monossido di carbonio | CO | 0 a 75 | 0 a 1000 |
| Monossido di azoto | NO | 0 a 80 | 0 a 600 |
| Diossido di azoto | NO₂ | 0 a 50 | 0 a 600 |
| Ossido nitroso | N₂O | 0 a 50 | 0 a 400 |
| biossido di zolfo | SO₂ | 0 a 75 | 0 a 1000 |
| Ammoniaca | NH₃ | 0 a 15 | 0 a 50 |
| Cloruro di idrogeno | HCl | 0 a 15 | 0 a 100 |
| Fluoruro di idrogeno | HF | 0 a 15 | 0 a 50 |
| Acido cianidrico | HCN | 0 a 50 | 0 a 100 |
| Metano | CH₄ | 0 a 200 | 0 a 2000 |
| Propano | C₃H₈ | 0 a 50 | 0 a 1000 |
| Etilene | C₂H₄ | 0 a 50 | 0 a 1000 |
| Formaldehyde | fatto | 0 a 50 | 0 a 100 |
| Benzene | C₆H₆ | 0 a 50 | 0 a 100 |
| toluene | C₇H₈ | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| Styrene | C₈H₈ | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| Vapore acqueo | H₂O | Da 0 a 25 %Vol | Da 0 a 40 %Vol |
| Diossido di carbonio | CO₂ | Da 0 a 25 %Vol | - |
| propilenico | C₃H₆ | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| etilbenzene | C₈H₁₀ | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| Acetilene | C₂H₂ | 0 a 15 | 0 a 50 |
| acroleina | C₃H₄O | 0 a 50 | 0 a 100 |
| Fenolo | C₆H₆O | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| nitrobenzene | C₆H₅NO₂ | 0 a 150 | 0 a 1000 |
| m-xilene | C₈H₁₀ | 0 a 120 | 0 a 1000 |
| p-Xilene | C₈H₁₀ | 0 a 120 | 0 a 1000 |
| o-xilene | C₈H₁₀ | 0 a 120 | 0 a 1000 |
| Etano | C₂H₆ | 0 a 50 | 0 a 1000 |
| TVOC | - | 0 a 50 | 0 a 1000 |
| Esano | C₆H₁₄ | 0 a 200 | 0 a 1000 |
| cicloesano | C₆H₁₂ | 0 a 120 | 0 a 1000 |
| Acido acetico | C₂H₄O₂ | 0 a 25 | 0 a 50 |
| Acetone | C₃H₆O | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| Metanolo | CH₃OH | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| etanolo | C₂H₅OH | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| diclorometano | CH₂Cl₂ | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| Cloroformio | CHCl₃ | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| 1,1-dicloroetano | C₂H₄Cl₂ | 0 a 30 | 0 a 1000 |
| Dicloroetilene | C₂H₂Cl₂ | 0 a 200 | 0 a 1000 |
| tricloroetilene | C₂HCl₃ | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| tetracloroetilene | C₂Cl₄ | 0 a 200 | 0 a 1000 |
| Acetato di metile | C₃H₆O₂ | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| Amina (verifica) | C₃H₈N | 0 a 130 | 0 a 1000 |
| clorobenzene | C₆H₅Cl | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| acrilonitrile | C₃H₃N | 0 a 180 | 0 a 1000 |
| Disolfuro di carbonio | CS₂ | 0 a 15 | 0 a 50 |
| Anilina | C₆H₅NH₂ | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| Cloruro di vinile | C₂H₃Cl | 0 a 100 | - |
| acetaldeide | C₂H₄O | 0 a 100 | 0 a 1000 |
| Anidride acetica | C₄H₆O₃ | 0 a 200 | 0 a 1000 |
Lo strumento fornisce anche spettri di riferimento qualitativi e semi-quantitativi per ulteriori composti, tra cui etanetiolo, etilammina, acetofenone, bromoetano, butano, esafluoruro di zolfo, trifluoruro di azoto, acetato di etile, anidride acetica, dietiletere, disolfuro di dimetile, dimetilammina, fosgene, perfluoropropano, cloroetano, metilmercaptano, solfuro di dimetile, metilammina, formiato di metile, alcol furfurilico, n-butanolo, isopropanolo, eptano, tetracloruro di carbonio, triclorometano, trimetilammina e propanolo. Il menu dei gas e gli intervalli possono essere personalizzati in base all'applicazione del cliente.
Componenti per la calibrazione del gas di fabbrica
| Componente del gas | Formula | Gamma di calibrazione |
|---|---|---|
| biossido di zolfo | SO₂ | 0 a 1000 ppm |
| Monossido di azoto | NO | 0 a 2000 ppm |
| Diossido di azoto | NO₂ | 0 a 500 ppm |
| Monossido di carbonio | CO | 0 a 5000 ppm |
| Diossido di carbonio | CO₂ | 0 al 90% |
| Ammoniaca | NH₃ | 0 a 500 ppm |
| Cloruro di idrogeno | HCl | 0 a 200 ppm |
| Vapore acqueo | H₂O | 0 al 30% |
| Ossido nitroso | N₂O | 0 a 500 ppm |
| Metano | CH₄ | 0 a 2000 ppm |
| Etano | C₂H₆ | 0 a 100 ppm |
| Propano | C₃H₈ | 0 a 100 ppm |
| Fluoruro di idrogeno | HF | 0 a 100 ppm |
| Benzene | C₆H₆ | 0 a 100 ppm |
| toluene | C₇H₈ | 0 a 100 ppm |
| etilbenzene | C₈H₁₀ | 0 a 100 ppm |
| Styrene | C₈H₈ | 0 a 100 ppm |
