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Mercury Monitoring System

MMS-NG

 

Automatisches Quecksilber-Überwachungssystem für Erdgas

Mercury Instruments MMS-NG and drilling platform

  • Automatischer kontinuierlicher Messbetrieb
  • Schnelle und zuverlässige Ergebnisse
  • Detektiert elementares und gebundenes Quecksilber
  • Automatische Kalibrierung
  • Multiplexer für mehrere Messstellen
  • Probenverdünnung für hohe Konzentrationen
  • Kein spezielles Trägergas erforderlich
  • Zertifiziert für den Einsatz im Ex-Bereich

Einführung

Erdgas enthält häufig Quecksilber, typische Konzentrationen liegen, je nach Lagerstätte, zwischen 1 und 10000 µg/m³.Quecksilber ist nicht nur extrem toxisch, sondern es ist potenziell auch ein Korrosionsverursacher. Quecksilber kann an Anlagenbauteilen Korrosionen oder Materialversprödung verursachen. Erdgasverarbeitende Anlagen entfernen das im Rohgas enthaltene Hg meist mit sogenannten Mercury Removal Units (MRUs). Diese MRUs arbeiten häufig mit Festbettabsorbern, wobei als aktives Material schwefelimprägnierte Aktivkohle oder andere Sorbentien verwendet werden. Das Mercury Monitoring System für Erdgas ist ein wichtiges Instrument um die Effektivität der Quecksilberentfernung in Echtzeit zu messen und den Verlauf der Quecksilberkonzentrationen im Produktionsprozess zu verfolgen.

Mercury Instruments, engineers

Sonderanfertigungen

Jedes online System zur Quecksilberbestimmung muss unterschiedlichen Anforderungen bezüglich der Probengaszusammensetzung, der Installation und den Betriebsbedingungen genügen.

Deshalb ist eine kundenspezifische Ausführung erforderlich.

Dank jahrelanger Erfahrung in der Entwicklung spezieller Erdgas-Systeme ist Mercury Instruments in der Lage, auch auf Ihre individuellen Bedürfnisse einzugehen.

Kontinuierliche Überwachung von Quecksilber in Erdgas

Mercury Instruments hat ein System zur automatischen und kontinuierlichen Überwachung von Quecksilber in Erdgas und anderen brennbaren Gasen entwickelt. Der eigentliche Quecksilberanalysator sowie optionales Zubehör wie automatischer Kalibrator werden in einem speziellen Schutzschrank installiert, das Gesamtsystem ist zertifiziert zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (ATEX, IEC-Ex). Die Probe wird über ein beheiztes Probennahmesystem sowie einer oberflächenbeschichteten Edelstahlleitung dem Analysator zugeführt. Eine geringstmögliche Adsorption von Hg an der Oberfläche ist dadurch gewährleistet. Im Falle des Auftreten eines Fehlers wird das Messsystem automatisch stromlos geschaltet und der Probengasstrom unterbrochen.

Hochempfindlicher und -selektiver Detektor

Der UT-3000 Mercury Ultratracer dient zur präzisen Messung von Quecksilber in Erdgas in einem weiten Konzentrationsbereich. Eine speziell entwickelte Goldfalle sammelt das in der Probe enthaltene Quecksilber selektiv. Sie wird blitzartig ausgeheizt, das zuvor gesammelte Quecksilber wird schlagartig wieder freigesetzt und in die optische Messzelle geleitet. Dort wird das Quecksilber quantitativ mit Hilfe der Atomabsorptionsmessung (AAS) bestimmt. Im Gegensatz zu Atomfluoreszenzgeräten wird beim UT-3000 kein spezielles Trägergas benötigt. Zum Transport des Quecksilbers in die Messzelle wird Luft verwendet, dies reinigt die Goldoberfläche der Goldfalle und erhöht deren Lebensdauer. Als bemerkenswerte Eigenschaft zeigt der UT-3000 keine Querempfindlichkeit gegenüber Kohlenwasserstoffe oder andere im Erdgas enthaltene gasförmige Komponenten (siehe Interferenzdiagramm mit Benzol).

Querempfindlichkeit gegenüber Benzol:
verschiedene Messtechniken im Vergleich

Mercury Instruments - Benzene Interference

Probennahmesystem für Erdgas

Die Funktion des Probennahmesystems ist für die Quecksilbermessung ebenso wichtig wie der Analysator selbst. Um seinen Zweck zu erfüllen, muss das Probennahmesystem den Druck der Probe reduzieren und die Probe zum Analysator leiten, ohne die Quecksilberkonzentration zu beeinflussen. Darüberhinaus sollte das Probennahmesystem eine minimale zeitliche Verzögerung verursachen und es muss im explosionsgefährdeten Bereich einsetzbar sein. Das MMS-NG-Probennahmesystem erfüllt diese Anforderungen . Alle Oberflächen jener Stellen, an denen der Druck reduziert wird, sind beheizt, dies kompensiert den Joule-Thomson-Abkühlungseffekt und eliminiert Quecksilberverluste durch Adsorption sowie Kondensations- und Vereisungseffekte. Ein speziell beschichtetes Membranfilter wird eingesetzt, um Flüssigkeitströpfchen zu entfernen. Leitungen und probenberührte Komponenten sind mit einer besonderen Beschichtung versehen, um Quecksilberadsorption wirkungsvoll zu verhindern. Der maximale Eingangsdruck beträgt 3480 psig (240 bar), der Ausgangsdruck ist justierbar von 1 to 28 psig (0.07 to 2 bar).

Messstellenumschalter (Multiplexer)

Mercury Instruments sampling point multiplexer

Zur Prozessüberwachung ist es häufig sinnvoll, die Quecksilberkonzentrationen an mehreren Messstellen zu überwachen, z.B. am Ein- und Auslass der Quecksilber-Absorbertürme. Das MMS-NG bietet optional einen automatischen Messstellenumschalter, mit dem die Quecksilberkonzentrationen an bis zu 16 Messpunkten erfasst werden können. Durch die kontinuierliche Spülung aller Probenkanäle werden die probengasberührten Oberflächen ständig konditioniert, dadurch wird eine kurze Ansprechzeit erzielt.

Messstellenumschalteinheit. Es sind Eingänge für bis zu 16 Probenleitungen vorhanden.

Mercury Instruments MMS-NG setup

Beispiel: MMS-NG Mercury Monitoring System in einer Gasseparations-Anlage, bei welcher das Quecksilber in Absorbertürmen entfernt wird. Dadurch sollen Anlagenteile wie Aluminium-Wärmetauscher vor Korrosion geschützt und zusätzlich die Produktqualität verbessert (niedrige Hg-Konzentration) werden. Das MMS-NG ist ein ideales Instrument, um die Effizienz der Hg-Entfernung zu überwachen und eine niedrige Hg-Konzentration im verarbeiteten Gas zu gewährleisten.

Kalibrierung und Qualitätssicherung

Mercury Instruments manual calibration unit

Manuelle Kalibrierung des Quecksilbermessgerätes.
Ein bekanntes Kalibriergas-Volumen
wird mit Hilfe einer µl-Spritze entnommen und anschließend
in den Kalibrierport des
Messgerätes injiziert.

Zur Qualitätssicherung wird eine regelmäßige Überprüfung der Kalibrierung empfohlen. Dazu bieten wir eine manuelle Kalibrierausrüstung sowie eine automatische Kalibriereinheit an. Sowohl bei der manuellen als auch bei der automatischen Kalibrierung wird ein bekanntes Volumen von Hg-gesättigter Luft in den Analysator gegeben. Die Kalibriereinrichtungen arbeiten wartungsfrei und erfordern im Gegensatz zu Permeationsmethoden keine Wägung.

Das Kalibriergas wird in einem geschlossenen, thermoelektrisch gekühlten Behälter erzeugt. Der Behälter enthält ultrareines Quecksilber, seine Temperatur wird mit einem Sensor präzise gemessen und an den UT-3000 Detektor übertragen. Im Detektor wird aus der Temperatur die Sättigungskonzentration des Quecksilberdampfes im Kalibrierbehälter errechnet. Ein kleines Luft-Volumen (im Mikroliter-Bereich) wird mit einer gasdichten Spritze aus dem Kalibrierbehälter entnommen und in den Kalibrierport des UT-3000 Detektors injiziert.

Die automatische Kalibriereinheit ist fest im Analysenschrank installiert. Das Kalibriergas wird mit Hilfe einer digitalen Spritzenpumpe aus dem Kalibriergefäß in den Analysator übergeführt. Bis zu 12 Kalibrierpunkte können programmiert werden, die automatisch nach einem einstellbaren Zeitintervall oder täglich zu einer festen Uhrzeit ausgeführt werden.

Mercury Monitoring System MMS-NG: Technische Daten


Detector
Messprinzip: Atomabsorptionsspektrometrie (AAS)
Wellenlänge: 253,7 nm
Matrix-Effekt-Eliminierung: Goldfallentechnik
Messbereich: 0,001 µg/m³ ... 50 µg/m³
(Sonderversion bis 2000 µg/m³
Signalausgänge: 4-20 mA; RS232, Modbus RTU RS485; Ethernet

Multiplexer
Anzahl der Messkanäle: 2-16
Messdauer pro Kanal: ca. 3 Minuten
Spülung der Probenleitungen: kontinuierlich

Probennahmesystem
Max. Eingangsdruck: 240 bar (3480 psi) 
Druckminderer: beheizt (EEx zertifiziert)
Probengasberührte Oberflächen: beschichtet zur Minimierung von Hg-Absorptionen

Automatische Kalibriereinheit
Funktionsprinzip: Sättigung eines Luftvolumens mit Quecksilberdampf, Injektion eines definierten Volumens in den Analysator
Berechnung der Quecksilberkonzentration: über Hg-Dampfdruckkurve

Zulassungen und eingehaltene Standards
EEx-Zertifizierung: ATEX 2G IIC T4 EExp
Kalibrierung: ISO/DIS 6978-3; ASTM D 5954; VDI 2267 Part 8;
NIST Empfehlungen
Probennahme und Quecksilberbestimmung: ISO 6978-1; ASTM 5954
Mercury Instruments ISO 9001 Als führender Entwickler und Hersteller von Präzisions-Analysegeräten, streben wir danach bestmögliche Lösungen anzubieten. Alle unsere Produkte sind nach dem ISO 9001 Qualitätsstandard hergestellt.

 

Brochure MMS-NG

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