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Mercury Stack Gas Monitor
SM-4

 

Monitorización de emisiones totales de mercurio (CEM)

 

SM-4
  • Funcionamiento continuo
  • Dilución de muestra directamente en la chimenea - funciona con casi cualquier matriz de muestra
  • Convertidor directamente en la chimenea, sin necesidad de mantenimiento - sin transporte de mercurio reactivo con la distancia
  • Principio termocatalítico a baja temperatura
  • Detecta mercurio elemental, iónico y ligado
  • Sistemas de calibración automática (iónico y elemental)
  • QAL3 automático como opción
  • Idoneidad probada y certificada por:
    TÜV Rheinland (QAL1)
    Energie und Umwelt GmbH, Köln
    Report-Nr.: 936/21213740/A
    26 de Marzo, 2012

 

Campos de aplicación

 

El SM-4 de Mercury Instruments ha sido especialmente desarrollado para medir de forma precisa y fiable incluso concentraciones mínimas de mercurio en gases de combustión con una matriz compleja (SO2, NOx, HCl y otras).

SM_4-Applications-1

Los ámbitos típicos de aplicación son:

 

  • La supervisión de emisiones para instalaciones del BImSchV 13 y 17
  • Centrales térmicas de carbón
  • Incineradoras de residuos
  • Incineradoras de lodos de depuradora
  • Hornos de cementeras
  • Registro de la situación de emisiones de Hg e investigación de las técnicas de reducción de Hg
  • Tratamiento térmico de suelos contaminados, residuos especiales, etc.
  • Equipos metalúrgicos con emisiones potenciales de Hg

Un ejemplo:

link zu MI-News Central eléctrica de Nevada,
Valmy Sation, USA

Principio de funcionamiento

 

La sonda de muestreo calentada se monta en la chimenea. Una bomba eyectora que no necesita mantenimiento extrae continuamente gas de muestra a una unidad de dilución y pasa por un filtro de partículas calentado. Un orificio crítico estabiliza el flujo de muestra, haciéndolo independiente de la presión en la chimenea. El vacío de aspiración se monitoriza de forma continua mediante un sensor de presión para que el funcionamiento sea fiable. Un flujo parcial de la muestra diluida pasa a través de un catalizador donde las distintas formas de mercurio contenidas en la muestra se convierten al estado elemental. Esta muestra tratada se traslada a continuación al detector de mercurio a través de un tubo de PFA ligeramente calentado, que puede estar a decenas o incluso a cientos de pies de la sonda de muestreo. El detector (Mercury Ultratracer UT-3000) utiliza una técnica de preconcentración exclusiva de la GoldTrap de Mercury Instruments, uno de los dispositivos de detección de mercurio más sensibles y selectivos del mercado.

Para determinar los porcentajes de mercurio elemental e iónico hay disponible una función opcional para la especiación.

 

SM-4 Flow diagram

 

Reactor termocatalítico

 

En el gas de combustión, el mercurio se presenta casi siempre en forma elemental, aunque también existe mercurio iónico y combinado. Para medir el mercurio total deben detectarse analíticamente todas las especiaciones. Para conseguirlo, el SM-4 se vale de la catálisis térmica, en la que todo el mercurio se lleva a su forma elemental. El reactor termocatalítico funciona sin reactivos químicos húmedos a una temperatura algo superior a 200 ºC. Esto garantiza una elevada fiabilidad y un reducido trabajo de mantenimiento.

Todas las superficies que entran en contacto con el gas de muestra se calientan a temperaturas > 200 ºC para evitar una absorción de mercurio.

El conducto de toma de muestras está hecho de perfluoroalcóxido (PFA), un material que destaca por una interacción extremadamente baja con el mercurio.

La reducción de los enlaces de Hg tiene lugar a temperaturas muy por encima del punto de condensación. Por tanto, no puede formarse condensación, ya que ello ocasionaría mayores ruidos de señales y picos poco específicos.

 

Detector

 

El SM-4 utiliza un detector altamente sensible basado en el principio de absorción atómica y presenta una unidad de amalgamación (GoldTrap) conectada aguas arriba. La superficie de oro ultrapuro captura el mercurio que después se libera abruptamente cuando la GoldTrap se calienta rápidamente a aproximadamente 700 ºC.

No se necesitan gases portadores especiales, ya que como medio portador se utiliza aire filtrado. Esto sirve también para la autolimpieza de la trampa de oro, lo cual aumenta su vida útil.

 

GoldTrap

 

Sonda de muestreo

 

Sampling Probe SM-4

 

La sonda de muestreo tiene una función clave: extraer una muestra representativa de gas y suministrarla al sistema de acondicionamiento de muestras. Todas las piezas que entran en contacto con la muestra están hechas de PFA (perfluoroalkoxi) o sílice revestida, garantizando un efecto memoria mínimo. Todas las piezas se calientan para que no quede ningún mercurio en la sonda. Un filtro retrolavado automáticamente mantiene las partículas alejadas de la ruta analítica de la muestra. Una válvula automática permite introducir el gas de calibración aguas arriba del filtro de muestreo. Tanto la unidad de dilución como el catalizador están incorporados en la sonda de muestreo, garantizando así la longitud mínima para sus líneas conectadas.

 

Prevención de interferencias

 

SO2, NOx, HCl y VOCs (hidrocarburos volátiles) interfieren con las técnicas de medición de mercurio estándar.

Los CEM de mercurio más actuales intentan minimizar este efecto negativo con un paso de amalgamación o una dilución de muestra. No obstante, la amalgamación por sí sola alcanza su límite cuando la superficie de oro se ve afectada por constituyentes de matriz, mientras que la dilución de muestra sola no puede reducir la interferencia a niveles tolerables.

El SM-4 utiliza tanto dilución de muestra como la amalgamación de GoldTrap para eliminar por completo la interferencia.

 

Calibración automática

 

El SM-4 está equipado con un generador automático de gas de calibración (IAS HovaCAL para Hg iónico o Mercury Instruments MC-3000 para Hg elemental). Esto permite tanto un control de punto de referencia como una calibración automática en intervalos de tiempo preajustables.

Para satisfacer las exigencias más actuales del control de calidad, con el HovaCAL integrado en el SM-4 se puede automatizar el QAL3 conforme a DIN EN 14181.

 

Calibrator MC-3000

 

Ventajas especiales del SM-4

 

  • Método termocatalítico en seco: sin necesidad de reactivos, llenados de agua o cambios de cartuchos de reactivos sólidos
  • La dilución de muestra elimina la interferencia de los gases de la matriz como SO2, NOx y HCl y produce un gran campo de medida
  • No se generan residuos líquidos ni condensados
  • Alta sensibilidad extrema: el campo de medida bajo es 0,05 µg/m³
  • Limpieza automática del filtro de partículas
  • Respuesta rápida: t(90) tiempo típicamente 180 seg.
  • Longitud de la línea de muestreo hasta 300 pies
  • un generador de gas de calibración iónico como opción permite una garantía de la calidad automática (QAL3)
  • Opción de instalar un generador de gas de calibración de mercurio elemental, trazable a NIST, dentro del armario del analizador
  • Mantenimiento muy bajo
    Intervalo de mantenimiento según la determinación de idoneidad 3 meses, automatizable

 

Componentes del sistema

 

  • Sistema de acondicionamiento de muestras con sonda de muestreo extraíble
  • Haz calentado que contiene línea de muestreo, línea de suministro de aire, línea de alimentación de gas de calibración
  • Módulo controlador de sonda
  • Armario del analizador con detector y calibrador (opcional)

 

SM-4 Setup

 

Mercury Stack Gas Monitor SM-4:
Technische Daten

 

Componente medido:

Mercurio total (especiación iónica y elemental opcional)

Principio de medición:

Sonda de dilución de mercurio con convertidor termocatalítico en la chimenea, bucle rápido a la unidad analizadora, detector de absorción atómica con GoldTrap, longitud de onda 253,7 nm

Convertidor:

Tipo de baja temperatura (200 °C); directamente en la chimenea

Campo de medida:

de 0,05 µg/m³ a 500 µg/m³ Hg (hasta 1000 µg/m³)

Límite de detección
(detector / sistema):

0,0001 µg/m³ (detector);
<0,01 µg/m³ (sistema)

Tiempo de respuesta:

180 – 360 seg.

Temperatura máx. del
gas de muestra:


250 °C (482 °F)

Intervalo de temperatura ambiente permitido:


-5 °C a 40 °C (23 °F a 104 °F)

Longitud de la línea de muestreo:


Hasta 30 m (100 pies); hasta 100 m (300 pies) de forma opcional

Salida de señal:

4-20 mA (500 ohmios); RS232; modbus RTU/RS485 (opcional) ; ethernet (opcional)

Salida de estado:

3 pares de contactos de relé (contactos secos)

Acceso remoto:

Módem y software de comunicación del SM-4 (opcional)

Dimensiones:

Armario del analizador: 161 x 60 x 60 cm (63,6”x 23,6”x 23,6”) Al x An x Pr
Sonda: 36 x 36 x 66 cm (14,2”x 14,2”x 26”) Al x An x Pr
Controlador de sonda: 48 x 44 x 27 cm (19” x 17” x 11”) Al x An x Pr

Peso:

Analizador (incluido calibrador automático): 130 kg (285 lbs)
Controlador de sonda: 14 kg (30 lbs)
Unidad de convertidor: 28 kg (62 lbs)

Consumo de aire:

6 bares (85 PSI); 16 l/min aprox.

Calibración:

  • automática, generador de gas de calibración para Hg elemental, montado (opcional)
  • automática, generador de gas de calibración para Hg iónico, integrado (opcional)
  • manual, adaptador calefactado disponible para la conexión de una fuente de gas de calibración (p. ej. HOVACAL®)

Certificaciones:

De acuerdo con US EPA 40CFR60 PS-12A Mercury CEMS

ISO 9001

Como proveedor líder de equipos analíticos de alta precisión, nos esforzamos en todo momento por ofrecer soluciones de la máxima calidad. Nuestros productos se fabrican de acuerdo con las normas de calidad ISO 9001.

Subvencionado por el Ministerio Federal de Economía y Tecnología, por decisión del Parlamento Federal alemán.

 

SM-4 cover

Descargar folleto:

 

Fichas técnicas:

Aquí puede descargar información adicional sobre el SM-4!

Facts contra Fairy Tales:
SM-4 Marcury Stack Monitor:
FACT SHEET

 

 

SM-4 Fact sheet

English

SM-4: Mercury CEMs:
Results of verification test studies at cement plants

 

 

Leaflet RATAs

English

SM-4:
Measuring of mercury in raw gas for quantity contrtol of sorbent

 

 

Leaflet_Tedlar

English

última actualización:
2017-12-05