Mercury Stack Gas Monitor

SM-4

Surveillance des émissions totales de mercure

Fonctionnement continu
Dilution d'échantillon directement au niveau de la cheminée - fonctionne avec n'importe quelle matrice d'échantillon
Convertisseur sans entretien directement sur la cheminée - pas de transport de mercure réactif
Principe thermo-catalytique à faible température
Détecte le mercure élémentaire, ionique et organique
Systèmes de calibrage automatique (ionique et élémentaire)
QAL3 automatique en option
Homologué et certifié par : (QAL1)

Champs d'application

Le SM-4 de Mercury Instruments a été spécialement conçu pour mesurer les concentrations très basses de mercure dans les gaz de fumées avec précision et fiabilité, grâce à une matrice complexe (SO2, NOx, HCl et autres).

Les domaines d’application typiques comprennent :

Surveillance des émissions pour les installations de la 13e et 17e BImSchV
Centrales thermiques à charbon
Installations d’incinération des déchets
Installations d’incinération des boues d’épuration
Fours à ciment
Détermination de la situation en termes d’émissions de mercure et identification de l’efficacité des techniques d’atténuation de la teneur en mercure
Traitement thermique des sols contaminés, déchets spéciaux, etc.
Installations métallurgiques avec émissions potentielles de mercure

Exemple pour une installation du Sm-4 :

Valmy Station, USA

Principe de fonctionnement

Une sonde d'échantillonnage chauffée est montée sur la cheminée. Une pompe à éjecteur sans entretien extrait continuellement des échantillons de gaz vers une unité de dilution, qui passent ensuite dans un filtre à particule chauffé. Un orifice à écoulement critique stabilise le flux d'échantillon, ce qui le rend indépendant de la pression de la cheminée. La dépression provoquée par aspiration est continuellement surveillée par un capteur de pression pour que le fonctionnement soit fiable. Un flux partiel de l'échantillon dilué passe par un catalyseur, où les différentes formes du mercure contenues dans l'échantillon sont converties à l'état élémentaire. Cet échantillon traité est ensuite transporté vers le détecteur de mercure, à travers un tube en PFA légèrement chauffé, qui peut être situé à des dizaines voire des centaines de pieds de la sonde d'échantillonnage. Le détecteur utilise une technique de pré-concentration avec le collecteur GoldTrap de Mercury Instruments, un des appareils de détection de mercure les plus sensibles et sélectifs du marché.

Réacteur thermo-catalytique

Le mercure présent dans les gaz de cheminées se trouve souvent à l'état élémentaire, mais il arrive également qu'il soit à l'état ionique ou de composé. Pour mesurer la quantité totale de mercure, ces états différents doivent être détectés. Pour ce faire, le SM-4 utilise une méthode thermo-catalytique pour convertir tout le mercure en sa forme élémentaire. Le réacteur fonctionne sans chimie par voie humide à basse température (200ºC) et assure une grande fiabilité avec un faible besoin d'entretien.

Détecteur

Le SM-4 utilise un détecteur haute sensibilité basé sur le principe de l'absorption atomique, et contient une unité d'amalgamation (GoldTrap) connectée en amont. La surface en or ultra-pur capture le mercure qui est ensuite relâché brusquement lorsque le collecteur en or est chauffé rapidement à une température de 700ºC. L'air purifié est utilisé comme porteur, ce qui évite d'avoir besoin d'un gaz porteur spécifique.

Sonde d'échantillonnage

La sonde d'échantillonnage joue un rôle clé : elle extrait un échantillon représentatif de gaz et l'envoie vers le système de conditionnement de l'échantillon. Toutes les parties qui entrent en contact avec l'échantillon sont fabriquées en PFA (perfluoroalkoxy) ou revêtues de silice, ce qui garantit un effet de mémoire minimum. Toutes les pièces sont chauffées afin que le mercure ne soit pas retenu dans la sonde. Un filtre à rétrobalayage automatique enlève les particules de la trajectoire d'analyse de l'échantillon. Une vanne automatique permet au gaz de calibrage d'être introduit en amont du filtre à échantillon. L'unité de dilution et le catalyseur sont intégrés dans la sonde d'échantillon, ce qui assure une longueur minimale de leurs lignes de connexion.

Prévention des interférences

SO2, NOx, HCl, et VOC interfèrent avec les techniques classiques de mesure du mercure. Les CEM de mercure les plus récents essaient de réduire cet effet négatif avec une étape d'amalgamation ou une dilution de l'échantillon. Cependant, l'amalgamation seule atteint ses limites lorsque la surface en or est modifiée par les composants de la matrice, alors que la dilution de l'échantillon ne réduit pas les interférences à un niveau acceptable. Le SM-4 utilise ces deux méthodes pour éliminer totalement les interférences.

Calibrage automatique

Le SM-4 est fourni avec des sources de calibrage quotidienne, conformes à l'EPA, et aux autres exigences de contrôle qualité nationales et internationales. Il est disponible avec des sources de calibrage intégrées pour le mercure élémentaire ou ionique, et peut également effectuer une vérification automatique de la ligne de base. Le dernier développement est un générateur de gaz de calibrage qui produit un gaz de référence de mercure ionique et qui peut être intégré au système SM-4 en vue d'un fonctionnement automatique. L'assurance qualité pendant le fonctionnement, exigée par la réglementation européenne EN 14181 (QUAL3), peut être effectuée automatiquement.

Fonctionnalités et avantages du SM-4

Méthode thermo-catalytique par voie sèche : aucun besoin de réactif, de remplissage d'eau ni de remplacement de cartouche de réactif solide
La dilution de l'échantillon élimine les interférences des gaz de la matrice tels que SO2, NOx, et HCl et fournit une grande plage de mesure
Aucun déchet liquide ou condensat n'est créé
Très haute sensibilité : la plage de mesure inférieure est de 0,05 µg/m³
Nettoyage automatique du filtre à particules
Réponse rapide : t(90) temps, en général 180 sec
Longueur de la ligne d'échantillonnage atteignant 300 pieds (92 m)
Le générateur de gaz de calibrage ionique disponible en option permet une assurance qualité automatique (QAL3)
Possibilité d'installer un générateur de gaz de calibrage de mercure élémentaire, traçable par NIST, à l'intérieur de la cabine de l'analyseur
Très faible entretien

Composants système

Système de conditionnement d'échantillon avec sonde d'échantillonnage amovible
Faisceau chauffé contenant la ligne d'échantillonnage, la ligne d'alimentation en air, la ligne d'alimentation en gaz de calibrage
Module de contrôle de sonde
Cabine d'analyse avec détecteur et calibreur (option)

Mercury Stack Gas Monitor SM-4: Spécifications techniques

Principe de mesure :	Sonde de dilution du mercure avec un convertisseur thermo-catalytique sur la cheminée, boucle rapide vers l'unité d'analyseur, détecteur d'absorption atomique avec collecteur GoldTrap
Détecteur :	Spectrométrie d'absorption atomique à vapeur froide (CVAAS) avec amalgamation, longueur d'onde de 253,7 nm
Composant de mesure :	HgT (mercure total)
Plage de mesure :	0,05 µg/m³ à 500 µg/m³ Hg (jusqu'à 1000 µg/m³)
Limite de détection (détecteur / système) :	0,0001 µg/m³ (détecteur); <0,01 µg/m³ (système)
Temps de réponse :	180 – 360 s
Température maximale d'échantillon de gaz :	250 °C (482 °F)
Plage de température ambiante autorisée :	-5 °C à 40 °C (23 °F à 104 °F)
Longueur de la ligne d'échantillonnage :	Jusqu'à 30 m (100 pieds) ; jusqu'à 100 m (300 pieds) en option
Sortie du signal :	4-20 mA (500 Ohms) ; RS232 ; modbus RTU/RS485 (en option) ; ethernet (en option)
Sortie d'état :	3 x paires de contacts de relais (contacts secs)
Accès à distance :	Modem et logiciel de communication SM-4 (en option)
Dimensions :	Cabine d'analyseur : 161 x 60 x 60 cm (63,6”x 23,6”x 23,6”) HxLxP Sonde : 36 x 36 x 66 cm (14,2”x 14,2”x 26”) HxLxP Contrôleur de sonde : 48 x 44 x 27 cm (19”x 17”x 11”) HxLxP
Poids :	Analyseur (calibreur automatique inclus) : 130 kg (285 lbs) Contrôleur de sonde : 14 kg (30 lbs) Unité de conversion : 28 kg (62 lbs)
Consommation d'air :	6 bar (85 PSI); 16 l/min env.
Contrôle de calibrage/écart :	Automatique, avec un générateur de gaz de calibrage intégré (en option). Un accessoire chauffant est installé sur la sonde pour alimenter les gaz de calibrage fournis par l'extérieur
Certifications :	Conforme à US EPA 40CFR60 PS-12A Mercury CEMS
	En tant que principal fournisseur d'équipement d'analyse haute précision, nous cherchons à offrir constamment des solutions d'excellente qualité. Nos produits sont fabriqués conformément à la norme de qualité ISO 9001.