La gasificación de material con carbono como biomasa o carbón es una fuente importante para la fabricación de gas natural sintético. Para la supervisión de los procesos de gasificación se necesita un instrumento de análisis robusto y que ofrezca información en tiempo real. Las tareas típicas son la cuantificación de los compuestos contenidos en el gas natural sintético, así como las búsqueda de fugas y la determinación de posibles impurezas que puedan llevar a la descomposición de los catalizadores que se usan para la síntesis de combustibles o que generan una saturación del sistema de limpieza de gas. En las aplicaciones de gasificación en biomasa las impurezas se llaman alquitrán e incluyen BTX (benzol, toluol, xylol) y PAH (hidrocarburos aromáticos policíclicos). Asimismo, también pueden incluir diferentes impurezas inorgánicas, como H2S y COS.
Contexto
Solución
Los espectrómetros de masas IMR de V&F (reacción iónico-molecular) son capaces de encontrar y determinar con rapidez impurezas orgánicas e inorgánicas en gas natural sintético proveniente de procesos de gasificación de biomasa. Gracias al amplio rango de medición dinámico, la tecnología IMR es apta para mediciones de alquitranes concentrados en la salida de un reactor de leche fluidizada igual que para mediciones de trazas de alquitrán en la salida del reformador de gas. Asimismo, pueden determinarse los compuestos de azufre como tiofenol, H2S y COS con una selectividad excelente usando el mismo método. Los resultados se muestran en tiempo real y, de este modo, pueden hacerse exámenes exactos del comportamiento del alquitrán durante el proceso de gasificación.
La cuantificación de los compuestos (H2, CO, CO2) y las sustancias combustibles como, p. ej., metano, provenientes de las reacciones de transformación siguientes, como la síntesis de Fischer-Tropsch, puede hacerse con el espectrómetro de masas. Ofrece la tecnología de fiabilidad demostrada del impacto de iones (EI) y se usa para la supervisión de los procesos de combustión, fermentación y síntesis de gas. Otro campo de aplicación es el proceso de comprobación de fugas, donde se determinan el O2 y N2 en el rango del porcentaje en volumen. Los espectrómetros de masas de V&F pueden equiparse con una gran cantidad de interfaces que garantizan una buena integración en sistemas de automatización, como en un entorno ProfiBus. Alternativamente, pueden operarse como aparato individual con un software de visualización V&F de uso sencillo.
Ventaja
Las técnicas de análisis generales, que se usan en el proceso de gasificación para la medición de impurezas, trabajan con la microcromatografía de gases (µGC) y la absorción de fases sólidas (SPA), seguida de la cromatografía de gases (GC) offline. El método µGC suele tardar unos pocos minutos en ofrecer resultados y los límites de detección están en el rango ppmv. Por el contrario, el IMR-MS ofrece una gran variedad de puntos de datos por minuto y puede ofrecer límites de detección de unos pocos ppbv para compuestos de alquitrán importantes, como BTX. Los métodos SPA no son aptos para comprobaciones más exactas del comportamiento de impurezas, puesto que se fundamentan en procedimientos de tomas de muestras largos y hacen uso del análisis GC offline.
Los espectrómetros de masasV&F permiten al técnico adaptar el aparato a las nuevas rutinas de medición o ampliar los ajustes de medición existentes, pudiendo añadir nuevos compuestos interesantes en pocos minutos. Un diseño compacto y mecánicamente estable los hacen más móviles y el cambio de un emplazamiento de medición puede realizarse con facilidad dentro de un día laboral.
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