GAS AND LIQUID ANALYSIS

Transkript

1 Fakkelgass-analyse

2 Fakkelgass-analyse Hvorfor måle på gassen til fakkel? Utfordringer med måling på gassen til fakkel. GC for måling av fakkelgass Hva er en GC og hvordan virker den Hvorfor er Fakkelgass målinger en utfordring! Karbonfaktor

3 Hvorfor måle på gassen til fakkel I de tilfeller hvor fakkelen er definert som en «kildestrøm» for konsensjons utslipp. On-Line måling er grunnlaget for beregning av Karbonfaktor. CO2 Utslipp = Volum X Tetthet (Aktivitetsdata) X Karbonfaktor Ønsker total oversikt over gassene som går til fakling.

4 Utfordringer med måling på gassen til fakkel Dette er fabrikkens sikkerhetsventil for brennbare gasser. Ofte ønskes måling på alle mulig komponenter. Applikasjonen må ta høyde for store konsentrasjonsvariasjoner på alle komponentene. Trykket kan også variere fra atmosfære trykk til full last Raske analyser ønskes, krever korte syklus tider. Raske analyser kan også åpne for prøvepunkts veksling mellom flere fakkel linjer. Dette stiller krav til prøvetaking og prøvebehandlingen. Trykk reduksjon med oppvarming i henhold til fase konvolutt for tyngste komponent. Retur fra denne målingen skal som regel ventileres tilbake i samme eller annen fakkel linje og vil da kreve en pumpe.

5 Sample Handling for fakkel analyse Trykk fra atmosfære til opp mot 15 Bar Ingen er helt sikre på hva som kan komme Alle mulige kombinasjoner av komponenter Meget viktig å hindre kondensering.

6 Eksempel på Sample Handling

7 Eksempel på Sample Handling

8 GC for måling av fakkelgass Hva begrenser dynamikken på et måle områdene i en GC? Og hva bestemmer syklus tiden for en GC applikasjon? Hvilken nøyaktighet kreves av resultatene? En god applikasjon oppnår base linje seperasjon mellom alle komponenter som måles. Når like komponenter skal skilles stiller dette stor krav til applikasjonen. En GC er et avansert sample handling system som sorterer komponentene i en blanding slik at de kan kvantifiseres av en uspesifikk detektor.

9 Optimaliserings pyramiden Oppløsning R Selektivitet α Effektivitet N th Kapasitet k`

10 Kapasitets faktor Capacity Factor k' t R t 0 t' R t t 0 0 t R1 t R2 t 0 injection air peak 10

11 Effektivitet Column efficiency 2 N 554. t' R w 11

12 Sellektivitet Selectivity t t R1 t R2 R 2 t 0 t R 1 injection air peak 12

13 Oppløsning Resolution Eksempel på kromatogrammer med lik selektivitet, men forskjellig oppløsning R 2 t R W 1 W 2 13

14 Kvalilteten av seperasjonen angis med Resolution, R s b 0. 5 Peak 1 b 0. 5 Peak t RPeak1 t RPeak2 Resolution, R s RPeak Peak1 0. 5Peak 2 Time t trpeak 1 2 R 1. 5 = Baseline Separation s b b 14

15 Eksempel på en fakkel gas Denne målingen ble gjort med 6 applikasjoner og en syklustid på minutter i en GC

16 0,07 0,06 LR2_TD Stream 1 ( :18:36) Warning: 4027 Name ESTD concentration Units 0,07 0,06 0,05 0,05 0,04 0,04 0,03 0,03 0,02 0,02 0,01 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00-0,01 H2S 984,00 ppm 0,00-0, Seconds

17 Kromatogrammer 2,25 2,00 1,75 1,50 1,25 1,00 RR2_TD Stream 1 ( :18:36) Warning: 4027 Name ESTD concentration Units 1,0 0,8 0,6 LL2_TD Stream 1 ( :05:09) Warning: 4027 Name ESTD concentration Units O2 3,01 % Methane 10,03 % 3,5 3,0 2,5 LL3_TD Stream 1 ( :18:36) Warning: 4027 Name ESTD concentration Units 0,0 0 Ethan 20,10 % 2,25 2,00 1,75 1,50 1,25 1,00 1,0 0,8 0,6 3,5 3,0 2,5 0,75 0,75 0,50 0,4 2,0 0,50 0,4 2,0 0,25 0,25 0,00 0,2 H2 32,12 % 0,00-0,25-0,25 1, , N2 8,25 % Seconds CO 1,96 % 1, , Seconds CO2 1,02 % Ethen 4,88 % 0,00 0,00 Propen 1,94 % Propan 8,01 % 0,2 0,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0, Seconds

18 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Kromatogrammer RL2_TD Stream 1 ( :18:36) Warning: 4027 Name ESTD concentration Units 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,0000 0,0000 i-butane 1,9500 % n-butane 1,9600 % 1-Butene 0,4470 % iso-butene 0,4980 % trans-butene 0,4750 % cis-butene 0,4360 % 1-3 Butadiene 0,4730 % Seconds

19 Kromatogrammer 0,10 RL1_TD Stream 1 ( :18:36) Warning: 4027 Name ESTD concentration Units 0,10 0,08 0,06 i- Pentan 0,49 % n- Pentan 0,57 % 0,08 0,06 0,04 0,04 0,02 0,02 0,00 0, Seconds

20 Kromatogrammer 0,030 RL3_TD Stream 1 ( :18:36) Warning: 4027 Name ESTD concentration Units 0,030 0,025 0,025 0,020 0,020 0,015 0,015 0,010 0,010 0,005 0,005 0,000 C6+ 0,49 % 0, Seconds

21 Repeatability Guidelines

22 Karbonfaktor Karbonfaktor benyttes for beregning av CO2 (Utslippsfaktoren) Karbonfaktoren er en direkte funksjon av gassens sammensetning. Om karbonfaktor ikke er tilgjengelig kan utslippsfaktoren beregnes ut fra gassens brennverdi.

23 Karbonfaktor, xi = Fraksjonen av hver komponent i gassen n = Antall komponenter Ci =Antall karbon for hvert molekyl i gassen 12,01 g/mole = vekt for karbon MWi = Molvekt for hvert molekyl i gassen CarbonFactor = et forholdstall (Kg/Kg) Molvekt karbon / Molvekt gass Total vekt karbon / Total vekt gass

24 Takk for oppmerksomheten