Title: Presentacin de PowerPoint
1ANÁLISIS INDUSTRIAL Analizadores de Procesos de
Gases
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1. Importancia del control de gases en la
industria.
Optimización de procesos industriales
Seguridad y controles oficiales de emisiones
gaseosas
- EJEMPLOS
- Eficaz utilización del combustible en centrales
térmicas. - Evaluación de la influencia de la atmósfera en
los hornos industriales (oxidante, reductor,
neutro) en el material obtenido y de los gases
expulsados. - Control del O2 en muchos procesos de la industria
química (p.e. oxidación del SO2 a SO3 durante la
obtención de H2SO4, oxidación del eteno riesgo
de explosión-, obtención del amoníaco niveles
traza-). - Industria de obtención de gases puros.
- Control de los gases generados durante la
reducción del hierro en el alto horno, o en la
obtención del acero en el convertidor (industria
del acero).
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gases
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2. Muestreo de gases.
- Características
- El muestreo es más sencillo que en líquidos y
sólidos. - Si el gas contiene polvo o aerosoles normalmente
deben ser separados. - El muestreo (continuo o discontinuo) se realiza
mediante una sonda. - El tiempo muerto (tiempo entre el muestreo y el
análisis) debe ser tan corto como sea posible.
Bypass
Analizador
Proceso
Línea de muestreo
Analizador
Línea de muestreo
Proceso
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Esquema de un sistema de muestreo de gases
Planta
Zona del analizador
A Sonda B Válvula C Válvula de Reducción
de Presión (Pgt50kPa) D Línea de muestreo E
Bomba de Compresión (Plt10kPa) F Filtro G
Válvula reguladora H Medidor de flujo
Anali- zador
Línea del proceso
3. Tipos de analizadores.
Medidores de parámetros físicos Analizadores
espectroscópicos Analizadores electroquímicos Crom
atógrafos de gases
Tipos de analizadores
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gases
4. Medidores de parámetros físicos. 4.1.
Susceptibilidad magnética.
Analizador
El oxígeno caliente, menos paramagnético, es
expulsado del campo magnético
El oxígeno es empujado hacia las zonas de mayor
flujo magnético
El flujo continuo de gas enfría el filamento
Imán permanente
Filamento caliente
Celda de medida
Muestra de gas
Puente de Wheatstone
Amplificador
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4.2. Conductividad térmica.
Analizador
Ejemplos
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4.3. Ionización de llama.
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4.4. Entalpía de reacciones catalíticas.
Pellistor
Capa catalítica dopada con Pt o Pd
Perla cerámica inerte (ThO2, Al2O3)
Filamento (550ºC)
Detección de gases oxidables (CO, CH4,
H2). Interferencias de sustancias desactivantes
(compuestos de azufre, compuestos metálicos
volátiles, hidrocarburos halogenados, etc.).
4.5. Semiconductores.
Introducción de gas mediante difusión
Tamiz
Semiconductor
Calentador
Termopar
Detección de gases oxidables (H2, H2S, CO y
alcanos) y gases reducibles (Cl2, O2 y O3).
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5. Analizadores espectroscópicos. 5.1.
Espectroscopia de absorción molecular
UV-VIS-IR. 5.1.1. Fibras ópticas.
Esquema General
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Reflexión Total
Fibra óptica
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5.1.2. Aplicaciones de la espectrofotometría
UV-VIS.
5.1.3. Aplicaciones de la espectrofotometría IR.
Luz Visible
Longitud de onda
IR
Longitud de onda
Ejemplos
CO, CO2, CH4, C3H8, C2H2, NH3, H2O, CH3OH,
C2H5OH, C6H6
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5.1.4. Instrumentos IR no dispersivos.
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5.2. Quimioluminiscencia.
NO O3 ? NO2 O2 h? (600-2800 nm)
O3 C2H4 ? 2CH2O O h? (430 nm)
Bomba
Salida
Cámara de reacción
Tubo PM
Capilar de teflón
Muestra de aire
Válvula
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5.3. Espectroscopia de masas.
Fuentes de iones Impacto electrónico Analizadores
de masas Sector magnético Cuadrupolo Detectores Mu
ltiplicador de electrones secundarios Copa de
Faraday
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6. Analizadores electroquímicos. 6.1.
Conductividad.
Conexiones eléctricas
Disolución de absorción
Zona comparación
Entrada del gas
Instrumento indicador
Salida del gas
Controlador presión
Zona de reacción
Zona de medida
Ejemplos de gases que pueden ser
monitorizados mediante medidas de conductividad
H2S, SO2, NH3, CO2
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6.2. Culombimetría potenciostática.
Sensor culombimétrico de oxígeno Reacción
catódica O22H2O4e- 4OH- Reacción anódica
Cd2OH- Cd(OH)22e-
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6.2. Sensores potenciométricos de gases disueltos.
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gases
6.4. Potenciometría.
Sensor potenciométrico de oxígeno Reacción
catódica O24e- 2O2- Reacción anódica 2O2-
O24e-
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6.5. Sensor amperométrico de oxígeno.
Sensor amperométrico de oxígeno de Clark
Reacción catódica O24H4e- H2O Reacción
anódica AgCl- AgCl(s)e-
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7. Cromatógrafos de gases.
Líneas procedentes de la planta
Mezcla de gases de calibrado
Purga
Columna A
Ordenador central
Columna B
Columna C
Detector
Cromatógrafo de gases de procesos
Ordenador