Como selecionar o módulo de pré-condicionamento de amostra correto

Como selecionar o módulo de pré-condicionamento de amostra correto

Randy Rieken

Ao realizar a análise da amostra em um sistema de amostragem analítica, um operador pode precisar pré-condicionar a amostra primeiro, antes que ela atinja o sistema de condicionamento de amostra próximo ao analisador. Quando esta etapa é necessária para a análise da amostra, selecionar o módulo de pré-condicionamento correto da amostra torna-se uma decisão crítica.

A escolha do módulo de pré-condicionamento depende do tipo de sistema de transporte de amostra usado e da fase atual da amostra - um gás ou um líquido. Dependendo dessas circunstâncias, existem duas opções comuns de projeto para pré-condicionamento de amostras:

1. Um módulo de estação de campo instalado próximo à torneira
2. Um módulo de loop rápido instalado próximo ao analisador

Sistemas de transporte de amostras

Primeiro, é necessário determinar qual sistema de transporte de amostras será usado em seu sistema de amostragem. Existem dois sistemas comuns de transporte de amostras usados ​​em aplicações de instrumentação analítica.

Um sistema de linha única transporta uma amostra para o local do analisador e continua até o ponto de descarte final. Os sistemas de transporte de linha única são comumente usados ​​com amostras de gás. Um sistema de linha única com um módulo de estação de campo provavelmente será necessário se as amostras de gás forem pré-condicionadas antes de entrarem na linha de transporte de amostras.

Um sistema de loop rápido, por outro lado, transporta uma amostra para os locais do analisador, onde apenas uma pequena quantidade de fluxo passa pelo analisador e o restante retorna para a torneira de retorno do processo. Os sistemas de loop rápido são comuns para amostras líquidas, mas há situações em que um loop rápido deve ser usado para transportar com segurança uma amostra gasosa. Normalmente, os sistemas de loop rápido usarão um módulo de loop rápido para pré-condicionar a amostra depois que ela chegar ao local do analisador.

Módulos Field Station vs. Módulos Fast-Loop

Uma vez determinado o sistema de transporte de amostra, deve-se selecionar o módulo de pré-condicionamento de amostra adequado. Você pode decidir usar um módulo de estação de campo, um módulo de loop rápido ou nenhum dos dois. A principal distinção entre os dois módulos é quando a amostra é pré-condicionada - antes de entrar na linha de transporte de amostra (módulo da estação de campo) ou depois de chegar ao local do analisador (módulo de loop rápido). É importante notar que um sistema de amostragem raramente usará ambos os módulos.

Figura 1:Um módulo de estação de campo montado em um sistema de transporte de linha única.

Os módulos da estação de campo geralmente estão disponíveis como subconjuntos contendo dispositivos que filtram a amostra, vaporizam uma amostra líquida ou reduzem a pressão de uma amostra de gás. Como visto acima na Figura 1, um módulo de estação de campo pré-condicionará uma amostra antes de passar para a linha de transporte de amostra. Os módulos da estação de campo têm a capacidade de:

• Remova sólidos ou líquidos indesejados do fluxo.
• Altere a pressão ou temperatura da amostra.
• Altere o estado da amostra por meio de vaporização ou condensação.
• Permitir a entrada do gás de calibração.

Figura 2:Um módulo fast-loop montado em um sistema fast-loop.

A maioria dos módulos de loop rápido são usados ​​para amostras líquidas, embora os loops rápidos também estejam se tornando mais populares para amostras de gás. Na maioria dos casos, os módulos fast-loop estão disponíveis como subconjuntos que incorporam dispositivos que controlam a vazão e filtram a amostra analisada. A Figura 2 demonstra como um módulo de loop rápido pré-condiciona a amostra depois que ela chega ao local do analisador.

Como um loop rápido quase nunca pré-condiciona as amostras no campo, uma estação de campo não é necessária. Apenas uma pequena quantidade de fluxo é enviada ao analisador, deixando o restante do fluxo incondicionado e enviado de volta à linha de retorno de amostra.

Considerações sobre o pré-condicionamento de amostras líquidas

As amostras líquidas são mais comumente pré-condicionadas usando um módulo de loop rápido simplesmente porque os líquidos geralmente são muito difíceis de descartar ou destruir. Devido a preocupações ambientais relacionadas ao descarte de amostras, os módulos de loop rápido ajudam a resolver resíduos potencialmente perigosos. Os líquidos também contêm mais massa por fluxo volumétrico, fazendo com que essas amostras sejam mais valiosas do que a maioria das amostras de gás. Com os módulos de loop rápido, os líquidos não contaminados são frequentemente devolvidos ao sistema de amostragem.

Considerações sobre o pré-condicionamento de amostras de gás

Conforme explicado acima, as amostras de gás podem ser pré-condicionadas usando um módulo de estação de campo ou um módulo de loop rápido. Tradicionalmente, um módulo de estação de campo é usado não apenas para pré-condicionar a amostra de gás, mas também para reduzir sua pressão antes do transporte para o local do analisador. A redução da pressão do gás melhora o tempo de resposta, permitindo que o gás se mova duas vezes mais rápido. Uma amostra gasosa viajando a uma pressão mais baixa é mais segura.

No entanto, pode haver situações em que uma pressão alta deve ser preservada. A medição da amostra pode precisar estar na pressão total do processo, ou o analisador precisa de alta pressão da amostra para medir os níveis de ppm ou ppb da amostra gasosa. Nessas circunstâncias, a questão do descarte deve permanecer em mente – especialmente se essas amostras gasosas incluírem carbono ou enxofre. Essas amostras devem usar um loop rápido para enviar a maior parte da amostra de volta à linha de retorno.

Compreender as condições de seu sistema de amostragem e de sua amostra o ajudará a determinar qual módulo de pré-condicionamento de amostra é adequado para as operações do seu sistema. Para garantir que sua planta ou instalação receba consistentemente amostras representativas e resultados analíticos precisos, considere se inscrever no curso de Treinamento do Subsistema do Sistema de Amostragem do Analisador de Processo (PASS) da Swagelok. Engenheiros de sistemas de amostragem experientes e profissionais do setor aprenderão a entender subconjuntos de sistemas complexos, como módulos de pré-condicionamento de amostras.