Как правильно выбрать модуль предварительной подготовки образцов

Как правильно выбрать модуль предварительной обработки проб

Рэнди Рикен

При выполнении анализа пробы в аналитической системе отбора проб оператору может потребоваться предварительно подготовить пробу, прежде чем она попадет в систему подготовки пробы рядом с анализатором. Когда этот шаг необходим для анализа проб, выбор правильного модуля предварительной подготовки проб становится важным решением.

Выбор модуля предварительной подготовки зависит от типа используемой системы транспортировки пробы и текущей фазы пробы — газ или жидкость. В зависимости от этих обстоятельств существует два распространенных варианта предварительного кондиционирования проб:

1. Модуль полевой станции, установленный рядом с краном.
2. Модуль быстрой петли, установленный рядом с анализатором

Системы транспортировки проб

Во-первых, необходимо определить, какая система транспортировки проб будет использоваться в вашей системе отбора проб. В аналитических приборах используются две распространенные системы транспортировки проб.

Однолинейная система транспортирует образец к месту установки анализатора и далее к месту окончательной утилизации. Однолинейные транспортные системы обычно используются с пробами газа. Однолинейная система с модулем полевой станции, скорее всего, потребуется, если пробы газа предварительно кондиционируются перед поступлением в транспортную линию.

Система с быстрым контуром, с другой стороны, транспортирует образец к местам расположения анализатора, где только небольшое количество потока проходит через анализатор, а остальная часть возвращается в обратный кран процесса. Системы с быстрой петлей обычно используются для жидких проб, но бывают ситуации, когда ее следует использовать для безопасной транспортировки газообразной пробы. Как правило, в системах с быстрым циклом используется модуль быстрого цикла для предварительного кондиционирования пробы после того, как она достигает анализатора.

Модули полевых станций и модули Fast-Loop

После определения системы транспортировки проб необходимо сделать выбор в отношении соответствующего модуля предварительной подготовки проб. Вы можете решить использовать модуль полевой станции, модуль быстрой петли или ни то, ни другое. Основное различие между этими двумя модулями заключается в том, что образец предварительно кондиционируется — либо до того, как он попадет в линию транспортировки образца (модуль полевой станции), либо после того, как он прибудет в место расположения анализатора (модуль быстрой петли). Важно отметить, что система выборки редко использует оба модуля.

Рис. 1. Модуль полевой станции, установленный в однолинейной транспортной системе.

Модули полевых станций часто доступны в виде узлов, содержащих устройства, которые фильтруют пробу, испаряют жидкую пробу или снижают давление газовой пробы. Как показано выше на рис. 1, модуль полевой станции предварительно кондиционирует образец перед его подачей в транспортную линию. Модули полевых станций могут:

• Удаление нежелательных твердых частиц или жидкостей из потока.
• Измените давление или температуру образца.
• Изменить состояние образца путем испарения или конденсации.
• Разрешить ввод калибровочного газа.

Рис. 2. Модуль быстрого цикла, установленный в системе быстрого цикла.

Большинство модулей с быстрой петлей используются для жидких проб, хотя быстрые петли становятся все более популярными и для газовых проб. В большинстве случаев модули с быстрой петлей доступны в виде узлов, которые включают в себя устройства, контролирующие скорость потока и фильтрующие анализируемую пробу. На рис. 2 показано, как модуль быстрого цикла предварительно кондиционирует образец после того, как он поступает в место расположения анализатора.

Поскольку быстрая петля почти никогда не выполняет предварительное кондиционирование образцов в полевых условиях, полевая станция не требуется. Только небольшое количество потока направляется в анализатор, остальная часть потока остается некондиционированной и направляется обратно в линию возврата пробы.

Рекомендации по предварительной подготовке жидких проб

Жидкие пробы чаще всего предварительно кондиционируют с помощью модуля быстрого цикла просто потому, что жидкости часто слишком сложно утилизировать или уничтожить. Из-за экологических проблем, связанных со сбросом проб, модули с быстрым циклом помогают решить проблему потенциально опасных отходов. Жидкости также содержат больше массы на объемный расход, что делает эти образцы более ценными, чем большинство образцов газа. В модулях с быстрым контуром незагрязненные жидкости часто возвращаются обратно в систему отбора проб.

Рекомендации по предварительной подготовке проб газа

Как объяснялось выше, пробы газа можно предварительно кондиционировать с помощью модуля полевой станции или модуля быстрого цикла. Традиционно модуль полевой станции используется не только для предварительной подготовки пробы газа, но и для снижения ее давления перед транспортировкой к месту установки анализатора. Снижение давления газа улучшает время отклика, позволяя газу двигаться в два раза быстрее. Газообразный образец, перемещающийся при более низком давлении, безопаснее.

Однако могут возникнуть ситуации, когда необходимо сохранить высокое давление. Может потребоваться измерение пробы при полном технологическом давлении, или анализатору необходимо высокое давление пробы для измерения уровней ppm или ppb в газовой пробе. В этих обстоятельствах вопрос утилизации должен оставаться в центре внимания, особенно если эти газообразные образцы содержат углерод или серу. Такие сэмплы вместо этого должны использовать быструю петлю для отправки большей части семпла обратно в линию возврата.

Понимание условий как вашей системы отбора проб, так и вашей пробы поможет вам определить, какой модуль предварительной подготовки проб подходит для работы вашей системы. Чтобы ваш завод или предприятие постоянно получали репрезентативные пробы и точные аналитические результаты, рассмотрите возможность регистрации на учебный курс Swagelok по подсистеме системы отбора проб анализатора процессов (PASS). Опытные инженеры по системам отбора проб и отраслевые специалисты узнают, как разбираться в сложных узлах системы, таких как модули предварительной подготовки проб.