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Analizzatore MicroGC per la misura in continuo della qualità del biometano, del PCS e degli odorizzanti

La tecnologia MicroGC consente la misura dettagliata di tutti i componenti principali del biometano, delle sue impurezze e il calcolo delle proprietà chimico fisiche (Wobbe Index e Potere Calorifico). L'analizzatore misura i bassi livelli sia delle specie solforate (H2S,COS, odorizzanti) che delle componenti organiche volatili (terpeni e chetoni).Lo strumento viene inserito nella catena di misura dell'energia del biometano ed ha certificazione metrologica in accordo alla normativa OIML R140:2017

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mcTER Biometano-Biogas-Biomasse giugno 2019 workshop

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mcTER Biometano-Biogas-Biomasse 2019Segui aziendaSegui




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Gli atti dei convegni e più di 10.000 contenuti su www.verticale.net Pompe di Calore Termotecnica Industriale Pompe di Calore Analizzatore MicroGC per la misura in continuo della qualità del biometano, del PCS e degli odorizzanti Sala Sforza Gianluca Stani MCT Biometano, 27 Giugno 2019, S. Donato M.se Sommario ' Chi è SRA Instruments SpA ' Cosa misuriamo nel Biometano ' Descrizione della tecnica analitica utilizzata ' Descrizione della strumentazione SRA Instruments Group SRA Instruments SpA Cernusco S/N '' Milano - Italy SRA Instruments SA Marcy L''Etoile'' Lione - France Realizza e produce soluzioni analitiche basate sulla tecnica gascromatografica per il Laboratorio e il processo industriale SRA Instruments Group SRA Instruments opera in ambito di ricerca, sviluppo e personalizzazione di soluzioni analitiche strumentali di eccellenza, principalmente gascromatografiche e spettroscopiche, dedicate al settore ambientale, alimentare, materiali, farmaceutico, petrolchimico e dell''energia. Il Biometano deve rispondere a specifiche di
qualità per essere compatibile con le applicazioni
dell''utenza (industria, domestica) La Specifica Tecnica UNI/TS 11537:2019 fornisce le
indicazioni tecniche per l''immissione del
biometano nella rete di trasporto e distribuzione
del gas naturale L'' immissione di Biometano nelle reti del gas naturale è un''opportunità,
coerente con la politica nazionale ed europea sui temi energetici e ambientali Il Biometano Cabina di immissione del Biometano in rete Il biometano in uscita dalla sezione di upgrade viene avviato alla cabina di connessione alla rete di distribuzione del gas, composta da una sezione analisi e misura dei volumi, filtrazione e riduzione della pressione e sistema di odorizzazione. Impianto di connessione alla rete As a safety measure, biomethane is
odorized to be easily detectable in
case of leakage On-line analyzers continuously
monitor the characteristics of
biomethane (PCS, Wobbe index,
density, CO2, H2S, THT, H2O, O2). If
the rates are in accordance with the
distributor's specifications, the
biomethane is injected into the
network. Regulation allows biomethane to
always be a priority in the natural
gas distribution network when the
injection valve is open. Counting makes it possible to know
the quantity of biomethane injected
into the network. 1 2 3 4 Monitoring Odorization Counting Regulation Qualità del gas Specifica Tecnica UNI/TS 11537:2019 Caratteristiche minime del biometano per l''immissione in rete Component Simbol Requirement Units Superior Calorific Value PCS ' 34,95 ' 45,28 MJ/Sm3 Continuous Wobbe Index WI ' 47,31 ' 52,33 MJ/Sm3 Continuous Relative Density ρ ' 0,555 ' 0,7 ¯ Continuous Oxygen O2 ' 0,6 %mol Continuous Hydrogen Sulfide H 2S ' 5 mg/Sm3 Continuous Carbon dioxide CO2 ' 2,5 %mol Continuous Hydrogen H2 ' 1 % vol Discontinuous Carbon monoxide CO ' 0,1 %mol Discontinuous Ammonia content NH3 ' 10 mg/Sm3 Discontinuous Si content Si ' 0,3 ' 1 mg/Sm3 Discontinuous Amines content ¯ ' 10 mg/Sm3 Discontinuous Fluorine content F < 3 mg/Sm3 Discontinuous Chlorine content Cl < 1 mg/Sm3 Discontinuous Total sulfur ' 20 mg/Sm3 Discontinuous Sulfur content from H2S and COS ' 5 mg/Sm3 Discontinuous Sulfur content from mercapthanes ' 6 mg/Sm3 Discontinuous Specifica Tecnica UNI/TS 11537:2019 '' Cap. 6 '' Sintesi prospetto 1, 2, 3 '.«Il Biometano immesso non deve presentare caratteristiche tali da annullare o coprire l''effetto delle sostanze odorizzanti ammesse
all''impiego dalle norme tecniche vigenti» Tecnica analitica : la Gascromatografia ' Tecnica di separazione di miscele in fase gassosa. Il campione è un gas o viene vaporizzato, trascinato all''interno della colonna cromatografica da un flusso di gas (carrier), separato nei suoi
costituenti che vengono misurati da un opportuno rivelatore. ' Il gas di trasporto (carrier) costituisce la fase mobile, mentre la fase stazionaria può essere composta da un liquido o un solido. ' La diversa interazione tra le molecole di soluto e la fase stazionaria, fanno si che ciascun componente spenda un tempo diverso nel percorrere la colonna ' La giusta scelta della fase stazionaria della colonna conferisce quella selettività necessaria a risolvere le separazioni richieste Separazione: tempi diversi di uscita dei picchi Risoluzione: separare due picchi in modo efficiente Tecnica analitica : la Gascromatografia La colonna è il cuore del sistema di analisi gascromatografica Tecnica analitica : la Gascromatografia Esistono numerose colonne con fasi solide (PLOT) e liquide
(WCOT), ciascuna con polarità e caratteristiche ottimali per
separare classi di componenti
Elementi di un gascromatografo 1) Sorgente di gas di trasporto (carrier)
2) Sistema di iniezione del campione nella colonna
3) Colonna gascromatografica
4) Rivelatore
5) Sistema di acquisizione ed elaborazione del segnale e calcolo MICRO ECG CHIP INJECTOR GC COLUMN MICRO TCD La tecnologia MicroGC ' Sample inlet and injector heated up to 110°C
' Max sample inlet 100 Kpa
' Injection volume 1 µL to 10 µL, soiftware selectable ' Backflush capability ' Isothermal, from 45°C to 180°C
' Wide range of WCOT, PLOT columns ' Dual channel (sample & reference flow)
' Internal volume 200 nL
' Concentration from 1ppm to 100%
' Liner dynamic range 106 ''' La tecnica della separazione parallela' All signals combined in one report ! Analisi di Gas Naturale estesa C1-C10 Separation C3-C10 with standard mixure Separation C1-C2, N2, CO2, H2S Analisi di Tetrahydrothiophene (THT) Analisi di Tert-butyl-mercaptano (TBM) Vantaggi della tecnologia MicroGC nell''analisi del Biometano ' Flessibilità nell''analisi : '' Analisi della qualità del gas : O2, N2, CH4, CO2, C2H6, C3H8 '' Calcolo del potere calorifico superiore e inferiore, Wobbe Index, Densità, secondo ISO 6976 '' Versione metrologica per il calcolo per PCS sul Biometano '' Analisi delle impurezze : H2, CO, H2S, COS, Chetoni, Terpeni '' Analisi degli odorizzanti THT e TBM ' Vantaggi costruttivi: '' Compatto e di piccole dimensioni '' Modulare ed espandibile '' Veloce e facile da automatizzare '' Rivelatore sensibile e stabile, richiede una verifica della calibrazione ogni 6 mesi Rack 490 «Biomethane» MicroGC 5U ' SRA 490 Rack BIOMETHANE Package
' Soprane Software with On-Board Computer ' From 1 to 3-4 analytical channels Channel TCD #1 H2, O2, N2, CH4, CO
Channel TCD #2 CO2, H2S, COS, C2, C3
Channel TCD #3 THT
Channel TCD #4 TBM
Channel TCD #5 Terpenes and Ketones PGC 490 «Biomethane» MicroGC ' SRA PGC-490 BIOMETHANE Package ' Soprane Software with On-Board Computer ' From 1 to 3 analytical channels Channel TCD #1 H2, O2, N2, CH4, CO
Channel TCD #2 CO2, H2S, COS, C2, C3
Channel TCD #3 THT
Channel TCD #4 TBM
Channel TCD #5 Terpenes and Ketones ATEX certified Ex II 2 G - Ex db IIC T5 Gb (LCIE 17 ATEX 3064 X) Nr of channels up to 3 Nr of carrier gas (He, H2, N2, Ar) at 5,5 bar up to 2 External computer Yes On Board Computer (opt) with Soprane Yes Modbus TCP/IP or RS-485 Analog Output Up to 8 output 4-20 mA Digital Input Used for No Flow Alarm 1 Digital Output used for electrovalves and alarms Up to 8 Sample pressure Max 0÷1 barg Automatic stream selector (electric or pneumatic) Up to 6 stream Channel 1 '' THT 10mg/m3÷100mg/m3 Channel 2 '' H2S 2ppm÷500ppm COS 2ppm÷500ppm All Sulfinert sample connections 1 Digital Output and 220 VAC for EV
1 DO for General Alarm
1 OBC with Soprane 1 NGA calculations 1 Modbus RS485 Calibration error under « Alarm Address »
To be added in Modbus
PGC 490 «Biomethane» MicroGC MicroGC SRA 490 M Rack Biomethane Versione Metrologica Methane 55 to 100% Ethane 0.01 to 8% Propane 0.01 to 5% CO2 0.01 to 15% O2 0.01 to 3% N2 0.01 to 10% L''analizzatore misura anche H2S e COS da 1.5ppm a 0.04% Calorific Value Range: min 9.5 kWh/Nm3 - Max 12.6 kWh/Nm3 Accuracy Class CV: 0.5% (class A) Performance tests are according the OIML R140 edition 2007 Calorific Value Calculations are according to ISO 6976:2017 Rack 490 MicroGC 5U Metrological Version Certified by LNE ' SRA 490 M Rack BIOMETHANE Package Metrological Version OIML-R140:2007, E-OIML-D11:2013 and MID 2004/22/CE ' Soprane M Software with On-Board Computer ' 3 analytical channels ' 2 sample inlet Channel TCD #1 O2, N2, CH4, CO
Channel TCD #2 CO2, H2S, COS, C2, C3
Channel TCD #3 THT or TBM PCS, WOBBE, Density International Recommendation OIML R 140 ''Measuring System for gaseous fuel' ' Linee guida per la realizzazione di un «metering system»,
una serie di elementi che vanno a costruire la catena di
misura necessaria al calcolo dell''energia del gas ' Vengono considerati il volume, le condizioni di misura, il
potere calorifico del gas calcolato dal CVDD ' Lo strumento R-490 M calcola il CV applicando la norma
ISO-6976 ' Classe di accuratezza A ' Massimo errore ± 0.5% sulla misura del CV GAS VOLUME CONVERTER FLOW COMPUTER LAN TCP / IP (remote control for method development, maintenance and/or calibration using Remote Desktop) RS-485 secure modbus (metrological data) Screen & keyboard direct connections (for maintenance and/or calibration) Sample Standard POWER
SUPPLY POWER RELAY 2 x Digital In/Out (EV command and General alarm) INTERNET ACCESS (SRA or END USER remote control for maintenance with Remote Desktop) LAN RS-485 HDMI USB INTERNAL On Board Computer WIN 7 or WIN 10, 64bit with Soprane II SW Controllo e comunicazione Software Soprane dedicato al MicroGC O2 2.03 % N2 10.23 % CH4 65.72 % Separazione su colonna Molsieve CO2 11.3 % Ethane 6.64% Propane 4.08% Separazione su colonna PLOT Analisi di H2S e COS a 1.5 ppm ciascuno Repeatabilità inferiore al 5% ! 1 ppm Tetrahydrothiophene (THT) Determinazione degli odorizzanti Sovrapposizione dei segnali di O2, N2, CH4 e linearità del segnale O2 N2 CH4 R² = 0,9996 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 0 500000 1000000 1500000 2000000 C O N C EN TR A TION % RESPONSE Oxygen R² = 0,9978 0 20 40 60 80 100 120 0 20000000 40000000 60000000 C O N C EN TR A TION % RESPONSE Methane ' SRA 490 Rack BIOMETHANE Package
' Soprane Software with On-Board Computer ' 3 analytical channels Channel TCD #1 H2, O2, CO
Channel TCD #2 H2S, COS
Channel TCD #3 Terpenes and Ketones SRA 490 M Rack BIOMETHANE Analisi delle impurezze Componente Simbolo Scala
rilevabile
Minimo rilevabile Unità di Misura Tipologia Campionamento Ossigeno O2 ' 0,6 0,01 %mol Campionamento ogni 4 minuti Solfuro di idrogeno H2S ' 6,6 2,5 mg/Sm3 Campionamento ogni 4 minuti Ossido di carbonio CO ' 0,1 0,01 %mol Campionamento ogni 4 minuti Idrogeno H2 ' 0,5 0,01 % vol Campionamento ogni 4 minuti Terpeni '9 2 ppmv Campionamento ogni 4 minuti Chetoni '9 2 ppmv Campionamento ogni 4 minuti Analisi dei terpeni e chetoni (MEK e Acetone) α-pinene β-pinene 2-carene Limonene-R Cimene Acetone MEK Determinazione dei Chetoni Conclusioni ' La Microgascromatografia è una tecnica modulare e flessibile, che consente l''utilizzo di un unico analizzatore per monitorare la qualità del Biometano, le
impurezze presenti e l''odorizzante ' La versione metrologica può essere impiegata per la determinazione del Potere Calorifico in un sistema di misura dell''energia del biometano ' La stabilità del segnale garantisce un controllo della calibrazione dopo 6 mesi di funzionamento continuo ' Ad oggi il MicroGC 490 Rack Biomethane è presente in più di 30 cabine di immissione in Francia presso GRDF e GRTgaz Grazie per l''attenzione


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