La gazéification de matières carbonées telles que la biomasse ou le charbon de bois est une source importante pour la production de gaz naturel synthétique. Pour surveiller le processus de gazéification, il faut un analyseur robuste, capable de fournir des informations en temps réel. Les tâches typiques comprennent la quantification des composés contenus dans le gaz naturel synthétique, ainsi que la détection des fuites et l’identification des impuretés éventuelles qui peuvent entraîner la dégradation des catalyseurs utilisés pour la synthèse du combustible ou provoquer la saturation du système de purification du gaz. Dans les applications de gazéification de la biomasse, les impuretés sont appelées goudrons et incluent les BTX (benzène, toluène, xylène) et les HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques). En outre, diverses impuretés inorganiques telles que le H2S et le COS peuvent être présentes.
Contexte
Solution
Les spectromètres de masse RIM (réaction ionique moléculaire) de V&F sont capables de détecter et de déterminer rapidement les impuretés organiques et inorganiques dans le gaz naturel synthétique issu des processus de gazéification de la biomasse. Grâce à sa large gamme de mesures dynamiques, la technologie RIM convient aussi bien aux mesures de goudrons concentrés à la sortie d’un réacteur à lit fluidisé qu’aux mesures de traces de goudrons à la sortie d’un reformeur de gaz. En outre, les composés soufrés tels que le thiophène, le H2S et le COS peuvent être déterminés avec une excellente sélectivité à l’aide de la même méthode. Les résultats sont affichés en temps réel, ce qui permet de réaliser des études précises sur le comportement des goudrons pendant le processus de gazéification.
La quantification des composés (H2, CO, CO2) et des substances combustibles telles que le méthane issues des réactions de conversion suivantes, telles que la synthèse Fischer-Tropsch, peut être réalisée avec le spectromètre de masse de V&F. Il offre la technologie éprouvée d’ionisation par impact électronique (IE) et est souvent utilisé pour surveiller les processus de combustion, de fermentation et de synthèse de gaz. Un autre domaine d’application est le processus de contrôle des fuites, où O2 et N2 sont déterminés dans la plage des % en volume. Les spectromètres de masse de V&F peuvent être équipés d’un grand nombre d’interfaces afin de garantir une bonne intégration dans des systèmes d’automatisation comme un environnement ProfiBus. Ils peuvent également être utilisés comme appareil autonome avec un logiciel convivial Viewer de V&F.
Avantage
Les techniques d’analyse générales utilisées dans le processus de gazéification, notamment pour la mesure des impuretés, font appel à la microgazéification (µGC) et à l’adsorption en phase solide (SPA), suivies de la chromatographie en phase gazeuse (GC) hors ligne. Une méthode µGC prend généralement quelques minutes pour donner un résultat et les limites de détection sont de l’ordre du ppmv. L’IMR-MS, en revanche, fournit de multiples points de données par minute et peut donner des limites de détection de quelques ppbv pour des composés de goudron importants comme le BTX. Les méthodes SPA ne sont pas adaptées à des études plus précises du comportement des impuretés, car elles reposent sur de longues procédures d’échantillonnage et sur l’analyse GC hors ligne.
Les spectromètres de masse de V&F permettent aux techniciens d’adapter rapidement l’appareil à de nouvelles routines de mesure ou d’étendre les configurations de mesure existantes en ajoutant de nouveaux composés intéressants en quelques minutes. Leur conception compacte et mécaniquement stable les rend plus mobiles, et le changement de site de mesure peut se faire facilement en une journée de travail.
Clients de référence (extrait)
