De ideale steekproefvoorbereidingsmodule kiezen voor nauwkeurige analyse

Hoe je de juiste steekproefvoorbereidingsmodule selecteert

Randy Rieken

Bij het uitvoeren van steekproefanalyse in een analytisch steekproefsysteem, kan een operator de steekproef eerst moeten voorbereiden voordat deze het steekproefconditioneringssysteem in de buurt van de analyzer bereikt. Wanneer deze stap noodzakelijk is voor steekproefanalyse, wordt het selecteren van de juiste steekproefvoorbereidingsmodule een kritieke beslissing.

De keuze van de voorbereidingsmodule is afhankelijk van het type steekproeftransportsysteem dat gebruikt wordt en de huidige fase van de steekproef – een gas of een vloeistof. Afhankelijk van deze omstandigheden zijn er twee veelvoorkomende ontwerpopties voor steekproefvoorbereiding:

1. Een veldstationmodule geïnstalleerd in de buurt van de aftapping
2. Een snelle-lus module geïnstalleerd in de buurt van de analyzer

Steekproeftransportsystemen

Eerst is het nodig om te bepalen welk steekproeftransportsysteem binnen je steekproefsysteem gebruikt zal worden. Er zijn twee veelvoorkomende steekproeftransportsystemen gebruikt in analytische instrumentatieapplicaties.

Een fast-loop systeem aan de andere kant, transporteert een steekproef naar de analyzerlocaties, waar slechts een kleine hoeveelheid stroom door de analyzer passeert en de rest terugkeert naar de procesretourap. Fast-loop systemen zijn gebruikelijk voor vloeistofsteekproeven, maar er zijn situaties waarin een fast-loop gebruikt moet worden om een gasteekproef veilig te transporteren. Typisch zullen fast-loop systemen een fast-loop module gebruiken om de steekproef te voorbereiden nadat deze de analyzerlocatie bereikt heeft.

Veldstationmodules vs. Fast-loop modules

Eenmaal het steekproeftransportsysteem bepaald, moet een selectie worden gemaakt met betrekking tot de juiste steekproefvoorbereidingsmodule. Je kunt besluiten om een veldstationmodule, een fast-loop module of geen van beide te gebruiken. Het primaire verschil tussen de twee modules is wanneer de steekproef wordt voorbereid – ofwel voordat deze de steekproeftransportlijn binnenkomt (veldstationmodule) ofwel nadat deze de analyzerlocatie bereikt (fast-loop module). Het is belangrijk op te merken dat een steekproefsysteem zelden beide modules zal gebruiken.

Figuur 1: Een veldstationmodule gemonteerd in een single-line transportsysteem.

Veldstationmodules zijn vaak beschikbaar als subassemblages die apparaten bevatten die de steekproef filteren, een vloeistofsteekproef verdampen of de druk van een gasteekproef verlagen. Zoals hierboven in Figuur 1 te zien, zal een veldstationmodule een steekproef voorbereiden voordat deze in de steekproeftransportlijn passeert. Veldstationmodules hebben de mogelijkheid om:

• Ongewenste vastestoffen of vloeistoffen uit de stroom te verwijderen.
• De druk of temperatuur van de steekproef te veranderen.
• De toestand van de steekproef te veranderen door verdamping of condensatie.
• Kalibratiegastoevoeging toe te staan.

Figuur 2: Een fast-loop module gemonteerd in een fast-loop systeem.

De meeste fast-loop modules worden gebruikt voor vloeistofsteekproeven, hoewel fast-loops ook steeds populairder worden voor gasteekproeven. In de meeste gevallen zijn fast-loop modules beschikbaar als subassemblages die apparaten incorporeren die de stroomsnelheid regelen en de geanalyseerde steekproef filteren. Figuur 2 demonstreert hoe een fast-loop module de steekproef voorbereidt nadat deze de analyzerlocatie bereikt heeft.

Omdat een fast-loop bijna nooit steekproeven in het veld voorbereidt, is een veldstation niet nodig. Alleen een kleine hoeveelheid stroom wordt naar de analyzer gestuurd, waardoor de rest van de stroom onvoorwaardelijk terugkeert naar de steekproefretourlijn.

Overwegingen voor vloeistofsteekproefvoorbereiding

Vloeistofsteekproeven worden het meest vaak voorbereid met een fast-loop module simpelweg omdat vloeistoffen vaak te moeilijk zijn om af te voeren of te vernietigen. Vanwege milieukwesties met betrekking tot steekproefafvoering, helpen fast-loop modules om potentiële gevaarlijke afvalstoffen op te lossen. Vloeistoffen bevatten ook meer massa per volumetrische stroom, waardoor deze steekproeven waardevoller zijn dan de meeste gasteekproeven. Met fast-loop modules worden onbesmette vloeistoffen vaak teruggelopen in het steekproefsysteem.

Overwegingen voor gasteekproefvoorbereiding

Zoals hierboven uitgelegd, kunnen gasteekproeven worden voorbereid met behulp van een veldstationmodule of een fast-loop module. Traditioneel wordt een veldstationmodule gebruikt om niet alleen de gasteekproef voor te bereiden, maar ook de druk te verlagen voordat deze naar de analyzerlocatie getransporteerd wordt. Het verlagen van de gasdruk verbetert de responstijd – waardoor het gas twee keer zo snel beweegt. Een gasteekproef die op een lagere druk reist, is veiliger.

Er kunnen echter situaties zijn waarin een hoge druk bewaard moet blijven. De steekproefmeting kan vereist zijn om op volledige procesdruk te zijn, of de analyzer heeft hoge steekproefdruk nodig om ppm of ppb niveaus van de gasteekproef te meten. In deze omstandigheden moet het afvoervraagstuk bovenaan blijven – vooral als deze gasteekproeven koolstof of zwavel bevatten. Dergelijke steekproeven zouden in plaats daarvan een fast-loop moeten gebruiken om het merendeel van de steekproef terug te sturen naar de retourlijn.

Het begrijpen van de condities van zowel je steekproefsysteem als je steekproef helpt je bepalen welke steekproefvoorbereidingsmodule geschikt is voor je systeemoperaties. Om te zorgen dat je fabriek of faciliteit consistent representatieve steekproeven en nauwkeurige analytische resultaten ontvangt, overweeg dan om je in te schrijven voor Swagelok's Process Analyzer Sampling System (PASS) Subsysteem Trainingscursus. Ervaren steekproefsysteemingenieurs en industrieprofessionals leren hoe ze complexe systeemsubassemblages, zoals steekproefvoorbereidingsmodules, te begrijpen.