Espectrómetro de Masa para Gases de Antorcha MAX100-BTU

El MAX100-BTU es un analizador de gases en tiempo real basado en espectrometría de masas por cuadrupolo, diseñado para la medición continua del poder calorífico (Heating Value) y la composición detallada de corrientes de gases combustibles.

Está orientado a aplicaciones de control de combustión, análisis de gases de antorcha (flare), optimización energética y cumplimiento ambiental. El equipo realiza análisis continuos de corrientes que contienen hidrocarburos, hidrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y otros gases, calculando el poder calorífico en cuestión de segundos.

Principio de funcionamiento

El sistema utiliza:

• Ionización de las moléculas presentes en la muestra.
• Separación de los iones mediante un filtro cuadrupolar según su relación masa/carga (m/z).
• Detección de los iones para generar un espectro de masas.
• Identificación y cuantificación de los componentes gaseosos a partir de sus espectros característicos.

La técnica permite obtener una composición completa de la corriente gaseosa y calcular automáticamente parámetros energéticos y de proceso.

Aplicaciones principales

• Optimización del control de combustión.
• Cumplimiento normativo en antorchas de refinería (flare compliance).
• Análisis de fuel gas.
• Sistemas de cogeneración.
• Optimización de turbinas de gas.
• Procesamiento y distribución de gas natural.
• Recuperación y mezcla de gases.
• Monitoreo de gases de hornos de coque.
• Monitoreo de gases de alto horno.
• Gases de vertederos (landfill gas).
• Mezcla de gases en la industria del vidrio.

Compuestos analizados

El equipo puede medir y reportar de forma específica:

• Hidrógeno (H₂).
• Hidrocarburos C1-C6+.
• Monóxido de carbono (CO).
• Dióxido de carbono (CO₂).
• Nitrógeno (N₂).
• Oxígeno (O₂).
• Vapor de agua (H₂O).
• Sulfuro de hidrógeno (H₂S).
• Otros gases combustibles y de proceso.

Variables calculadas

Además de la composición gaseosa, el sistema calcula automáticamente:

• Poder calorífico (Heating Value).
• Net Heating Value (NHV).
• Índice de Wobbe.
• CARI.
• Gravedad específica.
• Densidad del gas.

Características destacadas

• Reporte de poder calorífico en segundos.
• Especiación completa de hidrocarburos e hidrógeno.
• Alta resistencia a la corrosión producida por H₂S.
• Selección multipunto para hasta 46 corrientes de muestra.
• Bajos requerimientos de mantenimiento.
• Bajos requerimientos de calibración.
• Funcionamiento continuo para control de combustión y monitoreo ambiental.

Especificaciones técnicas

Compuestos detectables

• H₂.
• Hidrocarburos C1-C6+.
• CO.
• CO₂.
• N₂.
• O₂.
• H₂O.
• H₂S.
• Otros gases.

Rango de detección

• Desde 100 % hasta 100 ppm.

Número de corrientes de muestra

Configuraciones disponibles:

• 16 corrientes.
• 31 corrientes.
• 46 corrientes.

Velocidad de análisis

• Aproximadamente 1 segundo por componente.

Capacidad analítica

• Componentes: ilimitados.
• Rutinas de análisis: ilimitadas.
• Etiquetas configurables de datos: ilimitadas.

Precisión

• Menor a 0,75 % RSD.

Filamentos

• Sistema de doble filamento.

Intervalos de mantenimiento

• Analizador: entre 1 y 3 años.
• Bomba primaria: entre 6 y 12 meses.

Calibración

• Manual o totalmente automatizada.
• Intervalos de calibración entre 3 y 12 meses.

Rango de masas

• 1 a 100 amu.

Ejemplo de desempeño analítico

Resultado energético calculado

• Net Heating Value (NHV): 665,51 BTU/scf.
• Precisión del NHV: 0,53 BTU/scf.

El sistema permite monitorear en tiempo real las variaciones del NHV y determinar el aporte individual de cada componente al valor energético total.

Software Questor5

Funcionalidades

• Secuencias de análisis completamente configurables.
• Monitoreo automático de todas las corrientes de combustible o flare.
• Interfaz web para operación remota.
• Revisión de datos históricos.
• Validaciones remotas.
• Registro electrónico compatible con 21 CFR Part 11.

Niveles de acceso

• Administrador.
• Usuario.
• Visualizador.

Comunicaciones

Interfaces y protocolos disponibles:

• Ethernet.
• Modbus serie.
• Entradas y salidas digitales.
• Entradas y salidas analógicas.
• OPC.

Especificaciones eléctricas

Alimentación

110 VAC

• 50/60 Hz.
• Dos circuitos de 15 A.

230 VAC

• 50/60 Hz.
• Un circuito de 20 A.

Consumo eléctrico

• Potencia nominal: 2740 W.
• Carga térmica: 2700 W (9215 BTU/h).

Especificaciones físicas

Peso

• Gabinete estándar: 205 kg (450 lb).
• Carro opcional: 18 kg (40 lb).

Dimensiones aproximadas

• Alto: 157 cm (62 in).
• Ancho: 110 cm (43 in).
• Profundidad: 128 cm (51 in).

Condiciones ambientales

Temperatura de operación

• -20 °C a 49 °C.

Arranque con aire acondicionado

• Temperatura mínima de arranque: 12 °C.

Clasificación de áreas

• Uso general.
• Clase I, División 2, Grupos B, C, D, T4.

Requerimientos auxiliares

• Gas de purga para instalaciones en áreas clasificadas.
• Dos cilindros de gas para calibración básica.