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Sensori di monitoraggio dei gas: Uno sguardo interno ai sensori di CO alto e H2 per Ventis Pro5

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Il Ventis Pro5 ha recentemente aggiunto due nuovi sensori elettrochimici al suo portafoglio: il sensore di idrogeno (H2) e il sensore di monossido di carbonio ad alto campo di misura (CO High).

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Per comprendere meglio l'entusiasmo, può essere utile un piccolo corso di aggiornamento sulla tecnologia dei sensori elettrochimici:

Sensori elettrochimici

I sensori elettrochimici sono caratterizzati da un elettrodo speciale in una soluzione in cui il gas bersaglio reagisce, creando un flusso di elettroni. Questo flusso di elettroni genera una corrente che può essere misurata e la cui intensità indica la quantità di gas presente.

Contrariamente a quanto si pensa, questi sensori non hanno una data di scadenza prestabilita. La loro durata dipende da vari elementi, tra cui il gas di destinazione. Ad esempio, la durata di un sensore di CO dipende principalmente dalla quantità di gas con cui reagisce e dalla frequenza. Un sensore di CO che lavora spesso al di là del suo campo di misura fallirà la calibrazione molto più rapidamente di un sensore di CO che viene colpito solo da gas occasionali in piccole concentrazioni.

Sensori di CO ad alta concentrazione in azione

Finora, il Ventis Pro5 offriva diverse opzioni per il rilevamento di CO che potevano leggere fino a 2000 ppm. Tuttavia, ci sono industrie che possono produrre quantità estremamente elevate di CO, ben al di sopra di questo intervallo. Tra questi, la produzione di acciaio, in particolare negli altiforni; la raffinazione del petrolio durante il cracking catalitico e il reforming; la produzione chimica di sostanze come il metanolo e la formaldeide; le cokerie per la produzione di coke dal carbone; le cartiere che utilizzano caldaie per il recupero del black liquor; le centrali elettriche a combustione che utilizzano carbone o biomasse.

Con l'introduzione del sensore CO High, il Ventis Pro5 è ora in grado di rilevare una concentrazione di CO fino a 9.999 ppm, proteggendo così il sensore da una bruciatura prematura.

Combattere le interferenze incrociate

Con la tecnologia elettrochimica, ogni sensore è progettato per reagire a un gas specifico. Tuttavia, altri gas possono talvolta innescare una reazione con l'elettrodo del sensore, causando una lettura sul sensore. Questo fenomeno è chiamato "interferenza incrociata"

I normali sensori di CO possono subire interferenze incrociate con l'H2, che può generare una lettura sul monitor di CO pari al 22% della concentrazione di H2. Per questo motivo, Industrial Scientific offre un sensore di CO con bassa interferenza di H2 (CO/H2 low), che varia da 0 a 1000 ppm. Tuttavia, questo sensore mostrerà comunque una lettura di CO pari al 3% della concentrazione di H2. Se l'H2 è presente in basse quantità, questa sensibilità incrociata è trascurabile; tuttavia, se le industrie producono H2 in grandi quantità, il sensore di CO potrebbe andare in falso allarme a causa delle maggiori concentrazioni di H2 presenti.

Sensori H2 in azione

A causa della potenziale interferenza incrociata nelle applicazioni in cui è presente il rischio di avere sia CO che H2, il Ventis Pro5 deve essere configurato con un sensore di CO/H2 basso, oltre che con un sensore H2 per aiutare a identificare se le letture di CO sono vere o false.

industrie che coinvolgono sia CO che H2 includono la raffinazione del petrolio, dove processi come l'idrocracking e la desolforazione utilizzano l'idrogeno e generano CO come sottoprodotto; la produzione di prodotti chimici, in particolare nella produzione di metanolo e ammoniaca; la produzione di acciaio, dove gli altiforni tradizionali producono CO e i nuovi metodi più ecologici utilizzano sempre più spesso H2; i forni a coke, che generano sia CO che H2; e la produzione di gas di sintesi (syngas), che è una miscela di CO e H2 e viene utilizzata per la creazione di una varietà di prodotti chimici e combustibili.

Altri settori che possono trarre vantaggio da un sensore di H2 sono gli impianti di elettrolisi, che dividono l'acqua in H2 e O2 mediante elettrolisi, le energie rinnovabili e le centrali nucleari avanzate, che possono produrre H2 mediante elettrolisi ad alta temperatura di processi termochimici.

Inoltre, un sensore elettrochimico di H2 misura il gas in ppm, fino a 2.000 ppm. Ciò consente di rilevare l'H2 in piccole concentrazioni, ben al di sotto del suo limite inferiore di esplosività (LEL), che è pari al 4%Vol, ovvero 40.000ppm.

Per le applicazioni in cui è necessario rilevare l'H2 fino al suo LEL, un sensore a diffusione catalitica è perfetto per questo lavoro. Nel Ventis Pro5, l'accoppiamento di un sensore H2 con il LEL consentirà al monitor non solo di identificare la presenza di H2 in piccole quantità, ma anche di avvisare gli utenti quando la concentrazione di H2 ha raggiunto un livello così alto da mettere a rischio di combustione l'ambiente.