MX2008008432A

MX2008008432A - Verificacion de calibracion de humidificacion controlada de un sistema de monitoreo continuo de emisiones.

Info

Publication number: MX2008008432A
Application number: MX2008008432A
Authority: MX
Inventors: Mark Holt; William Eberhardt
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2009-03-04
Also published as: AU2008202646A1; US8443648B2; GB0811106D0; CA2635004A1; US20090000349A1; DE102008002916A1; AU2008202646B2; GB2450605B; GB2450605A; CA2635004C

Abstract

Un sistema de monitoreo continuo de emisiones está en comunicación fluida con un conductor (2) de chimenea para conducir el gas residual desde una fuente de combustión. El sistema de monitoreo continuo de emisiones comprende un analizador (20) para medir las concentraciones de un analito presente en el gas residual. Una sonda (40) está en comunicación fluida con el conducto (22) de chimenea para adquirir una muestra de gas residual desde el conducto de chimenea. La sonda (40) también está en comunicación fluida con y ubicada corriente arriba del analizador (20). La sonda (40) tiene a remover el analito de la muestra. Un sistema (100) de verificación de calibración está en comunicación fluida con la sonda (40). El sistema (100) de verificación de calibración incluye una fuente (106) que proporciona el flujo de una concentración conocida del material de calibración a ser medio por el analizador (20). El material de calibración es el mismo que el analito. Un humidificador (104) está asociado con la fuente para proporcionar humedad al flujo del material de calibración. La humedad actúa para limpiar el analito removido de la sonda (40) y así, permitir una medición exacta de la concentración del material de calibración. Un sistema (160, 260) de suministro se conecta en forma operativa con el humidificador (104) para proporcionar una cantidad deseada de un líquido al humidificador.

Description

VERI FICAC IÓN DE CALI BRAC IÓN DE H U MI DIFICAC 1ÓN CONTROLADA DE U N SISTEMA DE MON ITOREO CONTI N UO DE EMISIONES Campo de la Invención La presente invención se relaciona en general con el monitoreo continuo de emisiones de corrientes de gas residual de escape. Más específicamente, la presente invención se relaciona con la humidificación de la verificación de calibración en sistemas de monitoreo continuo de em isiones.

Antecedentes de la I nvención La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) identifica fuentes de emisiones de mercurio (Hg) en los Estados Unidos para calentadores de utilidad, incineradores de desperdicios que queman desperdicios con contenido de mercurio (municipales y médicos) , calentadores industriales quemados con carbón y hornos de cemento. Una fuente particularmente importante de emisiones de mercurio son las plantas de energ ía de quemado de carbón. Para cuantificar las emisiones de una fuente particular, se emplea un sistema de monitoreo continuo de emisiones (CEMS) para el mercurio. Existen tres formas de mercurio en la corriente de gas residual de escape de una planta de energ ía de q uemado de carbón que se puede monitorear por un CEMS. Estas formas son mercurio elemental gaseoso, mercurio oxidado gaseoso y mercurio enlazado particulado que es elemental u oxidado. El mercurio en formas gaseosas es relativamente pegajoso y tiene una fuerte afinidad para acoplarse con una amplia variedad de superficies interiores de los componentes del CEMS. El mercurio gaseoso es extremadamente difícil de manejar y transportar a través del sistema de muestreo de gas de extracción para un analizador de gas para su medición. Los gases residuales de escape usualmente contienen bajas concentraciones de mercurio gaseoso que se debe detectar y el mercurio gaseoso pegajoso se adhiere fácilmente a las superficies de los componentes del CEMS. Esto produce una medición hecha en la muestra que no representa lo que se conduce en la masa de escape. Las partículas y otro material indeseable de la muestra de gas de combustión pueden también adherirse a las superficies de los componentes CEMS debido a la humedad presente en el gas residual de escape. Esto provoca la absorción de mercurio elemental en partículas adheridas en las superficies humedecidas. La EPA cuenta con controles restrictivos sobre las emisiones de mercurio. Se requiere una medición total del mercurio para el monitoreo normativo y la evaluación de las tecnologías de control de mercurio y los procesos de fabricación requieren mediciones exactas del mercurio gaseoso. Un ejemplo es que la EPA requiere una "verificación de gas de calibración" de más o menos 10 por ciento (+ 10%) dentro del intervalo de muestreo. De conformidad con esto, existe la necesidad de desarrollar una tecnología confiable y exacta con la capacidad de verificar la medición de mercurio emitido en la corriente de gas residual de escape .

Breve Descripción de la I nvención Un aspecto de la presente invención está dirigido a un sistema de monitoreo continuo de emisiones que está en comunicación fluida con un conducto de chimenea que conduce el gas residual desde una fuente de combustión . El sistema de mon itoreo continuo de emisiones comprende un analizador para medir las concentraciones de un analito presente en el gas residual . Una sonda está en comunicación fluida con el conducto de chimenea para adquirir una muestra del gas residual desde el conducto de chimenea. La sonda también está en comunicación flu ida con y está ubicada corriente arriba del analizador. La sonda tiende a remover el analito de la muestra. Un sistema de verificación de calibración está en comunicación fluida con la sonda. El sistema de verificación de calibración incluye una fuente que proporciona un flujo de una concentración conocida del material de calibración a ser medida por el analizador. El material de calibración quím icamente, es el mismo que el analito. Un humidificador está asociado con la fuente para proporcionar humedad al flujo del material de calibración. La humedad actúa para limpiar el analito removido de la sonda y así, permitir una medición exacta de la concentración del material de calibración . Otro aspecto de la presente invención está dirigido a un sistema de monitoreo continuo de emisiones mejorado que está en comunicación fluida con el conducto de chimenea que conduce el gas residual desde una fuente de combustión. El sistema de monitoreo continuo de emisiones tiene un analizador para medir las concentraciones de mercurio presente en el gas residual. Una sonda está en comunicación fluida con el conducto de chimenea para adquirir una muestra del gas residual desde el conducto de chimenea y en comunicación fluida con y ubicada corriente arriba del analizador. La sonda tiende a remover el mercurio de la muestra. Un sistema de verificación de calibración está en comunicación fluida con la sonda. El sistema de verificación de calibración incluye una fuente que proporciona un flujo de una concentración conocida de especies gaseosas de mercurio a ser medidas por el analizador. Un humidificador se conecta en forma operativa con la fuente para proporcionar humedad en las especies gaseosas que fluyen a través del humidificador. La humedad actúa para limpiar el mercurio removido de la sonda y así, permitir la medición exacta de la concentración de las especies gaseosas de mercurio. La mejora comprende un sistema de suministro conectado en forma operativa con el humidificador para proporcionar una cantidad deseada de un líquido al humidificador. También, otro aspecto de la invención está dirigido a un método para monitorear emisiones en forma continua de un conducto de chimenea que conduce un gas residual desde una fuente de combustión. El método comprende los pasos de adquirir una muestra de gas residual desde el conducto de chimenea con una sonda. La sonda tiende a remover el mercurio de la muestra. Las concentraciones de mercurio se miden con un analizador ubicado corriente debajo de la sonda. La calibración del analizador se verifica con un flujo de una concentración conocida del material de calibración provisto por una fuente. El flujo del material de calibración se humedece con humedad. La humedad actúa para limpiar el mercurio removido de la sonda y así , permitir una medición exacta de la concentración del material de calibración . Un sistema de suministro se conecta en forma operativa con el humidificador para proporcionar una cantidad deseada de l íquido al humidificador.

Breve Descripción de los Dibu jos La Figura 1 es una ilustración esquemática, parcialmente en sección , de un sistema para la humidificación controlada de un equipo de verificación de calibración en un sistema de monitoreo continuo de emisiones de conform idad con un aspecto de la invención ; y La Figura 2 es una ilustración esquemática , sim ilar a la Figura 1 , de un sistema para la humedad controlada del equipo de verificación de cal ibración en un sistema de monitoreo continuo de em isiones de conformidad con otro aspecto de la invención .

Descripción Detal lada de la I nvención U n sistema de monitoreo continuo de emisiones (C EMS) para mercurio normalmente consiste de un ensamble de sonda tubular ubicado en comunicación fluida con un conducto de chimenea para adquirir una muestra del gas residual. El CEMS también incluye instrumentos ubicados a cierta distancia lejos del ensamble de sonda para analizar la muestra adquirida para buscar la presencia de mercurio. La relativamente baja concentración de mercurio presente en la corriente de gas residual se mide y registra en forma continua. Con el tiempo, se establece la cantidad total de mercurio emitido. La exactitud y precisión del sistema de monitoreo continuo de emisiones son muy importantes. Un componente crítico del CEMS de mercurio es el ensamble de sonda tubular ubicado en comunicación fluida con el conducto para tomar la muestra. El ensamble de sonda tubular puede experimentar muchos problemas. La materia en partícu las siempre está presente en la corriente de gas residual de espacio y tiende a separarse del gas residual y acumularse en las superficies del ensamble de sonda tubular. Las partículas acumuladas reducen la exactitud de las mediciones de mercurio. La acumulación de partículas también resulta en una reducción en la cantidad de tiem po del CEMS de mercurio mide emisiones en la corriente de gas residual que está regulado por la agencia gubernamental . El ensamble de sonda tubular por lo general, tiene forma de U con una entrada a través de la cual se extraen las muestras gaseosas y una salida a través de la cual se descargan las muestras. Un filtro inercial se puede ubicar cerca de la entrada del ensamble de sonda. Una tobera venturi está ubicada cerca de la salida del ensam ble de sonda y se suministra por una fuente de aire caliente limpio que sale desde la salida del ensam ble de sonda dentro de la corriente del gas residual de escape. La humidificación controlada se puede aplicar en varios tipos de sonda. Se debe apreciar que la sonda también puede ser del tipo de extracción diluida, en donde la muestra se extrae a través de un filtro con el uso de la tobera venturi y un orificio. El aire diluido se introduce por el orificio y se utiliza para diluir la muestra extraída y se mezcla con la muestra. Este flujo de aire de la tobera genera un flujo de gas de alta velocidad (21 a 30 metros por segundo) a través del ensamble de la sonda tubular, lo que crea un vacío en la entrada de gas. Este vacío en la entrada de gas extrae el gas residual muestra dentro del ensamble de sonda tubular. La experiencia ha demostrado que a pesar de la alta velocidad de flujo, la material en partículas se acumula en las superficies del ensamble de sonda. Esto provoca inexactitudes en la medición de la concentración de mercurio en la corriente de gas residual, lo cual incrementa el tiempo de mantenimiento y de suspensión cuando no se monitorean las emisiones. Ya que el ensamble de sonda tubular está montado en el conducto de chimenea, el acceso a la sonda y por lo tanto, para el mantenimiento del ensamble de sonda es difícil y consumidor de tiempo. Es deseable que el ensamble de sonda sea confiable y libre de mantenimiento, tanto como sea posible. Un aparato 20 de adquisición de muestra de gas se ilustra en la Figura 1, e incluye una estructura de conformidad con un aspecto de la invención, para revisar la calibración de un sistema de monitoreo continuo de emisiones (CEMS) con humidificación controlada. El aparato 20 de adquisición de muestra de gas es parte del sistema de monitoreo continuo de emisiones y se conecta en forma operativa con un analizador de gas conocido. Tal aparato 20 de adquisición de muestra de gas y el CEMS son apropiados para muestrear contaminantes seleccionados, tales como mercurio (Hg) que se transportan en la corriente de gas residual que fluye en un conducto 22 de chimenea desde una fuente de combustión.

El aparato 20 de adquisición de muestra de gas incluye un alojamiento 24 que encierra ciertos componentes. El alojamiento 24 está hecho para cumplir con las normas NEMA y está aislado. El alojamiento 24 se acopla con el conducto 22 de chimenea por un conector 26 tubular y puede tener otra estructura de acoplamiento (no mostrada). El aparato 20 de adquisición de muestra de gas también incluye el ensamble 40 de sonda montado en el alojamiento 24. Los componentes del ensamble 40 de sonda son tubulares. El ensamble 40 de sonda incluye una entrada o punta 42 de sonda que está en comunicación fluida con la corriente de gas residual en el conducto 22 de chimenea. La punta 42 de sonda se conecta con un filtro 44 inercial del ensamble 40 de sonda. El filtro 44 inercial se acopla con una tubería 46 de retorno, de acero inoxidable con forma de U. La tubería 46 de retorno, de acero inoxidable se acopla con un medidor 48 de flujo venturi. El medidor 48 de flujo venturi se conecta con una salida o retorno 62 de sonda que está abierto al flujo de gas residual. La temperatura de la muestra de gas dentro de los componentes del ensamble 40 de sonda ubicado en el alojamiento 24, se mantiene a través de un calentador 64 de encamisado o de bloque. La punta 42 de la sonda se extiende dentro del conducto 22 de chimenea a través de un aislamiento 82 térmico, flexible. La punta 42 de sonda extrae una muestra desde el flujo de gas residual de escape. La muestra de gas se transporta dentro del filtro 44 inercial. La muestra de gas abandona el filtro 44 inercial a través de la tubería 66 de retorno, de acero inoxidable. La muestra de gas entonces pasa a través del medidor 48 de flujo venturi. Por último, la muestra de gas abandona el alojamiento 24 al pasar a través del retorno 62 de sonda. Durante la circulación de la muestra de gas a través de los com ponentes del ensamble 40 de sonda , una sub-muestra representativa se extrae el filtro 44 inercial en la toma 84. La sub-muestra se conduce fuera del alojamiento 24 en la l ínea 86 extendida a través del puerto 88 en el alojamiento. La sub-muestra se conduce a un analizador de gas para su análisis en una manera conocida. Los analizadores de gas apropiados son bien conocidos en la técnica e incluyen , sin limitar, detectores de absorción atómica UV y detectores de fluorescencia atómica. El filtro 44 inercial típicamente está hecho de un material de metal , sinterizado, tubular. El metal sinterizado del filtro 44 inercial tiene un área superficial relativamente g rande. Las superficies del filtro 44 inercial actúan para entrar en contacto con las partículas en el gas residual , que tienden a remover el mercurio del gas residual por medio de absorción . Las partículas y otro material indeseable de la muestra de gas residual se puede adherir en las superficies mojadas de la sonda y provocar la adsorción del mercurio elemental sobre la partículas adheridas en las superficies mojadas. Esto afecta la concentración de mercurio, o analito, a los cuales está expuesto el analizador de gas y por lo tanto, no es una medición real de la concentración de mercurio en el gas resid ual . Para reducir al m ínimo que la materia en partículas se acumule en las superficies de los componentes del ensamble 40 de sonda del aparato 20 de adq uisición de muestra de gas, se proporciona un dispositivo 1 00 de verificación de calibración con humedad controlada. El dispositivo 1 00 de verificación de calibración de humedad controlada se puede montar en el alojamiento 24 o en una ubicación externa pero se acopla en forma operativa con el ensamble 40 de sonda. El dispositivo 1 00 de verificación de calibración de humedad controlada sirve para remover o desprender periódicamente el analito de mercurio que fue removido del gas residual y que se acumuló en las superficies del ensamble 40 de sonda. De este modo, el dispositivo 1 00 de verificación de calibración de humedad controlada proporciona al ensamble 40 de sonda , el cual está relativamente libre de monitoreo y permite recolectar una muestra representativa del flujo de gas residual de escape, para asegurar la exactitud y precisión del CEMS 20. El d ispositivo 1 00 de verificación de calibración de humedad controlada de conformidad con un aspecto de la invención , incluye una fuente 1 02 de muestra de mercurio elemental. La fuente 1 02 de muestra de mercurio elemental está conectada en forma fluida con un humidificador 1 06 en una forma apropiada , tal como un evaporador o un tubo de permeación. Una fuente 1 06 de humedad está conectada en forma fluida con el humidificador 1 04 a través de un controlador 1 08 de flujo de masa. El hum idificador está conectado en forma fluida con el ensamble 40 de sonda en la punta 42 de sonda por una l ínea 1 20. Un panel 140 de limpieza de aire está conectado en forma fluida con la punta 42 de la sonda por la línea 142. El d ispositivo 1 00 de verificación de calibración de humedad controlada proporciona una muestra humedecida de una cantidad conocida de mercurio elemental y a una velocidad de flujo conocida en la punta 42 de sonda . El nivel de humedad está dentro del intervalo de 2 a 33 por ciento y de preferencia , se mantiene dentro del intervalo de 5-20 por ciento. Se ha encontrado que una muestra humedecida de mercurio elemental proporciona una medición más exacta y precisa de mercurio que al suministrar una m uestra seca . Se cree que esto se debe a la acción de limpieza que ejerce la humedad suministrada en las partículas y en otro material indeseable en las superficies mojadas (en donde el analito entra el contacto) del ensamble 40 de sonda. La fuente 1 02 de m uestra de mercurio elemental del dispositivo 1 00 de verificación de calibración , de humedad controlada proporciona un flujo de una concentración conocida de mercurio elemental al hum idificador 1 04 a una velocidad de flujo conocida. La concentración del mercurio elemental es por ejem plo, 1 0 microgramos por metro cúbico de aire ^g/m3). Esta muestra de mercurio elemental pasa a través del humidificador 1 04. En la fuente 1 02 de muestra de mercurio existen dos controladores de flujo de masa (no mostrados) a través de los cuales pasa el aire. Uno mide el aire en una escala muy pequeña, de aproximadamente 0-40 ml/minuto y este aire se suministra a una reserva caliente de mercurio elemental. Esta pequeña cantidad de mercurio gaseoso se mezcla con un gran volumen de aire (0-40 SLPM) que se mide por otro controlador de flujo de masa de gas. En ambos casos, estos controladores de flujo de masa están corriente arriba de la reserva de mercurio y una cámara de mezclado, ya que no es conveniente que el mercurio elemental entre en contacto con cualquier material de metal dentro de los controladores de flujo de gas. Una cantidad deseada de humedad en la forma de l íquido, tal como agua , inicialmente se proporciona desde la fuente 1 06 a una temperatura por debajo de su punto de ebullición tal como 70°C . Se prefiere que el agua se mantenga en forma de vapor y cuando la muestra h umedecida se entreg ue a la sonda 60, el gas húmedo deberá tener una temperatura sim ilar a la de los componentes de la sonda. De este modo, los componentes de la sonda 40 se calientan con el fin de evitar el impacto térmico de los componentes de la sonda. Los com ponentes del humidificador 1 04 a la sonda 40, tal como la l ínea 20 se mantienen calientes a 1 80°C o más alto. El controlador 1 08 de masa mide la cantidad de agua provista al humidificador 1 04. El agua se entrega al mercurio elemental que fluye a través del humidificador 1 04 como vapor de humedad . La humedad se lleva junto con la muestra de mercurio al ensamble 40 de sonda a través de la l ínea 1 20. La humedad actúa para limpiar el mercurio acumu lado q ue se absorbió sobre las superficies del ensamble 40 de sonda y las partículas se adhieren en los com ponentes de la sonda. La humedad actúa para limpiar las partícu las y otro material indeseable que se adh iere a las superficies mojadas de la sonda para eliminar la adsorción del mercurio elemental de la muestra de gas residual o del gas de mercu rio elemental calibrado. Por tanto, se proporciona una medición exacta de la concentración de las especies gaseosas de mercurio. La muestra de mercurio elemental que el analizador de gas mide es representativa de la concentración sum inistrada por la fuente 1 02 de muestra de mercurio. El propósito de esto es proporciona un material de "limpieza" junto con el gas de calibración de mercurio elemental para lavar cualquier partícula u otro material indeseable que provoque la adsorción del mercurio elemental . La remoción del mercurio elemental del gas de muestra, ya sea una muestra de gas residual o una muestra de calibración, afecta la exactitud y precisión de la medición del mercurio elemental . Al evitar la remoción, se realiza una medición más exacta y precisa del analito para la muestra de gas residual y del gas de calibración. Para asegurar que el analizador de gas proporcione la medición más exacta y precisa del analito de mercurio, se proporciona un sistema 1 00 de verificación de calibración de humedad controlada. El sistema 1 00 de verificación de calibración de humedad controlada está en comunicación fluida con el ensam ble 40 de sonda. El sistema 1 00 de verificación de cal ibración de humedad controlada incluye una fuente 1 02 de muestra de mercurio que proporciona una concentración conocida del material de cal ibración a ser medido por el analizador de gas. El humidificador 1 04 está asociado con la fuente 1 02 de muestra de mercurio para proporcionar humedad al flujo del material de calibración . La humedad actúa para limpiar las partículas y otro material indeseable de la sonda 40 y así, proporcionar una medición exacta de la concentración del material de calibración de mercurio y de las m uestras de la corriente de gas residual . Un sistema 1 60 de suministro (Figura 1 ) de conformidad con un aspecto de la invención se conecta en forma operativa con el humidificador 1 04 para proporcionar la cantidad deseada de un l íq uido al humid ificador. El sistema 160 de suministro también incluye un gas presurizado abastecido desde una fuente 162, tal como un tanque de almacenamiento , un compresor y un sumin istro de aire de instalado. La fuente 1 62 de gas proporciona la sobre-presión a la fuente 1 06 de agua. La fuerza de impulso de la sobre-presión actúa para entregar agua desde la fuente 106 al hum idificador 1 04. La sobre-presión impulsa el ag ua desde la fuente 1 06 al hum idificador 1 04 cuando el dispositivo 1 08 de control de masa permite el flujo. El sistema 20 de monitoreo continuo de emisiones también puede incluir un sistema 1 64 de control para monitorear la humedad entregada desde el hum id ificador 1 04 y controlar la cantidad de humedad entregada al hum idificador. La humedad sum in istrada por el h umidificador 1 04 se calcula con base en el flujo de. líquido medido con el controlador 1 08 de flujo de masa l íquida y el flujo de gas medido por un controlador de flujo de masa de gas en la fuente 1 02 de muestra de mercurio. El conocer la temperatura del gas humedecido y el flujo de masa del l íquido y el gas proporciona un cálculo exacto de la humedad entregada por el humidificador 1 04. Este cálculo es lo suficientemente exacto para el propósito de "limpieza" de las superficies de la sonda 40. Este cálculo se puede com unicar al controlador 1 68 tal como un PLC , y el control del flujo de agua al humidificador 104 y por lo tanto, la humedad entregada por el humidificador. El sistema 1 64 de control incluye un sensor 1 66 opcional en l ínea 1 20 que mide la humedad establecida por el humidificador 1 04. El sensor 166 comunica la medición de humedad al controlador 1 68 q ue compara la medición con los límites superior e inferior deseados. El controlador 168 entonces indica al controlador 1 08 de masa cambiar el estado, según sea necesario, con el fin de mantener la humedad entregada por el hum idificador 1 04 entre los l ím ites deseados. El aparato 20 de adquisición de muestra de gas se ilustra en la Figura 2 e incluye una estructura de conform idad con otro aspecto de la invención para revisar la calibración de un sistema de monitoreo continuo de emisiones (CEMS). Para reducir al mínimo la materia en partícula que se acumula en las superficies de los componentes del ensamble 40 de sonda del aparato 20 de adquisición de muestra de gas tiene un dispositivo 1 00 de verificación de calibración de humedad. El dispositivo 1 00 de verificación de calibración de humedad controlada puede montarse en el alojam iento 24 o en una ubicación externa , pero se acopla en forma operativa con el componente del ensamble 40 de sonda. El dispositivo 1 00 de verificación de calibración de humedad controlada sirve para remover o desprender periódicamente el mercurio que fue removido del gas residual y que se acum uló en las superficies del ensamble 40 de sonda. De este modo, el ensamble 40 de sonda queda relativamente libre de mantenim iento y proporciona una muestra representativa del flujo de gas residual para asegurar la exactitud y precisión del CEMS . El ensamble 40 de sonda puede tener un diseño de filtro inercial (como se ilustra en las Fig uras) o un diseño de extracción por dilución . La aplicación de esta invención no está restringida al tipo del diseño de sonda. El d ispositivo 1 00 de verificación de calibración de humedad controlada incluye una fuente 1 02 de m uestra de mercurio elemental . La fuente 1 02 de muestra de mercurio elemental está conectada en forma fluida con el humidificador 1 04. El humidificador 104 puede estar en forma de un evaporador o un tubo de permeación . Una fuente 1 06 de humedad está conectada en forma fluida con el h um idificador 1 04. El hum idificador 1 04 está conectado en forma fluida con el ensamble 40 de sonda en la punta 42 de la sonda por la línea 142. El dispositivo 1 00 de verificación de calibración de humedad controlada proporciona una m uestra humedecida de una cantidad conocida de mercurio elemental a la punta 42 de la sonda. El nivel de humedad está dentro del intervalo de 2 a 33 por ciento y de preferencia, dentro del intervalo de 5-20 por ciento. Se ha encontrado que una muestra humedecida de mercurio elemental proporciona una medición más exacta de mercurio que al suministrar una muestra seca. Se cree que esto se debe a una acción de limpieza de la humedad en las partículas u otro material i ndeseable acumulado en las superficies del ensamble 40 de sonda. La fuente 102 de muestra de mercurio elemental del dispositivo 1 00 de verificación de calibración de humedad controlada proporciona un flujo de una concentración conocida de mercurio elemental al hum idificador 104. La concentración de mercurio elemental es por ejemplo, 1 0 microgramos por metro cúbico de aire (µ?/??3) . Esta muestra de mercurio elemental pasa a través de un tubo de permeación desde el hum idificador 1 04. Una cantidad deseada de humedad es provista desde la fuente 1 06, tal como agua. El agua se entrega al flujo de muestra de mercurio elemental como vapor de humedad . La humedad se conduce a lo largo de la m uestra de mercurio hasta el ensamble 40 de sonda a través de la l ínea 1 20. La humedad actúa para limpiar el mercurio acumulado que fue adsorbido en las superficies del ensamble 40 de sonda . De este modo, la muestra de mercurio elementos que el analizador de gas mide es representativa de la concentración entregada por la fuente 102. Para asegurar que el analizador de gas proporcione una medición exacta del analito, se proporciona un sistema 100 de verificación de calibración de humedad controlada. El sistema 100 de verificación de calibración de humedad controlada está en comunicación fluida con la sonda 40. El sistema 100 de verificación de calibración de humedad controlada incluye una fuente que proporciona una concentración conocida de material de calibración de mercurio a ser medido por el analizador. El humidificador 104 está asociado con la fuente para proporcionar humedad al flujo de material de calibración de mercurio. La humedad actúa para limpiar las partículas y otro material indeseable de la sonda, lo cual puede provocar la adsorción del mercurio elemental sobre las superficies mojadas de la sonda y así proporcionar una medición exacta de la concentración de material de calibración de mercurio y la frecuencia de concentración en el gas de muestra. Un sistema 260 de suministro (Figura 2) de conformidad con otro aspecto de la invención se conecta en forma operativa con el humidificador 104 para proporcionar la cantidad deseada de un líquido al humidificador. El sistema 260 de suministro incluye una bomba 262. La bomba 262 puede ser cualquier tipo de bomba apropiado. Un tipo satisfactorio de bomba 262 es una bomba peristáltica. La bomba 262 proporciona una fuerza de impulso al agua suministrada desde la fuente 106 de agua. La bomba 262 actúa para entregar el agua medida desde la fuente 106 al humidificador 104.

El sistema 20 de monitoreo continuo de emisiones tam bién puede incluir un sistema 264 de control para monitorear la humedad entregada desde el humidificador y controlar la cantidad de humedad entregada al humidificador 1 04. La humedad entregada por el humidificador 1 04 se calcula con base en el flujo de líquido desde la bomba 262 y el flujo de gas medido por un controlador de flujo de masa de gas en la fuente 1 02 de muestra de mercurio. El conocer la tem peratura del gas humedecido y del flujo de masa del líquido y del gas proporciona un cálculo exacto de humedad entregada por el humidificador 1 04. Este cálculo es lo suficientemente exacto con el propósito de "limpiar" las superficies de la sonda 40. Este cálculo puede ser comunicado al controlador 268, tal como un PLC y el control del flujo de agua para el humidificador 1 04 y por lo tanto, la humedad entregada por el hum idificador. El sistema 264 de control también puede incluir un sensor 266 óptico en l ínea 1 20, el cual m ide la humedad establecida por el hum idificador 1 04. El sensor 266 comunica la medición de humedad a un controlador 268 que compara la medición con los límites superior e inferior deseados. El controlador 268 entonces indica a la bomba 262 cambiar de estado, cuando sea necesario, con el fin de mantener la humedad entregada por el humedad 1 04 entre los l ímites deseados. A partir de la descripción anterior de por lo menos una modalidad preferida de la invención , se podrá apreciar q ue se pueden realizar muchos cambios, modificaciones y mejoras. Tales mejoras , cambios y modificaciones tienen la intención de estar abarcadas por las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES

1 . Un sistema de monitoreo continuo de emisiones que está en comunicación fluida con un conducto (22) de chimenea para conducir gas residual desde una fuente de combustión , el sistema de monitoreo continuo de emisiones está caracterizado porque comprende: un analizador (20) para medir las concentraciones de un analito presente en el gas residual; una sonda (40) en comunicación fluida con el conducto (22) de chimenea para adquirir una muestra de gas residual desde el conducto de chimenea y en comunicación fluida con y ubicada corriente arriba del analizador, la sonda tiende a remover el analito de la muestra ; y un sistema ( 1 00) de verificación de calibración en comunicación fluida con la sonda (40) , el sistema de verificación de calibración incluye una fuente ( 1 06) que proporciona un flujo de una concentración conocida de material de cal ibración a ser medido por el analizador, el material de calibración qu ímicamente, es igual que el analito, y un humidificador ( 1 04) asociado con la fuente que humedece el flujo de material de calibración , la humedad actúa para limpiar al anal ito removido de la sonda (40) y asi permitir una med ición exacta de la concentración del material de cal ibración ; y un sistema ( 160, 260) de suministro conectado en forma operativa con el hum idificador ( 1 04) para proporcionar una cantidad deseada de un líquido al h umidificador.

2. El sistema de monitoreo continuo de emisiones de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema (160) de suministro incluye un gas presurizado (162) para mover el líquido del humidificador (104).

3. El sistema de monitoreo continuo de emisiones de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema (260) de suministro incluye una bomba (262) para mover el líquido del humidificador (104).

4. El sistema de monitoreo continuo de emisiones de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la bomba (262) es una bomba peristáltica.

5. El sistema de monitoreo continuo de emisiones de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye un sistema (164, 264) de control para monitorear la humedad entregada desde el humidificador (104) y controlar la cantidad de humedad entregada al humidificador.

6. El sistema de monitoreo continuo de emisiones de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el analito es mercurio.