Qu’est-ce qu’un analyseur de gaz d’échappement ?
Les analyseurs de gaz d’échappement sont des appareils utilisés pour analyser les composants des gaz d’échappement.
Les substances toxiques telles que les oxydes de soufre et les suies produites lors de la combustion des carburants et des matières premières sont appelées suies et fumées. La loi sur la lutte contre la pollution atmosphérique identifie les grandes installations qui génèrent de la suie et de la fumée comme des installations de production de suie et de fumée.
Les installations de production de suie et de fumée sont tenues de mesurer et d’enregistrer en permanence la concentration et le volume de suie et de fumée dans les gaz de combustion. Par conséquent, les installations de production de fumée de soja doivent utiliser des analyseurs de gaz d’échappement pour analyser et enregistrer la composition des gaz d’échappement.
Ils sont également utilisés comme indicateurs pour améliorer l’efficacité de la combustion. Les gaz fluorés sont particulièrement utilisés dans la fabrication des semi-conducteurs et des écrans à cristaux liquides. Les gaz fluorés ont un potentiel de réchauffement de la planète 10 000 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone, de sorte que la réduction des émissions est un défi pour le Congrès mondial des semi-conducteurs. Les analyseurs de gaz d’échappement peuvent être utilisés pour mesurer la concentration des gaz d’échappement comme indicateur de la réduction des émissions.
Utilisations des analyseurs de gaz d’échappement
Les analyseurs de gaz d’échappement sont des appareils utilisés dans des applications industrielles. Voici quelques exemples d’applications
- Mesure des concentrations de gaz d’échappement dans les chaudières et les incinérateurs de déchets industriels.
- Mesure de la concentration des gaz d’échappement des incinérateurs de boues et des usines d’incinération de déchets.
- Mesure de la production d’hydrogène dans les générateurs d’hydrogène
- Mesure de la quantité de gaz générée dans les usines d’oxygène et les usines de production de gaz
- Mesure de la concentration de gaz fluorés dans les installations de fabrication de semi-conducteurs
- Surveillance de la quantité d’oxygène soufflée dans les installations sidérurgiques
En vertu de la loi sur la lutte contre la pollution atmosphérique, il est nécessaire de surveiller les émissions de substances dangereuses. Les mesures effectuées à l’aide d’analyseurs de gaz d’échappement sont essentielles pour réduire les polluants atmosphériques et protéger l’environnement.
La surveillance de la quantité d’oxygène insufflée dans les installations sidérurgiques contribue également au contrôle de la qualité.
Principe des analyseurs de gaz d’échappement
Le principe diffère selon le type d’analyseurs de gaz d’échappement, mais pour le contrôle des gaz de combustion, on utilise des analyseurs de gaz de combustion qui peuvent mesurer plusieurs composants simultanément. Les analyseurs de gaz de combustion prélèvent et mesurent les gaz d’échappement dans l’ordre suivant
1. Filtre primaire
Un filtre primaire est inséré dans le conduit de fumée pour prélever des échantillons de gaz. Le filtre primaire a pour fonction de filtrer les grosses particules de poussière présentes dans l’échantillon de gaz tout en le chauffant et en empêchant son colmatage, par exemple en raison de la condensation de l’humidité. Le gaz qui a traversé le filtre primaire est introduit dans le corps principal des analyseurs de gaz d’échappement par des conduits tels que des tubes en téflon ou des tubes SUS.
2. Séparateurs de drains et collecteurs de brouillard
Le gaz de mesure introduit dans les analyseurs de gaz d’échappement est débarrassé de l’eau par un séparateur de drains ou un collecteur de brouillard. Le but est d’éviter la corrosion et les blocages dans l’équipement suivant. Le collecteur de brouillard est l’un des composants qui doit être remplacé régulièrement.
3. Convertisseur de NO
Le convertisseur de NO est utilisé pour mesurer les NOX. Il convertit le composant NO2 en NO pour faciliter la mesure avec un analyseur ; il n’est pas inclus si les NOX ne sont pas mesurés.
4. Filtre secondaire
Un filtre secondaire permet d’éliminer la suie et d’autres contaminants de l’échantillon de gaz. Le filtre secondaire est constitué de papier ou de papier téflon.
5. Pompe à air
Le gaz de mesure débarrassé de l’eau est mis sous pression par une pompe à air et acheminé vers l’unité d’analyse. Les pompes à membrane sont couramment utilisées comme pompes à air. Un débitmètre est installé à l’arrière pour vérifier que la pompe à air aspire le gaz.
6. Unité d’analyse
À l’intérieur de l’unité d’analyse, l’échantillon de gaz est introduit dans une tuyauterie capillaire ou similaire pour mesurer les différents composants. Pour la mesure simultanée de plusieurs composants, la méthode d’absorption infrarouge ou la méthode de la force magnétique est utilisée pour l’analyse.
Types d’analyseurs de gaz d’échappement
Il existe plusieurs types d’analyseurs de gaz d’échappement, qui sont utilisés en fonction du composant mesuré. Les types typiques de méthodes d’analyse des gaz d’échappement sont les suivants.
1. Méthode par conduction thermique
La mesure est effectuée en utilisant la différence du rapport de conductivité thermique des gaz. La concentration est détectée par une variation de la résistance électrique basée sur la variation de la conductivité thermique.
2. Méthode par absorption infrarouge
La cellule d’échantillonnage est comparée à une cellule de référence (vide) pour détecter la concentration du gaz, tandis que la méthode à faisceau unique est utilisée pour le gaz d’échantillonnage uniquement.
3. Méthode par force magnétique
Cette méthode est utilisée pour mesurer la teneur en oxygène. Lorsque l’échantillon de gaz pénètre dans la cellule, les molécules d’oxygène sont attirées par le champ magnétique et la force correspondant à la concentration d’oxygène est convertie en signal électrique et détectée.
4. Méthode au zircone
Cette méthode est utilisée pour mesurer les composants de l’oxygène. En utilisant la conductivité électrique de l’élément en zircone, qui ne laisse passer que les ions d’oxygène à haute température, un gaz de comparaison (blanc) et un gaz échantillon circulent et la force électromotrice de la cellule de concentration d’oxygène générée au niveau des électrodes est détectée.