정확한 분석을 위한 최적의 샘플 프리컨디셔닝 모듈 선택 가이드

올바른 샘플 프리컨디셔닝 모듈 선택 방법

랜디 리켄

분석 샘플링 시스템에서 샘플 분석을 수행할 때, 운영자는 샘플이 분석기 근처의 샘플 컨디셔닝 시스템에 도달하기 전에 먼저 샘플을 프리컨디셔닝해야 할 수 있습니다. 이 단계가 샘플 분석에 필요한 경우, 올바른 샘플 프리컨디셔닝 모듈을 선택하는 것이 중요한 결정이 됩니다.

프리컨디셔닝 모듈 선택은 사용되는 샘플 이송 시스템 유형과 샘플의 현재 상(기체 또는 액체)에 따라 달라집니다. 이러한 상황에 따라 샘플 프리컨디셔닝을 위한 두 가지 일반적인 설계 옵션이 있습니다:

1. 탭 근처에 설치되는 필드 스테이션 모듈
2. 분석기 근처에 설치되는 패스트 루프 모듈

샘플 이송 시스템

먼저 샘플링 시스템 내에서 어떤 샘플 이송 시스템이 사용될지 결정해야 합니다. 분석 계장 애플리케이션에서 일반적으로 사용되는 두 가지 샘플 이송 시스템이 있습니다.

싱글 라인 시스템은 샘플을 분석기 위치로 이송한 후 최종 폐기 지점으로 계속 보냅니다. 싱글 라인 이송 시스템은 주로 기체 샘플에 사용됩니다. 기체 샘플이 샘플 이송 라인에 들어가기 전에 프리컨디셔닝되는 경우, 필드 스테이션 모듈이 있는 싱글 라인 시스템이 필요할 가능성이 높습니다.

반면 패스트 루프 시스템은 샘플을 분석기 위치로 이송하며, 소량의 유량만 분석기를 통과하고 나머지는 공정 리턴 탭으로 돌아갑니다. 패스트 루프 시스템은 액체 샘플에 흔히 사용되지만, 기체 샘플을 안전하게 이송하기 위해 패스트 루프를 사용해야 하는 상황도 있습니다. 일반적으로 패스트 루프 시스템은 샘플이 분석기 위치에 도달한 후 프리컨디셔닝하기 위해 패스트 루프 모듈을 사용합니다.

필드 스테이션 모듈 vs 패스트 루프 모듈

샘플 이송 시스템이 결정되면 적절한 샘플 프리컨디셔닝 모듈 선정이 필요합니다. 필드 스테이션 모듈, 패스트 루프 모듈, 또는 둘 다 사용하지 않을 수 있습니다. 두 모듈의 주요 차이점은 샘플이 언제 프리컨디셔닝되는가입니다. 샘플 이송 라인에 들어가기 전(필드 스테이션 모듈)인지, 분석기 위치에 도착한 후(패스트 루프 모듈)인지입니다. 샘플링 시스템에서 두 모듈을 동시에 사용하는 경우는 드뭅니다.

그림 1: 싱글 라인 이송 시스템에 장착된 필드 스테이션 모듈

필드 스테이션 모듈은 샘플을 여과하거나, 액체 샘플을 기화하거나, 기체 샘플의 압력을 낮추는 장치를 포함하는 서브어셈블리로 제공되는 경우가 많습니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 필드 스테이션 모듈은 샘플이 샘플 이송 라인으로 들어가기 전에 프리컨디셔닝합니다. 필드 스테이션 모듈의 기능:

• 스트림에서 원치 않는 고체 또는 액체 제거
• 샘플의 압력 또는 온도 변경
• 기화 또는 응축을 통한 샘플 상태 변경
• 캘리브레이션 가스 유입 허용

그림 2: 패스트 루프 시스템에 장착된 패스트 루프 모듈

대부분의 패스트 루프 모듈은 액체 샘플에 사용되지만, 기체 샘플에도 패스트 루프가 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 대부분의 패스트 루프 모듈은 유량을 제어하고 분석 샘플을 여과하는 장치를 통합한 서브어셈블리로 제공됩니다. 그림 2는 패스트 루프 모듈이 샘플이 분석기 위치에 도착한 후 프리컨디셔닝하는 방식을 보여줍니다.

패스트 루프는 현장에서 샘플을 프리컨디셔닝하는 경우가 거의 없으므로 필드 스테이션이 필요하지 않습니다. 소량의 유량만 분석기로 보내지고, 나머지 프리컨디셔닝되지 않은 유량은 샘플 리턴 라인으로 돌아갑니다.

액체 샘플 프리컨디셔닝 고려사항

액체 샘플은 주로 패스트 루프 모듈을 사용해 프리컨디셔닝합니다. 액체는 폐기하거나 파괴하기가 어렵기 때문입니다. 샘플 폐기와 관련된 환경 우려로 인해 패스트 루프 모듈은 잠재적 유해 폐기물 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다. 액체는 단위 체적 유량당 더 많은 질량을 포함하므로, 이러한 샘플은 대부분의 기체 샘플보다 가치가 높습니다. 패스트 루프 모듈을 사용하면 오염되지 않은 액체를 샘플링 시스템으로 다시 순환시킬 수 있습니다.

기체 샘플 프리컨디셔닝 고려사항

위에서 설명한 대로 기체 샘플은 필드 스테이션 모듈 또는 패스트 루프 모듈 중 하나로 프리컨디셔닝할 수 있습니다. 전통적으로 필드 스테이션 모듈은 기체 샘플을 프리컨디셔닝할 뿐만 아니라 분석기 위치로 이송하기 전에 압력을 낮추는 데 사용됩니다. 기체 압력을 낮추면 반응 시간이 개선되어 기체가 두 배 빠르게 이동합니다. 낮은 압력에서 이동하는 기체 샘플이 더 안전합니다.

그러나 높은 압력을 유지해야 하는 상황도 있습니다. 샘플 측정이 전체 공정 압력에서 수행되어야 하거나, 분석기가 기체 샘플의 ppm 또는 ppb 수준을 측정하기 위해 높은 샘플 압력을 필요로 하는 경우입니다. 이러한 상황에서는 특히 탄소나 황을 포함하는 기체 샘플의 경우 폐기 문제가 최우선 고려사항이어야 합니다. 이러한 샘플은 대신 패스트 루프를 사용해 샘플의 대부분을 리턴 라인으로 보내야 합니다.

샘플링 시스템과 샘플의 조건을 모두 이해하면 귀하의 시스템 운영에 적합한 샘플 프리컨디셔닝 모듈을 결정하는 데 도움이 됩니다. 플랜트나 시설이 지속적으로 대표성 있는 샘플과 정확한 분석 결과를 얻으려면 스웨즈락의 공정 분석기 샘플링 시스템(PASS) 서브시스템 교육 과정 등록을 고려해 보세요. 숙련된 샘플링 시스템 엔지니어와 업계 전문가가 샘플 프리컨디셔닝 모듈과 같은 복잡한 시스템 서브어셈블리를 이해하는 방법을 교육합니다.