Fast NGA System with He/H2 Analysis Nexis GC-2030 FRGA-II1 GC-2014 FRGA-II1

Význam tématu

Analýza složení zemních plynů a obdobných směsí je zásadní pro přesné stanovení palivových vlastností, monitorování kvality surovin a řízení procesů v energetice a petrochemii. Rychlé a spolehlivé stanovení jednotlivých složek v rozsahu od stopových koncentrací až po desítky procent umožňuje optimalizovat výhřevnost, relativní hustotu a zajišťuje dodržení regulačních norem.

Cíle a přehled studie

Cílem předloženého whitepaperu je představit koncepci a provozní parametry systému Shimadzu Nexis GC-2030 FRGA-II určeného pro rychlou analýzu přirozených a průmyslových plynů (C1–C6, permanentní plyny). Dokument popisuje uspořádání ventilů, kolon a detektorů, časové sekvence vzorkování i typické chromatogramy pro jednotlivé analytické kanály.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek plynu je odebírán do tří smyček, z nichž se postupně uvolňují jednotlivé frakce. Pomocí předkolony dochází k back-flush odfiltrování složek C6+ jako jediného špičkového pásma. Následně se hydrokarbonové frakce C3–C5 separují na kapilární koloně Alumina a detekují plamenovou ionizační detekcí (FID). Pro analýzu permanentních plynů (H2, He, O2, N2, CO, CO2, C2H2–C2H6, H2S) slouží dvě termoionizační kolony (P-N, MS-5A, P-Q) v kombinaci se dvěma termoionizačními detektory (TCD). Celkový čas analýzy je přibližně 10 minut.
Instrumentace:

• Chromatograf Nexis GC-2030 se systémem pěti ventilů
• Sedm plněných a jedna kapilární kolona (Alumina, MS-5A, P-N, P-Q)
• Detektory: jeden FID, dvě TCD
• Software Lab Solutions GC, modul pro výpočet výhřevnosti (BTU) a relativní hustoty

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala schopnost kvantifikace 25 sloučenin v širokém koncentračním rozsahu (0,001–80 %) s detekčními limity od 0,01 % u permanentních plynů a od 0,001 % u lehkých uhlovodíků. Typické chromatogramy FID, TCD-1 a TCD-2 ukazují dobré rozlišení i u izomerů C4 a stopových sloučenin. Opakovatelnost retenčních časů i plošných integrálů zůstala v mezích běžných QA/QC požadavků.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá desetiminutová analýza komplexních plynů
• Možnost souběžného stanovení permanentních plynů a C3–C6 uhlovodíků
• Vypočet výhřevnosti a relativní hustoty automaticky ve stejném softwaru
• Vysoká opakovatelnost a robustnost metody vhodná pro průmyslové aplikace

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování vývoje se zaměřuje na:

• Integraci s on-line monitorovacími a automatizačními systémy
• Snížení objemu vzorku a spotřeby nosného plynu
• Implementaci AI-podložených algoritmů pro automatickou kalibraci a detekci anomálií
• Rozšíření rozsahu pro těkavé organické sloučeniny a stopové kontaminanty

Závěr

Systém Shimadzu Nexis GC-2030 FRGA-II představuje komplexní řešení pro rychlou a spolehlivou analýzu zemního plynu, spojující vysokou přesnost v kvantifikaci, široký koncentrační rozsah a integrované výpočty klíčových fyzikálních parametrů. Díky modularitě a softwarové podpoře je dobře využitelný v laboratorní praxi, výzkumu i průmyslových kontrolách kvality.

Reference

Bez specificky citovaných literárních zdrojů.