Proses Kütle Spektrometrisi ile Gaz Analizi

Kütle spektrometrisi nasıl çalışır?

Kütle spektrometresi, numunedeki moleküllerin iyonlaştırılması, iyonların kütle/yük oranına göre ayrılması ve her bir iyon grubunun akımının ölçülmesi esasına dayanır. Numune vakum altında bir iyon kaynağına alınır ve elektronlarla bombardıman edilerek iyonlaştırılır. İyonlar, manyetik sektör analizörü içinde kütle/yük oranlarına göre farklı yörüngelere ayrılır.

Faraday dedektörü her kütleye ait iyon akımını ölçer. Kütle spektrumundan numunedeki her bileşenin derişimi hesaplanır. Proses uygulamalarında cihaz vakum pompası, sıcaklık kontrollü iyon kaynağı, gömülü işlemci ve çok akımlı numune seçici ile tek gövdede bir araya getirilir.

Ne ölçer, nerede kullanılır?

Yöntem, aynı anda çok sayıda gaz bileşenini ölçebilir; farklı numune akımlarını sırayla analiz eder. Başlıca kullanım alanları:

• Petrokimya ve kimya tesislerinde proses gaz bileşimi izleme
• Amonyak, metanol ve benzeri sentez proseslerinde döngü gazı kontrolü
• Gübre ve hidrojen üretim tesisleri
• Rafineri gaz akımları ve kalite kontrol
• CO₂ üretiminde safsızlık izleme

Avantajlar ve sınırlamalar

Kütle spektrometresi tek cihazla birçok gazı ve birçok numune noktasını ölçebildiği için çok sayıda tekil analizörün yerini alabilir. Tepki süresi kısadır ve geniş derişim aralığını kapsar. Eşzamanlı ölçüm sayesinde proses kontrolü daha hızlı yapılabilir.

Sınırlamalar: aynı kütle-yük oranına sahip bileşenlerin ayrımı için spektrum çözümleme hesapları gerekir. Cihaz sürekli vakum ve düzenli kalibrasyon ister. Numune alma ve şartlandırma sistemi ölçüm kalitesini doğrudan etkiler. Kurulum, tehlikeli bölge sınıflaması ve uygun kabin tasarımı planlama gerektirir.

Seçim ve uygulama notları

Seçim yaparken bileşen listesi, numune akımı sayısı, ölçüm döngü süresi ve tehlikeli bölge gereksinimleri belirlenir. Vakum sistemi, kalibrasyon gazları ve numune hattı tasarımı kurulum aşamasında birlikte planlanır.

Tetra ve kütle spektrometreleri

Tetra, Türkiye’de proses kütle spektrometrelerini tedarik eder, kurar, devreye alır ve servis eder. Ürün gamında Thermo Scientific Prima PRO Ex proses kütle spektrometresi bulunur; manyetik sektör analizörü, Faraday dedektörü ve ATEX/IECEx Zone 1 purge seçeneği ile sunulur. Tetra bu cihazı numune hazırlama ve kabin entegrasyonuyla birlikte, CO₂ saflık izleme gibi proses gazı sistemleri olarak da teslim eder.