빠르고 정확하며 비용 절감하는 스펙트라센서의 수분 분석기

석유정제 및 화학 산업에서의 TDL 수분 분석기

지난 2000년 미국 남서부에서 일어난 가스폭발 재해는 당시 모든 신문의 첫 면을 장식했다. 8월 19일, 뉴멕시코 근처를 지나는 천연가스 파이프라인이 폭발하는 사고가 일어났으며, 한 시간이 넘게 타오른 불길 속에서 자그마치 12명의 인명 피해가 있었다. 파이프라인의 파열은 내부 부식에 의한 것이었으며, 이는 사전 점검 및 정확한 측정을 통해 피해갈 수 있었던 안타까운 사고였다. 습도, 이산화탄소, 황화수소 및 산소는 천연가스 파이프라인 내부의 부식을 일으킬 수 있어 전 세계의 파이프라인 관리자들이 끊임없이 우려하는 부분이기도 하다.

이와 관련해 스펙트라센서(SpectraSensors)는 파이프라인을 부식시킬 수 있는 물질들을 감지하는 레이저 기반의 가스 분석기를 개발해 공급하고 있다. 레이저 기반의 흡광 기술은 비교적 새로운 기술로 정확한 측정과 효율성을 자랑한다.

스펙트라센서의 Tunable Diode Laser(TDL) Technology
스펙트라센서의 레이저 기반 수분 분석기는 Tunable Diod Laser(TDL) 측정 기술을 이용해 혁신적인 수분 측정 기술을 제공한다. 이 기술은 NASA-JPL Space Technology에서 시작돼 상업화된 기술로, 센서의 부식 및 손상을 발생시키는 위험하고 극심한 환경으로부터 센서를 분리 및 보호해 Long-term Life Cycle을 보장하며, 빠르고 정확한 수분 측정으로 운용비용을 절감할 수 있도록 돕는다.

극심한 환경으로부터 센서 보호를 통한 비용 절감
센서 표면에 흡수 또는 흡착되는 기존의 전형적인 수분 분석기들은 스트림 모니터링 과정에서 거친 환경적 요소에 직접 노출되는 센서를 사용하기 때문에 비교적 짧은 수명을 감수해야 하는 불편함이 있었다. 이러한 센서들은 원활하게 지속돼야 하는 프로세스상에 불의의 중단을 야기하며, 수백달러에서 수천달러에 이르는 엄청난 소모품 및 유지보수 비용을 초래한다.

그러나 TDL 방식의 수분 분석기는 실시간으로 측정된 스트림을 분석할 수 있으며, 비접촉 방식의 디자인과 매우 섬세한 특정 파장으로 인해 센서가 오염물질에 영향을 받지 않기 때문에 긴 촉매 수명을 유지할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 레이저 기술은 추가적인 재교정이 필요 없기 때문에 유지보수에 매우 효율적이다. 때문에 TDL 기반의 센서는 소모품 재고 비용 등의 실질적인 비용뿐만 아니라, 촉매제로 인한 공정 중단이라는 매우 높은 기회비용까지도 절감할 수 있다.

빠르고 정확한 측정이 가능한 센서
실제로 현재까지 오랫동안 정유 정제 및 화학공장에서는 기존 수분 분석기의 오류로 인한 제품의 수율 저하 문제를 해결하기 위해 많은 비용을 소요했다. 또한, 기존 표면 기반의 센서들은 부정확한 수분 측정치를 계속 전송하기 때문에 오류 알람을 지연시키는 경우가 많으며, 이는 촉매 수명의 단축으로 이어져 왔다. 이에 반해, 빠른 응답 속도와 신뢰할 수 있는 수분 측정은 TDL 기반 수분 분석기의 가장 큰 장점이다. TDL 측정 방식은 매우 높은 정확성으로 즉각적인 응답을 가능케 하며, 이것은 일반적으로 몇 분 혹은 몇 시간이 소요되는 기존 센서의 ‘Reading Time’에 상반되는 응답속도임을 확인할 수 있다.

스펙트라센서의 조지 발로(George Balogh) 대표는 “레이저 분광법은 실제로 전기화학적 또는 정전용량성 프로브에 비해 뛰어난 장점들이 많으며, 이는 향후 기존의 기술들을 대체할 만한 좋은 이유”라며, “스펙트라센서의 가스 분석기는 현재 6,500개 이상의 천연가스 생산, 운송, 저장 및 처리, 정유 및 올레핀 플랜트와 대기 모니터링 애플리케이션 등의 공정에 설치돼 있다”고 말했다. 이어 그는 “이 기기들은 수분, 이산화탄소, 황화수소, 산소, 암모니아 및 다른 파라미터들을 측정할 수 있는 뛰어난 기기들”이라고 밝혔다. 이는 정유 및 화학 프로세스 공정에서의 안전하고 신뢰도 높은 수분 측정을 보장하는 스펙트라센서의 정확성과 레퍼런스를 나타낸다.

스펙트라센서와 엔드레스하우저그룹
약 20년 동안 미국시장을 포함해 세계적으로 레이저 기반의 분석계 시장에서 꾸준한 인정을 받고 있는 스펙트라센서는 2012년 6월 25일 엔드레스하우저그룹에 인수합병됐다. 엔드레스하우저그룹은 해당 인수합병을 통해 분석기술 분야에서 위치를 강화하고, 특히 전략산업 중 하나인 석유 및 가스산업 고객을 위해 더 나은 제품 및 서비스를 공급하고자 한다. 현재 스펙트라센서는 미국의 휴스턴과 텍사스, 그리고 캘리포니아에 약 90명 이상의 임직원들을 고용하고 있으며, 인수합병 후에도 스펙트라센서그룹은 별도의 인사이동 없이 엔드레스하우저그룹과 유기적인 협업 아래 독립적으로 운영되고 있다.

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