A p r il 1 , 2 0 1 1



# S he ll D ee r P a r k R e f i n i n g L P

D ee r P a r k R e f i ne r y E a s t P r ope r t y F l a r e T e s t R e p o r tA p r i l 1 , 2011

2



# S he ll D ee r P a r k R e f i n i n g L P D ee r P a r k R e f i ne r y E a s t P r ope r t y F l a r e P e r f o rm an c e T e s t R e p o rt

b y S he ll G l o ba l S o l u t i o n s ( U S ) I n c.A p r i l 1 , 2011

i



## E xec u t i ve S u m m a r y S he ll D ee r P a r k S i t e ( S D P ) r e c e i v e d a l e tt e r , d a t e d M a r c h 1 9 , 2 0 1 0 , f r o m t h e U n i t e d S t a t e s E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A g en c y ( E P A ) r e q u e s t i n g S D P t o c on du c t a s e r i e s o f t e s t s on t h e E a s t P r o p e r t y F l a r e ( E P F ) a nd r e p o r t t he r e s u l t s

. T h i s r e p o r t p r o v i d e s t he EP F t e s t r e s u l t s

. T h e p r i m a r y o b j e c t i v e o f t h e EP F t e s t i n g w a s t o o b t a i n a b e t t e r u n d e r s t a n d i n g o f h o w t he r a t i o o f s t ea m t o v e n t ga s ( S / V G ) a t t he f l a r e c o m b u s t i on z o n e a n d t h e h y d r o g en c o n t e n t o f t h e v en t g a s a ff e c t t h e c o m bu s t i o n e ff i c i e n cy ( C E )

. T he EP F , li k e m an y r e f i n e r y f l a r e s , i s a s t e a m- a ss i s t e d f l a r e e qu i p p ed wi t h a s t ea m i n j e c t i o n sys t e m t o i n j e c t h i g h

- p r e s s u r e s t e a m a t t h e f l a r e t i p t o a i d c o m bu s t i o n a n d r e d u c e s m o k e f o rm a t i o n

. S t e a m i n j e c t i o n r e du c e s s m o k e f o rm a t i on b y a d d i n g a dd i t i o n a l m o m en t u m t o t h e l o wp r e ss u r e v en t g a s s t r ea m , e du c t i n g a dd i t i o na l a i r i n t o t h e c o m b u s t i o n z o n e , a n d pa r t i c i p a t i n g i n t h e c o m bu s t i on p r o c e ss

. T o o m u c h s t e a m c a n d e c r ea s e C E

. A c c o r d i ng l y , t h e S e c t i o n 1 14 R eq u e s t t e s t i n g w a s i n t e n d e d t o de t e rm i n e h o w t h e S / V G r a t i o a nd v e n t ga s c o m p o s i t i o n a ff e c t t h e C E a c h i e v e d a t t h e EP F

. T o d e t e rm i ne ho w t h e S / V G r a t i o a n d v e n t ga s c o m po s i t i o n a ff e c t C E , t h e C E a c h i e v e d du r i n g t e s t i n g c a n b e c a l c u l a t e d f r o m t h e c o m p o s i t i o n o f t he f l a r e p l u m e

. E P A d i r e c t e d S D P t o u t ili z e a P a ss i v e F o u r i e r T r a n s f o rm I n f r a r e d ( P FT I R ) i n s t r u m en t t o d e t e rm i n e t he c o m p o s i t i o n o f t h e f l a r e ga s p l u m e

. T h e P FT I R i n s t r u m e n t a na l y z e s t h e i n f r a r e d s i g n a l f r o m t h e h o t g a s p l u m e f r o m t h e f l a r e

. T h e i n f r a r e d s p e c t r a e m i t t e d b y i n d i v i d u a l g a s s p e c i e s c a n be a n a l yz e d t o i d e n t i f y t h e c on c en t r a t i o n s o f t h e v a r i ou s ga s s p e c i e s i n t h e g a s p l u m e

. T h e r a t i o o f h o t f l a r e ga s c a r b o n d i o x i d e t o t o t a l f l a r e g a s c a r b on c o n s t i t u e n t s w a s u s e d t o c a l c u l a t e C E

. S D P t e s t ed t h e E P F on s e v e r a l da ys i n M a r c h a nd A p r il , 2 0 10

. T he d a t a g a t h e r e d d u r i n g t h e t e s t i n g p r o v i d e d u s e f u l i n s i g h t i n t o t he f a c t o r s t h a t a ff e c t C E a c h i e v e d b y t h e E P F

. T h e c o m p o s i t i o n o f t he v e n t ga s du r i n g t h i s pe r i o d w a s c on s i s t e n t wi t h n o rm a l o p e r a t i on o f t h e E P F , wi t h t he v e n t ga s m a j o r c on s t i t u en t s b e i n g h y d r og en , n i t r o g e n , a nd m e t h a n e , wi t h m i n o r c on t r i b u t i on s f r o m o t h e r l o w -m o l e c u l a r w e i g h t pa r a f f i n i c , o l e f i n i c , a n d a r o m a t i c h y d r o c a r b on s

. T he EP F e x h i b i t e d h i g h c o m bu s t i o n e ff i c i e n c i e s o v e r a w i de r a n ge o f S / V G r a t i o s

. T he EP F a t t a i n e d c o m b u s t i o n e f f i c i e n c i e s i n e xc e ss o f 9 8

. 0 % u p t o S / V G r a t i o s a pp r oa c h i n g 6 l b s t e a m / l b v en t g a s

. H o w e v e r , d ue t o t h e l a r ge v a r i a t i on i n v en t g a s c o m po s i t i o n o b s e r v ed a t t h e E P F , p o o r c o m b u s t i on e f f i c i en c i e s w e r e a l s o s e e n a t S / V G r a t i o s a s l o w a s 1

. 2 l b s t ea m / l b v e n t g a s w he n t h e v e n t g a s h a d h i g h n i t r o g en c o n t e n t s a nd l o w h e a t c o n t e n t. W h i l e t he r e w a s n o t a c on s i s t e n t r e l a t i o n s h i p b e t w e e n C E a n d S / V G r a t i o d u e t o s i g n i f i c a n t c h a n g e s i n v e n t g a s c o m p o s i t i o n , a m o r e c o n s i s t en t a nd p r e d i c t a b l e r e l a t i o n s h i p w a s o b s e r v ed b e t w e en C E an d t he ne t h ea t i ng v a l u e o f t h e c o m bu s t i o n z o n e g a s ( N HV c zg )

. NHV c zg i s c a l c u l a t e d a s t h e v o l u m e t r i c d il u t i o n o f a ll p r o c e ss ga s e s go i ng t o t h e f l a r e t i p ( e

. g

. v e n t g a s , s t e a m , a n d p il o t g a s )

. S D P ob s e r v e d h i gh c o m b u s t i on e f f i c i en c i e s w h e n t h e N HV c zg w a s a b o v e 2 0 0 B T U / S C F , a s c a n b e s e e n i n F i gu r e E S

- 1 w h i c h d i s p l a ys a ll o b s e r v e d N HV c zg a n d C E v a l ue s f r o m a ll o f t h e S e c t i o n 1 1 4 R e q u e s t t e s t i n g c o n d u c t ed o n t he S D P EP F

.A p r i l 1 , 2011

ii

A s e c o n da r y o b j e c t i v e o f t h e EP F t e s t i n g w a s t o c o m pa r e d a t a g a t he r ed b y t h e P TF I R i n s t r u m e n t w h e n u s i n g a n I nd i u m A n t i m o n i d e ( I n S b ) d e t e c t o r wi t h d a t a c o ll e c t ed u s i n g a M e r c u r y C ad m i u m T e l l u r i de ( M C T ) de t e c t o r

. I n du s t r i a l M on i t o r an d C o n t r o l C o r p

. ( I M A CC ) c o m pa r ed t h e I n S b a n d M C T de t e c t o r s a nd f o u n d t h a t t he C E da t a t r e n d s f r o m e a c h d e t e c t o r w e r e i n d i s t i n gu i s h a b l e

. S i n c e t h e M C T de t e c t o r c an a n a l yz e f o r t h e p r e s e n c e o f CO 2 i n m u l t i p l e r eg i o n s o f t h e I R s pe c t r a , a d d i t i o na l d a t a o n f l a r e p l u m e t e m pe r a t u r e c a n be o b t a i n e d f r o m t h e M C T de t e c t o r , u s i n g a p r o p r i e t a r y f i tt i ng a l g o r i t h m de v e l o pe d b y t h e P FT I R v e n do r I M A CC

. D u e t o t h e I n S b d e t e c t o r ’ s g r e a t e r s en s i t i v i t y i n t h e 1

- 5

. 5 μ m w a v e l e n g t h r a n g e , i t r e m a i n s t he b e t t e r de t e c t o r t o c h a r a c t e r i z e u n bu r n e d h i g h e r m o l e c u l a r w e i g h t h y d r o c a r b on s i n t h e h o t f l a r e p l u m e

.A p r i l 1 , 2011

iii



## T a b l e o f C o n t e n t s
E x e c u t i v e S u mm a ry 

### 1. I n t r od u c t i o n ....................................................................................................... . 1 1 .1 B a ck g r oun d

.............................................................................................. . 1 1 .2 O b j e c t i v e s o f p r og r a m

............................................................................... . 1 1 .3 T e s t i ng T ea m

............................................................................................ . 1 1 .4 F l a r e S ys t e m C o m ponen t s

....................................................................... . 1 1

. 4 .1 F l a r e P u r po s e

................................................................................ . 1 1

. 4 .2 F l a r e T i p

......................................................................................... . 2 1

. 4 .3 F l a r e I n s t r u m en t a t i o n and C on t r o l

................................................. . 2 1

. 4

. 3

. 1 V e n t G a s F l o w

......................................................................... . 2 1

. 4

. 3

. 2 S t e a m F l o w a n d C on t r o l

.......................................................... . 2 1

. 4

. 3

. 3 O n li n e V e n t G a s A na l y z e r

........................................................ . 3 

### 1 .5 F l a r e T e s t E q u i p m en t

............................................................................... . 3 1

. 5 .1 P a ss i v e FT I R S ys t e m

.................................................................... . 3 1

. 5 .2 O n l i n e B T EX G a s C h r o m a t og r aph ( G C )

........................................ . 3 1

. 5 .3 V i deo C a m e r a s

.............................................................................. . 3 1

. 5 .4 P FT I R A i m i ng C a m e r a

................................................................... . 4 1

. 5 .5 F L I R G a s F i nd I R V i deo C a m e r a

..................................................... . 4 1 .6 F l a r e T e s t P r o g r a m

................................................................................... . 4 1

. 6 .1 S e r i e s A

......................................................................................... . 4 1

. 6 .2 S e r i e s B

......................................................................................... . 5 1

. 6 .3 S e r i e s C

......................................................................................... . 6 1

. 6 .4 S e r i e s D ( M e r c u r y C a d m i u m T e l l u r i de ( M C T ) D e t e c t o r C o m pa r i s o n S e r i e s )

...................................................................... . 6 2. S u m m a r y o f R es u l t s .......................................................................................... . 8 2 .1 S u m m a r y and K e y D a t a T r e nd s b y T e s t S e r i e s

........................................ . 8 2

. 1 .1 T e s t S e r i e s A , I n c r ea s i n g S t ea m t o V en t G a s ( S / V G ) R a t i o a t Lo w H y d r ogen C on t e n t

.................................................................. . 8 2

. 1 .2 T e s t S e r i e s B , L i m i t i ng S / V G R a t i o w i t h V a r i a b l e H y d r og e n C on t en t

........................................................................................ . 12 2

. 1 .3 T e s t S e r i e s C , I n c r ea s i ng S / V G R a t i o , Lo w V en t G a s F l o w , V a r i a b l e H y d r o gen C on t en t

......................................................... . 16 2

. 1 .4 T e s t S e r i e s D , M e r c u r y C ad m i u m T e l l u r i d e ( M C T ) D e t e c t o r C o m pa r i s o n

................................................................................. . 19 2 .2 S u m m a r y and K e y D a t a T r e nd s o f W h o l e D a t a S e t

............................... . 23 2

. 2 .1 V i s i b l e E m i ss i on s

......................................................................... . 23 2

. 2 .2 C E vs

. S / V G R a t i o

....................................................................... . 25 2

. 2 .3 C E vs

. NHV czg 

### .............................................................................. . 27 2 .3 F a c t o r s I n f l uen c i n g T e s t R e s u l t s

............................................................ . 29 2

. 3 .1 EP F V en t G a s F l o w M ea s u r e m en t s

............................................. . 29 2

. 3

. 1

. 1 EP F G E P a na m e t r i c F l o w I ss u e s

........................................... . 29 2

. 3

. 1

. 2 C o rr e c t i v e A c t i on s

.................................................................. . 30A p r i l 1 , 2011

i v 2

. 3

. 1

. 3 F l o w V a l i da t i o n f r o m N e w C on f i g u r a t i on / A d j u s t m e n t o f P r i o r

D a t a f r o m O l d C on f i gu r a t i o n

.................................................. . 31 2

. 3

. 1

. 4 A d j u s t m e n t o f EP F f l o w s du r i n g Hi g h N 2 T e s t P e r i od s

........... . 36 

### 2

. 3 .2 W i nd E ff e c t s and P F T I R A i m i ng I s s ue s

....................................... . 36 2

. 3 .3 P FT I R V a r i a b il i t y - C on f i den c e I n t e r v a l s f o r O b s e r v ed C o m bu s t i on E f f i c i en c y M ean V a l ue s

........................................... . 37 2

. 3 .4 P FT I R C o m ponen t E rr o r s

............................................................ . 43 2

. 3 .5 P FT I R H o t C e l l C a l i b r a t i o n

........................................................... . 44 2

. 3 .6 V a l i da t i o n o f O n l i n e G a s C o m po s i t i on A n a l yz e r s

......................... . 44 2

. 3 .7 P o t en t i a l I m pa c t s o f I n t eg r a t ed S a m p li n g

.................................... . 50 2

. 3 .8 A cc u r a cy o f C o m bu s t i on E f f i c i en cy M ea s u r e m en t s a t U n s t ab l e C o m bu s t i on C o n d i t i on s

............................................................... . 50 2 .4 C on c l u s i o n s

............................................................................................ . 51 3. P F T I R T e s t i n g M e t h o d s a n d P r o ce d u r e s ....................................................... . 52 3 .1 D e sc r i p t i on a n d P r i n c i p l e s o f P a ss i v e F T I R M ea s u r e m en t s

................... . 52 3 .2 P FT I R S i t i n g C on f i g u r a t i o n

..................................................................... . 52 3 .3 P FT I R O p e r a t i o n

.................................................................................... . 54 3 .4 P FT I R D a t a R e du c t i o n

............................................................................ . 54 4. D a t a T a b l es a n d F i l e s ...................................................................................... . 59 4 .1 D a t a T a b l e s

............................................................................................ . 59 4 .2 V i s i b l e V i deo F il e s

.................................................................................. . 59 4 .3 G a s F i nd I R V i deo F i l e s

............................................................................ . 59 5. A pp e n d i ce s ...................................................................................................... . 60 5 .1 P FT I R T e s t P r o t o c o l ( I M A CC )

................................................................ . 60 5 .2 W e a t he r D a t a

......................................................................................... . 60 5 .3 S u m m a C an i s t e r S a m p l e R e s u l t s

........................................................... . 60 5 .4 P FT I R C a l i b r a t i on Lo g

............................................................................ . 60 5 .5 M a s t e r D a t a W o r k b oo k

........................................................................... . 60 5 .6 F l a r e T e s t i ng V i d e o F i l e s

........................................................................ . 60 5 .7 F l a r e T e s t i ng G a s F i n d I R V i d eo F i l e s

...................................................... . 60A p r i l 1 , 2011

1



## 1

. I n t r o d u c t i on
1

. 1 B ack g r o un d S he ll D ee r P a r k S i t e ( S D P ) r e c e i v e d a l e tt e r , d a t e d M a r c h 1 9 , 2 0 1 0 , f r o m t h e U n i t e d S t a t e s E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A g en c y ( E P A ) p u r s u an t t o S e c t i on 1 1 4 o f t h e f e d e r a l Cl e a n A i r A c t ( S e c t i o n 1 1 4 R e q u e s t ) r e q ue s t i n g S D P t o c o n d u c t a s e r i e s o f t e s t s a nd p r o v i de t e s t r e s u l t s on t h e E a s t P r o p e r t y F l a r e ( E P F )

. T h i s r e po r t p r o v i d e s t he r e q ue s t e d d a t a a n d t e s t r e s u l t s

. 

### 1

. 2 O b j ec t i v es o f p r og r a m T he S e c t i o n 1 1 4 R e q u e s t d e f i n e d t h e o b j e c t i v e s o f t h e EP F t e s t p r o g r a m a n d r e qu i r e d t h r e e t e s t s e r i e s

. E P A s ub s e q u e n t l y a d d e d a f ou r t h t e s t s e r i e s

. T h e f o u r t e s t s e r i e s a r e :
A

. S e r i e s A

- I d e n t i f y

t h e r e l a t i o n s h i p be t w e e n S t e a m t o V e n t ga s R a t i o ( S / V G ) a n d c o m b u s t i o n e ff i c i e n cy ( C E ) a t t h e E P F w h e n o pe r a t i n g wi t h i n a de f i n e d v e n t ga s f l o w r an g e a n d a t a v e n t ga s h y d r o g e n c o m po s i t i o n b e l o w 3 0 v %

. B

. S e r i e s B

- I d e n t i f y

t h e r e l a t i o n s h i p be t w e e n h y d r o g e n c o n t en t o f v e n t g a s a n d C E a t t h e EP F w h e n o pe r a t i n g wi t h i n a de f i n e d v e n t g a s f l o w r an g e a n d a t a S / V G r a t i o i d en t i f i e d a s r e s u l t i n g i n a C E b e t w e e n 7 5 % a nd 9 0 % i n S e r i e s A

. C

. S e r i e s C

- D u r i n g f l a r e o pe r a t i n g c o n d i t i o n s t h a t d o n o t m ee t a n y o f t h e t e s t c o n d i t i o n s s pe c i f i ed f o r S e r i e s A o r B , t e s t a t s u c c e ss i v e h i gh e r S / V G u n t il t h e ob s e r v e d C E d r o p s t o be l o w 7 5 % i n o r d e r t o i d e n t i f y t h e r e l a t i on s h i p b e t w e en S / V G r a t i o a n d C E

. D

. S e r i e s D ( M e r c u r y C ad m i u m T e ll u r i d e D e t e c t o r C o m pa r i s on S e r i e s)

- C o m p a r e t h e r e s u l t s f r o m t he I n d i u m A n t i m on i d e ( I n S b ) d e t e c t o r u s e d i n t h e o t h e r t e s t s t o a M e r c u r y C ad m i u m T e ll u r i d e ( M C T ) de t e c t o r b y o b t a i n i n g C E d a t a wi t h t h e M C T de t e c t o r u n d e r s i m il a r c o n d i t i o n s u s e d i n t e s t i n g wi t h t h e I n S b d e t e c t o r

.



### 1

. 3 T es t i n g T ea m S D P c o n du c t e d t he t e s t s r e s p o n s i v e t o t h e S e c t i o n 1 1 4 R e q u e s t i n c o o p e r a t i o n wi t h D ee r P a r k O pe r a t i o n s , M a i n t e n an c e , E n g i n ee r i n g , a n d E n v i r on m e n t a l s t a f f a n d wi t h a ss i s t a n c e f r o m S h e ll G l o b a l S o l u t i on s ( U S ) I n c

. a n d I n d u s t r i a l M on i t o r a nd C on t r o l C o r po r a t i o n ( I M A CC ) pe r s o n n e l ( c o ll e c t i v e l y , t h e “ T e s t i n g T ea m”)

. S he ll G l o ba l S o l u t i o n s ( U S ) I n c. I M A CC 3 3 33 Hw y 6 S o u t h 8 0 0 P a l o m a , S u i t e 1 00 H ou s t o n , T e x a s 7 7 0 8 2 R ou n d R o ck , T e x a s 7 8 6 45



### 1

. 4 F l a r e S y s t e m C o m po n e n t s

1

. 4

. 1 F l a r e P u r po s e T he EP F p r o v i de s e m e r g e n cy r e li e f c a p a c i t y a n d w a s t e g a s d e s t r u c t i o n c a p ab ili t y f o r n i n e t e en p r o c e s s u n i t s i n t he D ee r P a r k R e f i n e r y

. T h e E P F f l o w s r a n g e f r o m 2 , 0 0 0 t o 5 , 00 0 l b / h r a t no rm a l o p e r a t i ng c o n d i t i o n s t o a m a x i m u m r e li e f c a p a c i t y o f no m i n a ll y 5 0 0 , 0 00 l b / h r

. T he EP F w a s t e g a s t y p i c a ll y ha s h i g h h y d r o g en c o n t e n t wi t h p e r i od i c , li m i t e d i n s t an c e s o f h i g h n i t r o g e n c on t e n t.A p r i l 1 , 2011

2

T he f l a r e i s o pe r a t e d wi t h i n t h e m a x i m u m f l a r e t i p v e l o c i t i e s a n d m i n i m u m ne t h ea t i n g v a l u e s a s s pe c i f i ed i n 40 C F R 6 0

. 1 8

. T h e S e c t i o n 1 1 4 R e q u e s t t e s t i ng p r o g r a m s pe c i f i ed t e s t c o nd i t i on s a t no rm a l m i n i m u m f l o w c o nd i t i o n s a t t h e E P F

.



### 1

. 4

. 2 F l a r e T i p T he D ee r P a r k S i t e E a s t P r o p e r t y F l a r e i s a 36 ” d i a m e t e r , e l e v a t e d , s t e a m- a ss i s t ed f l a r e

. T h e 36 ” d i a m e t e r f l a r e t i p (m o de l EE F

- Q A

- 36

- C ) w a s m an u f a c t u r e d b y t he J o hn Z i n k C o m p a n y , T u l s a , O K , a n d w a s i n s t a ll e d i n M a y , 1 9 90

. T h e f l a r e ha s p r o v i s i on s f o r s t e a m a dd i t i on f r o m 21 u p pe r s t ea m r i ng f l a m e s h ap i ng t i p s a n d f r o m a c e n t e r s t e a m i n j e c t i o n p o r t.
T a b l e 1

. 4

. 2
- 1

. S h e ll D ee r P a r k S i t e E a s t P r o p e r t y F l a r e D e s c r i p t i on P a r a m e t e r V a l u e U n i t s P il o t G a s 1 50 S C F H M i n i m u m C en t e r C oo li n g S t e a m 1 , 5 00 l b / h r M i n i m u m U ppe r C o o li n g S t ea m 5 00 l b / h r M a x i m u m H y d r au li c C a pa c i ty 1 3 3 0 , 8 29

- 8 0 6 , 7 04 l b / h r M a x i m u m S m o k e l e s s C a pa c i ty 2 1 0 5 , 0 00

- 1 4 0 , 0 00 l b / h r H e i g h t o f F l a r e T i p 60 ft a bo v e g r a d e
T y p i c a l f l o w s a t t h e EP F a r e a pp r o x i m a t e l y 4 % o f t h e s m o k e l e ss c a p a c i t y o f t h e f l a r e a n d 1 % o f t h e m a x i m u m r e l i e f c a p a c i t y

. T h e EP F ba s e l o a d i n c l u d e s f l a r e h e a d e r s w e e p g a s , s e a l p u r g e s f r o m r o t a t i n g e q u i p m e n t , f l o w s f r o m s a m p l e a nd a na l y z e r s t a t i o n s , a n d p r o c e s s v e n t s f r o m t h e p r o c e s s u n i t s s e r v i c e d b y t he EP F

.



### 1

. 4

. 3 F l a r e I n s t r u m en t a t i o n and C on t r o l
1

. 4

. 3

. 1 V e n t G a s F l o w S D P m e t e r s t h e w a s t e ga s f l o w t o t h e EP F wi t h a G E P a na m e t r i c G F 8 6 8 c o rr e l a t i o n t r an s i e n t li ne u l t r a s o n i c m e t e r

. T h e t r an s du c e r s a r e p l a c e d i n a t o p d o w n s t a n da r d M i d r ad i u s B i a s 9 0 c o n f i gu r a t i o n wi t h l o c a l t e m pe r a t u r e a n d p r e ss u r e c o m p e n s a t i o n i n s t a ll e d a s p e r m a n u f a c t u r e r ’ s s pe c i f i c a t i o n s

. T h e s en s o r s a r e i n s t a ll e d i n a s t r a i gh t r u n c on f i g u r a t i on

. T he m e t e r I D i s F I 304 1 8

. I t i s p o s i t i o n e d b e t w e e n t h e f i n a l k n o ck ou t v e s s e l ( V 5 0 86 ) a n d t h e f l a r e

. S i g n a l s f r o m t h i s a na l y z e r a r e t i ed i n t o t he D ee r P a r k R e f i n e r y Di s t r i bu t e d C on t r o l S y s t e m ( DC S )

. C a li b r a t i o n i s pe r f o rm e d a n n ua ll y

.

1

. 4

. 3

. 2 S t e a m F l o w a n d C on t r o l T he EP F s t e a m c on t r o l c o n s i s t s o f a m o d e l 1 0 ” L V M

- U W y a t t V e n t u r i f l o w m e t e r ( F E

- 4 22 ) , a m ode l E D 1 1⁄2” F i s h e r c o n t r o l v a l v e ( F V

- 4 22 A ) , an d a m o d e l E D 4 ” F i s he r c on t r o l v a l v e ( F V4 2 2 B )

. T h e c o n t r o l v a l v e s a r e o pe r a t ed i n s t a g e s

. A n o u t pu t b e t w e e n 0 % a nd 5 0 % o p e r a t e s t h e 1 1⁄2” c o n t r o l v a l v e , a n d a n o u t p u t b e t w e en 5 1 % t o 1 00 % o pe r a t e s t h e 4 ” c o n t r o l v a l v e

. W hen t h e ou t p u t i s a b o v e 5 0 % t h e 1 1⁄2” c o n t r o l v a l v e i s wi d e o p e n w h il e t h e 4 ” c o n t r o l v a l v e b e g i n s t o o p e n

. T he f l o w m e t e r i s c a li b r a t e d f o r a r an g e o f 0 t o 1 0 0 i n c he s o f w a t e r c o l u m n

1 T he m a x i m u m h y d r aul i c c apa c i t y o f t he EP F v a r i e s f r o m 330 , 829

- 806 , 704 l b / h r a s t he m o l e c u l a r w e i gh t o f t he v en t ga s v a r i e s f r o m 7

. 4

- 44

. 2 T he s m o k e l e ss c apa c i t y o f t he EP F v a r i e s f r o m 105 , 0 0 0

- 140 , 000 l b / h r a s t he m o l e c u l a r w e i gh t o f t he v en t ga s v a r i e s f r o m 7

. 4

- 44

.A p r i l 1 , 2011

3

w h i c h c o rr e s p o n d s t o a s t ea m f l o w o f 0 t o 44 , 0 0 0 l b / h r

. T h e s t e a m t o t h e E a s t P r op e r t y F l a r e i s li m i t ed b y u p s t r e a m h y d r a u li cs t o ab ou t 3 4 , 0 0 0 l b / h r

. T he s t e a m a dd i t i o n t o t h e f l a r e i s m a n ua ll y c on t r o ll e d b y a n o pe r a t o r w h o m on i t o r s t h e f l a r e c a m e r a

. T h e o p e r a t o r i n c r e a s e s o r d e c r ea s e s t h e c o n t r o l v a l v e o u t p u t i n a cc o r da n c e wi t h f l a r e s m o k e ob s e r v a t i o n

.

1

. 4

. 3

. 3 O n li n e V e n t G a s A na l y z e r T he on li n e v e n t g a s a n a l yz e r i s a S i e m e n s M a x u m E d i t i o n II p r o c e ss a na l y z e r wi t h a f u ll c o m p l e m en t o f m o du l e s t o m e e t t h e T C E Q C h ap t e r 1 15 H R V O C m o n i t o r i ng r e q u i r e m e n t s

. T h e a n a l yz e r cyc l e t i m e i s e v e r y 7 m i n u t e s

. Q u a li t y A s s u r an c e a n d Q ua li t y C o n t r o l p r o g r a m s m e e t s a ll R A T A a n d T C E Q HR V O C r e qu i r e m en t s i n c l ud i ng t h r e e po i n t c e r t i f i e d t e s t i n g a n d R 2 li n e a r i t y r equ i r e m en t s

. T h e c o ll e c t e d da t a i s t i e d i n t o t h e D ee r P a r k R e f i n e r y L I M S sys t e m

. 

### 1

. 5 F l a r e T e s t E q u i p m e n t

1

. 5

. 1 P a ss i v e FT I R S ys t e m A s d i r e c t e d , S D P u s e d P FT I R s pe c t r o s c op y t o d e t e rm i ne t h e g a s c o m p o s i t i o n o f t he h o t f l a r e ga s p l u m e

. C h a p t e r 3 a n d A p p e nd i x 5

. 1 d e sc r i b e t h e i n s t r u m e n t a n d t e s t i n g p r o c e du r e s

. P FT I R s pe c t r o sc o p y u s e s s p e c t r a l a n a l ys i s t o d e t e c t i n d i v i d ua l c o m p o u nd s i n t h e h o t f l a r e p l u m e

. R a t h e r

t ha n u s i n g a n a c t i v e i n f r a r e d ( I R ) s ou r c e a nd d e t e c t i n g t he e n e r g y a d s o r b e d b y t h e i nd i v i d u a l s p e c i e s f r o m t h e a c t i v e s o u r c e , P F T I R ana l yz e s t he I R s i g na l f r o m t h e h o t f l a r e ga s p l u m e

. T h e I R e m i ss i o n s p e c t r a e m i t t e d b y i n d i v i d u a l s p e c i e s f r o m a ho t s o u r c e i s t h e s a m e s pe c t r a o r “ f i n g e r p r i n t ” a s t h e a b s o r p t i o n s pe c t r a b e i n g a na l y z ed i n an a c t i v e FT I R sys t e m

. T he ad v an t a g e o f a P FT I R i s t h a t n o a c t i v e s o u r c e i s n e e d e d a n d n o a dd i t i o n a l op t i c s (r e t r o r e f l e c t o r s ) i s n e e d e d t o c o ll e c t t h e a c t i v e b ea m a f t e r i t pa s s e s t h r o u g h t he s o u r c e p l u m e

. B y o b s e r v i ng t h e I R r ad i a t i o n e m i t t e d f r o m t h e f l a r e wi t h a n a pp r op r i a t e I R c o ll e c t i o n t e l e s c o p e a n d s p e c t r o m e t e r , i n d i v i d ua l s pe c i e s c an b e d e t e c t e d a nd q u a n t i f i e d , j u s t a s i n a c t i v e FT I R s pe c t r o sc o p y

. F o r t h i s t e s t p r og r a m , t he P FT I R o p e r a t i on a n d d a t a a n a l ys i s w a s o v e r s e e n b y D r

. R o b e r t S pe lli cy a n d D r

. C u r t i s L a u s h o f I M A CC

. T h e P F T I R i n s t r u m e n t a t i on a n d s o f t w a r e w e r e de v e l o pe d b y I M A CC

.



### 1

. 5

. 2 O n l i n e B T EX G a s C h r o m a t og r aph ( G C ) EP A r e q u i r e d m e a s u r e m e n t o f t he a r o m a t i cs p r e s en t i n t h e E P F v e n t g a s b u t S D P ’ s v e n t ga s G C d oe s n o t s pe c i a t e b en z e n e , t o l u e n e , e t h y l b e n z e n e , a n d xy l en e s ( B T E X ) b e c au s e t he y h i s t o r i c a ll y m a k e u p l e s s t h a n o n e p e r c e n t b y v o l u m e o f E P F w a s t e ga s

. T he r e f o r e , t h e s e a r o m a t i c c o m po u n d s h a v e b e e n g r o u p e d a s a p s e u d o C 5 + c o m p o u n d b y t h e e x i s t i n g G C

. S D P i n s t a ll e d a P h o t o v a c V o y a g e r g a s c h r o m a t o g r a p h wi t h p h o t o - i o n i z a t i on d e t e c t i o n ( P I D ) on t h e v en t g a s a n a l yz e r f a s t l o o p t o m ea s u r e B T E X c o m p o n e n t s du r i n g t h e S e c t i o n 1 1 4 R e q u e s t t e s t i n g

. S D P u s e d Q A /Q C p r o g r a m s i n a c c o r d an c e wi t h U S EP A M e t h o d 18

. C yc l e t i m e w a s a t l ea s t a s f r e q u e n t a s t h e p r o c e s s a na l y z e r

. S D P c o ll e c t e d d a t a f r o m t h e B T E X d e v i c e l o c a ll y

.



### 1

. 5

. 3 V i deo C a m e r a s T w o v i d eo c a m e r a s r e c o r d ed t h e f l a r e p l u m e d u r i n g t he t e s t i n g

. T he c a m e r a s a r e p a n /t il t/ z oo m P e l c o c a m e r a s f e d t o a P e l c o D X 4 5 0 0 d i g i t a l v i d e o r e c o r de r

. B o t h c a m e r a s w e r e m a s t m o u n t ed a b ou t 5 y a r d s a bo v e g r a d e a n d 1 0 0 y a r d s f r o m t h e f l a r e o n a s i m il a r v e c t o r a s t h e P FT I R i n s t r u m e n t.A p r i l 1 , 2011

4 

### 1

. 5

. 4 P FT I R A i m i ng C a m e r a T he P FT I R A i m i ng C a m e r a i s a n I R c a m e r a m o u n t e d o n t he P FT I R t e l e sc o pe

. T h e P FT I R o p e r a t o r u s ed t h e c a m e r a i m a g e t o a i m t h e P FT I R i n s t r u m en t

. I m a g e s f r o m t h i s v i d eo s t r e a m g i v e an i nd i c a t i o n o f P FT I R a i m i ng a c c u r a cy

. A n i m ag e f r o m t h i s c a m e r a i s s h o w n i n F i gu r e 1

. 4

. 5

- 1

- 1

. T he r ed s q ua r e ( a d d e d f o r t h i s r e po r t ) s ho w s t h e a r ea a n a l yz e d b y t h e P FT I R

. T h i s r ed a r e a c o m p l e t e l y f ill s t he f i e l d o f v i e w o f t h e P F T I R t e l e sc o p e d u r i ng t e s t i n g a nd i nd i c a t e s t he a r e a o f t h e p l u m e b e i n g s a m p l e d

.

F i gu r e 1

. 4

. 5

- 1

. FT I R A i m i ng C a m e r a



### 1

. 5

. 5 F L I R G a s F i nd I R V i deo C a m e r a A F L I R G a s F i nd I R M ode l 2 5 1 4 7

- 2 00 v i d e o c a m e r a r e c o r d e d t h e t he rm a l i m a ge s o f t he f l a r e t i p du r i n g t he S e c t i o n 1 1 4 R e q u e s t t e s t i n g

. T h e c a m e r a w a s t r i p o d m o u n t e d a d j a c e n t t o t he I M A CC FT I R and s i g n a l o u t pu t w a s f e d t o a D V R r e c o r d e r

. A 5 0 mm l en s w a s u s ed t o o p t i m i z e t h e f i e l d o f v i e w a nd d e f a u l t i m a g e s e t t i n g s g a v e t he m o s t c on s i s t e n t i m a ge

. T h o s e i m a g e s e tt i n g s w e r e : ( au t o , h i s t o g r a m , a n d b l a c k p o l a r i t y a s h y d r o c a r bo n )

.



### 1

. 6 F l a r e T e s t P r og r a m T he S e c t i o n 1 1 4 R e q u e s t p r e sc r i b ed t h r e e t e s t s e r i e s , a n d E P A a d d e d a f o u r t h t e s t s e r i e s

. T h e p r o c e du r e s a n d c o nd i t i on s f o r e a c h t e s t s e r i e s a r e d i sc u s s e d b e l o w

.



### 1

. 6

. 1 S e r i e s A S e r i e s A w a s d e s i g n e d t o i de n t i f y t h e i m p a c t o f t h e S / V G r a t i o o n t h e C E o f t h e E P F

. A s s pe c i f i ed i n t h e S e c t i o n 11 4 R e q u e s t , S D P w a s t o c o n du c t S e r i e s A t e s t i n g a t v e n t g a s f l o w s be t w e e n 3 , 0 0 0 a nd 6 , 0 0 0 l b / h r , w h e n t h e h y d r o g e n c o n t en t o f t he v e n t ga s w a s l e ss t h a n 30 v %

. T he S e c t i o n 1 1 4 R e q u e s t s pe c i f i e d t w e l v e S / V G v a l ue s a s li s t e d i n T a b l e 1

. 6

. 1

- 1 , b e l o w

. S D P w a s t o r u n e a c h t e s t f o r 3 0 m i n u t e s , e x c ep t f o r t ho s e r u n s du r i n g w h i c h t h e p r e li m i n a r y C E w a s be l o w 7 5 % , i n w h i c h c a s e S D P c o u l d t e rm i n a t e t h e r u n a ft e r 1 0 m i n u t e s

. T a b l e 1

. 6

. 1
- 1

. S /

V G R a t i o s R e qu e s t e d f o r S e r i es A T e s t EP A T e s t I D S / V G ( l b S t ea m / l b V e n t G a s ) [ EP

- A

- 10

. 0 ] 10

. 0 [ EP

- A

- 9

. 0 ] 9

. 0 [ EP

- A

- 8

. 0 ] 8

. 0 [ EP

- A

- 7

. 0 ] 7

. 0 [ EP

- A

- 6

. 0 ] 6

. 0 [ EP

- A

- 5

. 0 ] 5

. 0A p r i l 1 , 2011

5 [ EP

- A

- 4

. 0 ] 4

. 0 [ EP

- A

- 3

. 0 ] 3

. 0 [ EP

- A

- 2

. 0 ] 2

. 0 [ EP

- A

- 1

. 0 ] 1

. 0 [ EP

- A

- M i n i m u m C oo l i ng S t ea m ] 0

. 3 3

- 0

. 67 [ EP

- A

- A P I 5 2 1 ] 0

. 1

- 0

. 4
S D P de v i a t e d f r o m t h e p r e sc r i b e d t e s t i n g p r o c e d u r e s a nd c o nd i t i o n s i n t w o w a y s

. F i r s t , be c au s e t h e m i n i m u m m a n u f a c t u r e r ’ s r e c o mm e n d ed c oo l i ng s t e a m i s 2 , 0 0 0 l b / h r f o r t h e E P F ( 1 , 5 00 l b / h r t o t h e c en t e r s t ea m po r t a n d 5 00 l b / h r t o t h e u p p e r s t ea m r i n g ) , S D P c ou l d n o t o p e r a t e a t t he AP I 5 2 1 s u g g e s t ed S / V G r a t i o a t t h e f l o w r a t e s r e q u e s t ed i n t h i s s e r i e s o f t e s t s ( i

. e. , 3 , 0 0 0 t o 6 , 0 00 l b / h r)

. S e c o n d , E PA r e q ue s t e d t ha t S D P b eg i n S e r i e s A t e s t i n g a t t h e h i g h e s t S /

V G r a t i o a n d w o r k b a ck t o t h e l o w e r S / V G v a l ue s

. B e c au s e t he EP F r e c e i v e s v e n t ga s s t r e a m s t h a t h a v e t h e p o t e n t i a l t o c on t a i n h y d r og e n s u l f i d e (H 2 S ) , S D P , wi t h EPA ’ s c on c u rr en c e , s t a r t e d a t l o w e r S / V G r a t i o s a n d i n c r e m e n t a ll y i n c r ea s e d t h e / V G t o m i n i m i z e t h e po t e n t i a l t o e x t i n gu i s h t h e f l a r e f l a m e a n d r e l e a s e H 2 S t o t h e en v i r o n m e n t.



### 1

. 6

. 2 S e r i e s B S e r i e s B w a s d e s i g n e d t o i de n t i f y t h e i m p a c t o f i n c r ea s i n g h y d r o g e n c on c e n t r a t i o n i n t he v e n t ga s o n t h e C E o f t he EP F a t a c o n s t a n t S / V G r a t i o

. T h e S e c t i o n 1 14 r e q ue s t s e t t he S / V G r a t i o f o r t h i s s e r i e s a s t h e l o w e s t S / V G r a t i o a t w h i c h S D P o b s e r v ed a C E b e t w e e n 7 5

- 9 0 % du r i n g S e r i e s A t e s t i ng

. T a b l e 1

. 6

. 2

- 1 d e p i c t s t h e v e n t g a s h y d r o g e n c on c e n t r a t i o n s p r e sc r i b e d i n t h e S e c t i on 1 1 4 R e q ue s t f o r S e r i e s B t e s t i n g

. T a b l e 1

. 6

. 2
- 1 H y d r og e n C on c e n t r a t i on s R e qu es t e d f o r S e r i e s B T e s t i ng

EP A T e s t I D V e n t G a s H y d r og e n C on ce n t r a t i on , v % [ EP

- B

- 31 ] 31

- 4 0 [ EP

- B

- 41 ] 41

- 5 0 [ EP

- B

- 51 ] 51

- 6 0 [ EP

- B

- 61 ] > 60
P r e li m i na r y S e r i e s A t e s t r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t C E d e t e r i o r a t e d r a p i d l y b e t w e e n a n S / V G r a t i o o f 4

. 0 t o 5

. 0 l b s t ea m / l b v e n t g a s

. T he r e f o r e , S D P c o n du c t e d B S e r i e s t e s t s s t a r t i n g a t a n / V G r a t i o o f 4

. 0

. S u b s e q u e n t l y , S D P l e a r n e d t h a t t h e v en t g a s f l o w v a l ue s o b t a i n e d f r o m t h e G E P a n a m e t r i cs f l o w m e t e r d u r i ng t h e S e r i e s A t e s t i n g s i g n i f i c a n t l y u n de r r e p r e s e n t e d a c t u a l f l o w s u n de r t h e h i g h n i t r o g e n c o n d i t i o n s p r e s e n t i n t he S e r i e s A t e s t s

. S D P ad j u s t e d t h e n onr ep r e s en t a t i v e f l o w s u s i ng o t he r p r o c e ss i n s t r u m e n t a t i o n t o b e t t e r q u a n t i f y a c t ua l f l o w s du r i ng t h e S e r i e s A

t e s t s

. T h e p r o c e du r e t o a d j u s t t he f l o w s i s e x p l a i n e d i n S e c t i o n 2

. 3

. 1 , bu t e x p l a i n s w h y t he S / V G v a l u e s p r e s e n t ed i n t h e S e r i e s B r e s u l t s s e c t i o n do n o t c o rr e s p o n d t o t h e S / V G v a l u e s u l t i m a t e l y d e t e rm i n e d f r o m t h e a d j u s t e d S e r i e s A t e s t

. T he i m p a c t o f c o n d u c t i n g t h e S e r i e s B t e s t s a t a n S / V G r a t i o b e t w e e n 4

. 0 a n d 5

. 0 , v e r s u s t h e v a l u e d e t e rm i ne d f r o m t h e c o rr e c t e d f l o w d a t a i n S e r i e s A ( ~ 0

. 8 l b S t e a m / l b V en t G a s ) , w a s n e g li g i b l e

. I n f a c t , i f S e r i e s B h a d b e en c o n d u c t ed a t a n S / V G r a t i o o f 1

. 4 , a s i nd i c a t e d b y t h e c o rr e c t e d S e r i e s A f l o w da t a , a ll C E r e s u l t s f o r S e r i e s B w ou l d h a v e b e e n a b o v e 9 8

. 0 % , an a r e a w he r e li t t l e d i sc e r n i b l e i m pa c t o f h y d r o g e n w o u l d ha v e b e e n n o t i c e a b l e

.A p r i l 1 , 2011

6 

### 1

. 6

. 3 S e r i e s C T he EP F r e c e i v e s v en t g a s f r o m a l a r g e n u m b e r o f u n i t s wi t h li m i t e d a b ili t y t o a d j u s t f l o w s o r h y d r o g e n c on c e n t r a t i on s t o a c h i e v e t he s e r i e s A a nd B t e s t c r i t e r i a s o t he r e w e r e n u m e r o u s pe r i o d s d u r i n g t he t e s t i n g w h en S D P c o u l d no t c o n d u c t S e r i e s A o r S e r i e s B t e s t s pe r t h e s pe c i f i ed c o nd i t i o n s

. E PA a s k ed S D P t o u s e t he a v a il a b l e t e s t t i m e w h e n p r o c e ss c o n d i t i o n s w e r e n o t wi t h i n t h e S e r i e s A o r B t e s t c on d i t i o n s t o c o n du c t S e r i e s C t e s t s a t a b r o a de r r an ge o f o p e r a t i n g c o n d i t i o n s a n d o b t a i n a s m u c h d a t a a s po ss i b l e t h a t m a y i n d i c a t e h o w C E v a r i e s a s a f un c t i o n o f S / V G r a t i o

. S e r i e s C f l o w r a t e r a n g e s w e r e 1 00

- 6 , 0 0 0 l b / h r wi t h h y d r o g e n c on c en t r a t i o n s a b o v e 3 0 v %

. S D P w a s t o c o n d u c t ea c h i n d i v i d ua l r un f o r 10 m i nu t e s a n d , i f po ss i b l e , f o r an a dd i t i o na l 1 0 m i n u t e s f o l l o wi n g t h e f i r s t 10 -m i n u t e p e r i o d

. T he S e c t i o n 1 1 4 R eq u e s t d i r e c t e d S D P t o c o n du c t t h e S e r i e s C t e s t i ng f r o m t h e h i g h e s t a c h i e v a b l e S / V G r a t i o t o t h e l o w e s t. H o w e v e r , a s wi t h t he S e r i e s A t e s t s , t he S e r i e s C t e s t s w e r e r un f r o m l o w e s t S / V G r a t i o t o h i g he s t , t o m i n i m i z e t h e po t e n t i a l f o r H 2 S e m i ss i on s

. T a b l e 1

. 6

. 3

- 1 d e sc r i b e s t he S / V G v a l u e s E PA r e q ue s t e d

. T a b l e 1

. 6

. 3
- 1

. S /

V G R a t i o s E P A R e qu e s t e d f o r S e r i e s C T e s t i ng E P A T e s t I D S / V G ( l b S t ea m / l b V e n t G a s ) [ EP

- C

- 1 6

. 0 ] 16

. 0 [ EP

- C

- 1 5

. 0 ] 15

. 0 [ EP

- C

- 1 4

. 0 ] 14

. 0 [ EP

- C

- 1 3

. 0 ] 13

. 0 [ EP

- C

- 1 2

. 0 ] 12

. 0 [ EP

- C

- 1 1

. 0 ] 11

. 0 [ EP

- C

- 1 0

. 0 ] 10

. 0 [ EP

- C

- 9

. 0 ] 9

. 0 [ EP

- C

- 8

. 0 ] 8

. 0 [ EP

- C

- 7

. 0 ] 7

. 0 [ EP

- C

- 6

. 0 ] 6

. 0 [ EP

- C

- 5

. 0 ] 5

. 0 [ EP

- C

- 4

. 0 ] 4

. 0 [ EP

- C

- 3

. 0 ] 3

. 0


### 1

. 6

. 4 S e r i e s D ( M e r c u r y C a d m i u m T e l l u r i de ( M C T ) D e t e c t o r C o m pa r i s o n S e r i e s ) S D P c o n du c t e d S e r i e s A , B , a n d C t e s t i ng u s i n g a n I nd i u m A n t i m on i d e ( I n S b ) d e t e c t o r

. T h e T e s t i n g T ea m be li e v e d t h a t t h i s d e t e c t o r h a d t h e b e s t r a n g e o f s en s i t i v i t i e s f o r t h e d e t e c t i o n o f a b r o a d r a n g e o f h y d r o c a r b o n s , m e t h a n e , a n d c a r b o n m o no x i de ( C O ) , a l t h o u g h i t i s l e ss s e n s i t i v e wi t h r e s pe c t t o c a r b o n d i o x i d e ( CO 2 )

. T h i s i s be c a u s e t h e I n S b d e t e c t o r c a n n o t d e t e c t s i g na l s be l o w a w a v e nu m be r o f 2 0 0 0 cm -1
, w h i c h i s w he r e t he s t r o n g e s t CO 2 a b s o r p t i o n b a n d f a ll s

. A l t h o u gh t h e T e s t i n g T e a m d i d no t e x pe c t t h i s l a c k o f CO 2 a b s o r p t i o n s en s i t i v i t y t o b e p r ob l e m a t i c f o r r o b u s t f l a m e s , t h e T e s t i n g T ea m w a s u n c e r t a i n a b o u t t h e I n S b d e t e c t o r ’ s ab ili t y t o de t e c t CO 2 i n u n s t a b l e c o m b u s t i on s i t u a t i o n s w he r e l o w CO 2 c on c en t r a t i o n s m i g h t b e en c o u n t e r ed

. T he M C T d e t e c t o r i s c a p ab l e o f d e t e c t i n g CO 2 i n t h r e e d i ff e r e n t w a v e n u m be r r eg i on s : 2 08 0 cm -1
, 1 0 0 0 cm -1
, a n d 7 6 5 cm -1

. T h e r e f o r e , t h e T e s t i ng T ea m h y p o t he s i z ed t h a t t h e M C T de t e c t o r m i gh t p r o v i d e m o r e a cc u r a t e CO 2 m e a s u r e m e n t s a t l o w CO 2 c o n c e n t r a t i on s

. B e c au s e I M A CC d i d n o t ha v e a b ea m s p li t t e r d u r i ng t h e t e s t , i t w a s n o t po ss i b l e t o u t ili z e b o t h t h e I n S b a nd M C T d e t e c t o r s a t t h e s a m e t i m e t o d e t e c t t he s a m e f l a r e I R s i g n a t u r e

. T h e r e f o r e ,A p r i l 1 , 2011

7

f o r t he l a s t t w o t e s t d a ys ( A p r il 15 th a n d 16 th ) , I M A CC r ep l a c e d t h e I n S b de t e c t o r wi t h t h e M C T de t e c t o r a nd S D P c o n d u c t ed a s e r i e s o f t e s t s a t c o n d i t i o n s s i m il a r t o t ho s e e n c o u n t e r ed u s i n g t h e I n S b d e t e c t o r o n p r e v i ou s d a ys

. I M A CC ana l y z ed t h e CO 2 d a t a a t b o t h t h e 7 6 5 cm -1 a n d 2 0 80 cm -1 w a v e n u m be r wi t h t h e M C T de t e c t o r

. I M A CC u s ed i t s p r o p r i e t a r y i t e r a t i v e c o m pa r i s o n t e c h n i q u e t o e s t i m a t e t h e t e m p e r a t u r e o f t h e ho t f l a r e p l u m e

. T he t e m p e r a t u r e d e t e rm i n e d f r o m t h i s i t e r a t i v e p r o c e s s w a s t h en u s ed t o r e d u c e t h e da t a ob t a i n e d f r o m o t h e r s pe c i e s d e t e c t ed i n t h e h o t ga s p l u m e

. A l t h o u g h i t w a s no t p o ss i b l e t o d i r e c t l y c o m p a r e t h e d a t a ga t he r ed b y t h e I n S b de t e c t o r a nd t h e M C T de t e c t o r , t e s t c o nd i t i o n s wi t h t h e M C T d e t e c t o r w e r e m a t c h ed a s c l o s e l y a s po ss i b l e t o t h e c o nd i t i on s a t w h i c h t he I n S b d e t e c t o r w a s u t ili z e d

. T ab l e 1

. 6

. 4

- 1 ill u s t r a t e s t h e t e s t c o nd i t i on s s e l e c t e d f o r t h e M C T d e t e c t o r c o m pa r i s on t e s t i n g

. T a b l e 1

. 6

. 4
- 1

. S /

V G R a t i o s S e l ec t e d f o r M C T D e t ec t o r T e s t i ng E P A T e s t I D S / V G ( l b S t ea m / l b V e n t G a s ) EP

- D

- 2

. 0 ( M C T 2 ) 2

. 0 EP

- D

- 3

. 0 ( M C T 2 ) 3

. 0 EP

- D

- 4

. 0 ( M C T 2 ) 4

. 0 EP

- D

- 5

. 0 ( M C T 1 ) 5

. 0 EP

- A

- 5

. 0 ( M C T 3 ) 5

. 0 EP

- D

- 6

. 0 ( M C T ' 1 ) 6

. 0 EP

- D

- 2

. 0 ( M C T 1 ) 2

. 0 EP

- D

- 3

. 0 ( M C T 1 ) 3

. 0 EP

- D

- 4

. 0 ( M C T 1 ) 4

. 0 EP

- D

- 6

. 0

- 1 M C T 6

. 0 EP

- D

- 4

. 5 ( M C T 1 ) 4

. 5A p r i l 1 , 2011

8



## 2

. S u mm a r y o f R e s u l ts
2

. 1 S u m m a r y a n d K e y D a t a T r e n d s b y T es t S e r i es

2

. 1

. 1 T e s t S e r i e s A , I n c r ea s i n g S t ea m t o V en t G a s ( S / V G ) R a t i o a t L o w H y d r ogen C o n t en t EP A i n s t r u c t e d S D P t o c o n du c t S e r i e s A t e s t i ng w h e n t he h y d r o g e n c o m p o s i t i on o f t h e s t r ea m w a s l e s s t h a n 3 0 v %

. H o w e v e r , h i s t o r i c E P F c o m p o s i t i o n d a t a i n d i c a t e d t h a t t h e v en t g a s h y d r o g e n c o n t e n t i s n o t n o rm a ll y b e l o w 3 0 v % e x c ep t d u r i ng t h e n i t r o g e n p u r g e cyc l e o f t h e C a t a l y t i c R e f o rm e r- 3 ( CR

- 3 ) r e g e ne r a t i o n

. T h i s p u r g e cyc l e o c c u r s e v e r y 3 0

- 3 6 ho u r s , s o S D P h a d a li m i t ed nu m be r o f da y l i gh t o p p o r t u n i t i e s t o t e s t wi t h h y d r o g e n be l o w 3 0 v % du r i n g t h e S e c t i on 1 1 4 R e q ue s t t e s t pe r i o d

. S D P c o n d u c t ed S e r i e s A t e s t s o n M a r c h 2 9 a n d A p r il 1 3 , 2 0 10

. F i g u r e 2

. 1

. 1

- 1 a n d F i gu r e 2

. 1

. 1

- 1 a ill u s t r a t e t h e C E r e s u l t s f r o m t h i s s e r i e s o f t e s t s

. T a b u l a t ed d a t a f r o m t h i s t e s t s e r i e s a r e p r e s e n t ed i n T a b l e 2

. 1

. 1

- 1

. D u r i ng t h e S e r i e s A t e s t i n g , t h e v en t g a s f l o w r e a d i ng s f r o m t he G E P a na m e t r i c G F 8 6 8 f l o w m e t e r du r i n g t h e CR

- 3 n i t r o g e n p u r g e cyc l e w e r e no t r ep r e s e n t a t i v e o f t h e an t i c i pa t e d f l o w s ba s ed o n p r o c e s s k n o wl e d g e ( i

. e

. , e x t r e m e l y l o w m ea s u r ed v e n t ga s f l o w s , w h en ba s e d o n o t h e r p r o c e s s d a t a t h e f l o w w a s k n o w n t o b e m u c h h i g h e r)

. T h e f l a r e e x h i b i t e d v i s ua ll y s t a b l e c o m b u s t i o n a n d h i gh m ea s u r e d C E wi t h t h e P FT I R a t S / V G r a t i o s i n e xc e s s o f 3 0 , a s c a l c u l a t e d u s i n g i n d i c a t e d f l o w s f r o m t h e G E f l o w m e t e r

. F u r t he r i n v e s t i g a t i o n o f t he f l o w m e t e r r e s p on s e a t h i g h n i t r o g en c o n c e n t r a t i on s l e d S D P , i n c o n s u l t a t i o n wi t h E P A , t o a d j u s t t he f l o w m e t e r r e s u l t s , u s i n g o t he r p l a n t i n s t r u m e n t a t i o n , t o p r o v i de r ep r e s e n t a t i v e f l o w s du r i n g t he h i g h n i t r o g e n f l o w c o nd i t i o n s

. S e c t i on 2

. 3

. 1 p r o v i de s a de t a il e d d i s c u ss i o n o f t h e p r o c e du r e s u s e d t o m a k e t h e f l o w a d j u s t m en t s

. S D P ad j u s t e d a ll v e n t ga s f l o w d a t a du r i n g t h e C R

- 3 n i t r o g e n pu r g e i n c l u d i n g d a t a g a t he r e d du r i n g t he S e r i e s A

t e s t i n g c o n d u c t e d o n M a r c h 2 9

. A cc o r d i n g l y , a ll b u t on e o f t he S e r i e s A S / V G r a t i o s r e po r t e d a nd d i s p l a y e d i n F i gu r e 2

. 1

. 1

- 1 a r e b a s e d up on ad j u s t ed f l o w da t a , w h i c h v a r i ed c o n s i d e r ab l y f r o m t h e v a l ue s c o m p u t ed f r o m t h e v e n t ga s f l o w nu m be r s o b t a i n e d d u r i n g t h e t e s t p e r i o d

. D a t a p o i n t s c a l c u l a t e d f r o m ad j u s t ed f l o w s a r e s ho w n a s o p e n sy m bo l s i n t h e g r a p h s i n t h i s r e p o r t , w h il e d a t a c a l c u l a t ed f r o m t h e u n a d j u s t e d v e n t g a s f l o w m e t e r v a l ue s a r e s ho w n a s c l o s ed sy m bo l s

. D a t a c a l c u l a t e d f r o m a d j u s t ed v e n t ga s f l o w s i n t h e t a b l e s i n t h i s r epo r t a r e p r i n t e d i n r ed , w h il e d a t a c a l c u l a t ed f r o m t h e e x i s t i n g EP F v e n t ga s f l o w m e t e r a r e p r i n t e d i n b l a ck

. A t c on s t a n t v en t g a s c o m p o s i t i o n , C E i s r e l a t i v e l y c on s t a n t wi t h i n c r e a s i n g S / V G r a t i o s u n t il a c r i t i c a l S /

V G v a l u e i s r ea c h e d , a t w h i c h po i n t t h e r e i s a v e r y r ap i d d r op i n t h e o b s e r v e d C E

. F o r t h e S e r i e s A

t e s t s t h i s b r ea k po i n t i n C E o c c u rr e d a t a S / V G r a t i o o f a pp r o x i m a t e l y 1

. 2 l b s S t e a m / l b v e n t ga s

. A s will b e s e e n i n l a t e r r e s u l t s , t h e S / V G r a t i o a t w h i c h t h i s d r o p i n C E o cc u r s i s a f u n c t i o n o f t h e v e n t ga s c o m po s i t i on a nd t h e c o m bu s t i o n p r o p e r t i e s o f t h e v e n t g a s

.A p r i l 1 , 2011

9 * T h e e x p a nd e d sc a l e g r a p h s i n t hi s r e p o r t d epi c t t h e h i g h c o m b u s t i on e ff i c i e n c y d a t a a t a l a r g e r s c a l e

t o f a c i li t a t e v i s u a l d a t a a n a l y s i s

. H o w e v e r , t h e e x p a nd ed s c a l e g r a p h e x c l u d e s a n y C E d a t a b e l o w 9 0%

. T h e e x p a nd ed s c a l e g r a ph s h ou l d be u s ed i n c o n j u n c t i on w i t h t h e f ull s c a l e g r a p h s f o r a f ull r ep r e s en t a t i on o f t h e s u b j e c t d a t a s e t s

.A p r i l 1 , 2011

10 T ab l e 2

. 1

. 1

- 1 S e r i e s A T e s t R e s u l t s S u mm a r y

T e s t Numb e r S t a r t T i m e E nd T i m e M i n # P F T I R
s c a n a vg . NH V c z g ( B T U / S C F ) C E

( % ) H 2 ( v % ) T H C

( v % ) N2 ( v % ) S / V G ( l b /l b ) [ E P

- A

- 2

. 0 ( 1 ) ] * 3/29/2010

13:30 3/29/2010

14:23 53 13 188 99

. 1 29

. 6 16

. 1 53

. 4 0

. 90
[ E P

- A

- 3

. 0 ( 1 ) ] * 3/29/2010

11:37 3/29/2010

12:20 43 10 144 97

. 4 27

. 3 15

. 3 56

. 7 1

. 21
[ E P

- A

- 4

. 0 ( 1 ) ] * 3/29/2010

12:21 3/29/2010

12:51 30 8 149 97

. 6 28

. 2 15

. 3 55

. 7 1

. 23
[ E P

- A

- 5

. 0 ( 1 )] * 3/29/2010

13:10 3/29/2010

13:15 05 1 129 0

. 0 27

. 5 14

. 0 57

. 6 1

. 34
[ E P

- A

- 5

. 0 ( 2 ) ] * 3/29/2010

13:16 3/29/2010

13:22 06 1 127 0

. 0 27

. 8 14

. 4 56

. 9 1

. 45
[ E P

- A

- 6 , 000 ( 1 )] * 4/13/2010

9:30 4/13/2010

10:04 34 16 251 98

. 9 25

. 9 24

. 4 48

. 4 0

. 44
[ E P

- A

- 5 , 500 ( 1 )] * 4/13/2010

10:07 4/13/2010

10:39 32 15 234 98

. 8 24

. 2 22

. 5 52

. 0 0

. 40
[ E P

- A

- 10 , 000 ( 1 )] * 4/13/2010

10:51 4/13/2010

11:22 31 16 208 98

. 6 20

. 5 30

. 1 48

. 1 0

. 76
[ E P

- A

- 12 , 500 ( 1 )] * 4/13/2010

11:32 4/13/2010

12:03 31 16 181 0

. 00 20

. 4 30

. 2 48

. 1 0

. 97
[ E P

- A

- 10 , 000 ( 1 ) ] 4/13/2010

12:51 4/13/2010

13:11 20 10 159 96

. 9 48

. 4 34

. 0 14

. 1 3

. 42

1 EPA t e s t n u m b e r n o m en c l a t u r e id en t i f i e d S e r i e s A t e s t s b y t h e i n t e nd ed S / V G

. T h i s n o m en c l a t u r e w a s u s ed f o r t h e M a r c h 2 9 t e s t i ng

. H o w e v e r , a ft e r d e t e r m i ni n g t h a t v e n t g a s f lo w r ea din g s , an d t h u s t h e S / V G , w e r e n o t r e p r e s e n t a t i v e o f p r o c e ss c o n di t i on s , t h e A p r i l 1 3 t e s t r un s w e r e n a m ed b y t h e t o t a l s t ea m ( l b / h r) g o i n g t o t h e f l a r e

. * M e a s u r ed v e n t g a s f l o w w a s a d ju s t e d f o r t hi s t e s t. R e s u l t s p r e s e n t ed a r e b a s e d on t h e ad j u s t ed v e n t g a s f l o w v a lu e s , n o t t h e i n c o r r e c t m ea s u r e d v a lu e s

. S ee di sc u ss i on in S e c t io n 2

. 3

. 1

. B e c au s e t he S /

V G a t w h i c h C E r a p i d l y de c l i ne s m a y v a r y d r a s t i c a ll y a s a f un c t i o n o f v e n t ga s c o m p o s i t i o n , E P A p r o po s e d a n a l t e r n a t e p a r a m e t e r t o a c c o u n t f o r t h e i m pa c t s o f bo t h t h e v e n t ga s c o m p o s i t i o n a n d S / V G r a t i o o n C E : t h e n e t h e a t i n g v a l u e i n t h e c o m bu s t i o n z o n e ( NHV c zg )

. T he N HV c zg i s c a l c u l a t e d a s t h e v o l u m e t r i c d il u t i o n o f t h e g a s c o m p o n e n t s e n t e r i n g t h e f l a m e z o n e ( e

. g

. v e n t ga s , p il o t g a s , a nd s t e a m)

. F i gu r e 2

. 1

. 1

- 2 a nd F i gu r e 2

. 1

. 1

- 2 a ill u s t r a t e t h e S e r i e s A C E s a s a f u n c t i o n o f NHV c zg . B a s e d o n t he d a t a d i s p l a y e d i n F i gu r e 2

. 1

. 1

- 2 , S D P be li e v e s t h a t t h e NHV c zg m a y b e a s u i t ab l e c o n t r o l pa r a m e t e r t o p r e d i c t e x pe c t e d C E s a t v a r y i n g v en t g a s c o m p o s i t i o n s a n d S / V G r a t i o s

. F o r

t h e S e r i e s A

t e s t s t h e C E w a s a lw a ys a b o v e 9 8

. 0 % w he n t h e N HV c zg w a s a b o v e 2 00 B T U / S C F

.A p r i l 1 , 2011

11 * T h e e x p a nd e d sc a l e g r a p h s i n t hi s r e p o r t d epi c t t h e h i g h c o m b u s t i on e ff i c i e n c y d a t a a t a l a r g e r s c a l e

t o f a c i li t a t e v i s u a l d a t a a n a l y s i s

. H o w e v e r , t h e e x p a nd ed s c a l e g r a p h e x c l u d e s a n y C E d a t a b e l o w 9 0 %

. T h e e x p a nd ed s c a l e g r aph s h o u l d be u s ed in c on j un c t i on w i t h t h e f u l l s c a l e g r aph s f o r a f u l l r ep r e s en t a t i on o f t he s ub j e c t d a t a s e t s

.A p r i l 1 , 2011

12 

### 2

. 1

. 2 T e s t S e r i e s B , L i m i t i ng S / V G R a t i o w i t h V a r i a b l e H y d r og e n C on t e n t

O n e o b j e c t i v e o f t h e S e r i e s A t e s t s w a s t o de t e rm i ne t h e S / V G r a t i o t ha t y i e l d e d a C E be t w e e n 75

- 9 0 %

. B a s e d u p o n t h e u n ad j u s t e d M a r c h 29 t e s t f l o w d a t a t h i s C E w a s o b s e r v e d a t a n S / V G be t w e e n 4 a n d 5

. T h e r e f o r e , S D P a tt e m p t ed t o c o n du c t S e r i e s B t e s t s a t a S / V G r a t i o b e t w e e n 4 a n d 5

. S D P d i d no t d i s c o v e r t h a t t h e f l o w r e a d i n g s o b s e r v e d f r o m t h e v e n t g a s f l o w m e t e r du r i n g p e r i o d s o f e l e v a t e d n i t r o g e n c o n c e n t r a t i o n s w e r e n o t r e p r e s e n t a t i v e o f a c t u a l f l o w s u n t il a f t e r S e r i e s B t e s t i n g w a s c o m p l e t e d

. T he i m pa c t o f c o n du c t i n g t h e S e r i e s B t e s t s a t a n S / V G r a t i o o f be t w e e n 4

. 0 a n d 5

. 0 , v e r s u s t h e v a l u e d e t e rm i ne d f r o m t h e c o rr e c t e d f l o w d a t a i n S e r i e s A ( ~ 1

. 2

- 1

. 4 l b S t e a m / l b V e n t G a s ) , w a s n e g li g i b l e

. I n f a c t, i f S e r i e s B h ad b e e n c o n d u c t e d a t a S / V G r a t i o o f 1

. 2 , a s i n d i c a t e d b y t h e c o rr e c t ed S e r i e s A f l o w d a t a , a ll C E r e s u l t s f o r S e r i e s B w ou l d h a v e b e e n a bo v e 98

. 0 % , a n a r e a w h e r e li tt l e d i s c e r n i b l e i m p a c t o f h y d r o g e n w ou l d ha v e b e en n o t i c e ab l e

. S D P c o n du c t e d S e r i e s B t e s t i n g on M a r c h 3 0 , A p r il 1 , a n d A p r il 6 , 2 0 1 0

. F i gu r e s 2

. 1

. 2

- 1 a n d 2

. 1

. 2

- 2 a d e p i c t t h e r e s u l t s f r o m t h e S e r i e s B t e s t s , a n d T ab l e 2

. 1

. 2

- 1 p r e s en t s t he t a bu l a t e d da t a f r o m t h i s t e s t s e r i e s

. F i gu r e 2

. 1

. 2

- 1 s h o w s t ha t un de r t y p i c a l g a s c o m po s i t i on s , o u t s i de t h e CR3 n i t r o g en pu r g e wi n d o w , h i g h C E s w e r e o b s e r v e d u p t o a S / V G r a t i o o f n ea r 5 , wi t h e x t i n c t i o n o f t h e f l a m e o b s e r v e d a t a S / V G r a t i o b e t w e en 5 a nd 6

. A s o b s e r v e d du r i n g S e r i e s A t e s t i ng , w he n t h e n i t r o g e n c on c en t r a t i o n i n c r ea s e s , s u c h a s du r i n g CR

- 3 n i t r o g e n pu r ge s , t h e b r e a k p o i n t i n t h e C E c u r v e v e r s u s S / V G will b e p u s h e d t o l o w e r S / V G r a t i o s

. C o n v e r s e l y , a t c o n s t a n t n i t r o g e n c o n c e n t r a t i o n s , a s t h e r a t i o o f h y d r o g e n t o t o t a l h y d r o c a r b o n i n c r ea s e s , t h e b r ea k po i n t i n t h e C E v e r s u s S / V G r e l a t i o n s h i p will b e p u s h e d t o h i g h e r S / V G r a t i o s

. T h i s t r e n d i s s o m e w h a t ob s c u r e d i n t h e d a t a , a s S D P d o e s no t h a v e t h e a b ili t y t o i n de p e n d en t l y m an i pu l a t e t h e h y d r o g e n c on c e n t r a t i on wi t h o u t i m pa c t i n g t h e r e s u l t i n g h y d r o c a r b o n a n d n i t r o g e n c on c en t r a t i o n s

. F i gu r e 2

. 1

. 2

- 2 an d F i g u r e 2

. 1

. 2

- 2 a d i s p l a y t he C E s m ea s u r e d d u r i n g S e r i e s B t e s t i n g a s a f un c t i o n o f NHV c zg . T h e s e S e r i e s B t e s t s d i s p l a y h i gh ob s e r v e d c o m bu s t i o n e ff i c i e n c i e s ( > 98

. 0 % ) w h e n t he N HV c zg i s a bo v e 1 5 0 B T U / S C F

. T h i s b r e a k p o i n t i n c o m b u s t i on e f f i c i en c y v e r s u s N HV c zg i s a b o u t 50 B T U / S C F l o w e r t h a n t h a t ob s e r v e d i n t h e S e r i e s A t e s t i ng , w h i c h i s be li e v e d t o b e a r e s u l t o f t h e h i g he r h y d r o g e n c o n t en t o f t h e v e n t g a s du r i n g t h e S e r i e s B t e s t s

. C on s i s t en t wi t h S e r i e s A r e s u l t s , NHV c zg a p p e a r s t o h a v e a m o r e c o n s i s t e n t c o rr e l a t i o n wi t h C E t h a n S / V G r a t i o

.A p r i l 1 , 2011

13 * T h e e x p a nd e d sc a l e g r a p h s i n t hi s r e p o r t d epi c t t h e h i g h c o m b u s t i on e ff i c i e n c y d a t a a t a l a r g e r s c a l e

t o f a c i li t a t e v i s u a l d a t a a n a l y s i s

. H o w e v e r , t h e e x p a nd ed s c a l e g r a p h e x c l u d e s a n y C E d a t a b e l o w 9 0%

. T h e e x p a nd ed s c a l e g r a ph s h ou l d be u s ed i n c o n j u n c t i on w i t h t h e f ull s c a l e g r a p h s f o r a f ull r ep r e s en t a t i on o f t h e s u b j e c t d a t a s e t s

.A p r i l 1 , 2011

14 T ab l e 2

. 1

. 2

- 1

. S e r i e s B T e s t R e s u l t s S u mm a r y
T e s t N u m b e r S t a r t T i me E n d T i me M i n # P F T I R
s c a n a vg. N HV c zg ( B T U / S CF ) C E

( % ) H 2 ( v % ) T H C ( v % ) N 2 ( v % ) S / V G ( l b / l b ) [ E P -B- 51 ( 1 ) ] 3/30/2010

9:55 3/30/2010

10:38 43 18 145 97

. 3 57

. 1 27

. 1 13

. 4 4

. 13
[ E P -B- 51 ( 2 ) ] 3/30/2010

10:40 3/30/2010

11:30 50 18 126 97

. 5 57

. 0 27

. 4 13

. 3 4

. 95
[ E P -B- 61 ( 1 ) ] * 4/1/2010

8:48 4/1/2010

9:16 28 13 162 98

. 6 60

. 4 23

. 8 14

. 3 3

. 25
[ E P -B- 61 ( 2 )] * 4/1/2010

9:17 4/1/2010

9:46 29 15 261 99

. 0 61

. 9 23

. 7 12

. 9 1

. 53
[ E P -B- 31 ( 3 )] * 4/1/2010

10:17 4/1/2010

10:50 33 16 171 97

. 1 37

. 1 16

. 5 45

. 3 1

. 20
[ E P -B- 31 ( 2 )] * 4/1/2010

10:51 4/1/2010

11:28 37 19 176 98

. 6 35

. 7 16

. 0 47

. 0 1

. 12 [ E P -B51 ( H i F l o 1 )] * 4/1/2010

12:32 4/1/2010

13:16 44 22 160 98

. 8 50

. 8 15

. 4 32

. 7 1

. 91 [ E P -B51 ( H i F l o 2 )] * 4/1/2010

13:17 4/1/2010

13:53 36 18 159 98

. 8 51

. 0 15

. 0 32

. 9 1

. 90
[ E P -B- 61

- 2 i ] 4/6/2010

10:00 4/6/2010

10:16 16 8 132 97

. 3 61

. 2 21

. 4 14

. 6 4

. 09
[ E P -B- 61

- 2 ii ] 4/6/2010

10:17 4/6/2010

10:42 25 13 120 57

. 1 61

. 0 21

. 5 14

. 8 4

. 61
[ E P -B- 61

- 2 ii i ] 4/6/2010

10:43 4/6/2010

10:53 10 6 111 79

. 8 61

. 1 21

. 6 14

. 4 5

. 15
[ E P -B- 61

- 2 i v ] 4/6/2010

10:54 4/6/2010

11:14 20 10 106 0

. 0 61

. 1 21

. 7 14

. 5 5

. 45
[ E P -B- 61

- 3 i ] 4/6/2010

11:16 4/6/2010

11:24 08 3 187 98

. 7 61

. 0 21

. 7 14

. 8 2

. 47
[ E P -B- 61

- 3 ii ] 4/6/2010

11:32 4/6/2010

11:49 17 1 119 98

. 9 60

. 6 21

. 7 14

. 9 4

. 66
[ E P -B- 61

- 3 ii i ] 4/6/2010

11:50 4/6/2010

11:58 08 4 114 97

. 5 59

. 8 22

. 1 15

. 2 4

. 89
[ E P -B- 61

- 3 i v ] 4/6/2010

11:59 4/6/2010

12:09 10 5 130 0

. 0 59

. 9 21

. 8 15

. 5 6

. 01

* V en t g a s f l o w w a s a d ju s t ed f o r t h e s e t e s t s

. S ee di sc u ss i on i n S e c t i on 2

. 3

. 1

.A p r i l 1 , 2011

15 * T h e e x p a nd e d sc a l e g r a p h s i n t hi s r e p o r t d epi c t t h e h i g h c o m b u s t i on e ff i c i e n c y d a t a a t a l a r g e r s c a l e

t o f a c i li t a t e v i s u a l d a t a a n a l y s i s

. H o w e v e r , t h e e x p a nd ed s c a l e g r a p h e x c l u d e s a n y C E d a t a b e l o w 9 0%

. T h e e x p a nd ed s c a l e g r a ph s h ou l d be u s e d i n c o n j u n c t i o n w i t h t h e f ul l sc a l e g r a p h s f o r a f ul l r ep r e s en t a t i on o f t h e s u bj e c t d a t a s e t s

.A p r i l 1 , 2011

16 

### 2

. 1

. 3 T e s t S e r i e s C , I n c r ea s i ng S / V G R a t i o , Lo w V en t G a s F l o w , V a r i a b l e H y d r ogen C o n t en t S D P c o n du c t e d S e r i e s C t e s t i n g o n M a r c h 2 2 , 2 4 , a n d 25 , 2 0 1 0

. S D P s t a r t e d t h e C S e r i e s t e s t a t an S / V G r a t i o o f a p p r o x i m a t e l y 2

. 5 a n d i n c r e m e n t a ll y i n c r e a s e d t he S / V G r a t i o

. T h e r e s u l t s f o r t he s e t e s t s a r e ill u s t r a t e d i n F i gu r e 2

. 1

. 3

- 1 , a n d t he nu m e r i c a l r e s u l t s a r e t a bu l a t e d i n T a b l e 2

. 1

. 3

- 1

. A s i n t h e S e r i e s B t e s t s , t he C E s t a r t e d a bo v e 9 8

. 0 % , b u t de c r e a s ed a s t h e S / V G r a t i o i n c r ea s e d

. H o w e v e r , d e p e n d i n g u p on t h e c o m po s i t i on o f t h e g a s ( h y d r o g e n , n i t r o g e n , a n d t o t a l h y d r o c a r b o n c o n c e n t r a t i on s b e i n g t he k e y pa r a m e t e r s o f i n t e r e s t ) , t he b r e a k p o i n t i n C E pe r f o rm an c e o cc u rr e d a n y w he r e b e t w e e n a S / V G r a t i o o f s li g h t l y l e ss t h a n 3 l b s t e a m / l b v e n t ga s t o a l m o s t 6 l b s t ea m / l b v e n t g a s

. T h i s r e i n f o r c e s t he p r e v i ou s o b s e r v a t i o n t ha t t h e C E b r ea k po i n t wi t h r e s pe c t t o S / V G i s s t r o n g l y i n f l u en c ed b y t h e c o n c en t r a t i o n s o f h y d r o g e n , n i t r o g e n , a n d t o t a l h y d r o c a r b o n i n t h e v en t g a s

. Di s p l a y i n g t he c o m b u s t i on d a t a v e r s u s t he n e t he a t i n g v a l u e o f t h e c o m b u s t i o n z o n e ga s ( NHV c zg ) c o ll ap s e d t h e d a t a f r o m t h e i n d i v i d ua l d a ys a n d v e n t g a s c o m p o s i t i o n s t o a r e a s o n a b l y c on s i s t e n t r e l a t i o n s h i p

. S e e F i g u r e 2

. 1

. 3

- 2

. T h e r e a r e s t ill s o m e m i n o r d i ff e r e n c e s i n t h e s h a pe o f t h e c o m bu s t i o n e f f i c i en c y v e r s u s NHV c zg r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t he d i ff e r e n t t e s t da y s t ha t c a n no t b e c o m p l e t e l y e x p l a i n e d b y t h e o b s e r v ed c o m po s i t i o n c h a n ge s o b s e r v ed i n t h e v e n t ga s

. T he ob s e r v e d c o m b u s t i o n e ff i c i e n c i e s f o r t h e S e r i e s C t e s t s a l s o e x h i b i t a n i n c r ea s e i n c o m b u s t i o n e ff i c i e n cy a s t h e NHV c zg i n c r e a s e s

. W h il e t he d a t a f r o m t h e f i r s t da y o f t e s t i n g , M a r c h 22 nd
, a l s o e x h i b i t s t h i s t r e n d t he o b s e r v e d c o m bu s t i o n e ff i c i e n c i e s w e r e s o m e w ha t l o w e r t h a n w o u l d h a v e b e e n p r ed i c t e d b y t h e t r e n d p r e s en t e d b y t h e r e s t o f t h e d a t a

. C o n d i t i o n s du r i n g t h i s t e s t r u n w e r e d i ss i m il a r f r o m m o s t o f t h e o t h e r t e s t c o n d i t i o n s i n t h a t t h e s e r un s w e r e c ha r a c t e r i z e d b y h i g h h y d r o g e n , r e l a t i v e l y h i g h n i t r o g en ( a p p r oa c h i n g t h e 3 0 % t h a t w a s ob s e r v e d t o c a u s e i ss u e s wi t h t he v e n t ga s f l o w m e t e r p r e v i o u s l y ) , b u t l o w T HC c o n t e n t i n t h e v en t g a s ( l e ad i n g t o l o w e r CO 2 c o n c e n t r a t i on s i n t he h o t f l a r e p l u m e )

. N o ne o f t h e s e ob s e r v a t i on s n e c e s s a r il y i n v a l i da t e t h e d a t a , bu t t he y a r e be l i e v e d t o ha v e c on t r i b u t ed t o t h e b r o a de r t h an e x pe c t e d sc a tt e r i n t h e d a t a

. T h i s s c a t t e r a s i de , c o m b u s t i on e f f i c i en c i e s o f g r e a t e r t h a n 98 % w e r e s t ill o b s e r v ed f o r t e s t r un s wi t h c o m bu s t i on z o n e ga s n e t h e a t i n g v a l u e s a b o v e 2 0 0 B T U / S C F

.A p r i l 1 , 2011

17 T ab l e 2

. 1

. 3

- 1

. S e r i e s C T e s t R e s u l t s S u mm a r y
T e s t N u m b e r S t a r t T i me E n d T i me M i n # P F T I R
s c a n a vg. N HV c zg ( B T U / S CF ) C E

( % ) H 2 ( v % ) T H C ( v % ) N 2 ( v % ) S / VG ( l b / l b ) [ E P

- C

- 2

. 5 ( 1 ) ] 3/22/2010

17:14 3/22/2010

17:38 24 9 205 97

. 3 53

. 2 27

. 5 17

. 1 2

. 60
[ E P

- C

- 2

. 5 ( 2 ) ] 3/22/2010

17:39 3/22/2010

19:16 37 28 198 94

. 3 54

. 0 26

. 6 17

. 0 2

. 69
[ E P

- C

- 3

. 0 ( 1 ) ] 3/22/2010

19:17 3/22/2010

20:08 51 18 154 92

. 5 47

. 1 23

. 9 26

. 9 3

. 05
[ E P

- C

- 3

. 0 ( 2 ) ] 3/22/2010

20:09 3/22/2010

20:39 30 9 143 93

. 6 45

. 1 26

. 1 26

. 7 3

. 17
[ E P

- C

- 3

. 0 ( 3 ) ] 3/24/2010

14:08 3/24/2010

14:18 10 2 178 99

. 7 44

. 4 41

. 8 11

. 4 3

. 33
[ E P

- C

- 4

. 0 ( 1 ) ] 3/24/2010

14:26 3/24/2010

14:35 09 2 154 99

. 3 43

. 2 43

. 2 11

. 3 4

. 06
[ E P

- C

- 4

. 0 ( 2 ) ] 3/25/2010

15:55 3/25/2010

16:16 21 5 127 99

. 2 36

. 9 36

. 0 25

. 4 3

. 90
[ E P

- C

- 5

. 0 ( 1 ) ] 3/24/2010

16:01 3/24/2010

16:11 10 5 128 99

. 2 44

. 1 42

. 4 11

. 0 5

. 09
[ E P

- C

- 6

. 0 ( 1 ) ] 3/24/2010

15:47 3/24/2010

15:58 11 5 109 96

. 8 44

. 8 41

. 7 10

. 8 6

. 19
[ E P

- C

- 6

. 0 ( 2 ) ] 3/24/2010

16:20 3/24/2010

16:31 11 4 114 94

. 1 44

. 5 42

. 0 10

. 7 5

. 87
[ E P

- C

- 6

. 0 ( 3 ) ] 3/24/2010

16:41 3/24/2010

16:52 11 5 112 90

. 9 44

. 6 42

. 2 10

. 3 6

. 09
[ E P

- C

- 6

. 0 ( 4 ) ] 3/24/2010

16:56 3/24/2010

17:07 11 3 108 99

. 3 44

. 5 42

. 6 10

. 3 6

. 34
[ E P

- C

- 7

. 0 ( 1 ) ] 3/25/2010

10:02 3/25/2010

10:16 14 3 74 87

. 9 46

. 9 26

. 4 25

. 0 6

. 92
[ E P

- C

- 7

. 0 ( 2 ) ] 3/25/2010

10:20 3/25/2010

10:32 12 4 81 95

. 9 48

. 0 28

. 4 22

. 0 6

. 72
[ E P

- C

- 8

. 0 ( 1 ) ] 3/25/2010

11:28 3/25/2010

11:37 9 3 85 95

. 9 51

. 7 33

. 1 13

. 7 7

. 81A p r i l 1 , 2011

18A p r i l 1 , 2011

19 

### 2

. 1

. 4 T e s t S e r i e s D , M e r c u r y C ad m i u m T e l l u r i d e ( M C T ) D e t e c t o r C o m pa r i s on W i t h o u t a b ea m s p li t t e r I M A CC c ou l d n o t u s e a M C T de t e c t o r a n d a n I n S b d e t e c t o r a t t h e s a m e t i m e

. S i n c e S D P h a s v e r y li m i t e d m e an s t o c o n t r o l t h e c o m po s i t i on o f t h e E P F v e n t g a s , i t w a s a l s o i m p r a c t i c a l t o r e c r e a t e t e s t c o n d i t i o n s i d e n t i c a l t o t h o s e t ha t o c c u rr e d w h en S D P c o ll e c t e d da t a wi t h t he I n S b d e t e c t o r

. G i v e n t h e s e c o n s t r a i n t s , t h e o n l y w a y t o c o m pa r e t h e M C T de t e c t o r t o t h e I n S b d e t e c t o r w a s t o ga t he r a s m an y d a t a p o i n t s a s p r a c t i c a l wi t h t he M C T d e t e c t o r a t s i m il a r , bu t n o t i d e n t i c a l , c o nd i t i on s a s o c c u rr ed w h e n d a t a w e r e g a t he r e d wi t h t h e I n S b de t e c t o r , a n d t h e n c o m pa r e t he t w o d a t a s e t s

. F i g u r e 2

. 1

. 4

- 1 a nd F i gu r e 2

. 1

. 4

- 1 a d ep i c t t he C E v e r s u s S / V G r a t i o da t a o b t a i n e d d u r i n g t h e de t e c t o r c o m p a r i s o n t e s t i n g

. T h e s e d a t a a r e t a b u l a t e d i n T ab l e 2

. 1

. 4

- 1

. F i g u r e 2

. 1

. 4

- 2 a n d F i g u r e 2

. 1

. 4

- 2 a d e p i c t t h e r e l a t i on s h i p b e t w e e n C E a nd N HV c zg o b s e r v ed du r i n g S e r i e s D t e s t i n g

. C o m bu s t i o n e ff i c i e n cy d a t a w e r e c a l c u l a t e d f r o m t h e P FT I R da t a u s i n g t he C O 2 r e s u l t s f r o m b o t h t h e 7 6 5 cm -1 w a v e n u m be r a n d t h e 2 0 8 0 cm -1 w a v e n u m be r

. R e s u l t s a t t h e 2 0 80 w a v e nu m be r w o u l d b e i n d i c a t i v e o f r e s u l t s a c h i e v e d w he n t h e I n S b d e t e c t o r w a s b e i n g u s e d

. R e s u l t s a t a w a v e n u m b e r o f 7 6 5 a r e i nd i c a t i v e o f t he M C T de t e c t o r

. S D P c o n du c t e d S e r i e s D t e s t i n g o n A p r il 1 5 a n d 1 6 , 2 0 10

. D u r i n g t h e t w o M C T de t e c t o r t e s t da ys t h e r a n g e o f m e a s u r e d v e n t ga s c o m po s i t i o n s d i d n o t v a r y a s m u c h a s d u r i n g t h e l o n g e r I n S b t e s t c a m p a i g n s ( i

. e ., S e r i e s A , B , a nd C )

. H o w e v e r , t h e C E d a t a o b t a i n e d wi t h t he M C T de t e c t o r e x h i b i t e d a s i m il a r f u n c t i o na l r e l a t i o n s h i p v e r s u s b o t h S / V G a n d NHV c zg . T h e b r ea k po i n t w he r e C E s t a r t ed t o d e c li n e w a s a t a S / V G r a t i o o f a pp r o x i m a t e l y 4

. 0 a n d t he f l a r e w a s e x t i n g u i s h e d a t a S / V G r a t i o o f 5

. 0

. T h e NHV c zg r equ i r e d t o a c h i e v e a C E g r ea t e r t h a n 98

. 0 % w a s a p p r o x i m a t e l y 1 5 0 B T U / S C F

. T h e s e da t a a r e v e r y c o n s i s t en t wi t h d a t a c o ll e c t e d a t h i g h h y d r o g e n a n d l o w n i t r o ge n c o n c e n t r a t i o n s wi t h t he I n S b d e t e c t o r

.A p r i l 1 , 2011

20 * T h e e x p a nd e d sc a l e g r a p h s i n t hi s r e p o r t d epi c t t h e h i g h c o m b u s t i on e ff i c i e n c y d a t a a t a l a r g e r s c a l e

t o f a c i li t a t e v i s u a l d a t a a n a l y s i s

. H o w e v e r , t h e e x p a nd ed s c a l e g r a p h e x c l u d e s a n y C E d a t a b e l o w 9 0%

. T h e e x p a nd ed s c a l e g r a ph s h o u ld be u s ed i n c on j un c t i on w i t h t h e f u l l s c a l e g r aph s f o r a f u l l r ep r e s e n t a t i on o f t h e s u bj e c t d a t a s e t s

.A p r i l 1 , 2011

21

T ab l e 2

. 1

. 4

- 1

. M C T D e t e c t o r C o m pa r i s o n S e r i e s T e s t R e s u l t S u m m a r y

T e s t N u m b e r S t a r t

T i me E n d T i me M i n s #

P F T I R s c a n a vg. N HV c zg ( B T U / S CF ) C E %

@ 765 ( c m - 1 ) C E %

@ 2080 ( c m - 1 ) H 2

( v % ) T H C ( v % ) N 2 ( v % ) S /V G
[ E P -D2

. 0 ( M CT 1 ) ] 4/15

12:44 4/15 13:15 31 14 207 99

. 3 % 99

. 3 % 62

. 30 21

. 20 12

. 77 2

. 21 [ E P -D3

. 0 ( M CT 1 ) ] 4/15

10:28 4/15

10:59 31 14 111 98

. 6 % 98

. 6 % 61

. 68 20

. 97 13

. 29 3

. 65 [ E P -D4

. 0 ( M CT 1 ) ] 4/15

11:09 4/15 11:39 30 14 131 97

. 6 % 97

. 6 % 63

. 05 21

. 11 12

. 34 4

. 32 [ E P -D5

. 0 ( M CT 1 ) ] 4/15

11:46 4/15

12:17 31 14 113 97

. 0 % 97

. 0 % 63

. 06 21

. 15 12

. 05 5

. 21 [ E P -D4

. 0 ( M CT 2 ) ] 4/15

13:34 4/15 14:05 31 15 137 97

. 1 % 97

. 1 % 55

. 30 22

. 71 18

. 90 3

. 64 [ E P -D5

. 0 ( M CT 2 ) ] 4/15

12:22 4/15

12:32 10 0 124 0

. 00 % 0

. 0 % 63

. 39 21

. 05 11

. 78 5

. 06 [ E P -D2

. 0 ( M CT 2 ) ] 4/16

10:28 4/16 11:01 33 16 199 98

. 9 % 98

. 9 % 52

. 95 19

. 38 24

. 37 2

. 13 [ E P -D3

. 0 ( M CT 2 ) ] 4/16

11:09 4/16

11:46 37 18 160 98

. 0 % 98

. 0 % 54

. 92 19

. 56 22

. 52 2

. 85 [ E P -D4

. 0 ( M CT 3 ) ] 4/16

11:58 4/16 12:29 31 15 132 95

. 2 % 95

. 2 % 55

. 70 19

. 28 22

. 13 4

. 01 [ E P -D5

. 0 ( M CT 3 ) ] 4/16

12:58 4/16

13:07 9 0 119 0

. 0 % 0

. 00 % 55

. 21 20

. 07 21

. 77 4

. 88 [ E P -D4

. 5 ( M CT ) ] 4/16

13:43 4/16 14:20 37 15 100 94

. 3 % 94

. 0 % 55

. 23 19

. 28 22

. 25 4

. 61A p r i l 1 , 2011

22 * T h e e x p a nd e d sc a l e g r a p h s i n t hi s r e p o r t d epi c t t h e h i g h c o m b u s t i on e ff i c i e n c y d a t a a t a l a r g e r s c a l e

t o f a c i li t a t e v i s u al d a t a a n a l y

s i s

. H o w e v e r , t h e e x p a nd e d s c a l e g r aph e x c l ud e s an y C E d a t a b e l o w 9 0%

. T h e e x p a nd ed s c a l e g r aph s h o u ld be u s ed i n c on j un c t i on w i t h t h e f u l l s c a l e g r aph s f o r a f ul l r ep r e s en t a t i on o f t h e s u bj e c t d a t a s e t s

.A p r i l 1 , 2011

23



### 2

. 2 S u m m a r y a n d K e y D a t a T r e n d s o f W h o l e D a t a S e t

2

. 2

. 1 V i s i b l e E m i ss i on s T he p r i n c i p a l r e a s o n s t ea m i s a d d e d t o t h e f l a r e i s t o p r e v en t v i s i b l e e m i ss i o n s ( e

. g

. s m o k i ng )

. T he A m e r i c a n P e t r o l eu m I n s t i t u t e ( A P I ) ha s d e v e l o p ed s u g g e s t e d m i n i m u m v a l u e s o f s t e a m t o v en t g a s r a t i o s n e e d e d t o p r e v e n t s m o k i n g f o r v a r i ou s c l a ss e s o f v e n t g a s c o m p o u n d s

. T h e s e m i n i m u m s u g g e s t e d s t e a m v a l ue s h a v e b e e n p ub l i s he d a s p a r t o f A P I S t a n da r d 5 21 , P r e s s u reR e li e v i n g a n d D e

p r e ss u r i ng S ys t e m s

. T ab l e 11 f r o m AP I 5 2 1 h a s b e e n r ep r o d u c e d a s T a b l e 2

. 2

. 1

- 1 i n t h i s r e po r t

. T a b l e 2

. 2

. 1
- 1 T a b l e 1 1 f r o m A P I 521

– S ug g e s t e d S t ea m I n j e c t i on R a t e s

T he c o m p o s i t i o n o f t h e E P F v e n t g a s i s p r i m a r il y l o w m o l e c u l a r w e i g h t pa r a ff i n i c h y d r o c a r b o n s a n d h y d r o g e n

. T h e r e a r e f e w o l e f i n i c c o m p o u n d s i n t h e EP F v e n t g a s a n d g e ne r a ll y l e ss t h an 1 v % o f a r o m a t i c c o m p o u n d s

. A s s u c h , t h i s f l a r e t y p i c a ll y d o e s n o t e x h i b i t a h i g h t e n de n cy t o s m o k e

. S i n c e t h i s f l a r e ha s a n o n li n e G C , a s r e q u i r ed b y t he T e x a s C o mm i ss i o n on E n v i r o n m e n t a l Q u a li t y ( T C E Q ) H i gh l y R ea c t i v e V o l a t il e O r g a n i c C o m p o u n d ( HR V O C ) r u l e ( 3 0 T A C 1 15 , S ub c h a p t e r H ) , A P I 5 2 1 s u g ge s t e d s t e a m r a t e s c a n b e c a l c u l a t e d d i r e c t l y f r o m t he on li n e G C d a t a , p e r T a b l e 1 1 f r o m AP I 5 2 1

. T he v a l ue s f o r i nd i v i d u a l c o m p o u n d s i n t h i s t a b l e a r e li s t ed a s m a ss o f s t ea m p e r m a ss o f h y d r o c a r b o n

. AP I 5 2 1 r a t i o s v a l ue s f o r t h i s s t u d y w e r eA p r i l 1 , 2011

24

c o m p u t e d b y u s i n g E q u a t i o n ( 1 ) , w h i c h a pp r o p r i a t e l y a d j u s t s e a c h r a t i o v a l ue f o r t h e t o t a l h y d r o c a r b o n c o n t e n t o f t h e v en t g a s

.

AP I 5 21 S u g g e s t S t ea m V a l ue = ------- - --- - --- - -- - ---- - --- - --- - --- - --- - -- - --- - ---- ( E q u a t i o n 1 ) ( h y d r o c a r b o n w g t. f r a c t i o n o f v e n t g a s )

F i gu r e 2

. 2

. 1

- 1 ill u s t r a t e s t h e r a n ge o f AP I 5 2 1 r a t i o s v a l ue s e n c o u n t e r e d a t t h e E P F d u r i n g t he S e c t i on 1 1 4 R e q ue s t t e s t i n g

.

W h il e t h e r e i s s o m e v a r i ab ili t y i n t he c o m p u t ed A P I 521 s u g g e s t e d s t e a m r a t i o v a l ue s , f o r t h e en t i r e t e s t pe r i o d , t h e s u g g e s t e d AP I 5 2 1 s t ea m r a t i o s v a l u e r a n g e d on l y f r o m 0

. 1

- 0

. 4 l b s t ea m / l b v en t g a s

. T he l o w e s t S /

V G r a t i o a c h i e v ed du r i n g t h e t e s t i n g w a s a v a l u e o f 0

. 33 l b s t ea m / l b o f v e n t g a s , a n d t he t e s t S /

V G r a t i o s w e r e a lw a ys a b o v e t h e s u g ge s t e d A P I 5 2 1 r a t i o

. A s w ou l d b e e x p e c t ed f r o m F i gu r e 2

. 2

. 1

- 1 , a t n o po i n t du r i n g t h e t e s t i n g w e r e v i s i b l e e m i ss i on s o b s e r v e d f r o m t he EP F

.A p r i l 1 , 2011

25 

### 2

. 2

. 2 C E vs

. S / V G R a t i o F i gu r e 2

. 2

. 2

- 1 an d F i g u r e 2

. 2

. 2

- 1 a d i s p l a y t he C E da t a a s a f un c t i on o f S / V G r a t i o f o r a ll t e s t po i n t s d u r i n g t he EP F S e c t i o n 1 1 4 R e q u e s t t e s t i n g

. W h i l e h i g h C E s w e r e ob s e r v e d a t S / V G r a t i o s o f 1

. 0 l b s t e a m / l b v e n t ga s u p t o a l m o s t 6

. 0 l b / l b , s i g n i f i c a n t de t e r i o r a t i o n o f o b s e r v ed C E w a s a l s o o b s e r v e d a t S / V G r a t i o s a s l o w a s 1

. 2

- 1

. 4 l b s t e a m / l b v e n t ga s

. T he s e d a t a i n d i c a t e t h a t t he c o m p o s i t i o n o f t h e v e n t g a s ( p r i n c i pa ll y h y d r o g e n , n i t r o g e n , a n d t o t a l h y d r o c a r b o n s c on c en t r a t i o n s ) a l s o s i gn i f i c an t l y a ff e c t t he S / V G r a t i o a t w h i c h C E s t a r t s t o d e c li ne

. T he f o ll o wi n g s ub s e c t i o n a d d r e s s e s a p a r a m e t e r t h a t a cc o u n t s f o r bo t h S / V G an d v e n t g a s c o m p o s i t i o n , t h e c o m bu s t i on z o ne n e t h e a t i n g v a l ue , a nd t h e r e f o r e , e x h i b i t s a m o r e c on s i s t e n t c o rr e l a t i on wi t h C E t h a n e i t he r S / V G r a t i o o r v e n t ga s c o m p o s i t i o n a l o n e

.A p r i l 1 , 2011

26 * T h e e x p a nd e d sc a l e g r a p h s i n t hi s r e p o r t d epi c t t h e h i g h c o m b u s t i on e ff i c i e n c y d a t a a t a l a r g e r s c a l e

t o f a c i li t a t e v i s u al d a t a a n a l y

s i s

. H o w e v e r , t h e e x p a nd e d s c a l e g r aph e x c l ud e s an y C E d a t a b e l o w 9 0%

. T h e e x p a nd ed s c a l e g r aph s h o u ld be u s ed i n c on j un c t i on w i t h t h e f u l l s c a l e g r aph s f o r a f ul l r ep r e s en t a t i on o f t h e s u bj e c t d a t a s e t s

.A p r i l 1 , 2011

27 

### 2

. 2

. 3 C E vs

. NHV czg EP A s u g g e s t ed u s i n g t h e NHV c z g pa r a m e t e r a s a po t e n t i a l m e an s t o a s s e ss t h e i m p a c t o f ga s c o m p o s i t i o n o n t h e o b s e r v ed C E

. F i gu r e 2

. 2

. 3

- 1 a n d F i g u r e 2

. 2

. 3

- 1a d e p i c t a ll c a l c u l a t e d NHV c zg v a l u e s v e r s u s C E d a t a f r o m t h e EP F S e c t i on 1 1 4 R e q ue s t t e s t i n g i n o ne g r a ph

. T h i s f i gu r e ill u s t r a t e s t h a t NHV c zg e x h i b i t s a f a r m o r e c o n s i s t e n t r e l a t i on s h i p wi t h C E t h a n e i t he r t h e S / V G r a t i o o r v e n t ga s c o m p o s i t i o n a l o ne

. T he s e d a t a i n d i c a t e t h a t a s i g n i f i c a n t d e c li ne i n C E o c c u r s a t a NHV c zg b e t w e e n 10 0 a n d 1 50 B T U / S C F a t t y p i c a l v e n t ga s c o m po s i t i on s (H 2 > 4 0 v % )

. H o w e v e r , du r i n g t h e n i t r o g e n pu r ge po r t i o n o f t h e CR

- 3 r e g e ne r a t i o n , w h e n t h e n i t r o g e n c o n t en t o f t he v e n t ga s c a n e x c e e d 50 v % , a n d t he h y d r o g e n c o n t e n t f a ll s be l o w 3 0 v % , a s i g n i f i c an t d e c li n e i n C E o c c u rr e d a t NHV c zg v a l u e s b e t w e e n 1 5 0 a nd 2 0 0 B T U / S C F

. Q ua li t a t i v e l y , h i g h e r n i t r o g e n c o n c e n t r a t i o n s will i n c r ea s e t h e NHV c zg r e qu i r e d t o a c h i e v e a C E o f g r ea t e r t h a n 9 8

. 0 % , a n d h i g h e r h y d r o g e n c on c en t r a t i o n s will t e n d t o l o w e r t he N HV c zg r e q u i r ed t o a c h i e v e a C E o f 98

. 0 %

. H o w e v e r , wi t h i n t h e r e l a t i v e l y wi d e r a n g e o f n i t r o g e n a n d h y d r o gen c on c e n t r a t i on s e n c o un t e r e d i n t h e s e t e s t s t h e NHV c zg r equ i r e d t o a c h i e v e a C E o f 98

. 0 % v a r i e d be t w e e n 1 5 0

- 2 0 0 B T U / S C F

.A p r i l 1 , 2011

28 * T h e e x p a nd e d sc a l e g r a p h s i n t hi s r e p o r t d epi c t t h e h i g h c o m b u s t i on e ff i c i e n c y d a t a a t a l a r g e r s c a l e

t o f a c i li t a t e v i s u al d a t a a n a l y

s i s

. H o w e v e r , t h e e x p a nd e d s c a l e g r aph e x c l ud e s an y C E d a t a b e l o w 9 0%

. T h e e x p a nd ed s c a l e g r aph s h o u ld be u s ed i n c on j un c t i on w i t h t h e f u l l s c a l e g r aph s f o r a f ul l r ep r e s en t a t i on o f t h e s u bj e c t d a t a s e t s

.A p r i l 1 , 2011

29



### 2

. 3 F ac t o r s I n f l u e n c i n g T es t R e s u l t s

2

. 3

. 1 EP F V en t G a s F l o w M ea s u r e m en t s
2

. 3

. 1

. 1 EP F G E P a na m e t r i c F l o w I ss u e s P r i o r t o b eg i n n i n g t h e E P A 1 1 4 R e q u e s t t e s t i n g , a G E F i e l d S e r v i c e T e c hn i c i an m a d e a s i t e v i s i t t o D e e r P a r k a n d v e r i f i ed t h a t t h e G E P a n a m e t r i c G F 8 68 f l o w m e t e r w a s r e s p on d i n g c o rr e c t l y a n d t ha t a ll f l o w m e t e r p a r a m e t e r s w e r e wi t h i n a c c ep t ab l e r a n g e s

. F u r t he r , S D P h ad d i sc u ss i on s wi t h s en i o r G E t e c h n i c a l s u p po r t f o r t he s e m e t e r s t o d i sc u s s t h e i m p a c t o f h i g h n i t r o g e n c o n t en t o n o b s e r v e d r e s u l t s f r o m t h e m e t e r

. A l t h o u gh G E m e n t i o n e d t ha t t h e a l go r i t h m u s e d t o c on v e r t v o l u m e t r i c f l o w t o m a ss f l o w i s i m pa c t e d b y v a r i a b l e n i t r o g e n c o n d i t i o n s , G E a ss e r t e d t h a t t h e v o l u m e t r i c f l o w s d e t e rm i n e d f r o m t h e f l o w m e t e r s h ou l d b e a cc u r a t e a nd u na ff e c t e d b y h i g h n i t r o g en c o n t e n t s

. S i n c e D e e r P a r k u s e s t h e da t a f r o m t he on l i ne H R V O C G C t o c o n v e r t t h e v o l u m e t r i c f l o w s i n t o m a s s f l o w s , t h e e x i s t i n g G E f l o w m e t e r i n s t a ll a t i o n w a s d e e m e d f i t f o r pu r p o s e f o r t h e up c o m i n g t e s t s. T o a c h i e v e t h e h y d r o g e n c o n c en t r a t i o n s i n t h e E P F v e n t g a s s p e c i f i e d f o r t h e S e r i e s A t e s t s , S D P h a d t o c o n du c t E P F S e r i e s A t e s t i n g du r i n g t he n i t r o g e n p u r g e po r t i o n o f t h e CR

- 3 r eg e ne r a t i o n cyc l e

. T h e h i g h n i t r o g e n f l o w f r o m t h e CR

- 3 r e g e n cyc l e d il u t e s t he h y d r o g e n i n t h e EP F v e n t ga s s t r e a m s u f f i c i e n t l y t o m ee t t he h y d r o g e n c o n c e n t r a t i o n r e qu i r e m e n t s f o r t h e S e r i e s A t e s t s

. S D P c o n du c t e d t h e f i r s t S e r i e s A t e s t on M a r c h 2 9 , 2 0 1 0

. T h e m e a s u r e d EP F m a ss f l o w s d u r i n g t h i s t e s t r e m a i n e d r e l a t i v e l y c on s t a n t d u r i n g t he n i t r o g e n pu r g e cyc l e , a n d d i d no t e x h i b i t t h e f l o w i n c r e a s e t ha t w a s e x p e c t e d ba s ed o n r e a d i n g s f r o m CR

- 3 un i t i n s t r u m e n t a t i o n

. S t a n da r d o pe r a t i n g p r o c e du r e a t t h e CR

- 3 un i t i s t o e s t a b li s h a n i t r o g e n p u r g e f l o w o f 3

- 4 MM S C F D ( ~ 9 , 000

- 12 , 0 0 0 l b / h r N 2 ) , w h i c h i s r o u t ed t o t h e E P F

. T he ne x t S e r i e s A t e s t d i d n o t o cc u r u n t il A p r il 13 , 2 0 10

. D u r i n g t h e CR

- 3 n i t r o g e n p u r g e t ha t da y , t h e P a na m e t r i cs f l o w m e t e r i n d i c a t e d a v e r y l o w f l o w t o t h e EP F ( 1 00

- 5 0 0 l b / h r) , y e t C E s o f g r e a t e r t h a n 98 % w e r e o b s e r v ed a t a p pa r e n t S / V G r a t i o s i n e x c e ss o f 30 : 1

. S D P c o n c l u d e d f r o m t h e s e i n s t r u m e n t r e ad i ng s t h a t t h e G E P a n a m e t r i c f l o w r e a d i n g s m u s t b e i n e rr o r w h e n n i t r o g e n c o n c e n t r a t i o n s i n t h e E P F li n e w e r e g r e a t e r t h a n 3 0 v %

. F o r t h e h i g h n i t r o g en t e s t c a s e s en c o u n t e r e d d u r i ng CR

- 3 r e g e n e r a t i on s (N 2 c o n c e n t r a t i on s > 3 0 % v ) , v e n t g a s f l o w e s t i m a t e s g e n e r a t e d b y u s i ng EP F b a s e li n e f l o w e s t i m a t e s a n d m e a s u r e d f l o w s t o t he f l a r e f r o m t h e CR

- 3 un i t w e r e u s ed i n t he r e s u l t i ng d a t a a n a l ys i s ( S / V G a nd C ZG NHV c a l c u l a t i o n s )

. T he s e f l o w e s t i m a t e s y i e l d e d r e s u l t s t h a t w e r e 1 ) c o n s i s t en t wi t h t h e a m o u n t o f n i t r o g e n u s e d i n t h e CR

- 3 r e g e ne r a t i o n p r o c e s s , 2 ) y i e l d ed S / V G r a t i o w h e n t he f l a r e w a s e x t i n gu i s h e d t h a t w e r e c o n s i s t en t wi t h t h eo r e t i c a l c a l c u l a t i o n o f t he on s e t o f a n i n c o m b u s t i b l e m i x t u r e , a n d 3 ) w e r e a l s o i n l i ne wi t h f l o w s m e a s u r ed wi t h t he s u b s e q u en t l y i n s t a ll e d 2 2 ” f l o w s en s o r s

. B a s e d u p o n t h e a g r ee m en t o f t h i s m e t h od wi t h t h e n e wl y i n s t a ll e d l on ge r f l o w s e n s o r , t h e p r o c e ss i n s t r u m en t a t i on a t CR

- 3 , an d t he f a c t t h a t S / V G r a t i o s c a l c u l a t e d f r o m t h i s m e t h o d w e r e c on s i s t e n t wi t h w h en c o m b u s t i on t h eo r y w o u l d p r e d i c t t h e f l a r e t o be e x t i n g u i s h ed , S D P be li e v e s t h a t f l o w s a d j u s t e d u s i n g t h e CR

- 3 I n s t r u m en t a t i o n M e t h od a r e a r ea s o n ab l y a c c u r a t e r ep r e s en t a t i on o f t h e f l o w t o t he EP F w h e n t h e n i t r o g en c o n c e n t r a t i on i n t h e v e n t ga s e x c e e d e d 30 % v

. T he r e f o r e , w h e n t he n i t r o g e n c on c en t r a t i o n i n t h e E P F v en t g a s w a s u n d e r 3 0 % t h e f l o w s f r o m t h e e x i s t i n g E P F f l o w s e n s o r s w e r e u s e d

. W he n t he n i t r o g e n c on c e n t r a t i o n w a s a b o v e 3 0 % , f l o w s w e r e ad j u s t e d b y u s i n g e s t i m a t e s o f t he EP F b a s e li n e f l o w an d a dd i ng m ea s u r ed f l o w s f r o m t h e CR

- 3 u n i t t o t h e E P F h e a d e r

. S e c t i on s 2

. 3

. 1

. 2

- 4 d e sc r i b e t h e a na l ys i s m e t h od s u s ed t o a rr i v e a t t h i s c on c l u s i o n

. A s p r e v i ou s l y m en t i o n ed a ll d a t a p o i n t s c a l c u l a t e d f r o m a d j u s t e d f l o w s a r e d ep i c t e d a s o p e n sy m b o l s i n t h i s r e po r t

. D a t a po i n t s c a l c u l a t ed u s i n g t h e e x i s t i ng u l t r a s on i c

t i m e o f f l i g h t f l o w s e n s o r s a r e r e p r e s e n t ed a s s o li d s y m bo l s

. S i m il a r l y ,A p r i l 1 , 2011

30

da t a g e ne r a t e d f r o m e s t i m a t e d f l o w s a r e t a b u l a t e d i n r ed , w h il e da t a c a l c u l a t e d f r o m t h e e x i s t i n g f l o w m e t e r s a r e t a b u l a t e d i n b l a c k

. 2

. 3

. 1

. 2 C o rr e c t i v e A c t i on s O n c e S D P d e t e rm i n e d t ha t t h e f l o w m e t e r w a s n o t p r o v i d i n g a c c u r a t e f l o w r a t e da t a a t v e n t g a s n i t r o g e n c o n c e n t r a t i o n s g r ea t e r t h a n 30 v % , S D P i n v e s t i g a t e d a n d i m p l e m en t e d c o rr e c t i v e a c t i o n s

. G E t e c h n i c a l s u p po r t p e r s o n ne l i n f o rm e d S D P t h a t “ s t r a t i f i c a t i on ” o f v e n t ga s c o m p o n e n t s h ad b e e n o b s e r v ed i n a li m i t e d n u m b e r o f p r i o r a p p li c a t i on s w he r e t he r e w e r e l a r g e d i f f e r en c e s i n t h e m o l e c u l a r w e i gh t o f c o m p o n e n t ga s e s

. T he D ee r P a r k G E P a na m e t r i c M ode l G F 8 68 i n s t a ll a t i o n i s a s t a n d a r d “ B i a s 90 ” c o n f i g u r a t i o n

. I n t h i s c o n f i gu r a t i o n t he s e n s o r s a r e po s i t i o n e d i n t he t o p q u a d r a n t o f t h e p i pe f l o w ( e

. g

. t op i n s e r t i o n t o a d e p t h o f 9 ” i n a t o t a l p i p e d i a m e t e r o f 36 ”)

. G E s u g g e s t ed bu i l d i n g l o n g e r f l o w s en s o r s a n d t o i n s t a lli n g t h e m i n t h e bo t t o m q u ad r an t o f t h e EP F v e n t he a d e r ( e

. g

. s en s o r i n s e r t e d f r o m t he t o p t o a d e p t h o f 22 ” o u t o f t o t a l p i p e d i a m e t e r o f 3 6 ”)

. S D P i n s t a ll e d t h e l on g e r s e n s o r s o n J u n e 1 0 , 2 0 1 0

. F i gu r e 2

. 3

. 1

. 2

- 1 d ep i c t s h ou r l y a v e r a g e p l a n t d a t a f r o m t he p r o c e ss c o m p u t e r s f o r a 12

- d a y pe r i o d f r o m J u ne 3 rd t o J u n e 12 th

. T e n CR

- 3 r e g en e r a t i o n cyc l e s o cc u rr e d o v e r t h e s e 1 2 d a ys

. T he f l o w r e s p o n s e d i ff e r e n c e s b e t w e e n t h e 9 ” s e n s o r i n s e r t i o n a nd 22 ” s e n s o r i n s e r t i on c o n f i gu r a t i o n s a r e ap pa r e n t i n t h e d a t a

. P r i o r t o t h e J u n e 10 th s e n s o r i n s t a ll a t i o n , ob s e r v e d f l o w s du r i n g t he N 2 pu r ge po r t i o n o f t h e CR

- 3 r e g e n e r a t i on c y c l e c ou l d b e c ha r a c t e r i z ed b y e i t h e r c on s t a n t f l o w o r i n s o m e c a s e s d i m i n i s h i n g f l o w s

. A f t e r i n s t a ll a t i ng t h e l o n g e r f l o w s e n s o r , S D P ob s e r v e d t he e x p e c t e d i n c r e a s e i n f l o w du r i n g C R

- 3 N 2 p u r g e cyc l e s

. T he a p pa r en t s p i k e s i n S / V G r a t i o o b s e r v e d d u r i n g v i t r ua ll y e v e r y CR

- 3 r e g e na r a t i o n cyc l e wi t h t h e o l d s en s o r w e r e a l s o ab s en t a ft e r i n s t a l l a t i o n o f t h e n e w l o n g e r f l o w s en s o r

.A p r i l 1 , 2011

31

2

. 3

. 1

. 3 F l o w V a l i da t i o n f r o m N e w C on f i g u r a t i on / A d j u s t m e n t o f P r i o r D a t a f r o m O l d

C o n f i gu r a t i on W h il e F i g u r e 2

. 3

. 1

. 2

- 1 ill u s t r a t e s t h e a p p a r e n t d i ff e r en c e s i n t he r e s p on s e s ob s e r v e d f r o m t h e t w o d i ff e r en t f l o w s e n s o r s , i t d oe s n o t s p e a k t o t he a cc u r a cy o f o n e f l o w s e n s o r c on f i g u r a t i on v e r s u s t h e o t h e r

. T o v a li d a t e t h e f l o w r e s p o n s e o f t h e n e w l o n g e r s en s o r a nd d e v e l o p a b a s i s f o r a d j u s t i n g f l o w m ea s u r e m e n t s d u r i ng t h e t e s t t o r e f l e c t f l o w c o nd i t i on s , S D P c o n s i d e r e d t w o a l t e r n a t e m e t h od s o f d e t e rm i n i ng f l o w t o t h e E P F t o e s t i m a t e f l o w s i n t h e E P F v en t g a s li n e du r i n g h i g h N 2 pe r i od s

. N 2 M a t e r i a l B a l a n ce. A ss u m i n g t h e b a s e li n e f l o w t o t h e E P F ( a ll f l o w t o t h e EP F h e a de r e xc e p t t h a t f r o m t h e CR

- 3 un i t ) v a r i e s o n a l o n ge r t i m e s c a l e t h a n t h e t y p i c a l CR

- 3 N 2 pu r ge c yc l e ( 3

- 4 h o u r s ) , t h e n b o t h t he ba s e li n e f l o w t o t he f l a r e a nd t h e N 2 c o n c e n t r a t i o n o f t ha t b a s e li n e f l o w c a n be a p p r o x i m a t e d b y a li n e a r i n t e r p o l a t i on o f t h e v a l ue s o f ea c h o f t h e s e pa r a m e t e r s a t t he b e g i nn i n g a nd e n d o f t h e CR

- 3 N 2 p u r g e cyc l e

. S i n c e t h e g a s f r o m t h e CR

- 3 d u r i n g t he N 2 pu r g e s i s 1 0 0 v % N 2 , a n d t h e N 2 c on c en t r a t i o n o f t he c o m b i n e d f l o w t o t h e EP F i s m e a s u r e d b y t h e o n li n e HR V O C G C , t h e v o l u m e o f N 2 c o m i n g f r o m CR

- 3 t o t he EP F h e a d e r , a n d t he r e f o r e t h e t o t a l f l o w t o t h e EP F h e a de r , c a n b e c a l c u l a t e d f r o m a sy s t e m o f t w o e q u a t i o n s wi t h t w o un k no w n s ( CR

- 3 N 2 f l o w a n d T o t a l E P F F l o w ) c o n s t r u c t e d f r o m a m a t e r i a l b a l a n c e a r o u n d t h i s sys t e m

. F i gu r e s 2

. 3

. 1

. 3

- 2 , 2

. 3

. 1

. 3

- 3 , a n d 2

. 3

. 1

. 3

- 4 c o m pa r e t he r e s u l t s f r o m t h e N 2 M a t e r i a l B a l a n c e t o t h e f l o w r a t e m e a s u r e d b y t h e l o n ge r s e n s o r f o r f i r s t t h r ee s u c c e ss i v e CR

- 3 r e g e n r a t i on c yc l e s a f t e r t h e i n s t a ll a t i o n o f t he l o n ge r s e n s o r s

. T he s h a p e o f t he c u r v e o f t h e EP F f l o w c a l c u l a t ed f r o m t he N 2 M a t e r i a l B a l a n c e o v e r t i m e v e r y c l o s e l y m a t c h e s t h e s h a p e o f t h e c u r v e o f t h e f l o w m ea s u r e d b y t h e l o n ge r 22 ” f l o w s e n s o r o v e r t i m e

. H o w e v e r , t h e a m p li t u d e o f t h e N 2 M a t e r i a l B a l an c e f l o w r a t e c u r v e i s s o m e w h a t h i g h e r t h a n t h e f l o w r a t e c u r v e m e a s u r ed b y t h e 2 2 ” p r o b e

. T o q u an t i f y t he m a g n i t u d e o f t h i s v a r i a t i o n , S D P pe r f o rm ed a m i n u t e b y m i n u t e i n t eg r a t i o n o f t he a r e a u n d e r t he t w o c u r v e s

. T h e i n t eg r a t e d f l o w f o r t h e N 2 M a t e r i a l B a l an c e w a s 1 0 5

. 9 % , 9 8

. 4 % a nd 1 0 9

. 8 % o f t h e i n t eg r a t e d f l o w m ea s u r ed b y t h e 2 2 ” s en s o r , r e s pe c t i v e l y , f o r ea c h o f t he e x a m p l e s s h o w n

. CR
- 3 P r o c e ss I n s t r u m e n t a t i on

. A l t e r n a t i v e l y , S D P e s t i m a t e d EP F f l o w s u s i n g t he s a m e E P F ba s li n e f l o w a s s u m p t i o n -- t h a t t h e b a s e l o ad f l o w r e m a i n s c on s t a n t o r c h a n g e s li n e r a ll y d u r i n g t h e N 2 p u r g e cyc l e

. A dd i n g t h e N 2 f l o w a d d t o t h e EP F , a s m ea s u r e d f r o m t h e CR

- 3 i n s t r u m e n t a t i o n , t o t h e E P F e s t i m a t e d b a s e f l o w r e s u l t ed i n t h e t o t a l v e n t g a s f l o w t o t h e E P F

. D u r i ng t h e CR

- 3 r e g e ne r a t i o n cyc l e , f l o w f r o m t h e CR

- 3 C au s t i c W a t e r W a s h C o l u m n ( C W W C ) i s r ou t e d t o t h e EP F h e a d e r

. T h i s pa r t o f t h e r e g e ne r a t i o n cyc l e c o mm e n c e s wi t h a h y d r o g en pu r g e a n d f i n i s he s wi t h a n i t r o g e n p u r g e

. T h e f l o w o f H 2 a n d N 2 t o t h e r e g en r a t i o n l o o p i s c on t i n u ou s l y m on i t o r e d b y CR

- 3 i n s t r u m e n t a t i o n

. B e c au s e t he r e g e n e r a t i on l o o p i s a c l o s e d sys t e m , t h e a m o u n t o f H 2 a n d N 2 be i ng a d d e d t o t he l o o p i s e q u i v a l e n t t o t h e a m o u n t o f g a s e x i t i n g t he l o o p t o t h e EP F h e a de r

. T h e s e f l o w s d e t e rm i n ed f r o m CR

- 3 i n s t r u m e n t a t i on w e r e u s e d t o e s t i m a t e t h e f l o w f r o m CR

- 3 t o t h e E P F h e a de r

. A f t e r e v a l u a t i n g p r o c e s s d a t a f o r f l a r e f l o w s o u t s i d e t he pu r ge c yc l e , S D P a s s u m e d t ha t t he ba s e li n e f l o w t o t h e E P F h e a d e r f r o m o t he r un i t s v a r i ed l i n e a r l y du r i ng t h e CR

- 3 r e g e n e r a t i on cy l c e

. S D P e s t i m a t e d t h e b a s e li n e b y t a k i n g t h e l a s t P a na m e t r i cs f l o w v a l u e p r i o r t o t he C W W C be i n g o p e n ed t o t h e f l a r e a n d t h e f l o w v a l u e po i n t a f t e r f l o w f r o m t h e CR

- 3 C W W C w a s s t o p p e d

. S D P u s e d a l i n e a r i n t e r p o l a t i o n f o r a ll i n t e rm ed i a t e b a s e li n e f l o w v a l ue s b e t w e e n t h e s e t w o p o i n t s

. T h e t o t a l f l o w t o t h e E P F w a s t h e n e s t i m a t e d a s t h e ba s e li n e f l o w p l u s t h e m ea s u r ed f l o w s f r o m t h e CR

- 3 C W W C

. T h e f l o w s c a l c u l a t e d f r o m t h i s p r o c e du r e a r e a l s o ill u s t r a t e d on F i gu r e s 2

. 3

. 1

. 3

- 2 , 2

. 3

. 1

. 3

- 3 , a n d 2

. 3

. 1

. 3

- 4

.A p r i l 1 , 2011

32

F i gu r e s 2

. 3

. 1

. 3

- 2 , 2

. 3

. 1

. 3

- 3 , a n d 2

. 3

. 1

. 3

- 4 ill u s t r a t e t ha t t h e EP F f l o w s de t e rm i n e d f r o m t he CR3 f l o w i n s t r u m e n t a t i o n e s t i m a t i o n a r e c on s i s t e n t w i t h t h e v a l ue s m ea s u r e d b y t he l o n ge r G E P a n a m e t r i c f l o w s en s o r s

. T h e s h a pe o f t h e f l o w c u r v e de t e rm i n e d f r o m t he CR

- 3 i n s t r u m e n t a t i o n i s s li g h t l y m o r e s q u a r e t h an t h a t o b s e r v e d a t t h e s e n s o r , a n d e x h i b i t s a s l i gh t t i m e l a g

. T h i s i s t o b e e x pe c t e d b e c a u s e o f t he d i ff e r e n c e i n m e a s u r e m e n t po i n t s

. S D P a l s o d i d a m i n u t e - b y -m i nu t e i n t e g r a t i on f o r t h e CR

- 3 I n s t r u m en t a t i o n E P F f l o w v a li da t i o n m e t h o d

. T h e i n t e g r a t ed f l o w s w e r e 1 0 0

. 2 % , 1 0 1

. 2 % a n d 1 0 5

. 6 % o f t h e f l o w m e a s u r ed b y t h e n e wl y i n s t a ll e d 22 ” G E P a na m e t r i c f l o w s e n s o r s. T he s e d a t a i n d i c a t e t h a t t h e f l o w s m ea s u r e d b y t h e n e w s en s o r p o s i t i o n e d a t 22 ” f r o m t he t o p o f t h e 3 6 ” EP F h e a de r a r e c o n s i s t e n t wi t h t h e f l o w s c a l c u l a t e d u s i n g t w o i n d e p e n d e n t m e t h o d s o f e s t i m a t i ng t h e E P F v en t g a s f l o w w h e n h i g h N 2 c o n c e n t r a t i o n a r e p r e s e n t. T h e E P F f l o w i n s t r u m e n t a t i o n c o n f i gu r a t i o n u t ili z i ng t h e l o n g e r s en s o r s a p p ea r s t o p r o v i de r ep r e s e n t a t i v e f l o w s i n t h e EP F h e a d e r , e v e n u n de r h i g h n i t r o g en c o n d i t i on s , wi t h a c c ep t ab l e a cc u r a c y ( e

. g

. e s t i m a t e d t o b e b e t t e r t h a n + 5 % )

.A p r i l 1 , 2011

33A p r i l 1 , 2011

34A p r i l 1 , 2011

35A p r i l 1 , 2011

36

2

. 3

. 1

. 4 A d j u s t m e n t o f EP F f l o w s du r i n g Hi g h N 2 T e s t P e r i od s S D P c a l c u l a t e d a d j u s t e d v a l u e s f o r t h e t e s t d a t a w h e n t he n i t r o g e n c on c e n t a t i on i n t h e v e n t ga s e xc e e d e d 3 0 v % u s i n g b o t h t h e N 2 M a t e r i a l B a l an c e m e t h o d a n d t h e CR

- 3 P r o c e s s I n s t r u m e n t a t i on m e t h o d , d i sc u s s e d a bo v e

. T h e N 2 M a t e r i a l B a l an c e m e t h od g a v e r e s u l t s t h a t w e r e i n c on s i s t e n t wi t h o t h e r m e a s u r e m e n t s

. D u r i ng b o t h t h e M a r c h 2 9 a n d A p r il 1 3 t e s t s , t h e a v e r a g e N 2 f l o w d e t e rm i n ed f r o m t h e m a t e r i a l b a l a n c e m e t h o d w a s b e l o w t h e f l o w e x pe c t e d ba s ed o n t h e r a t e o f n i t r og en a d d i t i o n t o t h e CR

- 3 p r o c e s s

. I n a d d i t i o n , t h e d i l u t i o n c a l c u l a t e d f r o m t h e f l o w s ad j u s t e d v i a t he N 2 M a t e r i a l B a l an c e m e t h o d w ou l d h a v e y i e l d e d i n c o m b u s t il e m i x t u r e s , a s c a l c u l a t e d f r o m s t a n da r d m i x i n g r u l e s f o r c o m b u s t i b l e m i x t u r e s , y e t t h e P FT I R i n s t r u m e n t a t i o n m e a s u r ed h i g h C E v a l ue s f o r t h e s e t e s t s

. W h il e t h e r e i s a m o d e s t l e v e l o f un c e r t a i n t y a ss o c i a t ed wi t h t h e m i x i ng c o n s t a n t s u s ed t o c a l c u l a t e t he c o m b u s t i on en v e l o p e f o r t h e m i x u r e o f a c o m b u s t i b l e g a s wi t h a i n c o m b u s t i l e d il u e n t ( s t ea m) , i t i s u n li k e l y t h a t t h e S / V G r a t i o s a n d NHV C ZG c a l c u l a t e d f r o m EP F f l o w s c a l c u l a t ed f r o m t h e N 2 M a t e r i a l B a l a n c e m e t h o d a r e a cc u r a t e f o r t h e h i g h n i t r o g e n c on c e n t r a t i on t e s t s

. F o r t h e h i g h n i t r o g en c a s e s e n c o u n t e r ed du r i ng C R

- 3 r e g e n e r a t i on s , u s i ng EP F f l o w s e s t i m a t e d f r o m t h e e s t i m a t e d E P F b a s e li ne f l o w a n d m e a s u r ed f l o w s t o t h e f l a r e f r o m t h e CR

- 3 un i t y i e l d e d r e s u l t s t h a t w e r e 1 ) c o n s i s t e n t wi t h t h e a m o u n t o f n i t r o g e n u s e d i n t h e CR

- 3 r e g e ne r a t i o n p r o c e s s , 2 ) y i e l d e d s t ea m t o v e n t ga s r a t i o w h en t he f l a r e w a s e x t i n gu i s h e d t h a t w e r e c on s i s t e n t wi t h t he o r e t i c a l c a l c u l a t i on o f t h e o n s e t o f an i n c o m bu s t i b l e m i x t u r e , a n d 3 ) w e r e a l s o i n li n e wi t h f l o w s m ea s u r e d wi t h t h e ne wl y i n s t a ll e d 2 2 ” f l o w s e n s o r s

. S D P d e t e rm i n e d E P F f l o w s f o r p e r i od s w h en t h e n i t r o g e n c o n c e n t r a t i o n e xc e e d e d 3 0 v % b y a d d i n g t h e e s t i m a t e d E P F ba s e li n e f l o w t o t h e f l o w s f r o m t h e CR

- 3 u n i t t o t h e E P F , de t e rm i n e d f r o m CR

- 3 i n s t r u m e n t a t i o n , t o de t e rm i n e t h e t o t a l f l o w t o t h e EP F

. B a s e d u po n t he ag r ee m e n t o f t h i s m e t h o d wi t h t h e ne wl y i n s t a ll e d l o n ge r f l o w s e n s o r , t he p r o c e ss i n s t r u m e n t a t i o n a t CR

- 3 , a n d t h e f a c t t h a t s t ea m t o v en t g a s r a t i o s c a l c u l a t e d f r o m t h i s m e t h o d w e r e c o n s i s t en t wi t h w h e n c o m b u s t i o n t h e o r y w ou l d p r e d i c t t h e f l a r e t o be e x t i ng u i s h e d , S D P b e li e v e s t h a t f l o w s ad j u s t ed u s i n g t h e CR

- 3 I n s t r u m e n t a t i on M e t h o d a r e a r ea s o n a b l y a c c u r a t e r e p r e s e n t a t i o n o f t h e f l o w t o t h e EP F w h e n t h e n i t r o g e n c on c e n t r a t i on i n t h e v e n t ga s e x c e ed ed 3 0 % v

. W he n t h e n i t r o g e n c on c e n t r a t i on w a s u n d e r 3 0 % t h e f l o w s f r o m t h e e x i s t i n g E P F f l o w s en s o r w e r e u s e d

.



### 2

. 3

. 2 W i nd E ff e c t s and P F T I R A i m i ng I s s ue s S D P ob t a i n ed 5 -m i n u t e a v e r a g e w ea t he r d a t a ( t e m pe r a t u r e , p r e ss u r e , d e w po i n t, w i nd d i r e c t i on , wi nd s p e ed , r e l a t i v e hu m i d i t y , a n d r a i n f a ll ) f r o m a l o c a l w ea t he r s t a t i o n

. F o r e a c h d a y t h e p r e v a ili n g wi n d d i r e c t i o n ha s b e e n c ha r a c t e r i z e d b y p r o du c i ng a wi n d r o s e f o r t h a t d a y

. T h e s e f i gu r e s a r e p r e s e n t e d i n A p p e n d i x 5

. 2 a l o n g wi t h t he t a bu l a t e d 5 -m i nu t e a v e r a g e d a t a

. R e c e n t l y , a n o t he r r e f i ne r c o n d u c t i n g s i m il a r P FT I R t e s t i ng o n a n o t h e r f l a r e r e p o r t e d s i gn i f i c an t i ss ue s po s i t i on i n g t h e P FT I R t e l e s c o p e i n t h e a p p r op r i a t e po s i t i on t o c o ll e c t r e p r e s en t a t i v e da t a. 3 T h e s e a i m i n g i ss u e s w e r e i n l a r g e pa r t a f u n c t i o n o f p r e v a ili n g wi n d c o n d i t i o n s wi t h r e s pe c t t o w h e r e t h e P F T I R t e l e s c o p e c ou l d b e s i t ed

. W h il e p r e v a ili n g wi nd s a n d s i t i n g c r i t e r i a a r e i m p o r t a n t c on s i de r a t i o n s i n d e v e l op i n g t h e P F T I R t e s t p l an f o r c o n du c t i n g C E m ea s u r e m e n t s o f a f l a r e , S D P e n c o un t e r e d f e w p r ob l e m s d u r i ng t h e t e s t i n g o f t h e E P F i n po s i t i on i n g t h e P FT I R t e l e sc o p e t o c o l l e c t r e p r e s e n t a t i v e d a t a

. S D P w a s a b l e t o r e g u l a r l y a i m t h e P FT I R t e l e sc o p e a t a po i n t a p p r o x i m a t e l y o n e f l a m e l e n g t h f r o m t h e f l a r e f l a m e

.

3 “ P e r f o r m an c e T e s t o f a S t

e a m- A ss i s t ed E l e v a t e d F l a r e w i t h P a ss i v e F T I R , ” M a r a t h o n P e t r o l eu m C o m p an y , L L C , T e x a s R e f i n i n g Di v i s i o n , 5 0 2 10 th S t r e e t S o u t h , T e x a s Ci t y , T e x a s 7 7 5 9 0 , p r e p a r e d b y Cl e an A i r E ng i n ee r i n g , I n c

. P r o j e c t N o

. 1 0 8 1 0

.A p r i l 1 , 2011

37

P r ob l e m s w e r e r e p o r t e d i n o t h e r s t ud i e s w h en s t r o n g wi n d s w e r e d i r e c t l y a l i g n ed wi t h t h e r e l a t i v e p o s i t i o n i n g o f t he P FT I R t e l e s c o pe

. D u r i ng t h e E P F t e s t s , wi n d s a l i g n ed wi t h t h e P FT I R t e l e s c o p e a n d t he EP F o n o n l y a f e w o c c a s i o n s , a nd o n e a c h o f t h e s e o c c a s i o n s , w i nd s w e r e v e r y li g h t. T he r e f o r e , I M A CC d i d no t r e p o r t p r ob l e m s a i m i ng t h e t e l e s c o p e a t t h e d e s i r e d l o c a t i on i n t he f l a r e p l u m e

.



### 2

. 3

. 3 P FT I R V a r i a b il i t y - C on f i den c e I n t e r v a l s f o r O b s e r v ed C o m bu s t i o n E ff i c i en cy M ean V a l ue s S D P c a l c u l a t e d t h e 95 th a nd 99 th pe r c en t i l e c on f i d en c e i n t e r v a l s f o r t h e m e a n C E o f ea c h t e s t

. S e e F i g u r e s 2

. 3

. 3

- 1 , 2

. 3

. 3

- 2 , 2

. 3

. 3

- 3 , 2

. 3

. 3

- 4 a n d T ab l e 2

. 3

. 3

- 1 , 2

. 3

. 3

- 2 , 2

. 3

. 3

- 3 , 2

. 3

. 3

- 4

. T he s e da t a ill u s t r a t e t h a t t h e v a r i ab ili t y i n t h e o b s e r v e d C E s t e n d s t o be l e ss a t s t a b l e c o m b u s t i o n c o n d i t i o n s a n d h i gh C E s , b u t t he v a r i a b ili t y i n c r ea s e s a s c o m bu s t i o n c o nd i t i on s b e c o m e m o r e un s t ab l e

. A t h i g h C E s t he c on f i d en c e i n t e r v a l i s g e n e r a ll y wi t h i n + 0

. 5 % , b u t a s c o m bu s t i o n c o n d i t i o n s b e c o m e s m o r e un s t a b l e t h e c on f i d e n c e i n t e r v a l i n c r e a s e s u p t o + 5 0 %

. T h i s h i g h d e g r e e o f v a r i a b ili t y i s bo t h a f un c t i o n o f t he h i g h d eg r e e o f v a r i ab ili t y i n t h e c o m b u s t i on p r o c e ss a t t he s e c o n d i t i o n s a n d t h e h i g he r d e g r e e o f un c e r t a i n t y i n t h e P FT I R t e c h n i q ue u n de r t h e s e c o n d i t i o n s

.A p r i l 1 , 2011

38 94
. 0 0% 95
. 0 0% 96
. 0 0% 97
. 0 0% 98
. 0 0% 99
. 0 0% 100
. 0 0%CombustionEfficiency 

### A
- S e r i e s T e st

F i gu r e 2

. 3

. 3

- 1

. S e r i e s A T e s t D a t a V a r i ab ili t yA p r i l 1 , 2011

39 10
. 0 0% 30
. 0 0% 50
. 0 0% 70
. 0 0% 90
. 0 0% 110
. 0 0% 130
. 0 0% 150
. 0 0% 170
. 0 0%CombustionEfficiency 

### B
- S e r i e s T e st

F i gu r e 2

. 3

. 3

- 2

. S e r i e s B T e s t D a t a V a r i ab ili t yA p r i l 1 , 2011

40 40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 80.00% 90.00% 100.00% 110.00% 120.00% 130.00%CombustionEfficiency 

### C- S e r i e s T e st

F i gu r e 2

. 3

. 3

- 3

. S e r i e s C T e s t D a t a V a r i a b ili t yA p r i l 1 , 2011

41 9 3
. 00% 9 4
. 00% 9 5
. 00% 9 6
. 00% 9 7
. 00% 9 8
. 00% 9 9
. 00% 1 0 0
. 00%CombustionEfficiency 

### M C T S e r i e s T e st

F i gu r e 2

. 3

. 3

- 4

. S e r i e s D T e s t D a t a V a r i a b ili tyA p r i l 1 , 2011

42 T ab l e 2

. 3

. 3

- 1

. S e r i e s A T e s t D a t a V a r i a b ili t y

T e s t D a t e T e s t R un A v e r ag e C o m bu s t i on E ff i c i e n c y 95 %

C on f i d e n c e L imi t 99 %

C on f i d e n c e L imi t Sa m p l e

S iz e S t a n da r d

D e v i a t i on

3

- 29 , 13: 3 0

- 14 : 23 [ E P

- A

- 2

. 0 ( 1 ) ] * 99

. 06% ± 0

. 24 % ± 0

. 34 % 13 0

. 40% 3

- 29 , 1 1 :37

- 1 2:2 0 [ E P

- A

- 3

. 0 ( 1 ) ] * 97

. 44% ± 0

. 41 % ± 0

. 59 % 10 0

. 58% 3

- 29 , 12: 2 1:1 2 :51 [ E P

- A

- 4

. 0 ( 1 ) ] * 97

. 57% ± 0

. 28 % ± 0

. 41 % 8 0

. 34% 3

- 29 , 13: 1 0

- 13 : 15 [ E P

- A

- 5

. 0 ( 1 ) ] * 97

. 69% NA NA 1 N A 3

- 29 , 13: 1 6

- 13 : 22 [ E P

- A

- 5

. 0 ( 2 ) ] * 96

. 79% NA NA 1 N A 4

- 13 , 9:30

- 10: 0 4 [ E P

- A

- 6 , 000 ( 1 ) ] * 98

. 90% ± 0

. 3 % ± 0

. 41 % 16 0

. 57% 4

- 13 , 10: 0 7

- 10 : 39 [ E P

- A

- 5 , 500 ( 1 ) ] * 98

. 77% ± 0

. 21 % ± 0

. 29 % 15 0

. 39% 4

- 13 , 10: 5 1

- 11 : 22 [ E P

- A

- 10 , 000 ( 1 ) ] * 98

. 57% ± 0

. 11 % ± 0

. 16 % 16 0

. 22% 4

- 13 , 11: 3 2

- 12 : 03 [ E P

- A

- 12 , 500 ( 1 ) ] * 97

. 48% ± 0

. 35 % ± 0

. 48 % 16 0

. 66% 4

- 13 , 12: 5 1

- 13 : 11 [ E P

- A

- 10 , 000 ( 1 ) ] 96

. 85% ± 1

. 24 % ± 1

. 78 % 10 1

. 73%

* V e n t g a s f l o w w a s ad j u s t ed f o r t h i s t e s t

. S ee di sc u ss i on i n S e c t i on 2

. 3

. 1

. T ab l e 2

. 3

. 3

- 2

. S e r i e s B T e s t D a t a V a r i a b ili t y

T e s t D a t e T e s t R un A v e r ag e C o m bu s t i on E ff i c i e n c y 95 %

C on f i d e n c e L imi t 99 %

C on f i d e n c e L imi t Sa m p l e

S iz e S t a n da r d

D e v i a t i on

3

- 30 , 9:55

- 10: 3 8 [ E P -B- 51 ( 1 ) ] 97

. 30% ± 0

. 45 % ± 0

. 61 % 18 0

. 91% 3

- 30 , 10: 4 0

- 11 : 30 [ E P -B- 51 ( 2 ) ] 97

. 51% ± 0

. 62 % ± 0

. 86 % 18 1

. 26% 4 / 1 08: 4 8

- 0 9:1 6 [ E P -B- 61 ( 1 ) ] * 98

. 63% ± 0

. 21 % ± 0

. 3 % 13 0

. 36% 4 / 1 09: 1 7

- 0 9:4 6 [ E P -B- 61 ( 2 ) ] * 99

. 04% ± 0

. 16 % ± 0

. 22 % 15 0

. 30% 4 / 1 10: 1 7

- 1 0:5 0 [ E P -B- 31 ( 3 ) ] * 97

. 11% ± 0

. 46 % ± 0

. 64 % 16 0

. 87% 4 / 1 10: 5 1

- 1 1:2 8 [ E P -B- 31 ( 2 ) ] * 98

. 62% ± 0

. 46 % ± 0

. 63 % 19 0

. 96% 4 / 1 12: 3 2

- 1 3:1 6 [ E P -B- 51 ( H i F l o1 ) ] * 98

. 77% ± 0

. 09 % ± 0

. 12 % 22 0

. 21% 4 / 1 13: 1 7

- 1 3:5 3 [ E P -B- 51 ( H i F l o2 ) ] * 98

. 76% ± 0

. 08 % ± 0

. 11 % 18 0

. 16% 4

- 6 , 10:00

- 10: 1 6 [ E P -B- 61

- 2 i ] 97

. 35% ± 1

. 23 % ± 1

. 82 % 8 1

. 47% 4

- 6 , 1 0 :17

- 1 0:42 [ E P -B- 61

- 2 ii ] 57

. 08% ± 28

. 94 % ± 40

. 58 % 13 47

. 90% 4

- 6 , 10:43

- 10: 5 3 [ E P -B- 61

- 2 iii ] 79

. 83% ± 41

. 05 % ± 64

. 4 % 6 39

. 12% 4

- 6 , 10:54

- 11: 1 4 [ E P -B- 61

- 2 i v ] 77

. 89% ± 29

. 37 % ± 42

. 19 % 10 41

. 06% 4

- 6 , 11:16

- 11: 2 4 [ E P -B- 61

- 3 i ] 98

. 71% ± 1

. 68 % ± 3

. 88 % 3 0

. 68% 4

- 6 , 11:32

- 11: 4 9 [ E P -B- 61

- 3 ii ] 98

. 92% NA NA 1 NA 4

- 6 , 11:50

- 11: 5 8 [ E P -B- 61

- 3 iii ] 97

. 53% ± 1

. 15 % ± 2

. 11 % 4 0

. 72% 4

- 6 , 11:59

- 12: 0 9 [ E P -B- 61

- 3 i v ] 97

. 12% ± 1

. 01 % ± 1

. 68 % 5 0

. 82%

* V e n t g a s f l o w w a s ad j u s t ed f o r t h i s t e s t

. S ee di sc u ss i on i n S e c t i on 2

. 3

. 1

.A p r i l 1 , 2011

43 T ab l e 2

. 3

. 3

- 3 S e r i e s C T e s t D a t a V a r i a b ili t y

T e s t D a t e T e s t R un A v e r ag e C o m bu s t i on E ff i c i e n c y 95 %

C on f i d e n c e L imi t 99 %

C on f i d e n c e L imi t Sa m p l e

S iz e S t a n da r d

D e v i a t i on

3

- 22 , 17: 1 4

- 17 : 38 [ E P

- C

- 2

. 5 ( 1 ) ] 97

. 29% ± 0

. 32 % ± 0

. 47 % 9 0

. 28% 3

- 22 , 17: 3 9

- 19 : 16 [ E P

- C

- 2

. 5 ( 2 ) ] 94

. 25% ± 1

. 87 % ± 2

. 53 % 28 0

. 77% 3

- 22 , 19: 1 7

- 20 : 08 [ E P

- C

- 3

. 0 ( 1 ) ] 92

. 49% ± 22

. 44 % ± 30

. 83 % 18 22

. 81% 3

- 22 , 20: 0 9

- 20 : 39 [ E P

- C

- 3

. 0 ( 2 ) ] 93

. 63% ± 2

. 86 % ± 4

. 16 % 9 1

. 01% 3

- 24 , 14: 0 8

- 14 : 18 [ E P

- C

- 3

. 0 ( 3 ) ] 99

. 67% ± 0

. 47 % ± 2

. 38 % 2 0

. 05% 3

- 24 , 14: 2 6

- 14 : 35 [ E P

- C

- 4

. 0 ( 1 ) ] 99

. 27% ± 2

. 31 % ± 11

. 6 % 2 0

. 26% 3

- 25 , 15: 5 5

- 16 : 16 [ E P

- C

- 4

. 0 ( 2 ) ] 99

. 21% ± 0

. 12 % ± 0

. 2 % 5 0

. 10% 3

- 24

. 16:01

- 16: 1 1 [ E P

- C

- 5

. 0 ( 1 ) ] 99

. 19% ± 0

. 63 % ± 1

. 05 % 5 0

. 46% 3

- 24

. 15:47

- 15: 5 8 [ E P

- C

- 6

. 0 ( 1 ) ] 96

. 78% ± 0

. 52 % ± 0

. 86 % 5 0

. 60% 3

- 24 , 16: 2 0

- 16 : 31 [ E P

- C

- 6

. 0 ( 2 ) ] 94

. 15% ± 3

. 02 % ± 5

. 55 % 4 1

. 90% 3

- 24 , 16: 4 1

- 16 : 52 [ E P

- C

- 6

. 0 ( 3 ) ] 90

. 88% ± 3

. 03 % ± 5

. 03 % 5 2

. 44% 3

- 24 , 16: 5 6

- 17 : 07 [ E P

- C

- 6

. 0 ( 4 ) ] 99

. 33% ± 0

. 29 % ± 0

. 67 % 3 0

. 12% 3

- 25 , 10: 0 2

- 10 : 16 [ E P

- C

- 7

. 0 ( 1 ) ] 87

. 86% ± 17

. 26 % ± 39

. 83 % 3 6

. 95% 3

- 25 , 10: 2 0

- 10 : 32 [ E P

- C

- 7

. 0 ( 2 ) ] 95

. 88% ± 2

. 73 % ± 5

. 02 % 4 1

. 72% 3

- 25 , 11: 2 8

- 11 : 37 [ E P

- C

- 8

. 0 ( 1 ) ] 95

. 90% ± 3

. 41 % ± 7

. 86 % 3 0

. 79%
T ab l e 2

. 3

. 3

- 4 S e r i e s D T e s t D a t a V a r i a b ili t y

T e s t D a t e T e s t R un A v e r ag e C o m bu s t i on E ff i c i e n c y 95 %

C on f i d e n c e L imi t 99 %

C on f i d e n c e L imi t Sa m p l e

S iz e S t a n da r d

D e v i a t i on

4

- 15 , 12: 4 4

- 1 3:15 [ E P

- D

- 2

. 0 ( M C T1 ) ] 99

. 34% ± 0

. 1 % ± 0

. 15 % 14 0

. 19% 4

- 15 , 10: 2 8

- 1 0;59 [ E P

- D

- 3

. 0 ( M C T1 ) ] 98

. 59% ± 0

. 16 % ± 0

. 22 % 14 0

. 28% 4

- 15 , 11: 0 9

- 11 : 39 [ E P

- D

- 4

. 0 ( M C T1 ) ] 97

. 60% ± 0

. 14 % ± 0

. 2 % 14 0

. 25% 4

- 15 , 11: 4 6

- 12 : 17 [ E P

- D

- 5

. 0 ( M C T1 ) ] 97

. 03% ± 0

. 15 % ± 0

. 2 % 14 0

. 26% 4

- 15 , 13: 3 4

- 14 : 05 [ E P

- D

- 4

. 0 ( M C T2 ) ] 97

. 07% ± 0

. 35 % ± 0

. 48 % 15 0

. 63% 4

- 16 , 10: 2 8

- 11 : 01 [ E P

- D

- 2

. 0 ( M C T2 ) ] 98

. 60% ± 0

. 1 % ± 0

. 14 % 16 0

. 20% 4

- 16 , 11: 0 9

- 11 : 46 [ E P

- D

- 3

. 0 ( M C T2 ) ] 98

. 02% ± 0

. 22 % ± 0

. 3 % 18 0

. 45% 4

- 16 , 11: 5 8

- 12 : 29 [ E P

- D

- 4

. 0 ( M C T3 ) ] 95

. 22% ± 0

. 21 % ± 0

. 29 % 15 0

. 39% 4

- 16 , 13: 4 3

- 14 : 20 [ E P

- D

- 4

. 5 ( M C T ) ] 94

. 31% ± 0

. 48 % ± 0

. 67 % 15 0

. 88%



### 2

. 3

. 4 P FT I R C o m ponen t E rr o r s I M A CC p r o v i d e d an e rr o r v a l u e f o r e a c h s p e c i e s d e t e c t e d b y t he P FT I R

. T h i s e rr o r i s t h e r e s i d u a l e rr o r c a l c u l a t e d w h e n t he o b s e r v e d s pe c t r a o b t a i n e d d u r i n g t he t e s t i s f i t t o t h e r e f e r e n c e s p e c t r a u s i ng a Cl a s s i c a l L e a s t S q ua r e s ( C L S ) f i tt i n g r o u t i n e

. T h i s e rr o r r ep r e s e n t s t h e “ g o o d ne s s o f f i t ” o f t h e o b s e r v e d d a t a t o t he r e f e r e n c e s p e c t r a

. A s s u c h , i t r e p r e s e n t s t h e m i n i m u m e rr o r i n t h e m e a s u r e m e n t, n o t t h e a c t ua l e rr o r o f t he m ea s u r e m e n t

. O t h e r s o u r c e s o fA p r i l 1 , 2011

44

e rr o r p o t e n t i a ll y e x i s t i n s e l e c t i ng t h e r e f e r e n c e s p e c t r a , d e t e rm i n i ng t h e sk y r ad i an c e s pe c t r u m , p l u m e t r a n s m i tt a n c e , e t c

. T h e s e t y p e s o f s y s t e m a t i c e rr o r c an p r o du c e a d d i t i o n a l b i a s a n d un c e r t a i n t y i n t h e ob s e r v e d v a l u e s o n t o p o f t he c o m p o n e n t e rr o r p r e s e n t i n f i t t i n g t h e r ad i a n c e s pe c t r u m

. T h e p o t e n t i a l b i a s i n t r o d u c e d b y t h e a f o r e m e n t i o n e d ba c k g r o u n d r a d i a n c e m ea s u r e m e n t s i s d i f f i c u l t t o q u an t i f y , bu t c a n be s i gn i f i c an t l y r e d u c e d b y u s i n g t he h o t c e ll c a li b r a t i on m e t h o d e m p l o y ed i n t h i s s t ud y

. A n y b i a s i n t r o d u c e d b y t h e d e t e rm i n a t i o n o f t h e ba c k g r o un d r a d i an c e s h o u l d b e d e t e c t e d du r i n g t h e h o t c e ll c a l i b r a t i o n a n d t h e a pp r o p r i a t e ad j u s t m e n t s m a d e a s a r e s u l t

. A s t he P FT I R d a t a r ep r e s e n t t h e m a ss o f e a c h c o m po n e n t a l o n g t h e li n e o f s i g h t o f t h e i n s t r u m e n t , c o n v e r s i o n t o a c on c e n t r a t i o n r e qu i r e s t h a t a p l u m e l e n g t h b e e s t i m a t e d

. I n s t r o n g wi nd s , t h e r e c a n b e c o n s i d e r a b l e e rr o r i n t h i s v a l u e d u e t o b e n d i n g o f t he p l u m e

. W h i l e t he s e e ff e c t s g e ne r a ll y will c an c e l ou t i n C E c a l c u l a t i on s ( e

. g

. s a m e r e l a t i v e e rr o r i n c o n c e n t r a t i o n de t e rm i na t i o n e x i s t s i n b o t h t h e n u m e r a t o r a n d t h e d e no m i n a t o r) , t he e rr o r i n d a t a e x p r e s s ed a s a c o n c e n t r a t i o n c an b e s i g n i f i c a n t d u e t o p oo r p a t h l e ng t h a ss u m p t i o n s

. C o n s e q u e n t l y , t h e e rr o r s i n da t a e x p r e ss e d a s c on c en t r a t i o n s c a n be c on s i de r ab l y l a r ge r t h an e rr o r s i n d a t a e x p r e s s e d a s C E v a l u e s

.



### 2

. 3

. 5 P FT I R H o t C e l l C a l i b r a t i on A f t e r r e c e n t P FT I R f l a r e t e s t i n g s t ud i e s , I M A CC t e s t e d t h e P FT I R i n s t r u m e n t i n t h e l a b o r a t o r y b y p l a c i n g a h o t c e ll o f k no w n p a t h l e ng t h a n d c on t a i n i n g k n o w n g a s c o m po s i t i o n i n t h e P FT I R pa t h

. T h i s m e t h o d w a s u s ed a s a c he c k o n p r o c e du r e s u t ili z e d t o de v e l o p t h e b a ck g r o u nd r ad i a n c e s p e c t r a

. F o r

t h e t e s t i ng d o n e a t t he D e e r P a r k E P F , h o t c e ll c a li b r a t i o n s w e r e d o n e i n t h e f i e l d e a c h d a y a s a n a d d i t i o na l c he c k o n t h e P FT I R da t a m ea s u r e m en t p r o t o c o l s

. I n a ll c a s e s , I M A CC de t e rm i n ed c o rr e c t i on f a c t o r s f o r e a c h s p e c i e s d e t e c t e d f r o m t h e s e h o t c e ll c a li b r a t i on s

. I n m o s t c a s e s t h e r e s u l t s o b t a i n e d f r o m t h e s e h o t c e ll c a l i b r a t i o n s w e r e w e ll wi t h i n t h e n o rm a l E PA Q A / Q C a cc e p t a n c e p r o t o c o l s ( e

. g

. 7 0 %

- 1 3 0 % o f t h e k n o w n v a l ue )

. H o w e v e r , t he s e c o rr e c t i o n f a c t o r s w e r e a pp l i ed t o a ll s p e c t r a c o ll e c t e d e a c h d a y ( e

. g

. a pp li e d t o v a l u e s wi t h i n no rm a l a c c ep t an c e c r i t e r i a a s w e ll a s t ho s e ou t s i de t h e 70

- 1 3 0 % wi n do w )

. T h i s h o t c e ll c a li b r a t i on s t e p i s a n a dd i t i o na l s t e p u t ili z e d t o m i n i m i z e an y b i a s a n d u n c e r t a i n t y a s s o c i a t e d wi t h d e t e rm i n i n g t h e ba c k g r o u n d r a d i a n c e pa r a m e t e r s u t ili z ed t o p r o c e ss t h e P FT I R d a t a

. A m o r e d e t a il e d d e sc r i p t i o n o f t h e h o t c e ll c a li b r a t i o n i s a v a il ab l e i n A p p e nd i x 5

. 1

.



### 2

. 3

. 6 V a l i da t i o n o f O n l i n e G a s C o m po s i t i on A n a l yz e r s T h r o u g h o u t a ll t h e t e s t s e r i e s , t h e on li n e v en t g a s a n a l yz e r s w e r e c he c k e d b y t a k i n g h ou r l y c o m p o s i t e v e n t ga s s a m p l e s i n t o e v a c u a t e d s u m m a c a n i s t e r s

. S D P h a d t he c a n i s t e r s a n a l yz e d b y a n o f f s i t e l a b o r a t o r y

. A n a l y t i c a l r e s u l t s f o r t h e s e c a n i s t e r s a r e p r e s e n t e d i n A p p e n d i x 5

. 3 , a l o n g wi t h t he C ha i n o f C u s t o d y do c u m e n t a t i o n f o r t he s e s a m p l e s

. I n a ll , S D P c o l l e c t e d 27 s u mm a c a n i s t e r s s a m p l e s du r i n g t h e t e s t pe r i o d

. T a b l e 2

. 3

. 6

- 1 ill u s t r a t e s t h e ag r ee m e n t b e t w e en t h e h o u r l y c o m po s i t e s a m p l e s a na l y z ed a t a n o u t s i de l abo r a t o r y a nd t h e h ou r l y a v e r a g e d a t a f r o m t h e o n li ne a n a l yz e r s f o r t h e s a m e pe r i o d

. I n a ll c a s e s a s m a ll a m o u n t o f a i r w a s d r a w n i n t o t h e e v a c u a t e d s u mm a c an i s t e r s , a s e v i d en c e d b y t h e b i a s i n t h e o xy g en a n d n i t r o g e n v a l ue s b e t w ee n t he on l i ne a n a l yz e r s t o t h a t o f t h e s u mm a c an i s t e r s

. I n 2 0 o f t he 2 7 c a n i s t e r s , t he a m o u n t o f a i r l e a k a ge w a s c a l c u l a t e d t o be l e ss t h a n 5 % o f t h e s a m p l e

. A ll t h e s u mm a c a n i s t e r h y d r o c a r b o n c o n c e n t r a t i o n d a t a i n T a b l e 2

. 3

. 6

- 1 w e r e ad j u s t e d up w a r d t o a cc o u n t f o r t h e d il u t i o n o f t h e s m a ll a m o un t o f a i r t h a t w a s d r a w n i n t o t h e c an i s t e r

. C on v e r s e l y , t h e n i t r o g e n a n d o x y g e n v a l ue s w e r e ad j u s t ed do w n w a r d t o a c c o u n t f o r t h e a i r t ha t w a s d r a w n i n t o t h e c an i s t e r

. F o r t he m a j o r c o m p o n e n t s (H 2 , N 2 , a nd CH 4 ) t h e ag r e e m e n t o f t h e d a t a w a s w e ll wi t h i n s t a n da r d E PA Q A / Q C a c c e p t a n c e p r o t o c o l s ( e

. g

. r e l a t i v eA p r i l 1 , 2011

45

d i f f e r en c e l e s s t h a n + 2 0 % ) a nd , i n f a c t , i n m o s t c a s e s w a s m u c h b e t t e r t h a n t h i s

. T he r e l a t i v e d i f f e r en c e f o r s o m e o f t h e m i no r c o m p o n e n t s w a s a t t i m e s s o m e w h a t g r e a t e r , b u t t h e s e d i f f e r en c e s w ou l d h a v e o n l y m i no r i m pa c t o n t h e c o m bu s t i o n p r o p e r t i e s o f t h e v en t g a s

. G i v e n t h e a g r ee m en t b e t w e e n t he on li n e a n a l yz e r s a n d t he s u mm a c an i s t e r da t a , t h e v en t g a s c o m p o s i t i o n d a t a o b t a i n e d f r o m t he on l i ne a n a l yz e r s w a s u s e d e xc l u s i v e l y w h e n v e n t g a s c o m p o s i t i o n d a t a w a s n e e d e d

.A p r i l 1 , 2011

46

T ab l e 2

. 3

. 6

- 1

. C o m pa r i s o n o f O n li n e V e n t G a s C o m po s i t i o n A na l y z e r s t o S u mm a C an i s t e r S a m p l e s

S PL S PL S PL S PL E P F EQ2 H R V OC E P F 4163 SN H R V OC E P F 3862 H R V OC E P F 4166 H R V OC E P F 4345 H R V OC E P F 4165 H R V OC E P F 4315 H R V OC

C o m pon e nt U n i ts 0 3 /22/10 @ 08 : 00- 09 : 00 03 / 22/10 @ 08 : 00- 09 : 00 R e l a t i v e a cc u r a cy 03/24

/ 10 @ 14 : 07- 15 : 07 03 / 24/10 @ 14 : 07- 15 : 07 R e l a t i v e a c c u r a cy 03 / 24/10

@ 15 : 0 7- 16 : 07 03 / 24/10 @ 1 5 : 07- 16 : 07 R e l a t i v e p r e c i s i on 03 / 24/10

@ 1 6 : 07- 17 : 07 03 / 24/10 @ 16 : 07- 17 : 07 R e l a t i v e a cc u r a cy 03 / 25/10

@ 10 : 0 2- 11 : 02 03 / 25/10 @ 1 0 : 02- 11 : 02 R e l a t i v e a cc u r a cy 03/25/10 @ 11 : 02- 12 : 02 03/25/10

@ 11 : 02- 12 : 02 R e l a t i v e

a cc u r a cy 03 / 25/10

@ 12 : 02- 13 : 02 03/2 5 /10 @ 12 : 02- 13 : 02 R e l a t i v e a cc u r a cy Hy d r o g en M O L E% 41

. 53 43

. 65 4

. 86 41

. 53 43

. 65 4

. 86 41

. 20 44

. 37 7

. 15 41

. 66 44

. 47 6

. 32 45

. 43 48

. 56 6

. 43 48

. 62 51

. 52 5

. 63 34

. 93 37

. 96 7

. 99 O x yg en M O L E% 0

. 04 0

. 04

- 0

. 77 0

. 04 0

. 04

- 0

. 77 0

. 04 0

. 04

- 1

. 82 0

. 04 0

. 04

- 2

. 13 0

. 02 0

. 02

- 1

. 20 0

. 01 0

. 01

- 0

. 97 0

. 02 0

. 01

- 1

. 34 N i t o g en M O L E% 12

. 25 11

. 27

- 8

. 72 12

. 25 11

. 27

- 8

. 72 12

. 89 11

. 22

- 14

. 91 12

. 27 10

. 58

- 16

. 02 22

. 13 20

. 92

- 5

. 78 14

. 92 13

. 89

- 7

. 36 41

. 33 38

. 58

- 7

. 12 M e t h ane M O L E% 31

. 99 30

. 34

- 5

. 45 31

. 99 30

. 34

- 5

. 45 33

. 03 30

. 54

- 8

. 15 31

. 32 29

. 75

- 5

. 30 19

. 55 17

. 84

- 9

. 54 22

. 49 20

. 80

- 8

. 17 12

. 98 12

. 24

- 6

. 03 E t h y l e ne M O L E% N IL 0

. 00 N IL 0

. 00 N IL 0

. 00 N IL 0

. 00 N IL 0

. 00 N IL 0

. 00

- N IL 0

. 00 E t h ane M O L E% 3

. 10 2

. 98

- 4

. 36 3

. 10 2

. 98

- 4

. 36 3

. 14 3

. 07

- 2

. 36 3

. 30 3

. 19

- 3

. 35 3

. 68 3

. 45

- 6

. 50 4

. 45 4

. 19

- 6

. 08 3

. 73 3

. 62

- 2

. 96 A c e t y l e ne M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 100

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 P r op y l e ne M O L E% 0

. 08 0

. 07 0

. 08 0

. 07

- 13

. 72 0

. 05 0

. 05

- 6

. 55 0

. 07 0

. 08 15

. 03 0

. 05 0

. 05

- 0

. 21 0

. 05 0

. 05 10

. 70 0

. 02 0

. 03 43

. 38 P r op a ne M O L E% 2

. 36 2

. 27

- 3

. 99 2

. 36 2

. 27

- 3

. 99 2

. 04 2

. 33 12

. 22 2

. 29 2

. 51 8

. 62 1

. 94 2

. 10 7

. 76 1

. 96 2

. 15 8

. 81 1

. 72 1

. 94 11

. 29 B u t e n e 1&I s o bu t a ne M O L E% 0

. 00 0

. 11 100

. 00 0

. 00 0

. 11 100

. 00 0

. 00 0

. 09 100

. 00 0

. 00 0

. 15 100

. 00 0

. 00 0

. 03 100

. 00 0

. 00 0

. 03 100

. 00 0

. 00 0

. 02 100

. 00 T r a n s 2 B u t e ne M O L E% 0

. 00 0

. 05 0

. 00 0

. 05 100

. 00 0

. 00 0

. 05 100

. 00 0

. 00 0

. 08 100

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 Ci s 2 B u t e ne M O L E% 0

. 00 0

. 04 0

. 00 0

. 04 100

. 00 0

. 00 0

. 04 100

. 00 0

. 00 0

. 07 100

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 13 BD M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 I s o B u t a ne M O L E% 1

. 22 1

. 10

- 11

. 41 1

. 22 1

. 10

- 11

. 41 1

. 04 1

. 11 5

. 77 1

. 22 1

. 26 3

. 24 1

. 00 1

. 02 2

. 28 1

. 00 1

. 02 2

. 04 0

. 77 0

. 82 6

. 15 B u t a ne M O L E% 0

. 00 0

. 90 100

. 00 0

. 00 0

. 90 100

. 00 0

. 00 0

. 93 100

. 00 0

. 00 1

. 06 100

. 00 0

. 00 0

. 87 100

. 00 0

. 00 0

. 88 100

. 00 0

. 00 0

. 73 100

. 00 C 5+ M O L E% 0

. 00 3

. 92 100

. 00 0

. 00 3

. 92 100

. 00 0

. 00 2

. 73 100

. 00 0

. 00 3

. 01 100

. 00 0

. 00 3

. 01 100

. 00 0

. 00 3

. 34 100

. 00 0

. 00 2

. 41 100

. 00 Hy d r o g e n S u l f i de M O L E% 2

. 41 1

. 71

- 40

. 86 2

. 41 1

. 71

- 40

. 86 2

. 37 1

. 74

- 36

. 52 2

. 89 2

. 11

- 37

. 16 2

. 50 1

. 58

- 58

. 62 2

. 66 1

. 56

- 70

. 76 1

. 61 1

. 20

- 34

. 78 W a t er M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 100

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 C a r b on D i ox i de M O L E% 1

. 23 1

. 17

- 5

. 35 1

. 23 1

. 17

- 5

. 35 1

. 25 1

. 16

- 7

. 06 1

. 17 1

. 08

- 7

. 50 0

. 59 0

. 56

- 5

. 87 0

. 59 0

. 56

- 5

. 09 0

. 44 0

. 43

- 3

. 49 C a r b on M on o x i de M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 100

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 B e n z e ne M O L E% 0

. 53 0

. 35 0

. 53 0

. 35

- 51

. 52 0

. 36 0

. 35

- 2

. 06 0

. 45 0

. 35

- 27

. 79 0

. 44 0

. 36

- 22

. 44 0

. 45 0

. 35

- 28

. 40 0

. 40 0

. 32

- 26

. 36 T o l u e ne M O L E% 0

. 11 0

. 14 0

. 11 0

. 14 19

. 30 0

. 07 0

. 14 49

. 12 0

. 10 0

. 15 31

. 27 0

. 09 0

. 12 29

. 44 0

. 10 0

. 15 32

. 54 0

. 07 0

. 12 41

. 63 E t h y l b e n z e ne M O L E% 0

. 01 0

. 01 0

. 01 0

. 01 54

. 36 0

. 00 0

. 01 73

. 67 0

. 00 0

. 01 67

. 99 0

. 00 0

. 01 64

. 00 0

. 00 0

. 01 67

. 79 0

. 00 0

. 01 66

. 93 Xy l e n e 's M O L E% 0

. 02 0

. 01 0

. 02 0

. 01

- 52

. 18 0

. 01 0

. 01 10

. 17 0

. 02 0

. 02

- 14

. 65 0

. 01 0

. 02 6

. 23 0

. 02 0

. 02

- 12

. 00 0

. 01 0

. 01 8

. 09 A i r I n g r e ss v% 30

. 6% 0

. 8% 1

. 8% 2

. 1% 1

. 2% 1

. 0% 1

. 3%A p r i l 1 , 2011

47

T ab l e 2

. 3

. 6

- 1

. C o m pa r i s o n o f O n li n e V e n t G a s C o m po s i t i o n A na l y z e r s t o S u mm a C an i s t e r S a m p l e s ( c on t ' d )

S PL S PL S PL S PL S PL S PL S PL E P F 4402 H R V OC E P F 3861 H R V OC E P F 1144 H R V OC E P F 362 1 H R V OC E P F 1149 H R V OC E P F 1143 E P F 3622 H R V OC H R V OC

C o m pon e nt U n i ts Hy d r o g en M O L E% 21

. 93 24

. 02 8

. 72 50

. 45 57

. 18 11

. 77 51

. 78 57

. 12 9

. 34 51

. 53 61

. 77 16

. 58 31

. 42 36

. 31 13

. 48 45

. 28 51

. 11 11

. 41 53

. 56 61

. 10 12

. 34 O x yg en M O L E% 0

. 01 0

. 01

- 1

. 63 0

. 05 0

. 05

- 4

. 72 0

. 07 0

. 07

- 3

. 35 0

. 01 0

. 01

- 13

. 99 0

. 02 0

. 02

- 1

. 27 0

. 02 0

. 02

- 2

. 45 0

. 04 0

. 04

- 1

. 89 N i t o g en M O L E% 53

. 00 50

. 30

- 5

. 37 15

. 19 13

. 67

- 11

. 11 15

. 09 13

. 28

- 13

. 67 23

. 78 12

. 96

- 83

. 56 49

. 59 46

. 33

- 7

. 04 35

. 33 32

. 54

- 8

. 58 16

. 35 14

. 70

- 11

. 23 M e t h ane M O L E% 17

. 87 17

. 57

- 1

. 70 12

. 83 10

. 87

- 18

. 04 11

. 81 10

. 90

- 8

. 38 10

. 94 11

. 59 5

. 58 7

. 08 6

. 79

- 4

. 39 6

. 22 5

. 48

- 13

. 44 11

. 90 10

. 59

- 12

. 45 E t h y l e ne M O L E% N IL 0

. 00

- 0

. 08 0

. 0 0

- 21441

. 66 0

. 07 0

. 00

- 9384

. 82 0

. 09 0

. 0 0

- 17420

. 07 0

. 81 0

. 0 0

- 68927

. 29 1

. 13 0

. 0 0

- 70995

. 90 0

. 98 0

. 0 0

- 23971

. 33 E t h ane M O L E% 1

. 82 1

. 89 3

. 81 4

. 02 3

. 94

- 2

. 04 4

. 02 3

. 87

- 3

. 84 4

. 14 4

. 15 0

. 23 2

. 32 2

. 29

- 1

. 40 2

. 11 2

. 00

- 5

. 52 3

. 20 3

. 10

- 3

. 04 A c e t y l e ne M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 P r op y l e ne M O L E% 0

. 02 0

. 03 28

. 78 0

. 06 0

. 04

- 31

. 03 0

. 05 0

. 05

- 19

. 00 0

. 04 0

. 04

- 14

. 37 0

. 30 0

. 04

- 597

. 62 0

. 42 0

. 05

- 666

. 95 0

. 42 0

. 06

- 646

. 71 P r op a ne M O L E% 1

. 26 1

. 47 13

. 88 3

. 61 3

. 11

- 16

. 13 3

. 48 3

. 12

- 11

. 53 2

. 94 2

. 62

- 12

. 02 2

. 11 1

. 94

- 8

. 68 2

. 08 1

. 84

- 12

. 78 2

. 42 2

. 24

- 8

. 09 B u t e n e 1&I s o bu t a ne M O L E% 0

. 00 0

. 01 100

. 00 0

. 00 0

. 04 100

. 00 0

. 00 0

. 04 100

. 00 0

. 00 0

. 02 100

. 00 0

. 00 0

. 03 100

. 00 0

. 00 0

. 03 100

. 00 0

. 00 0

. 02 100

. 00 T r a n s 2 B u t e ne M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 100

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 100

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 Ci s 2 B u t e ne M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 13 BD M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 I s o B u t a ne M O L E% 0

. 53 0

. 59 9

. 82 1

. 77 1

. 49

- 19

. 00 1

. 71 1

. 42

- 20

. 30 0

. 80 0

. 75

- 6

. 86 0

. 82 0

. 70

- 16

. 21 0

. 87 0

. 72

- 19

. 82 1

. 12 0

. 84

- 32

. 91 B u t a ne M O L E% 0

. 00 0

. 53 100

. 00 0

. 00 1

. 33 100

. 00 0

. 00 1

. 29 100

. 00 0

. 00 0

. 69 100

. 00 0

. 00 0

. 67 100

. 00 0

. 00 0

. 56 100

. 00 0

. 00 0

. 76 100

. 00 C 5+ M O L E% 0

. 00 2

. 07 100

. 00 0

. 00 4

. 86 100

. 00 0

. 00 5

. 48 100

. 00 0

. 00 2

. 96 100

. 00 0

. 00 2

. 85 100

. 00 0

. 00 3

. 64 100

. 00 0

. 00 2

. 94 100

. 00 Hy d r o g e n S u l f i de M O L E% 0

. 97 0

. 93

- 5

. 16 5

. 05 2

. 54

- 98

. 69 5

. 34 2

. 49

- 114

. 03 1

. 68 1

. 81 7

. 26 1

. 85 1

. 51

- 22

. 58 2

. 61 1

. 53

- 71

. 05 5

. 30 2

. 53

- 109

. 98 W a t er M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 03 100

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 02 100

. 00 C a r b on D i ox i de M O L E% 0

. 57 0

. 56

- 1

. 81 0

. 90 0

. 87

- 3

. 48 0

. 93 0

. 87

- 7

. 28 0

. 50 0

. 61 17

. 67 0

. 50 0

. 48

- 3

. 45 0

. 46 0

. 44

- 4

. 58 1

. 05 1

. 02

- 3

. 10 C a r b on M on o x i de M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 B e n z e ne M O L E% 0

. 37 0

. 30

- 23

. 62 0

. 78 0

. 73

- 7

. 28 0

. 70 0

. 79 10

. 55 0

. 60 0

. 61 2

. 97 0

. 56 0

. 65 14

. 00 0

. 55 0

. 60 8

. 27 0

. 60 0

. 67 9

. 42 T o l u e ne M O L E% 0

. 07 0

. 10 30

. 16 0

. 17 0

. 27 38

. 43 0

. 13 0

. 29 55

. 77 0

. 16 0

. 27 42

. 29 0

. 11 0

. 26 56

. 15 0

. 18 0

. 27 32

. 30 0

. 09 0

. 19 51

. 57 E t h y l b e n z e ne M O L E% 0

. 00 0

. 01 63

. 02 0

. 02 0

. 03 44

. 30 0

. 01 0

. 03 63

. 93 0

. 04 0

. 05 15

. 79 0

. 02 0

. 00 0

. 04 0

. 04 10

. 54 0

. 02 0

. 04 53

. 94 Xy l e n e 's M O L E% 0

. 01 0

. 01

- 17

. 87 0

. 08 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 22 0

. 00 0

. 10 0

. 00 0

. 06 0

. 00 0

. 08 0

. 00 A i r I n g r e ss v% 1

. 6% 4

. 5% 0

. 03 12

. 3% 0

. 01 2

. 4% 0

. 02 03 / 25/10 @ 13 : 5 0- 14 : 50 03 / 25/10 @ 1 3 : 50- 14 : 50 R e l a t i v e a c c u r a cy 03/30 / 10

@ 09 : 29- 10 : 29 03 / 30/10 @ 09 : 29- 10 : 29 R e l a t i v e a c c u r a cy 03 / 30/10

@ 10 : 4 2- 11 : 42 03 / 30/10 @ 1 0 : 42- 11 : 42 04/06 / 10 @ 09 : 45- 10 : 45 R e l a t i v e p r e c i s i on 04/0 1 /10 @ 10 : 17- 11 : 27 R e l a t i v e p r e c i s i on 04/0 1 /10

@ 12 : 42- 13 : 40 04/01 / 10 @ 12 : 42- R e l a t i v e

p r e c i s i on 04/06 / 10

@ 09 : 45- 10 : 45 04 / 01/10 @ 0 9 : 12- 09 : 45 04

/ 01/10 @ 09 : 12- 09 : 45 R e l a t i v e p r e c i s i on 04

/ 01/10 @ 10 : 17- 11 : 27 R e l a t i v e a c c u r a cyA p r i l 1 , 2011

48

T ab l e 2

. 3

. 6

- 1

. C o m pa r i s o n o f O n li n e V e n t G a s C o m po s i t i o n A na l y z e r s t o S u mm a C an i s t e r S a m p l e s ( c on t ' d )

S PL S PL S PL S PL S PL S PL S PL E P F 385 7 H R V OC E P F E Q

- 16 H R V OC E P F E Q

- 1 2 H R V OC E P F E Q

- 2 2 H R V OC E P F E Q

- 4 H R V OC E P F E Q 2 0 H R V OC E P F E Q9 H R V OC

Hy d r o g en M O L E% 54

. 37 60

. 97 10

. 83 7

. 16 25

. 03 71

. 41 24

. 99 28

. 33 11

. 80 27

. 27 28

. 33 3

. 76 9

. 53 39

. 81 76

. 06 33

. 94 36

. 33 6

. 58 22

. 08 25

. 06 11

. 91 O x yg en M O L E% 0

. 05 0

. 05

- 4

. 56 0

. 02 0

. 02

- 14

. 48 0

. 02 0

. 02

- 3

. 45 0

. 02 0

. 02

- 0

. 49 0

. 03 0

. 02

- 47

. 85 0

. 01 0

. 01

- 6

. 74 0

. 01 0

. 01

- 1

. 40 N i to g en M O L E% 17

. 10 14

. 66

- 16

. 64 64

. 35 32

. 28

- 99

. 34 48

. 43 44

. 69

- 8

. 38 44

. 56 44

. 69 0

. 30 53

. 94 36

. 54

- 47

. 60 34

. 64 32

. 70

- 5

. 91 54

. 40 50

. 17

- 8

. 42 M e th a ne M O L E% 11

. 30 10

. 58

- 6

. 77 16

. 70 15

. 29

- 9

. 22 18

. 75 18

. 85 0

. 53 18

. 46 18

. 85 2

. 07 15

. 94 14

. 36

- 10

. 96 21

. 28 20

. 91

- 1

. 77 17

. 29 17

. 62 1

. 87 E th yl e ne M O L E% 0

. 03 0

. 00

- 695

. 60 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 06 0

. 00 0

. 00 0

. 00 100

. 00 N IL 0

. 01 N IL 0

. 00 E th a ne M O L E% 3

. 27 3

. 09

- 5

. 77 0

. 59 1

. 85 68

. 20 1

. 86 2

. 06 9

. 78 2

. 60 2

. 06

- 26

. 07 3

. 34 2

. 55

- 31

. 22 3

. 18 3

. 23 1

. 47 1

. 61 1

. 96 18

. 08 A c e t y l e ne M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 P r op y l e ne M O L E% 0

. 05 0

. 06 11

. 49 0

. 03 0

. 02

- 48

. 69 0

. 02 0

. 02 2

. 32 0

. 29 0

. 02

- 1201

. 30 0

. 08 0

. 04

- 115

. 68 0

. 02 0

. 02 7

. 98 0

. 02 0

. 03 17

. 97 P r op a ne M O L E% 2

. 45 2

. 25

- 8

. 65 1

. 38 1

. 27

- 8

. 19 1

. 41 1

. 62 12

. 67 1

. 81 1

. 62

- 11

. 67 2

. 49 1

. 96

- 27

. 45 2

. 35 2

. 56 7

. 94 1

. 34 1

. 65 18

. 69 B u t e ne 1 & I s o bu t a ne M O L E% 0

. 00 0

. 02 100

. 00 0

. 00 0

. 01 100

. 00 0

. 00 0

. 01 100

. 00 0

. 00 0

. 01 100

. 00 0

. 00 0

. 01 100

. 00 0

. 00 0

. 01 100

. 00 0

. 00 0

. 00 100

. 00 T r a n s 2 B u t e ne M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 C i s 2 B u t e ne M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 13 BD M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 I s o B u t a ne M O L E% 1

. 11 0

. 85

- 31

. 40 0

. 53 0

. 46

- 15

. 32 0

. 57 0

. 59 3

. 39 0

. 59 0

. 59

- 0

. 47 0

. 89 0

. 66

- 35

. 18 0

. 66 0

. 63

- 3

. 64 0

. 46 0

. 47 2

. 59 B u t a ne M O L E% 0

. 00 0

. 76 100

. 00 0

. 00 0

. 39 100

. 00 0

. 00 0

. 55 100

. 00 0

. 00 0

. 55 100

. 00 0

. 00 0

. 59 100

. 00 0

. 00 0

. 55 100

. 00 0

. 00 0

. 36 100

. 00 C 5+ M O L E% 0

. 00 3

. 11 100

. 00 0

. 00 1

. 17 100

. 00 0

. 00 1

. 29 100

. 00 0

. 00 1

. 29 100

. 00 0

. 00 1

. 51 100

. 00 0

. 00 1

. 06 100

. 00 0

. 00 0

. 90 100

. 00 Hy d r o g e n S u l f i de M O L E% 5

. 41 2

. 48

- 117

. 79 1

. 37 0

. 97

- 41

. 34 1

. 27 1

. 10

- 14

. 79 1

. 49 1

. 10

- 34

. 81 1

. 53 1

. 28

- 19

. 55 1

. 40 1

. 19

- 17

. 32 0

. 78 1

. 01 22

. 36 W a t er M O L E% 0

. 00 0

. 02 100

. 00 0

. 00 0

. 12 100

. 00 0

. 00 0

. 21 100

. 00 0

. 00 0

. 21 100

. 00 0

. 00 0

. 13 100

. 00 0

. 00 0

. 11 100

. 00 0

. 00 0

. 14 100

. 00 C a r b on D i ox i de M O L E% 1

. 10 1

. 05

- 5

. 35 6

. 49 0

. 50

- 1187

. 95 0

. 64 0

. 63

- 0

. 86 0

. 62 0

. 63 2

. 18 8

. 60 0

. 51

- 1579

. 69 0

. 69 0

. 68

- 2

. 17 0

. 61 0

. 61 0

. 39 C a r b on M on o x i de M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 B e n z ene M O L E% 0

. 68 0

. 71 3

. 56 0

. 17 0

. 00 0

. 39 0

. 00 0

. 39 0

. 00 0

. 45 0

. 00 0

. 29 0

. 41 28

. 49 0

. 33 0

. 34 3

. 34 T o l uene M O L E% 0

. 11 0

. 21 46

. 23 0

. 02 0

. 00 0

. 06 0

. 00 0

. 11 0

. 00 0

. 10 0

. 00 0

. 09 0

. 17 48

. 15 0

. 04 0

. 09 59

. 93 E th yl b e n z e ne M O L E% 0

. 02 0

. 04 44

. 90 0

. 00 0

. 00 0

. 01 0

. 00 0

. 01 0

. 00 0

. 04 0

. 00 0

. 01 0

. 05 83

. 32 0

. 01 0

. 05 86

. 62 Xy l e n e's M O L E% 0

. 11 0

. 00 0

. 03 0

. 00 0

. 04 0

. 00 0

. 09 0

. 00 0

. 23 0

. 00 0

. 05 0

. 00 0

. 03 0

. 00 A i r In g r e ss v% 0

. 04 0

. 13 0

. 03 0

. 00 0

. 32 0

. 06 0

. 01 C o m po n e nt Un i ts 04/13 / 10 0 9 :33- 10 : 33 04/13

/ 10 09 : 33- 10 : 33 R e l a t i v e p r e c i si on 04/13 / 10 08:4 7- 09 : 32 R e l a t i v e p r e c i s i on 04 / 07/10 @ 13 : 31- 13 : 41 r e l a t i v e p r e c i s i on 04

/ 07/10 @ 13 : 43- 14 : 37 04/0 7 /10 @ 13 : 43- 14 : 37 R

e l a t i v e p r e c i s i on 04/1 3 /10

08:4 7- 09 : 32 04 / 07/10 @ 12 : 19- 12 : 52 R e l a t i v e p r e c i s i on 04

/ 07/10 @ 12:5 4- 13 : 30 04

/ 07/10 @ 1 2 :54- 13 : 30 R

e l a t i v e p r e c i s i on 04

/ 07/10 @ 1 3 :31- 13 : 41 04 / 06/10 @ 10:4 6- 11 : 46 04

/ 06/10 @ 1 0 :46- 11 : 46 R

e l a t i v e p r e c i s i on 04/07

/ 10 @ 12 : 19- 12 : 52A p r i l 1 , 2011

49

T ab l e 2

. 3

. 6

- 1

. C o m pa r i s o n o f O n li n e V e n t G a s C o m po s i t i o n A na l y z e r s t o S u mm a C an i s t e r S a m p l e s ( c on t ' d )

S PL S PL S PL S PL S PL S PL E P F E Q 23 H R

V OC E P F 29 12 HR V OC D P E P F 3 8 64 HR V OC D P E P F E Q 12 H R V OC D P E P F 1143 H R V OC D P E P F 38 61 H R V OC

C o mp o n e nt U n i ts 04 / 1 3 / 10 1 0 : 37- 1 1 : 29 04 / 1 3 / 1 0 1 0 : 37- 1 1 : 29 r e l a t i v e p r e c i s i on 0 4

/ 13 / 10 11 : 3 2

- 12 : 30 0

4 / 13 / 10 11 : 3 2- 12 : 30 R e l a t i v e p r e c i s i on 0

4 / 1 6 / 10 @ 10 : 48- 1 1 : 46 0 4 / 1 6 / 10 @ 10 : 48- 1 1 : 46 R e l a t i v e p r e c i s i on 04

/ 1 6 / 10 © 1 1 : 58- 1 2 : 58 04 / 1 6 / 10 © 1 1 : 58- 1 2 : 58 R e l a t i v e p r e ci s i on 04

/ 1 6 / 1 0 @ 1 2 : 59- 13 : 36 04 / 1 6 / 1 0 @ 1 2 : 59- 13 : 36 r e l a t i v e p r e c i s i on 04

/ 16 / 1 0 @ 13 : 4 0- 14 : 27 0 4 / 16 / 1 0 @ 13 : 4 0- 14 : 27 R e l a t i v e p r e c i s i on H y d r o g en M O L E% 1 8

. 77 2 1

. 24 11

. 60 19

. 35 24

. 87 22

. 18 4 9

. 41 5 4

. 50 9

. 34 4 8

. 61 5 5

. 52 1 2

. 44 49

. 38 54

. 56 9

. 50 49

. 02 55

. 15 11

. 11 O x yg en M O L E% 0

. 03 0

. 03

- 10

. 31 0

. 01 0

. 01

- 1

. 08 0

. 04 0

. 04

- 3

. 33 0

. 03 0

. 03

- 1

. 27 0

. 04 0

. 04

- 11

. 87 0

. 03 0

. 03

- 1

. 25 N i t o g en M O L E% 5 0

. 01 4 9

. 18

- 1

. 69 45

. 96 36

. 23

- 2 6

. 87 2 3

. 83 2 3

. 01

- 3

. 56 2 5

. 36 2 2

. 40

- 1 3

. 21 26

. 40 22

. 73

- 16

. 14 25

. 13 22

. 41

- 12

. 14 M e t h a ne M O L E% 2 5

. 18 2 3

. 84

- 5

. 62 26

. 04 32

. 15 19

. 01 9

. 61 8

. 78

- 9

. 53 9

. 07 8

. 91

- 1

. 88 9

. 15 8

. 90

- 2

. 74 9

. 35 9

. 15

- 2

. 21 E t h y l e ne M O L E% 0

. 08 0

. 00 2

. 19 0

. 00 N IL 0

. 00 0

. 06 0

. 00 N IL 0

. 00 0

. 04 0

. 00 E t h a ne M O L E% 1

. 30 1

. 35 4

. 26 1

. 38 1

. 58 12

. 56 3

. 26 3

. 03

- 7

. 51 3

. 07 3

. 18 3

. 62 3

. 10 3

. 19 2

. 75 3

. 28 3

. 25

- 0

. 77 A c e t y l ene M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 P r op y l ene M O L E% 0

. 39 0

. 01

- 2 8 22

. 03 0

. 81 0

. 0 1

- 1 591 4

. 81 N IL 0

. 10 0

. 12 0

. 01

- 7 7 8

. 24 N IL 0

. 01 0

. 03 0

. 01

- 154

. 70 P r op a ne M O L E% 0

. 95 1

. 05 9

. 58 0

. 94 1

. 13 16

. 74 2

. 40 2

. 63 8

. 70 2

. 86 2

. 26

- 2 6

. 64 3

. 40 3

. 02

- 12

. 71 2

. 52 2

. 26

- 11

. 57 B u t e ne 1 & I s o bu t a ne M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 Tr a ns 2 B u t e ne M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 C i s 2 B u t e ne M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 1 3 BD M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 I s o B u t a ne M O L E% 0

. 41 0

. 41

- 0

. 06 0

. 40 0

. 48 16

. 10 1

. 04 0

. 93

- 1 1

. 77 1

. 08 0

. 93

- 1 7

. 20 1

. 04 0

. 91

- 14

. 18 1

. 06 0

. 91

- 16

. 00 B u t a ne M O L E% 0

. 00 0

. 29 1 00

. 00 0

. 00 0

. 33 10 0

. 00 0

. 00 0

. 65 10 0

. 00 0

. 00 0

. 65 1 0 0

. 00 0

. 00 0

. 63 1 00

. 00 0

. 00 0

. 63 100

. 00 C 5+ M O L E% 0

. 00 0

. 89 1 00

. 00 0

. 00 1

. 05 10 0

. 00 0

. 00 2

. 38 10 0

. 00 0

. 00 2

. 28 1 0 0

. 00 0

. 00 2

. 09 1 00

. 00 0

. 00 2

. 13 100

. 00 H y d r o g e n S u lfi de M O L E% 0

. 80 0

. 92 13

. 40 0

. 86 1

. 12 23

. 60 6

. 08 2

. 89

- 11 0

. 09 5

. 10 2

. 79

- 8 2

. 85 3

. 17 2

. 85

- 11

. 19 5

. 19 3

. 03

- 71

. 34 W a t er M O L E% 0

. 00 0

. 06 1 00

. 00 0

. 00 0

. 14 10 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 C a r bo n D i o x i de M O L E% 0

. 72 0

. 70

- 1

. 86 0

. 73 0

. 92 20

. 33 1

. 04 1

. 06 2

. 23 1

. 07 1

. 04

- 2

. 62 1

. 09 1

. 06

- 2

. 44 1

. 07 1

. 04

- 2

. 96 C a r bo n M o n o x i de M O L E% 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 0

. 00 B enz e ne M O L E% 0

. 31 0

. 35 11

. 55 0

. 34 0

. 40 13

. 13 0

. 70 0

. 71 2

. 31 0

. 81 0

. 72

- 1 3

. 29 0

. 79 0

. 70

- 13

. 44 0

. 72 0

. 67

- 6

. 70 T o l u e ne M O L E% 0

. 04 0

. 07 50

. 13 0

. 04 0

. 09 60

. 09 0

. 09 0

. 17 4 5

. 39 0

. 10 0

. 18 4 4

. 48 0

. 08 0

. 18 53

. 79 0

. 09 0

. 17 47

. 55 E t h y l benz e ne M O L E% 0

. 01 0

. 02 75

. 79 0

. 01 0

. 02 68

. 35 0

. 02 0

. 04 4 8

. 55 0

. 02 0

. 04 5 3

. 85 0

. 01 0

. 04 60

. 59 0

. 02 0

. 04 53

. 91 X y l e n e 's M O L E% 0

. 03 0

. 00 0

. 03 0

. 00 0

. 09 0

. 00 0

. 08 0

. 00 0

. 07 0

. 00 0

. 08 0

. 00 A i r I n g r e ss v% 0

. 09 0

. 01 0

. 03 0

. 01 0

. 11 0

. 01A p r i l 1 , 2011

50 

### 2

. 3

. 7 P o t en t i a l I m pa c t s o f I n t eg r a t ed S a m p li n g P r e v i o u s s t ud i e s c o n du c t e d t o a s s e s s f l a r e C E s h a v e c i t e d t he n e e d t o s a m p l e t h e e n t i r e p l u m e en v e l o p e , b o t h r ad i a ll y a n d a x i a ll y , i n o r d e r t o o b t a i n r ep r e s e n t a t i v e C E v a l u e s. 4 , 5 T he P FT I R i n s t r u m e n t a t i o n d o e s n o t s a m p l e t h e e n t i r e f l a r e p l u m e , b u t i n s t e ad a n a l yz e s o n l y o n e s m a ll s e c t i o n o f t h e p l u m e a t a t i m e

. H o w e v e r , b e c au s e t h e f l a r e f l a m e i s t u r b u l e n t a n d s ub j e c t t o i n t e r a c t i o n s wi t h t h e wi n d , t h e P FT I R i s r an d o m l y s a m p li n g d i ff e r en t a r e a s o f t h e h o t p l u m e o n a c on t i n u ou s b a s i s

. T h e i n ho m o g e n eo u s n a t u r e o f t he f l a r e p l u m e m a y b e m o r e a p p a r e n t n e a r t h e f l a m e e n v e l o p e a n d p e r h ap s l e ss a p pa r en t a t g r e a t e r d i s t a n c e s f r o m t h e f l a m e ( e

. g

. o p po r t un i t y f o r bu r n o u t i n c r e a s e s )

. H o w e v e r , a t g r ea t e r d i s t an c e s f r o m t he f l a m e , l o w e r t e m p e r a t u r e s c a n a l s o i n c r ea s e t he v a r i a b ili t y o f t h e o b s e r v e d r e s u l t s d u e t o t h e l o w e r I R s i g n a l s t r e n g t h

. A c o m p r e h e n s i v e t r e a t m e n t o f t h i s i s s u e i s b e y o nd t h e s c o p e o f t h i s i n v e s t i ga t i on a n d m i gh t b e a dd r e s s e d i n t h e f u t u r e i n m o r e c o n t r o ll e d t e s t en v i r o n m e n t s t o a s s e ss t h e o p t i m a l d i s t a n c e f r o m t h e f l a m e t i p t o a i m t h e P FT I R t e l e s c o p e , s u c h t h a t t h e s i g na l s t r e ng t h c a n b e m a x i m i z ed b u t a r t i f a c t s d ue t o f l a m e h e t e r o g e n e i t y c a n b e m i n i m i z e d

.



### 2

. 3

. 8 A cc u r a cy o f C o m bu s t i on E f f i c i en cy M ea s u r e m en t s a t U n s t ab l e C o m bu s t i on C o n d i t i on s D u r i ng s e v e r a l o f t he t e s t r u n s a t h i g h S / V G r a t i o , w he n t h e EP F w a s a p p r o a c h i n g un s t a b l e o p e r a t i o n ( e

. g

. p u l s a t i n g b o t h v i s u a ll y a nd a ud i b l y ) , u ne x pe c t e d l y h i gh C E s ( 9 0

- 9 7 % ) w e r e ob s e r v e d f r o m t h e P FT I R i n s t r u m e n t a t i o n

. T h e T e s t i n g T ea m h y p o t he s i z ed t h a t t h e P FT I R d a t a c o ll e c t i o n a l g o r i t h m m i g h t b e l e a d i n g t o un r e p r e s e n t a t i v e l y h i g h C E s u n d e r t h e s e c o nd i t i on s

. T he P FT I R i n s t r u m e n t c o ll e c t s a s p e c t r u m e v e r y s e c o nd

. I f t he i n s t r u m en t Q A /Q C pa r a m e t e r s f o r t ha t sc a n a r e a cc e p t ab l e ( s i g n a l t o no i s e r a t i o , s i gna l s t r e ng t h , e t c

. ) , t he s p e c t r u m i s r e c o r d ed

. I f a n i n v a li d s p e c t r u m i s o b t a i n e d , i t i s d i sc a r d e d

. T h i s c o n t i n ue s u n t il 8 2 v a l i d s pe c t r a a r e r e c o r d ed

. W h e n t h e f l a r e s t a r t s t o p u l s e , v a li d s pe c t r a c a n b e r e c o r d ed w h e n c o m b u s t i b l e pa c k e t s o f v e n t ga s a r e p r e s e n t, bu t n o da t a i s r e c o r d e d w he n a n i n c o m b u s t i b l e pa c k e t i s p r e s e n t

. D a t a i s n o t r e c o r d ed u n de r t h e s e c o nd i t i o n s b e c a u s e n o u s a b l e s i g n a l i s r e c e i v e d b y t h e P FT I R i n s t r u m e n t a n d t h e i n s t r u m e n t Q A /Q C pa r a m e t e r s a r e n o t m e t.
T h i s p u l s i n g c a n be s e en i n t he G a s F i nd I R v i d eo r e c o r d e d u n d e r t he s e c on d i t i o n s

. A c o m b u s t i b l e p a ck e t i s c ha r a c t e r i z ed b y a b r i gh t f l a s h f r o m t h e h e a t s i g n a t u r e o f t he c o m b u s t i ng ga s

. T h i s f l a s h d i s a p p ea r s c o m p l e t e l y o r a l m o s t c o m p l e t e l y w h e n a n i n c o m b u s t i b l e pa c k e t o f ga s a p p e a r s a t t h e f l a r e t i p

. B e c au s e I M A CC do e s n o t c o ll e c t d a t a o n t h e nu m be r o f v a li d s pe c t r a r e c o r d ed pe r t h e nu m b e r o f s pe c t r a a tt e m p t e d , t h e r e w a s n o w a y t o r e c o v e r d a t a o n t he f r e q u e n cy a n d d u r a t i on o f i n v a l i d s p e c t r a

. T he r e a r e r ea s o n s o t h e r t h a n t he p r e s en c e o f i n c o m bu s t i b l e ga s t h a t c ou l d c au s e a s p e c t r u m t o f a il t h e Q A / Q C p r o t o c o l

. H o w e v e r , i t i s c o n c e i v a b l e t ha t i f t h e f r e q u en c y a nd du r a t i o n o f i n c o m b u s t i b l e ga s p a ck e t s w a s c o n s i s t e n t a nd pe r s i s t e n t, t h e P FT I R i n s t r u m e n t c o u l d h a v e

4 P o h l , J

. H ., R

. P a y n e a n d J

. L e e, “ E v a l ua t i on o f t h e E f f i c i e n cy o f I n d u s t r i a l F l a r e s : T e s t R e s u l t,” U n i t e d S t a t e s E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i on A g en c y , O f f i c e o f A i r Q ua li t y P l a nn i ng a n d S t a n d a r d s , EPA

- 6 0 0 / 2

- 84

- 0 9 5 , M a y 1 9 8 4

. 5 

### M

. M c Dan i e l , U S EPA / 600

- 2

- 83

- 052 , F l a r e E ff i c i en c y S t u d y

. E ng i nee r i ng -Sc i en c e , I n c

. , J u l y 1983

.A p r i l 1 , 2011

51

r e c o r d ed a h i g h C E b a s e d u p o n t h e li m i t e d d a t a t h a t pa s s e d t h e s pe c t r a l Q A /Q C p r o t o c o l s , e v e n i f t h e s e d a t a r ep r e s e n t ed on l y a s m a ll e r p e r c e n t a g e o f a ll s pe c t r a l s c an s a t t e m p t e d

. I t i s po ss i b l e t h a t t h e g r e a t e r d eg r e e o f v a r i ab ili t y o b s e r v ed a t h i g h S / V G r a t i o s i s a f un c t i on o f t h e P FT I R be i n g u n ab l e t o a d e q u a t e l y i n t eg r a t e t h e s e l o w c o m bu s t i o n p e r i od s i n t o t h e r e s u l t s

. 

### 2

. 4 C o n c l u s i o n s T he EP F v e n t ga s t y p i c a ll y c o n t a i n s l a r g e q u a n t i t i e s o f h y d r o g e n , l o w m o l e c u l a r w e i g h t pa r a f f i n i c h y d r o c a r b on s , n i t r o g e n , a n d l o w c on c e n t r a t i o n s o f a r o m a t i c h y d r o c a r b on s

. N o v i s i b l e e m i ss i o n s w e r e d e t e c t ed du r i n g t h e t e s t i n g

. Hi gh C E s w e r e o b s e r v ed o v e r a w i de r a n ge o f S / V G r a t i o s

. C E s i n e x c e ss o f 9 8

. 0 % w e r e ob t a i n ed u p t o S /

V G r a t i o s a pp r oa c h i n g 6 l b s t ea m / l b v e n t ga s

. H o w e v e r , du e t o t he l a r g e v a r i a t i o n i n v e n t ga s c o m po s i t i on o b s e r v e d a t t h e EP F , C E s be l o w 9 8

. 0 % w e r e o cc a s i o n a ll y ob s e r v e d a t S / V G r a t i o s o f l e s s t h a n 1

. 0 l b s t ea m / l b v e n t g a s ( i

. e

. t e s t c o n d i t i o n s wi t h n i t r o g en c on c en t r a t i o n s i n e x c e ss o f 3 0 v % )

. NHV c zg e x h i b i t e d a m o r e c on s i s t e n t r e l a t i o n s h i p wi t h C E t h a n e i t h e r S /

V G r a t i o o r v en t g a s c o m p o s i t i o n a l o ne

. NHV c zg i s c a l c u l a t e d a s t he v o l u m e t r i c d il u t i o n o f a ll p r o c e ss ga s e s go i ng t o t h e f l a r e t i p ( e

. g

. v e n t g a s , s t e a m , a n d p il o t g a s )

. B a s ed u p o n t h e d e t e c t o r c o m pa r i s on w o r k d u r i n g t h i s s t ud y , t h e g r e a t e r s e n s i t i v i t y o f t h e I n S b de t e c t o r f o r h y d r o c a r b o n s , a n d t h e a b ili t y o f t he M C T de t e c t o r t o e s t i m a t e p l u m e t e m pe r a t u r e v i a f i t t i n g CO 2 c on c e n t r a t i o n s i n m u l t i p l e s pe c t r a l r e g i on s ; i t m a y b e ad v an t a g e o u s du r i n g f u t u r e P FT I R f l a r e w o r k

t o h a v e a b e a m s p li t t e r t h a t w o u l d a ll o w t h e s i m u l t a n e ou s u s e o f b o t h t h e I n S b a n d M C T de t e c t o r

.A p r i l 1 , 2011

52



## 3

. P FT I R T e s t i n g Me t ho d s a n d P r o c e d u r es
3

. 1 D esc r i p t i o n a n d P r i n c i p l es o f P a s s i v e F T I R M eas u r e m e n t s T he ga s c o m po s i t i on d a t a p r e s e n t e d i n t h i s r e p o r t w a s g e n e r a t e d b y m ea s u r i n g f l a r e r a d i a n c e s wi t h a P FT I R i n s t r u m e n t. P FT I R a n a l ys i s o pe r a t e s o n t h e p r i n c i p l e o f s p e c t r a l a na l ys i s o f t he rm a l r ad i a t i o n e m i t t e d b y h o t ga s e s

. I n no rm a l ab s o r p t i o n s p e c t r o s c o p y , li g h t i s p a ss ed t h r o u g h a r e g i o n c o n t a i n i n g ga s t o b e a n a l yz e d , a n d t he t r a n s m i tt e d li g h t i s s p r e a d o u t i n t o a s p e c t r u m u s i ng a n i n t e r f e r o m e t e r ( FT I R ) o r a s p e c t r o m e t e r

. I n t h i s s p e c t r u m , t he p r e s en c e o f s p e c i f i c c o m p o u n d s c a n b e d e t e rm i n e d f r o m t h e pa t t e r n s o f li g h t ab s o r b ed w h il e t h e c o m p o u nd ’ s c on c e n t r a t i on s c a n b e m e a s u r e d f r o m t h e i n t en s i t y o f t he p a tt e r n s

. T h e l o w e n e r g y o f i n f r a r ed li g h t i s a b s o r b e d b y m o l e c u l a r s p e c i e s c au s i ng t h e m t o v i b r a t e a nd r o t a t e f a s t e r

. B e c a u s e e a c h m o l e c u l e c o n s i s t s o f a un i qu e s t r u c t u r e o f b o u n d a t o m s , t h e pa t t e r n s o f i n f r a r e d w a v e l e ng t h s ( I R c o l o r s ) a b s o r b e d b y a m o l e c u l e a r e a l s o un i q u e

. T h e s e m o l e c u l a r “ f i n ge r p r i n t s ” a r e u s ed i n t h e i n f r a r ed a n a l ys i s o f ga s e s

.
I n P FT I R ana l ys i s , t he r e i s n o “ a c t i v e ” i n f r a r e d li gh t s o u r c e , a s u s ed i n s t a n da r d a b s o r p t i o n i n f r a r e d s p e c t r o sc o p y

. I n s t e a d t h e h o t g a s e s o f t h e f l a r e a r e t h e i n f r a r ed s o u r c e

. T h e s pe c t r o m e t e r i s a r e c e i v e r on l y

. T h i s a pp r o a c h i s po ss i b l e be c au s e t h e i n f r a r e d r ad i a t i o n e m i tt e d b y h o t g a s e s h a s t he s a m e p a t t e r n s o r f i n ge r p r i n t s a s t he a b s o r p t i o n s p e c t r a f o r t h o s e ga s e s

. C o n s e q u en t l y , li k e ab s o r p t i o n s p e c t r o s c op y , o b s e r v i n g a f l a r e wi t h a p a ss i v e i n f r a r ed i n s t r u m e n t a ll o w s f o r i d e n t i f i c a t i o n a nd q u a n t i f i c a t i on o f s p e c i e s t h r o u g h e m i ss i o n s p e c t r o s c o p y

. H o w e v e r , t h e r e i s o n e m a i n d i ff e r e n c e : t he s i g n a t u r e a r i s i n g f r o m a ho t g a s i s p r o po r t i o na l t o t h e ga s ’ c on c e n t r a t i on a n d t o i t s t e m pe r a t u r e

. T he r e f o r e , t o a c c u r a t e l y t a k e e m i ss i o n o r r ad i a n c e m ea s u r e m e n t s , t h e t e m p e r a t u r e m u s t be d ed u c ed i n a dd i t i o n t o t h e ga s c o n c e n t r a t i o n s

. A de t a il e d e x p l a na t i o n o f t h e t e m p e r a t u r e d e t e rm i na t i on m e t h o d u t ili z ed f o r t h i s t e s t i ng i s p r e s e n t ed i n A p p e nd i x 5

. 1

. C on s e q u e n t l y , un li k e a b s o r p t i o n s pe c t r o s c op y , t h e P FT I R s i g na l m u s t be c a li b r a t e d i n a b s o l u t e un i t s o f r ad i an c e

. T h i s r e qu i r e s t h a t t h e i n s t r u m e n t b e c a li b r a t e d u t ili z i n g a n I R s ou r c e o f k no w n s pe c t r a l r a d i a n c e

. T h i s c a li b r a t i o n i s a c c o m p li s h ed wi t h a c o m m e r c i a l b l a ck b o d y c a li b r a t o r

. T h i s c a li b r a t o r p r o d u c e s a k no w n r a d i a n c e I R d i s t r i b u t i on a s p r ed i c t e d b y t he P l a n ck f un c t i o n

. D e t a il s o f t h i s c a li b r a t i on a r e p r o v i d e d i n A p p en d i x 5

. 1

. D r

. C u r t i s L au s h o f I M A CC c on d u c t e d t h e P FT I R o p e r a t i o n a n d d a t a a n a l ys i s f o r t h i s t e s t p r og r a m

. I M A CC de v e l o p e d t h e P FT I R i n s t r u m en t a nd t h e a na l y t i c a l s o f t w a r e u s e d i n t h i s s t ud y

. 

### 3

. 2 P F T I R S i t i n g C o n f i g u r a t i o n T he P FT I R t e l e s c o pe w a s s i t e d a b o u t 1 1 5 m e t e r s a n d 5

- 10 d e g r e e s a b o v e ho r i z on f o r t h e f l a r e a n d 1 1 5 m e t e r s a t 0

- 3 d eg r ee s b e l o w ho r i z o n f o r t he c a li b r a t i o n c e ll s

. F i g u r e 3

. 2

- 1 ill u s t r a t e s a p l o t p l a n o f t h e s i t e wi t h t h e l o c a t i o n o f t h e P FT I R t e l e s c o p e , t h e f l a r e , a n d t h e t e n t h ou s i n g t h e b l a ck b o d y s ou r c e , c o l d s ou r c e , a n d t h e h o t c e ll c a li b r a t i on e q u i p m en t

. A l s o i d e n t i f i e d i s t h e po s i t i on o f t h e v i d e o e qu i p m e n t u s e d d u r i n g t h e t e s t s ( e

. g

. v i s i b l e v i d e o a n d G a s F i n d I R v i de o c a m e r a p o s i t i o n s )

.A p r i l 1 , 2011

53 I M ACC

F L I R C a m e ra E m e r g e n cy R es p on se V e h i c l e ( v i d eo ca m e r as)

A n a l y z e r H o u se ( S G S
- G C) B l a ck B od y / H o t C e ll C a li b r a t i on T e nt ~ 375 ft

~ 160 ft ~ 37 5 ft

* D r a wi n g i s n o t t o sca le G e n e r a t o rs

F i g u r e 3 .2

- 1
. P l o t Pl an o f E a s t P r op e r t y F l a r e and P F T I R T e s t E qu i p m e n tA p r i l 1 , 2011

54



### 3

. 3 P F T I R O p e r a t i o n T he P FT I R i n s t r u m e n t w a s l o c a t e d a t a b o u t 1 1 5 m e t e r s f r o m t he f l a r e

. I t w a s h ou s e d i n a n d o p e r a t ed f r o m a t r a il e r

. T he e q u i p m en t w a s c a li b r a t e d t wi c e a d a y

. C a li b r a t i o n w a s c o m p l e t e d i n t h e m o r n i ng p r i o r t o c o mm en c e m e n t o f t e s t i n g a nd a g a i n a t t h e e n d o f t h e d a y a f t e r t e s t i n g w a s c o m p l e t ed t o v a li d a t e t h e d a t a c o ll e c t ed t h a t pa r t i c u l a r d a y

. T he c a li b r a t i on s w e r e i m p l e m en t e d i n t h e q u an t i t a t i v e a na l ys i s r o u t i n e s i mm ed i a t e l y p r i o r t o w he n f i e l d s a m p l e s p e c t r a w e r e r e c o r de d

. T he c a li b r a t i o n o f t h i s e qu i p m e n t r e qu i r e d t h r e e d i f f e r e n t c a li b r a t i on s o u r c e s : a c o l d s o u r c e , I R s ou r c e a n d a b l a c k b od y s o u r c e

. C a li b r a t i o n s ou r c e s w e r e l o c a t ed u n de r a t e n t on t h e g r o u n d ad j a c e n t t o t h e b a s e o f t h e f l a r e

. T h e l o c a t i o n w a s c ho s e n s o t h e d i s t a n c e b e t w ee n t he P FT I R a n d t he c a li b r a t i o n e qu i p m e n t w a s a pp r o x i m a t e l y t he s a m e a s t h e g r o u n d d i s t an c e be t w e e n t h e P FT I R an d t h e f l a r e

. A f t e r c a li b r a t i o n w a s c o m p l e t ed , t he e q u i p m en t w a s r e ad y t o s t a r t t e s t i n g

. A sky b a ck g r o u n d w a s t a k e n t o be u s e d i n l a t e r a na l ys i s t o s u b t r a c t ba c k g r o un d r a d i an c e

. A ne w sky b a c k g r o u n d w a s t a k e n a s sky c o n d i t i o n s c h a n g e d d u r i n g t h e t e s t i n g

. I n P FT I R t e s t i ng , i t i s i m p o r t a n t t o ad j u s t c o ll e c t ed s p e c t r a wi t h r e p r e s e n t a t i v e sk y ba ck g r o u n d s

. T h e c a li b r a t i o n l o g f o r t he s e t e s t s i s i n c l u d e d i n A p p e nd i x 5

. 4

. F o r c o ll e c t i o n o f s p e c t r a l d a t a f r o m t h e h o t g a s p l u m e o f t h e f l a r e , t h e f i e l d o f v i e w o f t h e P FT I R t e l e s c o p e w a s a i m ed a t a po s i t i on a pp r o x i m a t e l y o n e f l a m e l e n g t h f r o m t h e t i p o f t h e v i s i b l e f l a m e

. T h i s w a s d e e m e d t o b e a po i n t s u f f i c i e n t l y a w a y f r o m t he a c t i v e f l a m e f o r c o m b u s t i o n r ea c t i o n s t o ha v e b e e n c o m p l e t ed a n d t o a v o i d t h e h i gh h e a t s i g n a t u r e o f t h e f l a r e , w h i c h w ou l d c o m p li c a t e d a t a r e d u c t i o n

.



### 3

. 4 P F T I R D a t a R e d u c t i o n T he r a w P FT I R d a t a m u s t b e p r o c e s s e d t o o b t a i n t h e i nd i v i d u a l f l a r e p l u m e c o m p o n e n t c on c en t r a t i o n s

. D r

. C u r t i s L au s h f r o m I M A CC p r o c e ss e d da t a a n d c o m p il e d i t a t a p p r o x i m a t e l y t w o m i n u t e i n t e r v a l s

. I M A CC t oo k a s p e c t r a l sc an e v e r y s e c o n d an d r e c o r d e d s c an s w h i c h m e t s pe c t r a l Q A /Q C c r i t e r i a

. W he n 8 2 v a li d sc a n s w e r e r e c o r d e d t h e s e s c a n s w e r e a v e r a g e d

. C on s t i t u e n t s i n t h e h o t f l a r e p l u m e w e r e d e t e rm i ned b y a Cl a ss i c a l L ea s t S q u a r e s c u r v e f i tt i n g o f t h e a v e r a g e d s p e c t r a l d a t a

. T he t o t a l r a d i a n c e m ea s u r e d b y t he P FT I R i s c o m p r i s ed o f f o u r c o m p o n e n t s a s s ho w n i n F i g u r e 3

. 4

- 1

. T h e f o u r c o m p o n e n t s a r e : ( 1 ) t h e b a ck g r o u nd r ad i a n c e a l t e r e d b y i t s t r an s m i ss i on t h r o u g h t he f l a r e p l u m e an d t he a t m o s p he r e , ( 2 ) t he f l a r e r ad i an c e a l t e r e d b y i t s t r an s m i ss i on t h r o u g h t he a t m o s p he r e , ( 3 ) t h e a t m o s ph e r e r a d i a n c e o f t h e a i r , a nd ( 4 ) t h e r a d i a n c e f r o m t h e P FT I R i n s t r u m e n t i t s e l f

.A p r i l 1 , 2011

55 Bac k g r o u nd Ra d i a n c e F l a re

R ad ia nc e

A t mo s p h e

ric T r a n sm is s i on & Ra d i a n c e

F i gu r e 3

. 4

- 1 C on t r i b u t i on s t o t h e m e a s u r e d f l a r e r ad i a n c e
T he t o t a l r a d i a n t s i g n a l r e c e i v e d c a n be r ep r e s e n t ed b y :

N t o t al = N b kg * 

## τ f

lr * 

## τ a tm + N f lr * 

## τ a tm + N a t m +N f E

qu a t i o n 1 W he r e N

t o t al = t o t a l r a d i a n c e N

b kg = b a ck g r o u nd sky r a d i a n ce 

## τ f

lr = f l a r e t r an s m i ss i v i t y 

## τ a tm = a t m o s p he r i c t r a n s m i ss i v i t y N

f l r = f l a r e r a d i a n ce N

a tm = a t m o s p h e r i c r ad i an ce N

f = r a d i a n c e o f t h e FT I R i n s t r u m e n t i t s e l f
T he d a t a a n a l ys i s p r o c e du r e i s c o m p r i s e d o f f ou r s t ep s

. F i r s t , t he r a w i n t e r f e r og r a m i s c on v e r t e d t o a s i n g l e - b ea m s p e c t r u m u s i n g a F o u r i e r T r an s f o rm p r o c e s s

. S e c o n d , t h e f l a r e t r an s m i ss i v i t y i s i s o l a t e d f r o m t h e o t h e r i n t e r f e r en c e s a s li s t e d a b o v e

. T h i r d , t h e i s o l a t e d f l a r e t r an s m i ss i v i t y s pe c t r u m i s c on v e r t ed t o a n a b s o r b an c e s p e c t r u m s o i t c an b e f u r t he r a n a l yz e d wi t h s t a n da r d s p e c t r o sc o p i c t e c h n i q ue s

. F i n a ll y , t he c on c e n t r a t i on s o f i nd i v i d u a l c o m p o n e n t s o f t h e f l a r e p l u m e a r e de t e rm i n e d f r o m t he ab s o r b a n c e s p e c t r u m

. E a c h o f t he s e s t ep s a r e d e sc r i b ed b r i e f l y be l o w : S t e p 1

– C o n v

e r t t h e r a w i n t e r f e r o g r a m t o a r a d i an c e s p e c t r u m T he r a w d a t a f r o m t h e P FT I R a r e i n t h e f o rm o f an i n t e r f e r o g r a m w h i c h i s r ad i a n c e a s a f u n c t i o n o f FT I R sc a n p o s i t i on

. T h e F ou r i e r T r an s f o rm ( FT ) p r o c e s s c o n v e r t s t h i s d a t a i n t o a r a d i a n c e s pe c t r u m , w h i c h i s r ad i a n c e a s a f u n c t i o n o f w a v e l e n g t h o r , i n t h i s c a s e , w a v e n u m b e r

. T he r e s u l t i s w h a t i s r e f e rr e d t o a s a “ s i ng l e b ea m” r a d i an c e s p e c t r u m

. T h e FT p r o c e s s i s a s t a n d a r d s pe c t r o sc o p i c p r o c e du r e a n d i s no t d i s c u ss e d i n d e t a il i n t h i s r e po r t.A p r i l 1 , 2011

56

S t e p 2

– I s o l a t e t he f l a r e t r a n s m i ss i o n s p e c t r u m O n c e t he r ad i a n c e s p e c t r u m h a s be en g e ne r a t e d , t h e f l a r e t r a n s m i ss i o n m u s t b e i s o l a t ed f r o m a ll t h e i n t e r

f e r a n t s t h a t t he P FT I R a l s o “ s ee s

. ” I n o r de r t o a c c o m p li s h t h i s , ea c h t e rm i n E q ua t i o n 1 a bo v e m u s t be d e t e rm i n ed

. T h i s i s d o n e a s f o ll o w s :
B a c k g r o u n d r ad i an c e ( N b k g )

– A t l e a s t on c e ea c h da y , t he P FT I R w a s a i m e d a t a n u n o b s t r u c t e d pa r t o f t h e sky

. S i n c e t h e b a c k g r o u n d r ad i an c e i s a ff e c t e d b y c o n d i t i o n s s u c h a s s u n p o s i t i o n a n d c l o u d c o v e r , t h i s p r o c e du r e w a s r e p e a t e d w h e n e v e r a s i g n i f i c a n t c h a n ge i n b a c k g r o u n d w a s ob s e r v e d

. F l a r e t r a n s m i ss i v i t y ( τ f l r)

– T h i s i s t h e v a l u e s o u gh t a nd i s t h e r e s u l t w h e n a ll c o m p e t i n g f a c t o r s a r e r e m o v e d

. T h i s v a l u e a p p ea r s t w o p l a c e s : 1 ) i n t r an s m i t t i n g t h e s k y b a ck g r o u n d t h r o u gh t h e f l a r e t o t h e P FT I R a nd 2 ) i n t h e r a d i a n c e t e rm f o r t he f l a r e i t s e l f

. T h e r e f o r e , t h e f l a r e t r an s m i ss i o n m u s t be e x t r a c t e d f r o m t h e c o m p l e x m i x t u r e o f s i g n a l s r e c e i v e d b y t h e P FT I R

. T h i s t a sk i s a c c o m p li s h ed b y t h e I M A CC s o ft w a r e

. A t m o s p h e r i c t r a n s m i ss i v i t y ( τ a t m)

– T h i s v a l ue i s de t e rm i n e d b y a i m i n g t h e P FT I R a t a n I R s ou r c e a n d t a k i n g t h e r a t i o o f t h e v a l u e o b t a i n e d ( m i nu s t h e a t m o s p he r i c r ad i a n c e ) t o a

“ sy n t h e t i c ba c k g r o u n d ” s p e c t r u m

. T h i s sy n t h e t i c b a ck g r o u n d (r e f e rr e d t o a s I 0 ) r ep r e s e n t s t h e s h a pe o f t h e r a d i a n c e s p e c t r u m t h a t w ou l d b e gen e r a t ed b y t h e P FT I R i n t h e a b s e n c e o f a ll ga s e s

. F o r t h i s p r o j e c t t h e I R s o u r c e w a s a S iC s o u r c e o p e r a t ed a t a t e m p e r a t u r e o f 1 2 5 0 K

. T h i s i s a s t a n da r d s o u r c e u s e d i n m o s t a c t i v e FT I R sys t e m s

. T h i s s ou r c e ha s s u f f i c i e n t s i g na l t h r o u g h o u t t h e i n f r a r e d t o a ll o w f o r a t r an s m i ss i o n s pe c t r u m t o b e de t e rm i n e d o v e r t h e r a n g e o f w a v e nu m b e r s n e e d ed

. F l a r e p l u m e r ad i a n c e ( N f l r)

– P l u m e r ad i an c e i s ( 1

– p l u m e t r a n s m i ss i on ) t i m e s t h e P l a n ck f un c t i o n ( e v a l u a t e d a t t h e t e m pe r a t u r e o f t he p l u m e )

. T h e r a d i a n c e i s w h a t i s m ea s u r e d b y t he P FT I R , bu t i t i s m i x e d i n wi t h o t he r s i g n a l s a n d s o m u s t b e c o rr e c t e d wi t h r e s p e c t t o t h i s i n t e r f e r en c e

. A t m o s p h e r i c r ad i an c e ( N a t m)

– T h i s v a l u e i s d e t e rm i ned b y a i m i n g t h e P FT I R a t a v e r y c o l d s ou r c e i n t h e c a l i b r a t i o n t e l e s c o pe l o c a t e d a t t he s a m e d i s t a n c e f r o m t h e P FT I R a s t h e f l a r e

. A n y r ad i a n c e o b s e r v e d will t h e n b e d ue t o t h e i n t e r v en i n g a t m o s p h e r e p l u s a n y r a d i a n c e f r o m t h e P FT I R i n s t r u m e n t i t s e l f. T h i s m e a s u r e d v a l u e i s r e f e rr e d t o a s M n

. F o r t h i s p r o j e c t, t h e c o l d s ou r c e w a s a n a l u m i nu m ba r i mm e r s e d i n li q u i d n i t r o g en

. P FT I R r a d i a n c e ( N f )

– P FT I R r ad i a n c e i s t h e e m i ss i on s o f t h e i n s t r u m e n t i t s e l f

. I t i s m ea s u r e d t o g e t he r wi t h a t m o s p h e r i c r ad i an c e a n d i s pa r t o f t he M n m e a s u r e m e n t.
O n c e t he s e v a l ue s a r e k n o w n , t he y a r e a pp li e d t o t h e t o t a l r a d i a n c e s p e c t r u m b y I M A CC p r op r i e t a r y s o f t w a r e t o i s o l a t e t h e f l a r e t r a n s m i ss i on s pe c t r u m

. S t e p 3

– C o n v

e r t t h e t r a n s m i ss i o n s pe c t r u m t o a n ab s o r

p t i o n s pe c t r u m O n c e t he f l a r e t r a n s m i ss i on s p e c t r u m ha s b e e n i s o l a t ed , i t m u s t be c on v e r t ed t o a n a b s o r b a n c e s pe c t r u m s o t h a t s t a n d a r d s p e c t r o s c op i c t e c hn i q u e s c a n b e u s ed f o r f u r t he r a n a l ys i s

. T r an s m i ss i o n a n d a b s o r ba n c e a r e r e l a t e d b y t h e B ee r- L a m b e r t l a w t h r o u gh t h e f o ll o wi n g e q ua t i on

.

E q u a t i o n 2A p r i l 1 , 2011

57

E ss e n t i a ll y , a b s o r b an c e i s t h e n e ga t i v e l o g o f t r a n s m i ss i on , t h u s :
E qu a t i o n 3
T h i s c o n v e r s i on i s a s t a n d a r d s pe c t r o s c op i c p r o c e du r e

. S t e p 4

– D e t

e rm i ne t h e c on c e n t

r a t i o n s o f i nd i v i du a l c o m p o n e n t s i n t he f l a r e p l u m e O n c e t he ab s o r b an c e s pe c t r u m h a s b e e n g e n e r a t ed , t h e r e a r e s e v e r a l a na l y t i c a l t e c hn i q u e s t ha t m a y b e u s e d t o e s t i m a t e i n d i v i d ua l c o m p o n en t c o n c e n t r a t i on s

. F o r t h i s p r o j e c t, a m o d i f i e d Cl a ss i c a l L e a s t S q ua r e s ( C L S ) a n a l ys i s w a s u s e d

. I M A CC p r op r i e t a r y s o f t w a r e w a s u s e d f o r t h i s s t e p o f t h e d a t a a n a l ys i s

. T h e m od i f i c a t i on s t o s t a n d a r d C L S i n c l u d e a l g o r i t h m s f o r li n ea r i z i n g t h e a b s o r b a n c e f o r ea c h a n a l y t e wi t h c on c e n t r a t i o n , c o rr e c t i o n s f o r s pe c t r a l b a s e l i ne s h i f t s , c o rr e c t i o n s f o r a n y s p e c t r a l li n e s h i f t s ob s e r v e d , a nd a l g o r i t h m s f o r d y n a m i c r e f e r en c e s pe c t r a s e l e c t i on b a s e d u p o n ob s e r v e d c o n c en t r a t i o n s o f ea c h c o m p o u n d

. T he C L S t e c hn i q u e c o m pa r e s m e a s u r e d s p e c t r a t o r e f e r e n c e s p e c t r a o f k n o w n c on c e n t r a t i on a n d i n t e r f e r i ng c o m p o u nd s a nd m a t c he s t h e ab s o r b a n c e o f t h e da t a a n d t he r e f e r en c e s t o de t e rm i ne g a s c o n c en t r a t i o n

. T h i s p r o c e s s i s p e r f o rm ed f o r a ll c o m p o n e n t s p r e s en t t o a c c o u n t f o r a ll s pe c t r a l f e a t u r e s p r e s e n t.
A f t e r f i tt i n g , C L S a l s o d e t e rm i ne s t h e d i ff e r en c e o r r e s i d u a l be t w e e n t h e m e a s u r e d a n d s c a l e d r e f e r e n c e s

. T he f i tt i n g p r o c e ss m i n i m i z e s t h e r e s i d ua l s i n e a c h a na l ys i s r eg i on

. T h e s o ft w a r e u s e d f o r t h i s p r o j e c t u s e s d y na m i c r e f e r en c e s e l e c t i on t o s e l e c t r e f e r e n c e s p e c t r a b a s e d u p on m ea s u r ed g a s c o n c en t r a t i o n s

. I n m o s t c a s e s , t h i s m ean s d i ff e r e n t r e f e r en c e s pe c t r a will b e c ho s en f o r ea c h a n a l y t e i n t h e m e a s u r ed s p e c t r u m

. T h i s p r o c e ss will b e r e p e a t e d up t o f o u r t i m e s t o o p t i m i z e a ll s p e c t r a c o m pa r ed t o t h e m ea s u r e d d a t a

. A f l o w c h a r t o f t he P FT I R d a t a a n a l ys i s p r o c e ss i s s ho w n i n F i g u r e 3

. 4

- 2

.A p r i l 1 , 2011

58 F i gu r e 3

. 4

- 2 P FT I R D a t a A n a l ys i s P r og r e ss i o nA p r i l 1 , 2011

59



## 4

. D at a T a b l e s a nd F i l e s
4

. 1 D a t a T a b l es T he t e s t d a t a a r e p r o v i d ed e l e c t r on i c a ll y i n t h e M a s t e r D a t a W o r k b o o k

. S ee A p p e nd i x 5

. 5

. T h e t e s t d a t a c o n s i s t s o f o n e m i n u t e p l an t d a t a f r o m t h e S D P Di s t r i b u t e d C o n t r o l S ys t e m : v e n t a n d s t ea m f l o w d a t a , v e n t ga s o n li n e G C da t a , a n d on l i ne B T E X d a t a

. S D P i m po r t ed t h e I M A CC P FT I R da t a f r o m t h e f l a r e h o t g a s p l u m e i n t o t h e p l an t d a t a s p r e ad s h e e t f o r a n a l ys i s

. E a c h t e s t r un i s i d e n t i f i e d i n t h e da t a f i l e b y t he E P A t e s t I D nu m b e r a n d i s c o l o r c o d e d t o f a c ili t a t e l o c a t i o n o f i n d i v i d ua l t e s t r u n s

. 

### 4

. 2 V i s i b l e V i d e o F il es A ll o f t h e t e s t s w e r e r e c o r de d wi t h a v i d e o c a m e r a

. T h e s e e l e c t r o n i c d a t a f il e s a r e a tt a c h e d a s A p p e n d i x 5

. 6

. T h e v i d eo d a t a f i l e s w e r e no t c a t a l o g ed b y R un I D , bu t r a t he r w e r e c o ll e c t e d a nd l abe l ed b y d a t e a n d t i m e s t a m p

. T h e r e f o r e , t he d a t e , s t a r t, a n d s t o p t i m e s f r o m t h e t e s t da t a t ab l e s m u s t b e u s e d t o a cc e s s t he a p p r o p r i a t e v i d eo f i l e

. 

### 4

. 3 G as F i n d I R V i d e o F il es A ll t h e t e s t s w e r e a l s o r e c o r d e d u s i n g a F L I R G a s F i nd I R M ode l 2 5 1 47

- 2 0 0 I R v i d e o c a m e r a

. T h i s c a m e r a c a p t u r e s b o t h a t h e rm a l i m a ge o f t he f l a r e a n d , f u r t he r a f i e l d o f t h e f l a m e , a v i s i b l e i m age o f u n b u r n e d h y d r o c a r b o n e s c ap i ng t h e f l a m e

. T he s e e l e c t r on i c d a t a f il e s a r e a t t a c h e d a s A p p e n d i x 5

. 7

. T he s e f i l e s w e r e a l s o c a t a l o g e d b y da t e a n d t i m e s t a m p i n a s i m il a r f a s h i o n a s t h e v i s i b l e v i d e o f i l e s

.A p r i l 1 , 2011

60



## 5

. A p p e n d i c e s
5

. 1 P F T I R T e s t P r o t o c o l ( I M A CC )
5

. 2 W ea t h e r D a t a 5

. 3 S u m m a C a n i s t e r S a m p l e R es u l t s 5

. 4 P F T I R C a li b r a t i o n L og 5

. 5 M as t e r D a t a W o r k b oo k
5

. 6 F l a r e T e s t i n g V i d e o F il es 5

. 7 F l a r e T e s t i n g G a s F i n d I R V i d e o F il es