Die Kunst der Abgasentnahme und -überwachung
Zur Bestimmung des Verbrennungswirkungsgrads eines industriellen Prozesses, um die Erfüllung der entsprechenden Umweltauflagen zu prüfen und seine Sicherheit zu evaluieren, ist die genaue Überwachung der dabei erzeugten Emissionen erforderlich. Dennoch existiert keine universelle gebrauchsfertige Methode, denn jede Anwendung erfordert ihre eigenen Überlegungen. Die Beherrschung von Überwachung und Abgasentnahme erfordert:
- die betreffende Anwendung gut zu verstehen;
- die zu erfüllenden Bedürfnisse abzuschätzen;
- in Bezug auf Abgasmessung erfahrenen Ingenieuren die geeigneten Fragen zu stellen;
- die speziell für ihre Anwendung entwickelten Schutzmaßnahmen und Zubehöre zu implementieren.
Sobald die Überwachungskriterien identifiziert sind, kann eine Strategie entwickelt werden, die das Erreichen der Anwednungszeile gestattet.
Anwendungskriterien
- Welches Gas wollen Sie messen?
Gemessen werden können CO, NO, NO2, SO2, CO2, KW, H2S, VOC, O2 und noch mehr. - Was sind die Bereiche der jeweiligen Gase? Sind dies die oberen oder unteren Bereiche?
Damit können Sie bestimmen, welche Art von Messfühler für die Überwachung Ihrer Anwendung erforderlich ist. - Müssen Sie wasserlösliche Gase überwachen, wie etwa NO2 und SO2?
Wenn dies der Fall ist, müssen Sie Strategien zur Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts implementieren, wie etwa einen Wasserabscheider und/oder einen thermoelektrischen Kühler. - Bei welcher Temperatur wird die Anwendung betrieben?
Extremtemperaturen unterliegende Gase können spezielle Sonden oder Maßnahmen zur Verringerung der Feuchtigkeit erfordern. - Enthält das entnommene Abgas bedeutende Mengen Staub/Partikel/Asche?
Wenn dies der Fall ist, kann ein gesinterter Vorfilter benutzt werden, um sofort sämtlichen Staub zu beseitigen, der die entnommenen Gase, die Lebensdauer des Sensors und die Leistung des Messgeräts insgesamt verändern könnte.
Die Mechanismen der Gasentnahme verstehen
Die Aufrechterhaltung der Gasintegrität ist für die Gewährleistung einer genauen Emissionsmessung von entscheidender Bedeutung, aber um dieses Ziel zu erreichen, ist es notwendig, die richtigen Probenahmetechniken für jede Anwendung zu kennen. Der Mechanismus für die Gasprobenahme, einschließlich einer Aufschlüsselung der fünf kritischen Komponentenschritte und der Anwendungsüberlegungen, folgt.
A. Kriterien bezüglich der Sonde
Zu den Kriterien für den optimalen Einsatz einer Sonde zur Gewinnung einer repräsentativen Gasprobe gehören:
- Richtige Probenahmesonde: Die Wahl der richtigen Probenahmesonde für Ihre Anwendung hängt von den Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab. Für ein Hochtemperatursystem wird eine Inconel-Sonde benötigt, die den rauen Bedingungen standhält. Bei Anwendungen mit hohem Staubanfall ist ein gesinterter Vorfilter zum Schutz vor Verstopfung erforderlich.
- Sondenlänge und -standort: Der Teststandort sollte idealerweise mindestens 8 Schornsteindurchmesser von der letzten Störung und mindestens 2 Schornsteindurchmesser von der Abluftöffnung entfernt sein, oder so weit wie möglich von allen Störungen entfernt. Die Länge der Sonde sollte entsprechend dem Durchmesser des Schornsteins gewählt werden. Die Spitze der Sonde sollte so nah wie möglich an der Mitte des Schornsteins und so weit wie möglich von den Wänden des Schornsteins entfernt sein.
B. Dichte Verbindung am Test-Anschluss
Die Prüföffnung für die Sonde sollte groß genug sein, um die Sonde und den gesinterten Vorfilter, sofern er verwendet wird, aufzunehmen. Der Bereich um die Sonde an der Prüföffnung sollte entsprechend abgedichtet werden. Dadurch wird sichergestellt, dass bei Überdruck kein Gas aus dem Schornstein entweicht, was ein Sicherheitsrisiko für den Bediener darstellen würde. Bei Unterdruck verhindert die Abdichtung, dass Luft in den Schornstein eindringt und die Abgasprobe verdünnt.
C. Wasserabscheider
Feuchtigkeit in einer Probe kann die Genauigkeit einer Gasmessung beeinträchtigen, je nach dem Bereich der löslichen Gase, die Sie messen müssen. Stark wasserlösliche Gase wie NO2 und SO2 können im Medium absorbiert werden, wodurch sich die Messwerte verringern. Wenn diese Gase bei niedrigen Messbereichen gemessen werden müssen, wird eine SCU empfohlen, um die Feuchtigkeit direkt am Sondengriff zu entfernen, damit die Gasintegrität erhalten bleibt, bevor sie die Überwachungseinheit erreicht. Dies ist ein entscheidender Schritt für die genaue Emissionsüberwachung von löslichen Gasen, die in Abgasen aus industriellen und gewerblichen Prozessen vorkommen. Eine SCU gewährleistet maximale Gasprobenintegrität für diejenigen, die bestimmte Emissionsanforderungen erfüllen müssen.
D. Standard oder beheiztes Probenahmerohr
Der Standard-Probenahmeschlauch, der das Gas von der Sonde zum Analysegerät leitet, besteht aus einem Material, das nicht mit den Komponenten des Probengases reagiert und relativ hydrophob ist. In Fällen, in denen sehr niedrige NO2- und/oder SO2-Werte gemessen werden müssen und/oder ein längerer Probenahmeschlauch erforderlich ist (>6m), hält eine beheizte Probenahmeleitung das Gas von der Messstelle bis zum Analysegerät über der Taupunkttemperatur. Dadurch wird das Auftreten von Kondensation im Schlauch minimiert.
E. Besserer Schutz vor Feuchtigkeit und Staub
Das richtige Analysegerät sollte über eine leistungsstarke Probenahmepumpe verfügen, die eine minimale Verweilzeit des Gases im Probenahmeschlauch gewährleistet. Ein thermoelektrisches Kühlaggregat, das die Gasprobe sofort kühlt und trocknet und gleichzeitig automatisch das gesammelte Kondensat abpumpt, sobald das Gas in das Analysegerät eintritt. Unmittelbar nach dem Kühler sollte eine vor Ort austauschbare interne Filterbaugruppe vorhanden sein, die alle verbleibenden Partikel und Feuchtigkeit aus der Gasprobe entfernt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Gassensoren trocken bleiben und nicht durch Feuchtigkeit oder Staub beeinträchtigt werden.
Präzise Lösungen zur Überwachung und zur Entnahme von Abgasen: Si-CA 8500
Der tragbare Emissionsanalysator Si-CA 8500 kann mit bis zu neun Gassensoren ausgestattet werden, darunter O2, CO, NO, NO2, SO2, H2S, CO2, CxHy-Kohlenwasserstoffe und VOC sowie mit Sensoren für niedrige NOx- und SO2-Werte.
Zu den weiteren wichtigen Merkmalen des Si-CA 8500 gehören ein eingebauter thermoelektrischer Kühler mit automatischem Kondensatablass, ein interner Filter, eine Probenaufbereitungseinheit, mehrere Sondenlängen mit unterschiedlichen Temperaturwerten, ein gesinterter Vorfilter, ein Pitotrohr für die Analyse der Abgasgeschwindigkeit, ein Echtzeit-Softwarepaket mit drahtloser Bluetooth®-Kommunikation und eine automatische Datenprotokollierung.
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