Analysenmesstechnik

24. Juli 2015

Sichere Messung von Kohlenwasserstoffkonzentrationen

Messexperten sind gefragt, wenn es darum geht, Kohlenwasserstoffkonzentrationen in Produktionsprozessen genau und sicher festzustellen. Bewährt hat sich in der Analysenmesstechnik die Flammenionisationsdetektion. Die FID-Gerätelösungen von SICK messen die Summe der Kohlenwasserstoffe bei der Überwachung von Emissionen oder direkt im Prozess als Gaswarngerät. Zurzeit erfüllt SICK als einziger Gerätehersteller die geforderte EN 50271 bei der Messung der unteren Explosionsgrenze in lösemittelhaltiger Luft. Das ist wesentlich, denn jederzeit sind die gesetzlichen Auflagen für den Explosions- und Arbeitsschutz einzuhalten. Auch für den Umweltschutz.

 

Bandbeschichtungsanlage

Wo auch immer Kohlenwasserstoffe freigesetzt, gelagert oder transportiert werden, gelten entsprechende Gesetze und Vorschriften, um Unfall- und Gesundheitsgefahren weitgehend auszuschalten. Kohlenwasserstoffe bilden den Hauptteil der flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in industriellen Emissionen und sind grundsätzlich als umweltschädlich eingestuft. Wenn Kohlenwasserstoffe verdampfen und sich mit Luft mischen, können explosible Gemische entstehen. Gerade deshalb wollen Messtechniker die Konzentrationen genau unter Kontrolle haben – im kleinsten Bereich, soweit dies überhaupt möglich ist. Und sie gehen auf Nummer sicher. Die Messtechnologie und die Analysentechnik spielen dabei eine ausschlaggebende Rolle, sowohl in der Prozessanalytik als auch bei der Emissionsüberwachung.

Technologie, die überzeugt

Zu den klassischen Technologien zählt die Flammenionisationsdetektion. Sie ist geradezu ideal für Anwendungen, bei denen es auf die genaue und schnelle Bestimmung der Gesamt-Kohlenwasserstoffkonzentration in der Gasphase ankommt. Gegenüber anderen Technologien bietet diese Messtechnik eine Erfassung aller Kohlenwasserstoffe auch bei komplexen Gemischen sowie eine hohe Empfindlichkeit und eine ebenfalls hohe Linearität.

 

Dach-FID-gesamt

Die Flammenionisationsdetektion wird als Detektor (FID) bei Gaschromatographen sowie für die Messung von Emissionen eingesetzt. SICK ist auch bei der Überwachung der flüchtigen Konzentrationen vor Abluftreinigungsanlagen an Ort und Stelle, bei der kontinuierlichen Überwachung der unteren Explosionsgrenze (UEG) oder bei der Leckageerkennung bei lösemittelhaltigen Behältern. „Besser als so manche andere FIDs“ ‒ die Gerätelösungen von SICK sind gefragt.

Rechtzeitig gewarnt

Überall da, wo größere Mengen an flüchtigen, brennbaren Kohlenwasserstoffen in der Mischung mit Luft auftreten, besteht ab einer gewissen Konzentration Explosionsgefahr. In manchen Prozessen lässt es sich nicht vermeiden, dass solche Gemische von flüchtigen Kohlenwasserstoffen in höherer Konzentration in der Luft auftreten. Deshalb sind die schnelle Erfassung der unteren Explosionsgrenze (UEG) und die zuverlässige Information über den Ist-Zustand der Prozessluft relevant für die Anlagensicherheit.

 

In Bandbeschichtungsanlagen ist zum Beispiel mit diesen erhöhten Konzentrationen zu rechnen. Metallbänder werden ein- oder mehrlagig beschichtet. Übliche Beschichtungsstoffe sind Lacke und Kunststoffe. Diese sogenannten Coatings sind in Lösemitteln gelöst. Nach dem Beschichten werden die Bänder getrocknet, sodass das Lösemittel verdampft. Das fertige Material ist ein Verbundstoff aus metallischem Trägermaterial und der Beschichtung. Es wird weiterverarbeitet und als Packaging-Material von Konsumer- oder Blisterverpackungen oder zur Herstellung „weißer Ware“ genutzt. Die Beschichtung dauert nur wenige Minuten, da die Geschwindigkeit der Metallbänder je Bandbreite zwischen 10 und 1.000 m/min liegt. Bei der Beschichtung und dem anschließenden Trocknen des beschichteten Materials entsteht lösemittelhaltige Abluft. Betreiber dieser Anlagen sind verpflichtet, die %-UEG zu messen und die Kohlenwasserstoffkonzentration unterhalb bestimmter Werte zu halten, z. B. unter 25 % UEG. Dies kann mit einem FID sehr gut gemessen werden, da er ja alle Kohlenwasserstoffe als Summe erfasst.

 

Wird ein FID oder ähnliches System als Gaswarngerät für die Abschaltung der Anlage oder gar zur Steuerung derselben eingesetzt, muss das Analysengerät der EN 50271:2011 entsprechen. Diese Norm legt Anforderungen und Prüfungen für elektrische Geräte fest, die für die Detektion und Messung von brennbaren Gasen angewandt werden. Der Euro-FID3010 von SICK ist erfolgreich nach dieser Norm zertifiziert und entspricht zurzeit als einziges FID-Gerät auf dem Markt dieser Norm.

 

EuroFID

Hat die Nase vorn: der Gesamtkohlenwasserstoff-Gasanalysator EuroFID3010

Schon seit Jahren ist der extraktive Gasanalysator EuroFID3010 erfolgreich in der Messung der UEG. Ständig weiterentwickelt, qualifiziert er sich immer wieder beispielhaft für diese Einsätze an Öfen bzw. Trocknern sowie bei Prozessen in der chemischen und petrochemischen Industrie. Der EuroFID3010 überwacht mit einer sehr kurzen Reaktionszeit (T90) den
Wert der unteren Explosionsgrenze von verschiedenen Lösemittelgemischen. Mit robuster Technik bei gleichzeitig hoher Empfindlichkeit misst der Analysator auch in Abluftreinigungsanlagen. An deren Eingang wird wieder die UEG gemessen, am Ausgang dann der entsprechende Emissionswert.

Weitblick in der Emissionsmessung

GMS800 FIDOR

Der extraktive Gasanalysator GMS800 FIDOR von SICK

Stets informiert zu sein, darauf kommt es auch in der Emissionsüberwachung an. Mit einer Verfügbarkeit von 99,5 % ist der kompakte Gesamtkohlenwasserstoff-Gasanalysator GMS800 FIDOR seinen Mitstreitern mehr als eine Nasenlänge voraus. Als Stand-alone-Ausführung oder integriert in einem Messsystem – mit beiden Ausführungen sind die Messtechniker in Müllverbrennungsanlagen, Kraft- und Zementwerken sehr zufrieden. Robustes Design, einfache Bedienung, schneller Gasdurchlauf und die genaue Messung machen die Überwachung von Gesamtkohlenwasserstoff-Konzentrationen sicher. Gemeinsam mit dem Analysator wurde das Messsystem mit Sonde, beheizter Messgasleitung und Katalysator in die Eignungsprüfung einbezogen und ist als eignungsgeprüft nach EN 15267 zertifiziert.

 

Die Anforderungen an die Verfügbarkeit und die sichere Funktion von Analysengeräten im Rahmen der funktionalen Sicherheit werden in Zukunft wohl weiter steigen. Dieser Herausforderung müssen sich sowohl Anlagenbetreiber als auch die Hersteller von Analysengeräten stellen. SICK geht diesen Weg konsequent mit.

 

 

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