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Extraktive kontinuierliche Prozess-Gasanalytik

Bei der extraktiven kontinuierlichen Prozess-Gasanalytik wird ein Teilstrom des Prozessgases über Sonden, beheizte Leitungen und eine Gasaufbereitung aus dem Prozess entnommen und einem Analysator zugeführt. Die Geräte erfassen kontinuierlich Konzentrationen von Komponenten wie O₂, CO, CO₂, NO_x, SO₂, CH₄ oder H₂ und stellen Messwerte in Echtzeit für Regelung, Überwachung und Emissionsberichterstattung bereit. Typische Messprinzipien sind NDIR-Infrarot, paramagnetische Sauerstoffmessung, Wärmeleitfähigkeit, FID-Flammenionisation und UV-Absorptionsspektroskopie. Robuste Gaswege, thermostatisierte Messkammern und industrielle Schnittstellen sorgen für hohe Verfügbarkeit im 24/7-Betrieb.

FAQ

Was versteht man unter extraktiver kontinuierlicher Prozess-Gasanalytik?

Hierbei wird das Messgas über ein Probenahmesystem aus dem Prozess abgezogen, aufbereitet und einem Analysator im Schaltschrank oder Feldgehäuse zugeführt. Die Messung erfolgt kontinuierlich, die Werte stehen permanent zur Verfügung.

Welche typischen Messprinzipien kommen bei diesen Analysatoren zum Einsatz?

Häufig genutzt werden NDIR-Infrarotmessung für IR-aktive Gase, paramagnetische Verfahren für Sauerstoff, Wärmeleitfähigkeitsmessung für Wasserstoff oder Helium, Flammenionisationsdetektoren (FID) für Gesamtkohlenwasserstoffe sowie UV-Absorptionsspektroskopie für Komponenten wie NO, NO₂ oder SO₂.

Welche Gase lassen sich typischerweise messen?

Typische Zielkomponenten sind O₂, CO, CO₂, NO, NO₂, SO₂, H₂S, CH₄, Gesamtkohlenwasserstoffe sowie ausgewählte Edel- und Prozessgase. Je nach Analysator lassen sich ein oder mehrere Komponenten gleichzeitig überwachen.

In welchen Anwendungen werden extraktive Gasanalysatoren eingesetzt?

Sie werden unter anderem in Kraftwerken, Müllverbrennungsanlagen, Chemie- und Petrochemieanlagen, Stahl- und Zementwerken, in der Prozessabgas- und Emissionsüberwachung, in Lufttrennanlagen sowie bei Sicherheits- und Inertisierungsanwendungen eingesetzt.

Was ist der Unterschied zwischen extraktiver und In-situ-Gasanalytik?

Bei extraktiven Systemen wird das Gas aus dem Prozess entnommen und außerhalb des Prozesses gemessen. In-situ-Systeme messen direkt im Kamin oder Rohr. Extraktive Analysatoren bieten häufig mehr Flexibilität bei der Gasaufbereitung und der Kombination verschiedener Messprinzipien, erfordern aber ein aufwendigeres Probenahmesystem.

Welche Rolle spielt die Gasaufbereitung?

Die Gasaufbereitung entfernt Partikel, Kondensat und Störkomponenten und stabilisiert Temperatur und Druck des Messgases. Sie ist entscheidend für Reproduzierbarkeit, kurze Ansprechzeiten und lange Standzeiten von Sensoren und Ventilen.

Wie wird Kondensation im Gasweg verhindert?

Dies geschieht durch beheizte Probenahmesonden, beheizte Schlauchleitungen und thermostatisierte Gasaufbereitungs- und Messmodule. Die Temperatur wird so gewählt, dass alle relevanten Komponenten im Gaszustand verbleiben und kein Kondensat ausfällt.

Welche Genauigkeit und Ansprechzeiten sind typisch?

Moderne Analysatoren erreichen im spezifizierten Messbereich typischerweise Messunsicherheiten im Bereich weniger Prozent vom Messwert oder Messbereich und T₉₀-Zeiten im Bereich von wenigen Sekunden bis einigen zehn Sekunden, abhängig von Gasweg, Messprinzip und Dämpfung.

Wie werden Querempfindlichkeiten gegenüber Begleitgasen kompensiert?

Querempfindlichkeiten werden konstruktiv durch geeignete Filter, Detektoren und Spektralbereiche reduziert und elektronisch durch Korrekturalgorithmen, Quergaskorrektur sowie applikationsspezifische Parametrierung kompensiert. Bei Bedarf wird die Gaszusammensetzung bei der Konfiguration berücksichtigt.

Welche Anforderungen bestehen an das Probenahmesystem?

Das Probenahmesystem muss druck- und temperaturbeständig, chemisch beständig gegen Prozessgase, gasdicht und wartungsfreundlich ausgeführt sein. Es umfasst typischerweise Sonde, Filter, Rückschlagventile, beheizte Leitungen, Kondensatabscheider und Pumpen.

Wie werden extraktive Gasanalysatoren in die Leittechnik integriert?

Die Geräte bieten analoge Ausgänge, digitale Kontakte sowie serielle und feldbusbasierte Schnittstellen. Häufig kommen Protokolle wie 4–20 mA, Relais, Modbus, PROFIBUS oder PROFINET zum Einsatz, sodass Messwerte und Statusinformationen direkt in Prozessleitsysteme eingebunden werden können.

Welche Sicherheitsanforderungen sind zu beachten?

Je nach Einsatzort müssen Anforderungen an Explosionsschutz, funktionale Sicherheit und Emissionsvorschriften eingehalten werden. Analysatoren sind in entsprechenden Schutzarten, mit Ex-Zulassungen und SIL-Einstufungen verfügbar und werden entsprechend der Gefährdungsbeurteilung ausgelegt.

Wie oft müssen extraktive Gasanalysatoren kalibriert werden?

Die Kalibrierintervalle hängen von Applikation, Messprinzip und Anforderungen an die Messunsicherheit ab. Typisch sind Intervalle von einigen Wochen bis mehreren Monaten. Viele Systeme unterstützen automatische Null- und Spankalibration mit Referenzgasen oder Umgebungsluft.

Welche Vorteile bietet ein modularer Aufbau der Gasanalytik?

Modulare Plattformen erlauben die Kombination verschiedener Analysatormodule in einem Gehäuse, erleichtern die Anpassung an neue Aufgaben, vereinfachen Service und Ersatzteilhaltung und ermöglichen den schrittweisen Ausbau der Messfunktionalität.