Staubemissionsmessung am Kamin: Isokinetische Probenahme und Staubmonitore
Messung von Staub- und Partikelemissionen aus Kaminen: isokinetische Probenahmegeräte und kontinuierliche Laser-Staubmonitore, Pitot- und Handsteuergeräte.
Messverfahren: Gravimetrische Partikelprobenahme, Optische Streuung (Laserphotometer)
Was ist Kaminstaub und warum wird er gemessen?
Staub- bzw. Partikelemission im Rauchgas ist die Feststofffracht, die in Verbrennungs- und Produktionsprozessen nach der Gasreinigung über den Kamin abgegeben wird. Die Leistung von Einrichtungen wie Schlauchfiltern, Elektrofiltern und Zyklonen wird direkt über die Staubkonzentration im Kamin verfolgt. In der Türkei schreiben die Vorschriften zur industriellen Luftverschmutzung je nach Anlagenart die periodische Messung von Staubemissionen und bei bestimmten Anlagen die kontinuierliche Überwachung vor. Für Staub gibt es daher zwei einander ergänzende Ansätze: die periodische isokinetische Probenahme als Referenz und kontinuierliche Staubmonitore.
Wo werden Staubemissionen gemessen?
- Kamine von Zement-, Kalk-, Metall- und Energieanlagen
- Kanäle nach Filtern: Ausgänge von Schlauch- und Elektrofiltern
- Abfallverbrennung und Biomassekessel
Verfahren für Kaminstaub
Die isokinetische Probenahme ist eine Probenahme, bei der die Gasgeschwindigkeit an der Entnahmedüse an die Gasgeschwindigkeit im Kamin angepasst wird. Die Probe wird auf einem Filter gesammelt und im Labor gravimetrisch gewogen; das Ergebnis wird in mg/Nm³ angegeben. Das Verfahren ist in Normen wie EN 13284-1 festgelegt und liefert die Referenz für die Kalibrierung kontinuierlicher Monitore. Dabei halten eine Sonde mit Pitotrohr, ein Thermoelement und ein Handsteuergerät die isokinetische Bedingung aufrecht, indem der Pumpendurchfluss an die Geschwindigkeit angepasst wird.
Kontinuierliche Staubmonitore messen die Staubkonzentration am Kanal über die Streuung oder Transmission von Laserlicht; Sender und Empfänger sitzen beiderseits des Kanals, und die Messung erfolgt direkt und in Echtzeit.
Staubmesssystem auswählen
- Probenahmegerät für die periodische Messung oder Monitor für die kontinuierliche Überwachung
- Kanaldurchmesser, Staubbeladung, Temperatur und Taupunkt
- Referenzmessplan für die Monitorkalibrierung
Kaminstaubmessung mit Tetra
Tetra liefert die isokinetischen Probenahmesysteme Mega System X1 APIS und Lifetek XP-R, das Handsteuergerät Isocheck, S-Probe-Sondensätze und den Laser-Staubmonitor NEO Monitors LaserDust. Installation, Inbetriebnahme, Kalibrierung und Service erfolgen in der Türkei durch Tetra.
Häufig gestellte Fragen
Wie wird ein kontinuierlicher Staubmonitor kalibriert?
Optische Staubmonitore messen mg/Nm³ nicht direkt; ihr Signal wird kalibriert, indem es mit parallelen isokinetischen gravimetrischen Messungen am selben Kamin korreliert wird. Bei kontinuierlichen Emissionsmesssystemen geschieht dies im QAL2-Verfahren nach EN 14181, und Null- und Spandrift im Betrieb werden mit QAL3 verfolgt. Bei Änderung von Prozess oder Brennstoff kann eine Erneuerung der Kalibrierkurve nötig sein.
Wie wirkt es sich auf die Staubmessung aus, wenn die isokinetische Bedingung verloren geht?
Ist die Geschwindigkeit an der Düse niedriger als die Gasgeschwindigkeit im Kamin, gelangen zu viele grobe Partikel in die Düse, und die Konzentration wird zu hoch gemessen. Ist die Düsengeschwindigkeit höher, können grobe Partikel der Strömung nicht folgen, und das Ergebnis fällt zu niedrig aus. Geschwindigkeit und Temperatur werden daher während der gesamten Probenahme überwacht und der Pumpendurchfluss laufend angepasst.
Kann ein Laser-Staubmonitor in feuchtem Rauchgas verwendet werden?
In Gasen mit Wassertröpfchen, etwa nach einem Nasswäscher, können optische Monitore Tröpfchen als Partikel erfassen. Für solche Anwendungen kommen extraktive Messsysteme in Betracht, die die Probe erhitzen und die Tröpfchen verdampfen. Taupunkt und Temperatur des Gases müssen vor der Auswahl bestimmt werden.
Wie wird die Messstelle für die Staubmessung gewählt?
Der Messquerschnitt sollte in einem geraden Kanalabschnitt mit gleichmäßiger Strömung liegen, ausreichend weit entfernt von Störungen wie Krümmern, Ventilatoren und Verengungen. Bei periodischen Messungen werden Proben an mehreren Punkten des Querschnitts entnommen, daher sind geeignete Messöffnungen und eine Arbeitsbühne erforderlich. Die Regeln für die Messebene sind in EN 15259 festgelegt.
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