Gasfeuchtemessung (H2O): Wasserdampfanalysatoren
Wasserdampfmessung (H₂O) in Rauchgas und Hochtemperaturprozessen; direkte In-line-Feuchteüberwachung ohne Probenahme mit einem TDLAS-Laseranalysator.
Messverfahren: TDLAS-Laserabsorption
Warum wird Wasserdampf im Gas gemessen?
Wasserdampf (H₂O) in Gasströmen ist ein Parameter, der in vielen industriellen Anwendungen gemessen werden muss. Im Rauchgas dient die Feuchte zur Umrechnung zwischen feuchter und trockener Basis und zur Überführung von Emissionswerten auf Bezugsbedingungen. In Verbrennungs- und Ofenprozessen ist die Wasserdampfkonzentration ein Indikator für Verbrennungsprodukte; in Trocknungs-, Kalzinierungs- und Prozessgasleitungen beeinflusst sie Produktqualität und Effizienz. In Erdgas- und Kohlenwasserstoffleitungen ist Wasser wegen Korrosion und Hydratbildung eine risikoreiche Komponente.
Wo wird Feuchte gemessen?
- Kamine und Kanäle: Feuchtekorrektur für Emissionsberechnungen.
- Hochtemperaturöfen und Kessel: Verbrennungsregelung und -optimierung.
- Trocknungs- und Prozessgasleitungen: Kontrolle des Feuchtegehalts.
Das Verfahren für Gasfeuchte
In heißen, feuchten Gasströmen kondensiert Wasserdampf bei der Abkühlung in extraktiven Systemen, was die Messung beeinflusst. Der TDLAS-Ansatz beseitigt dieses Problem: Ein abstimmbarer Diodenlaser misst die charakteristische Absorptionslinie des Wasserdampfs im Gas direkt am Kanal. Da keine Probe entnommen wird, entfallen Kondensation, Leitungsverzögerung und Filterwartung. Manche Laseranalysatoren überwachen über denselben optischen Pfad auch O₂, CO und CH₄ und liefern so an einem Gerät mehrere Parameter für die Verbrennungsregelung.
Feuchteanalysator auswählen
- Prozesstemperatur und -druck; optische Weglänge und Montagepunkt
- Staubbeladung und Fensterverschmutzung
- Eignung für den Ex-Bereich
- Ausgangssignal und Anbindung an das Prozessleitsystem
Gasfeuchtemessung mit Tetra
Tetra liefert die Laseranalysatoren NEO Monitors LaserGas iQ2 und LaserGas II SP. Das Unternehmen übernimmt Montage, Ausrichtung, Inbetriebnahme und Überprüfung der Kalibrierung und bietet regelmäßige Wartung und Ersatzteile.
Häufig gestellte Fragen
In welcher Einheit wird die Feuchte im Rauchgas angegeben?
Gasfeuchte wird meist in Volumenprozent (% vol) oder ppmv angegeben; bei niedrigen Werten wird auch die Taupunkttemperatur verwendet. Bei Emissionsberechnungen dient der Volumenprozentwert direkt zur Umrechnung einer Konzentration von feuchter auf trockene Basis.
Wie wird ein auf feuchter Basis gemessener Emissionswert auf trockene Basis umgerechnet?
Die Konzentration auf trockener Basis ergibt sich, indem die Konzentration auf feuchter Basis durch (1 − Volumenanteil des Wasserdampfs) geteilt wird. Enthält das Gas zum Beispiel 10 Vol.-% Wasserdampf, wird der Feuchtwert durch 0,9 geteilt. Ein Fehler der Feuchtemessung schlägt sich daher unmittelbar im korrigierten Emissionsergebnis nieder.
Wie erfolgen Kalibrierung und Wartung eines TDLAS-Feuchteanalysators?
TDLAS-Analysatoren werden werkseitig kalibriert, und regelmäßige Prüfungen vor Ort erfolgen meist mit einem Referenzgas oder einer Prüfzelle. Der Hauptteil der Wartung besteht darin, die optischen Fenster sauber und die Spülluftversorgung kontinuierlich zu halten. In sehr staubigen Kanälen kann die Lichttransmission sinken, daher wird die Überwachung des Signalpegels empfohlen.
Welche Verfahren werden für die Feuchtemessung bei niedriger Temperatur oder in Erdgas eingesetzt?
Für saubere Gase nahe Umgebungstemperatur sind kapazitive Feuchtesensoren und Taupunktmessgeräte verbreitet. Für Spurenwasser in Leitungen wie Erdgas werden laserbasierte Analysatoren oder Taupunktanalysatoren bevorzugt. Erwarteter Feuchtebereich, Druck und Störungen durch andere Gaskomponenten bestimmen die Wahl des Verfahrens.
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