THC-Messung mit dem Flammenionisationsdetektor (FID)

Wie funktioniert ein FID?

Ein Flammenionisationsdetektor (FID) verbrennt die organischen Verbindungen einer Probe in einer Wasserstoffflamme. Moleküle mit Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen ionisieren in der Flamme und erzeugen zwischen zwei Elektroden einen messbaren Ionenstrom. Der Strom ist näherungsweise proportional zur Anzahl der Kohlenstoffatome, die die Flamme durchlaufen; das Ergebnis wird daher meist in ppmC als Methan- oder Propanäquivalent angegeben.

Der Detektor nutzt Wasserstoff als Brennstoff und Verbrennungsluft. Bei direkter Probenaufgabe misst das Gerät die Gesamtkohlenwasserstoffe (THC). Wird dem Detektor eine gaschromatographische Säule vorgeschaltet, lassen sich Methan und Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe (NMHC) getrennt messen.

FID: Messgrößen und Einsatzgebiete

Ein FID ist empfindlich für Kohlenwasserstoffe und flüchtige organische Verbindungen (VOC). Wichtigste Einsatzgebiete:

• Emissionsüberwachung und Messung von Gesamtkohlenstoff/THC im Rauchgas
• Überwachung von Methan, NMHC und VOC in der Außenluft
• Messungen auf Deponien, in Biogasanlagen und im Umfeld von Raffinerien
• Erfassung diffuser Emissionen (LDAR) mit tragbaren Geräten

FID: Stärken und Grenzen

Ein FID hat einen großen linearen Bereich und ein schnelles Ansprechen; die Responsefaktoren liegen für viele Kohlenwasserstoffe nahe beieinander. Gegenüber Wasserdampf, CO₂ und Inertgasen ist er nahezu unempfindlich, was die Messung feuchter Proben erleichtert.

Grenzen: Der Detektor benötigt einen brennbaren Brennstoff wie Wasserstoff, was Planung in Bezug auf Standortsicherheit und Gasversorgung erfordert. Da der Responsefaktor je nach Komponente variiert, sind die Ergebnisse als Äquivalente zu interpretieren. Große Änderungen des Sauerstoffgehalts können das Ansprechen beeinflussen. Schwere Kohlenwasserstoffe neigen zur Kondensation, daher werden bei Hochtemperaturanwendungen beheizte Probenleitungen und beheizte Detektoren eingesetzt. Auf teiloxidierte und halogenierte Verbindungen kann ein FID schwächer ansprechen; für solche Zielkomponenten kann ein Photoionisationsdetektor (PID) vorzuziehen sein.

FID: Hinweise zur Geräteauswahl

Bei der Auswahl werden Art der Zielkomponenten (Gesamtkohlenwasserstoffe, Methantrennung oder toxische VOC), Messbereich und Probentemperatur bewertet. Die Gasversorgung mit Brennwasserstoff und Verbrennungsluft sollte für eine sichere Installation in der Anlage vorab geplant werden.

Tetra und FID-Analysatoren

In der Türkei übernimmt Tetra Lieferung, Inbetriebnahme, Kalibrierung und Service von FID-basierten Analysatoren. Zum Produktspektrum gehören der Gesamtkohlenwasserstoffanalysator Thermo Scientific 51i (mit Hochtemperaturoption), der Methan-/Nichtmethan-Kohlenwasserstoffanalysator 55i, der tragbare Analysator für toxische Dämpfe TVA2020 (FID und PID zusammen) und die FID/PID-VOC-Analysatoren der Serie Synspec Alpha. Auch die Gaschromatographen Synspec GC955 können je nach Anwendung mit einem FID-Detektor konfiguriert werden.