Gasanalyse mittels Prozess-Massenspektrometrie
Das Prinzip der Prozess-Massenspektrometrie, Anwendungen der Mehrkomponenten-Gasanalyse und die von Tetra angebotenen Prima-PRO-Systeme.
Mit diesem Verfahren gemessene Größen: Prozessgaszusammensetzung
Wie funktioniert die Massenspektrometrie?
Ein Massenspektrometer ionisiert die Moleküle einer Probe, trennt die Ionen nach dem Masse-Ladungs-Verhältnis und misst den Strom jeder Ionengruppe. Die Probe wird unter Vakuum in eine Ionenquelle geführt und durch Elektronenbeschuss ionisiert. In einem Magnetsektor-Analysator werden die Ionen entsprechend ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis auf unterschiedliche Bahnen getrennt.
Ein Faraday-Detektor misst den Ionenstrom für jede Masse. Aus dem Massenspektrum wird die Konzentration jeder Komponente in der Probe berechnet. In Prozessanwendungen vereint das Gerät Vakuumpumpe, temperaturgeregelte Ionenquelle, eingebetteten Prozessor und Mehrstrom-Probenwähler in einem Gehäuse.
Die Prozess-Massenspektrometrie: Messgrößen und Einsatzgebiete
Das Verfahren kann viele Gaskomponenten gleichzeitig messen und analysiert verschiedene Probenströme nacheinander. Wichtigste Einsatzgebiete:
- Überwachung der Prozessgaszusammensetzung in petrochemischen und chemischen Anlagen
- Kreislaufgaskontrolle bei Ammoniak-, Methanol- und ähnlichen Syntheseprozessen
- Düngemittel- und Wasserstoffproduktionsanlagen
- Raffineriegasströme und Qualitätskontrolle
- Überwachung von Verunreinigungen in der CO₂-Produktion
Die Prozess-Massenspektrometrie: Stärken und Grenzen
Da ein Massenspektrometer viele Gase und viele Probenahmestellen mit einem Gerät messen kann, kann es eine große Zahl einzelner Analysatoren ersetzen. Die Ansprechzeit ist kurz, und es deckt einen großen Konzentrationsbereich ab. Die gleichzeitige Messung ermöglicht eine schnellere Prozessregelung.
Grenzen: Zur Trennung von Komponenten mit gleichem Masse-Ladungs-Verhältnis sind Berechnungen zur Spektrenauflösung erforderlich. Das Gerät benötigt dauerhaft Vakuum und regelmäßige Kalibrierung. Probenahme- und Aufbereitungssystem beeinflussen die Messqualität unmittelbar. Die Installation erfordert Planung hinsichtlich Ex-Zonen-Einstufung und geeigneter Schrankauslegung.
Die Prozess-Massenspektrometrie: Hinweise zur Geräteauswahl
Bei der Auswahl werden Komponentenliste, Anzahl der Probenströme, Messzykluszeit und Ex-Anforderungen festgelegt. Vakuumsystem, Kalibriergase und Auslegung der Probenleitung werden in der Installationsphase gemeinsam geplant.
Tetra und Massenspektrometer
Tetra liefert, installiert, nimmt in Betrieb und wartet Prozess-Massenspektrometer in der Türkei. Zum Produktspektrum gehört das Prozess-Massenspektrometer Thermo Scientific Prima PRO Ex mit Magnetsektor-Analysator, Faraday-Detektor und ATEX/IECEx-Zone-1-Spüloption. Tetra liefert dieses Gerät auch mit Probenvorbereitung und Schrankintegration als Prozessgassysteme, etwa zur CO₂-Reinheitsüberwachung.
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