SO₂- und Schwefelmessung mittels UV-Fluoreszenz

Wie funktioniert das UV-Fluoreszenz-Verfahren?

Schwefeldioxid-Moleküle (SO₂) werden angeregt, wenn sie Licht bestimmter Wellenlängen im ultravioletten Bereich absorbieren. Bei der Rückkehr in den Grundzustand senden sie Fluoreszenzlicht größerer Wellenlänge aus. Die Intensität des ausgesandten Lichts ist proportional zur SO₂-Konzentration und wird von einem Photomultiplier gemessen. Bei Analysatoren mit gepulster UV-Quelle wird die Stabilität erhöht, indem das Anregungslicht vom Fluoreszenzsignal getrennt wird.

Für die H₂S-Messung wird die Probe zunächst durch einen beheizten Konverter geleitet, der sie in SO₂ umwandelt; das Ergebnis wird wiederum über die Fluoreszenz gelesen. Mit einem selektiven SO₂-Wäscher lässt sich der H₂S-Wert allein ermitteln. In Gesamtschwefelanalysatoren wird die Probe bei hoher Temperatur verbrannt, alle Schwefelverbindungen wandeln sich in SO₂ um, und das entstandene SO₂ wird über die Fluoreszenz gemessen.

UV-Fluoreszenz: Messgrößen und Einsatzgebiete

Die wichtigsten Einsatzgebiete des Verfahrens sind:

• SO₂- und H₂S-Messstationen in der Außenluft
• H₂S-Überwachung im Umfeld von Raffinerien, in petrochemischen Anlagen sowie bei Abwasser- und Biogasanwendungen
• SO₂-Messung in Rauch- und Prozessgasen
• Gesamtschwefelkontrolle in Raffinerieströmen, Kraftstoffen, LPG- und Gasleitungen
• Schwefelmessung in Mineralölprodukten (SO₂-Fluoreszenz nach Verbrennung)

UV-Fluoreszenz: Stärken und Grenzen

Die UV-Fluoreszenz bietet hohe Empfindlichkeit und schnelles Ansprechen bei niedrigen SO₂-Konzentrationen; da sie nur wenige bewegliche Teile hat, ist der Wartungsbedarf begrenzt. Für die Außenluftmessung wird sie häufig bevorzugt.

Einige Kohlenwasserstoffe und aromatische Verbindungen können die Messung stören; die Analysatoren begegnen diesem Effekt mit einem Kohlenwasserstoffabscheider (Kicker). Feuchte und Partikel in der Probe können den optischen Pfad beeinflussen, daher sind Filtration und korrekte Probenaufbereitung wichtig. H₂S- und Gesamtschwefelmessungen erfordern regelmäßige Kontrollen des Konverters oder Ofens.

Einschlägige Normen

Das UV-Fluoreszenz-Verfahren zur Messung von Schwefeldioxid in der Außenluft ist in EN 14212 festgelegt. Bauartzulassungen werden im Zertifizierungssystem EN 15267 bewertet.

UV-Fluoreszenz: Hinweise zur Geräteauswahl

Entscheidend sind die Zielkomponente (SO₂, H₂S oder Gesamtschwefel), der Messbereich und die Probeneigenschaften. Für Außenluftmessungen im Spurenbereich kommen interne Kalibrieroptionen wie ein Permeationsofen in Betracht, für Prozessanwendungen ATEX-konforme Ausführungen.

Tetra und UV-Fluoreszenz-Analysatoren

Tetra liefert, installiert, nimmt in Betrieb, kalibriert und wartet UV-Fluoreszenz-Analysatoren in der Türkei. Zum Produktspektrum gehören die SO₂-Analysatoren Thermo Scientific 43i und 43iQ, die H₂S-SO₂-Analysatoren 450i und 450iQ sowie der Gesamtschwefelanalysator SOLA iQ für Prozessströme. PAC NSure misst Schwefel und Stickstoff in Mineralölprodukten. Tetra stellt außerdem H₂S- und Schwefelanalysatorsysteme zusammen, die SOLA iQ mit Probenaufbereitung und einem ATEX-Gehäuse verbinden.