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Technologie-Index - Gasanalytik

 

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Gasanalytik - Applikationen - "Schnelle Bestimmung von Luftbedarf, Wobbe-Index, Heizwert ind industriellen Anfallgasen" - Fa.AMS

 

AMS Kundenorientierte Lösungen


Brennwert : massenbezogener Energiewert in kJ/kg

Heizwert : volumenbezogener Energiewert in kJ/l

 

Beispiel Fackelgase
Chemische, petrochemische und die Stahlindustrie erzeugen fortwährend Gase, die ungenutzt die ihnen innewohnende ihre Energie mit in die Atmosphäre nehmen.

Quellen für Fackelgase gibt es ausreichend:

  • Raffinerien, Biogasanlagen
  • Hochöfen, Konverter oder Kokereien
  • Anlagen zur Herstellung von Gasgemischen mit vorgegebener Qualität
  • Prozesse, wo die Gaszusammensetzung die Flamme und die Produktqualität beeinflusst

Das Ziel muss also sein

Nutzung des Energieinhaltes von Fackelgasen zur Erzeugung von elektrischer Energie oder zur Gewinnung von Prozesswärme

Was verlangt die die verarbeitende Industrie?

Konstante und geregelte Enegiezufuhr zur
Minimierung der Kosten und Emissionen

Wo sind hier die praktischen Probleme?:

Der Energieinhalt eines Fackelgases muss
schnell, zuverlässig und kontinuierlich
bestimmt werden (durch die Bestimmung seines "Luftbedarfs")

Die Zusammensetzung der Fackelgase unterliegt starken Schwankungen:
Aber gerade die im Prozessbetrieb anfallenden Gase zeigen extreme Schwankung in der Zusammensetzung, welche dann auch noch innerhalb einiger Sekunden von wenigen MJ/m3 auf Werte über 100 MJ/m3. Aber gerade die im Prozessbetrieb anfallenden Gase zeigen extreme Schwankung in der Zusammensetzung, welche dann auch noch innerhalb einiger Sekunden von wenigen MJ/m3 auf Werte über 100 MJ/m3 steigen bzw. fallen kann. Dies entspricht einer Schwankungsbreite von Schwachgas bis Propan. steigen bzw. fallen kann. Dies entspricht einer Schwankungsbreite von Schwachgas bis Propan.

CH4
C2H4
C3H6
C3H8
C4+
CO2
H2
N2
C5+
Min [Vol%]
1
0,9
2
0,2
0,1
4,6
2
3
0,1
Max [Vol%]
30
73
46
2,2
14,2
6,6
51,5
66
1,5

Die Messaufgabe ist also die schnelle Messung des Luftbedarfs und des Wobbe-Index des Einsatzgases und der (relativen) Dichte des Einsatzgases, online und kontinuierlich im Prozessbetrieb.

Chromatografische Lösungen sind bekannt, aber sind sie auch schnell bei über 250 Gaskomponenten?

Das RHADOX-Messsystem von AMS bietet hier eine Gerätefamilie, die mit rein physikalischen Messmethode die , die mit ungewöhnlich schneller Ansprechzeit Gase mit einer großen Spanne in der Zusammensetzung auf seine kalorischen Kenngrößen

-stöchiometrischer Luftbedarf - Wobbe-Index - spezifische Dichte - Heizwert bzw. Brennwert

und damit auf seine kalorische Qualität untersucht:

Ansprechzeit ca. 3 s und T90-Zeit 10 - 20 s (gasartabhängig)
Messbereich Luftbedarf 0 ... 30 m3 Luft pro m3 Gas
Messbereich Wobbe-Index 0 ... 120 MJ/m3
Messbereich Brennwert 0 ... 35 kWh/m3
Messbereich Normdichte 0,3 ... 2,8 kg/m3
(Restsauerstoffmessung mit katalytischem Reaktor)

Das Messgerät RHADOX

  • Im RHADOX wird die Bestimmung des Wobbe-Index auf die Messung einer einzigen Größe, die der Restsauerstoffkonzentration, zurück geführt.
  • Gleizeitig erfolgt im Messgerät die Bestimmung der (relativen) Dichte des Einsatzgases aus der Messung der Sauerstoffkonzentration im gemischten, aber unverbrannten Gas.
  • Ein Kalorimeterraum ist nicht erforderlich, da der Einfluss der Umgebungstemperatur vernachlässigbar ist
  • Ansprechzeit ca. 3 s und T90-Zeit 10 - 20 s (gasartabhängig)
  • Wiederholbarkeit besser als 0,15% vom Istwert
  • Halbautomatische Kalibrierung mit automatischer Prüfung auf Plaisibilität, Drift und Reproduzierbarkeit
  • O2-Korrektur für konditionierte Brenngase
  • Einsatz des Gerätes in Ex-Zone 1 und 2 möglich (ATEX II 2G Ex px IIB+H2 T4 Gb X (Ex-Zone 1)
    ATEX II 3G IIB+H2 T3 (Ex-Zone 2))

Weltweiter Einsatz
Messeinrichtungen zur schnellen Bestimmung von Wobbezahl und stöchiometrischem Luftbedarf in Anfallgasen befinden sich an mehreren Raffinerie- und Chemie-Standorten in Deutschland, in Norwegen, Spanien, Kuwait, Südafrika und in China im Einsatz.
Neben der Schnelligkeit der Messungen werden der geringe Wartungsbedarf und die Langzeit-Stabilität der Geräte von den Anwendern besonders geschätzt.


 

 

 

Wobbe-Index als Funktion des stöchiometrischen Luftbedarfs

 

 

RHADOX-Messsystem zur Bestimmung
der kalorischen Werte von
Fackelgas in einem Chemiebetrieb

 

 

Hier im Analytic Journal

 

 


AMS Analysen-, Mess- und Systemtechnik GmbH
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D-69234 Dielheim  

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