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Gasanalytik - Applikationen - "Laserspektroskopie - Möglichkeiten und Anwendungen" - Fa.Siemens

 

In-situ diode laser spectroscopy – Possibilities and benefits in process analytics / Siemens User Meeting February 2004
Gunnar Haeffler / Siemens AG

Der Diodenlaser LDS 6 (bisher LDS 3000) ermöglicht die direkte, kontinuierliche , insitu-Messung von heißen Rauchgasen innerhalb von wenigen Sekunden, besonders interessant bei

  • wechselnder Gaszusammensetzung,
  • hohen Prozesstemperaturen
  • und Staubanfall.

Dies resultiert bei vielen Anwendungen in höherer Effektrivität und geringerem Aufwand für Installation und Wartung.

Die Absorptionsspektroskopie wendet für NIR/MIR das Beer-Lambertsche Gesetz an. Der LDS 6 erzeugt hier eine schmale NIR-Linie mit hoher Empfindlichkeit und Selektivität.
Die LDS-Analytik ist zwar grundsätzlich frei von Querempfindlichleiten, jedoch müssen LInienüberlagerungen und die Abhängigkeit der Absorptionslinien von der Temperatur und der Gasmatrix berücksichtigt werden.
Detektierbare Moleküle sind u.a. N02, O2, HF, NH3, CO; jedoch ist unbedingt die optische Pfadlänge zubeachten, die Intensität des resultierenden Absorptionssignals stark beeinflusst.

Die Messanordnung kann drei Messkanäle simultan steuern. Das Laserlicht quert die jeweilige Messstrecke, das Absoptionssignal wird zur Zentraleinheit als optisches Signal zurückgeführt. Dieses wird mit dem Signal einer eingebauten Referenz-Messzelle mit bekannter Gaskonzentration verglichen (Selbstkalibrierung). Die Intensitätsdifferenz beider Linien ist ein Maß für Gaskonzentration im Prozess.

Anwendungsbeispiele

Energieerzeuger / Verbrennungsanlagen
Überwachung und Optimierung von DeNOx-Anlagen durch die Messung des NH3-Schlupfes hinter den SCR und SNCR DeNOx -Einrichtungen.

Müllverbrennungsanlagen
Verbrennungskontrolle bei Öfen und Kesseln. durch die Messung der Sauerstoffkonzentration und der Gastemperatur. Überwachung und Optimierung des Abgasreinigungssystems durch die Messung der Schmutzgase vor und nach den Reinigungsstufen.

Expolionssicherheit (Ex i)
Sofortige und eigensichere Bestimmung der Konzentration von brennbaren Gasen wie CO und CH4 und Überwachung des Sauerstofflevels in Peozessströmen, Tanks oder Silos.

Korrosionsschutz
Schnelle und nicht-intrusive Überwachung der Feuchtigkeit in korrosiven Gasmischungen.

Die bisher schon erreichten prozessanalytischen Vorteile der Lasertechnologie werden in naher Zukunft durch die Reduzierung der Elektronikkosten, der Verwendung von MIR-Frequenzen sowie größerer Rechnerkapazitäten zur Entfaltung von komplexen Gasmischungen weiter verbessert.

Literatur:
1. Vortrag "Neue Möglichkeiten in der Prozesskontrolle und Emissionsmessung" auf dem Symposium Prozessanalytik Wacker Chemie 2002



2.
Download zip-File Lecture Haeffler LDS 6 (1,5 MB)

3 . Vortrag Andrew Lenham: Siemens LDS 3000 Laser Gas Analyser - Excellent Process Analytics and Reliability to date, with some Learning from User Self Inflicted Changes (1,6 MB)

4. Katalogauszug LDS 6 (1 MB)



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