Kontinuierliche Emissionsüberwachung

Luftverschmutzung durch schwarz rauchende Fabrikschornsteine, ein Anblick, der dank moderner Anlagentechnik zum Glück selten geworden ist. Dennoch verursacht die Industrie auch heutzutage noch die meisten umweltschädlichen Schadstoffe.

Die Regulierungsbehörden schreiben weltweit strenge Emissionsgrenzwerte für viele Luftschadstoffe vor, darunter HCl (Salzsäure) und NH3 (Ammoniak). Um das Einhalten der Grenzwerte sicherzustellen, werden die Abgase der emittierenden Industrien kontinuierlich überwacht und gemeldet. Die Betreiber sind aufgrund dessen gezwungen, ihre Verfahren zu verbessern, sauberere Brennstoffe zu verwenden oder dem industriellen Prozess nachgeschaltete Abgasreinigungsanlagen zur Reduzierung von HCl oder NH3 hinzuzufügen.

Internationale Normen für verlässliche Messtechnik

Für Industrieanlagen, die einer kontinuierlichen Überwachung unterliegen, ist vor allem die DIN EN 15267 massgebend. In der Europäischen Union dürfen Betreiber ausschliesslich Messtechnik verwenden, die nach dieser Norm zertifiziert ist (Zertifizierung QAL-1).

In der Norm sind die zu messenden Schadstoffe und deren untere Grenzwerte definiert, die von der Messtechnik nachzuweisen sind. Darüber hinaus erleichtert die Zertifizierung den Zugang zu internationalen Märkten. Bei der Entwicklung des Axetris-Laser-Gasdetektors LGD F200 wurde von Beginn an darauf geachtet, die Anforderungen der Richtlinie zu erfüllen. Denn das erleichtert den Systemintegratoren, die notwendige Zertifizierung für ihr Gesamtsystem zu erlangen. Werden die LGD-Module von Axetris korrekt integriert, sind sie perfekt für kontinuierliche Messungen und jahrelangen Einsatz geeignet. Ein auf die Anwendung optimierter Mess-Algorithmus verhindert Messabweichungen durch Drift. Dies selbst dann, wenn keine Zielgase vorhanden sind. Durch die optische, berührungslose Messung und die Langzeitstabilität werden Wartungsintervalle auf ein Minimum reduziert.

Zusätzliche Feuchtemessung mit einem Sensormodul

Bei allen industriellen Verbrennungsprozessen reagieren Substanzen chemisch mit Sauerstoff. Bei dieser Reaktion entstehen neben etlichen Schadstoffen auch Kohlendioxid und Wasser. Das Gasgemisch, das aus den Schornsteinen von Industrieanlagen entweicht, enthält also immer eine gewisse Menge Feuchtigkeit.

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Die Messwerte für die kontinuierlichen Emissionsmessungen müssen jedoch immer für das trockene Gasgemisch gemeldet werden. Für diese Angaben muss die Menge an Feuchtigkeit im Gemisch bekannt sein. Es gibt zwei Wege, diesen Wert zu bestimmen: einerseits durch Kalkulation mit Hilfe von O2-Messgeräten oder durch die direkte Messung der Feuchte. Für eine O2-Messung werden üblicherweise Sensoren eingesetzt, die auf einer chemisch-reaktiven Messung beruhen. Bei diesen Techniken kommt es oft zu einem altersbedingten Drift und einer Abnutzung des Sensors durch die chemische Reaktion. Daher sind diese Sensoren oft sehr wartungsanfällig und müssen in regelmässigen Abständen ausgetauscht werden. Mit dem LGD F200 von Axetris ist es möglich, neben NH3 oder HCl als eigentliches Zielgas zusätzlich die Feuchtigkeit im Gasgemisch zu bestimmen. Durch die Möglichkeit, den Laser über einen kleinen Spektralbereich zu scannen, können zwei Gase gleichzeitig gemessen werden. Ein zweiter Sensor ist daher nicht nötig und die Notwendigkeit der nachfolgenden, aufwändigen Kalkulation des Feuchtegehalts entfällt.

Extraktive versus In-situ-Messung

Bei der kontinuierlichen Messung von Abgasen gibt es zwei unterschiedliche Varianten von Messsystemen. Die einen messen direkt im Abgasstrom von Schornsteinen, die sogenannten In-situ-Systeme. Die anderen messen in einem extraktiven Strom, der vom Abgasstrom im Schornstein abgezweigt wird (extraktive Systeme).

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Beide Varianten haben, je nach Bedarf und Einsatzzweck, Vor- und Nachteile und auf jeden Fall ihre Berechtigung. In der stark von Regulatorien getriebenen kontinuierlichen Emissionsmessung müssen die Systeme in regelmässigen Abständen gewartet werden. Teilweise sind auch Kontrollen und Testmessungen durch externe Stellen notwendig. Hier sind Systme mit einer extraktiven Messung vorteilhafter, weil sie meist in gut zugänglichen Schränken an den Schornsteinen untergebracht sind. Zudem lassen sich die Messbedingungen in einem extraktiven Systemen besser kontrollieren, was wiederum zu verlässlicheren Ergebnissen führt. Mit dem Laser-Gasdetektor LGD F200 hat Axetris ein Messsystem entwickelt, das sich perfekt für die extraktive Messung unter rauen Industriebedingungen eignet.