Neu­es Dioden­la­ser­spek­tro­me­ter mit opti­ma­ler Verbrennungsregelung

Für den 6. Mai 2021 plant Yoko­ga­wa Electric Cor­po­ra­ti­on die Markt­ein­füh­rung ihres neu ent­wi­ckel­ten durch­stimm­ba­ren Dioden­la­ser­spek­tro­me­ters TDLS8200 als Teil ihrer Pro­dukt­fa­mi­lie OpreX™ Ana­ly­zers. Das neue Pro­dukt zeich­net sich durch die glei­chen nied­ri­gen Instal­la­ti­ons­kos­ten, die hohe Mess­sta­bi­li­tät und die hohe Zuver­läs­sig­keit wie das Vor­gän­ger­mo­dell TDLS8100 aus und kann simul­tan Sauerstoff‑, Koh­len­mon­oxid- und Methan­gas­kon­zen­tra­tio­nen direkt und mit hoher Geschwin­dig­keit mes­sen.

Ent­wick­lungs­hin­ter­grund

Über­schüs­si­ge Luft, die bei der Ver­bren­nungs­re­ge­lung in Heiz­öfen zuge­führt wird, nimmt im Ofen Wär­me auf, bevor sie über den Abgas­schacht aus­tritt. Dies führt nicht nur zu Wär­me­ver­lus­ten, son­dern kann auch gro­ße Men­gen an Stick­oxi­den und Schwe­fel­oxi­den erzeu­gen, die eine Haupt­ur­sa­che für Luft­ver­schmut­zung dar­stel­len. Ande­rer­seits kommt es bei unzu­rei­chen­der Luft­zu­fuhr zu kei­ner voll­stän­di­gen Ver­bren­nung, was zu Ener­gie­ver­lus­ten, der Emis­si­on von Koh­len­mon­oxid und schwar­zem Rauch sowie Rest­me­than führt. Koh­len­mon­oxid und Methan sind brenn­ba­re Gase, die leicht ein explo­si­ves Gemisch mit Luft bil­den kön­nen, wenn sie sich in einem Ofen ansam­meln. Daher müs­sen in Öl- und Gas‑, Elektrizitäts‑, Eisen- und Stahl­wer­ken, Petro­che­mie- und Kera­mik­an­la­gen die Kon­zen­tra­tio­nen von Sauer­stoff, Koh­len­mon­oxid und Methan in den Öfen über­wacht wer­den, um einen effi­zi­en­ten, umwelt­freund­li­chen und siche­ren Ver­bren­nungs­pro­zess zu gewährleisten.

Merk­ma­le

1. Effi­zi­en­te Ver­bren­nung und hohe Sicher­heit durch sta­bi­le, simul­ta­ne Mes­sung von Sauer­stoff, Koh­len­mon­oxid und Methan
Das Haupt­merk­mal ist die dua­le Laser­licht­quel­le und ‑optik, die eine gleich­zei­ti­ge Mes­sung von Sauerstoff‑, Koh­len­mon­oxid- und Methankon­zen­tra­tio­nen für eine effi­zi­en­te Ver­bren­nungs­re­ge­lung ermög­licht. Das Direkt­mess­sys­tem basiert auf dem Ein­satz von Lasern, die ein­fa­cher zu war­ten sind als her­kömm­li­che Pro­benah­me­sys­te­me und robus­ter sind als kata­ly­sa­tor­ba­sier­te Sen­so­ren. Dies sorgt für eine sta­bi­le, simul­ta­ne und ver­lust­freie Mes­sung der Sauer­stoff- und Kohlenmonoxid-Konzentrationen.
 
2. Ein­fa­cher Aus­tausch von Probenahmesystemen
Das neue Pro­dukt ist ein ein­fach zu instal­lie­ren­des Dioden­la­ser­spek­tro­me­ter mit In-situ-Son­de. Vor­han­de­ne Pro­benah­me­sys­te­me kön­nen schnell und ein­fach aus­ge­tauscht wer­den, das an der glei­chen Öff­nung wie das vor­he­ri­ge Gerät instal­liert wer­den kann. Da Pro­ben­ent­nah­me- oder ‑auf­be­rei­tungs­sys­te­me über­flüs­sig sind, wird nur wenig Stell­flä­che benötigt.
 
3. Geplan­te zwei­te Ver­si­on für Mes­sun­gen in Umge­bun­gen mit Tem­pe­ra­tu­ren von bis zu 850°C
Das ab dem 6. Mai 2021 erhält­li­che Spek­tro­me­ter ist für hohe Tem­pe­ra­tu­ren von 600°C aus­ge­legt und eig­net sich somit aus­ge­zeich­net für den Ein­satz in Kes­seln und Abgas­ka­nä­len. Eine zwei­te Ver­si­on des TDLS8200 für Mes­sun­gen bei Tem­pe­ra­tu­ren bis zu 850℃ wie z.B. beim Ein­satz in Heiz­öfen soll noch in die­sem Jahr auf den Markt kommen.

Laser­ge­stütz­te Gas­ana­ly­sa­to­ren von Yoko­ga­wa

Die laser­ge­stütz­ten Gas­ana­ly­sa­to­ren von Yoko­ga­wa funk­tio­nie­ren nach dem Prin­zip der durch­stimm­ba­ren Dioden­la­ser­spek­tro­sko­pie (TDLS) zur Kon­zen­tra­ti­ons­be­stim­mung bei Gasen. Sie bie­ten eine erst­klas­si­ge Echt­zeit­leis­tung, da sie an Kanä­len instal­liert wer­den und kein Pro­benah­me­sys­tem benö­ti­gen, sodass sie Kon­zen­tra­tio­nen direkt und mit hoher Geschwin­dig­keit mes­sen kön­nen. Sie ver­wen­den eine Spek­tral­be­reichs­me­tho­de, bei der die Gas­kon­zen­tra­ti­on aus dem Bereich in einem Licht­ab­sorp­ti­ons-Ver­tei­lungs­dia­gramm berech­net wird – das ermög­licht eine prä­zi­se und sta­bi­le Kon­zen­tra­ti­ons­mes­sung auch in einer Umge­bung mit Tem­pe­ra­tur- und/oder Druck­schwan­kun­gen oder in Anwe­sen­heit von ande­ren Gas­ar­ten oder gro­ßen Men­gen an Staub.
Seit ihrer Markt­ein­füh­rung im Jahr 2008 haben sich die Laser­gas­ana­ly­sa­to­ren von Yoko­ga­wa auf­grund ihrer hohen Zuver­läs­sig­keit und Leis­tung auch in schwie­rigs­ten Umge­bun­gen welt­weit durch­ge­setzt. Bis­her hat­te Yoko­ga­wa zwei Model­le im Pro­gramm: das TDLS8000 und das TDLS8100. Ers­te­res ist mit einer sepa­ra­ten Laser­licht­quel­le und einem Detek­tor aus­ge­stat­tet und eig­net sich für die Kon­zen­tra­ti­ons­mes­sung bei Hoch­tem­pe­ra­tur- und Hoch­druck­ga­sen auch bei hoher Staub­be­las­tung. Das TDLS8100 ist in der Lage, die Kon­zen­tra­ti­on von Gasen zu mes­sen, deren Durch­fluss­ra­te im Bereich von 1 bis 30 Metern pro Sekun­de liegt. Durch die Ergän­zung die­ser Rei­he um ein drit­tes Modell ist nun auch die simul­ta­ne Mes­sung von meh­re­ren Gas­ar­ten möglich.