Viel­sei­ti­ge Feuch­te­mes­sun­gen in feuch­ten und tro­cke­nen Prozessen

Sehr oft ist die ein­fachs­te Lösung die bes­te. Im Bereich der Tech­no­lo­gie ist es ein­fach, sich von einer neu­en Idee begeis­tern zu las­sen, die augen­schein­lich grö­ße­re Vor­tei­le ver­spricht, doch häu­fig wiegt der Auf­wand den Nut­zen auf.

Die Feuch­te­re­ge­lung in Pro­zess­an­wen­dun­gen bie­tet hier­für ein gutes Bei­spiel. In den letz­ten Jah­ren wur­den eini­ge neue Sen­sor­tech­no­lo­gien für Spu­ren­feuch­te vor­ge­stellt, so wie Deri­va­te von laser­ba­sier­ter Spek­tro­sko­pie, jede für sich bedeut­sam. Lei­der ist die Basis­funk­tio­na­li­tät nicht immer so leis­tungs­stark wie bei der bewähr­ten Alu­mi­ni­um­oxid- oder Kera­mi­schen Sensortechnologie.

Wäh­rend das eigent­li­che Sen­sor­prin­zip ein­fach bleibt, pro­fi­tiert die Tech­no­lo­gie von einem umfang­rei­chen Wis­sen und prak­ti­scher Erfah­rung. Dadurch hat sich die neu­es­te Genera­ti­on von kera­mi­schen und Alu­mi­ni­um­oxid basier­ten Sen­so­ren erheb­lich ver­bes­sert, seit die ers­ten Ver­sio­nen auf dem Markt ver­füg­bar waren. Da es sich um eine eta­blier­te Tech­no­lo­gie han­delt, sind die Instal­la­ti­ons- und War­tungs­kos­ten deut­lich nied­ri­ger als bei kom­ple­xen Ana­ly­sa­to­ren. Zusätz­lich bekommt der Anwen­der die Sicher­heit, dass bei Pro­ble­men leicht eine zustän­di­ge Per­son mit ent­spre­chen­den Fähig­kei­ten und Wis­sen zur Lösung gefun­den wer­den kann.

Kera­mi­sche Sen­so­ren stel­len die am viel­sei­tigs­ten ein­setz­ba­re Sen­sor­tech­no­lo­gie für die Pro­zess­feuch­te dar. Der Mess­be­reich deckt +20 bis ‑100°C Tau­punkt ab, was ca. 23,000 ppmV bis zu weni­ger als 10 ppb (parts per bil­li­on) Feuch­te­kon­zen­tra­ti­on ent­spricht. Das bedeu­tet, dass die dyna­mi­sche Mes­sung über einen Bereich von bis zu neun Zeh­ner­po­ten­zen mit nur einem Sen­sor mög­lich ist.

Für die Spu­ren­feuch­te­mes­sung in Koh­len­was­ser­stoff Flüs­sig­kei­ten stel­len sie immer noch die ein­zi­ge effek­ti­ve Online Mess­me­tho­de dar. Ein wei­te­rer ein­zig­ar­ti­ger Vor­teil, den Tau­punkt unter vol­lem Pro­zess­druck zu mes­sen, ist gera­de für Hoch­druck Gas­lei­tun­gen von Vor­teil. Unter­neh­men der Gas­in­dus­trie legen oft ein maxi­ma­les Tau­punkt­li­mit unter Pro­zess­druck fest, wel­ches direkt und ohne Umrech­nung gemes­sen wer­den kann, im Gegen­satz zu berech­ne­ten Grö­ßen aus der bei atmo­sphä­ri­schem Druck gemes­se­nen Feuch­te­kon­zen­tra­ti­on. Dies ist ein kla­rer Vor­teil für die Ver­trags­part­ner. Eini­ge der häu­figs­ten Kri­tik­punk­te an kera­mi­schen Feuchte­sen­so­ren sind irrele­vant für vie­le Pro­zess­an­wen­dun­gen. Bei­spiels­wei­se kön­nen TDLAS und QCM Ana­ly­sa­to­ren mit einer höhe­ren Genau­ig­keit mes­sen. Für die meis­ten Erd­gas oder Koh­len­was­ser­stoff ver­ar­bei­ten­den Pro­zes­se ist eine Genau­ig­keit von ±1°C oder ±2°C Tau­punkt völ­lig ausreichend.

Die Ansprech­zeit wird eben­falls als Schwach­stel­le von Alu­mi­ni­um­oxid-Sen­so­ren genannt, spe­zi­ell weil sie Zeit zum Trock­nen nach einer Anfeuch­tung benö­ti­gen. Aber auch die­ses Ver­hal­ten muss im Kon­text mit der Anwen­dung betrach­tet wer­den. Obwohl ein TDLAS Ana­ly­sa­tor in Sekun­den reagie­ren kann, wo ein kera­mi­scher Sen­sor Minu­ten braucht, ist die Ansprech­zeit des kera­mi­schen Sen­sors für vie­le Anwen­dun­gen aus­rei­chend. Wich­ti­ger ist die Spe­zi­fi­ka­ti­on und Instal­la­ti­on eines adäqua­ten Auf­be­rei­tungs­sys­tems, da dies einen grö­ße­ren Effekt auf das Ansprech­ver­hal­ten hat als die ein­ge­setz­te Tech­no­lo­gie des Analysators.

Zusam­men­fas­send kann man sagen – es gibt Anwen­dun­gen, in denen die spe­zi­fi­schen Merk­ma­le eines TDLAS oder QCM Ana­ly­sa­tors die zusätz­li­chen Kos­ten recht­fer­ti­gen. Für eine nen­nens­wer­te Anzahl von Anwen­dun­gen in Erd­gas und Koh­len­was­ser­stoff ver­ar­bei­ten­den Pro­zes­sen stellt der Ein­satz von kera­mi­schen Feuchte­sen­so­ren eine kos­ten­ef­fek­ti­ve und adäqua­te Lösung dar. Die Tech­no­lo­gie hat sich in vie­len Jah­ren bewährt und gibt dem Anwen­der die erfor­der­li­che Sicher­heit zum Erhalt zuver­läs­si­ger Messwerte.