Übersicht
Der Wärmeleitfähigkeitsanalysator zur Bestimmung der Stickstoffkonzentration (N2) in Prozent (%) basiert auf der bewährten und hochstabilen Wärmeleitfähigkeitsmessung (TCD). Er findet breite Anwendung bei der Mischung von Schutzgasen für die Wärmebehandlung von Metallen, der Überwachung von Prozessgasen bei der Ammoniaksynthese, der Online-Reinheitskontrolle von Stickstoff in Luftzerlegungsanlagen (ASU) sowie der Überprüfung von Gasgemischen bei der Verpackung unter Schutzatmosphäre (MAP). Durch die präzise Online-Messung von N2-Konzentrationen in binären oder quasi-binären Gemischen (wie N2/H2, N2/Ar oder N2/CO2) ermöglicht das Gerät die Regelung von Ofenatmosphären und die Bewertung von Gastrennkolonnen und dient somit als unverzichtbares Instrument für Prozessoptimierung und Qualitätskontrolle.
Prinzip
Wenn das Probengas in die Wärmeleitfähigkeitszelle eintritt, sorgt ein Thermistor oberhalb der Membran für eine konstante Temperatur. Dadurch bildet sich ober- und unterhalb der Membran ein kleiner Hohlraum, in den das Messgas diffundieren kann. Der durch die Wärmeleitfähigkeit des Probengases verursachte Wärmeverlust wird durch Erwärmung kompensiert. Die zur Aufrechterhaltung der Membrantemperatur benötigte Leistung entspricht der Wärmeleitfähigkeit des Messgases.
Anwendungen
• Wärmebehandlung von Metallen & Glühatmosphären
Mischen von Formiergas (N2/H2-Gemische): Kontinuierliche Messung des Stickstoffanteils in kundenspezifischen N2/H2-Glühatmosphären zur Gewährleistung exakter Mischungsverhältnisse; dies verhindert Oxidation durch zu geringen Wasserstoffgehalt sowie Explosionsgefahren durch zu hohen Wasserstoffgehalt.
Blankglüh- & Einsatzhärteöfen: Echtzeit-Überwachung von Stickstoff als Spül- und Verdünnungsgas in industriellen Hochtemperaturöfen zum Schutz von Bauteilen aus Stahl, Kupfer und Aluminium vor Oxidation.
• Chemische Synthese & Anlagen zur Ammoniaksynthese
Optimierung der Einsatzstoffe für die Ammoniaksynthese: Kontinuierliche Überwachung der Stickstoffkonzentration (neben Wasserstoff) im Synthesekreislauf, um das für maximale Anlagenausbeute und optimale Katalysatorstandzeit erforderliche stöchiometrische Verhältnis von 3:1 (H2:N2) einzuhalten.
Überwachung von Spülgas & Brennwert: Messung des Stickstoffballasts in den Spülgasströmen des Synthesekreislaufs, bevor diese in Brenngasnetze oder Rückgewinnungsanlagen geleitet werden.
• Luftzerlegungsanlagen (ASU) & Großproduktion von Gasen
Überwachung der Produktreinheit (Stickstoff): Online-Kontrolle des Stickstoffgehalts am Auslass von kryogenen Destillationskolonnen, Druckwechseladsorptionsanlagen (PSA) oder Membrantrennsystemen.
Diagnose der Zwischendestillation: Überwachung des Stickstoffdurchbruchs in sauerstoff- oder argonreiche Prozessströme zur dynamischen Anpassung der Parameter der Destillationskolonne.
• Verpackung unter Schutzatmosphäre (MAP) für Lebensmittel & Pharmazeutika
Gasmischung für Lebensmittelverpackungen: Hochpräzise Online-Kontrolle binärer Gasgemische (N2/CO2 oder N2/O2), die in Verpackungen für frische Lebensmittel, Snacks und Fleisch eingeleitet werden, um Sauerstoff zu verdrängen, das mikrobielle Wachstum zu hemmen und die Haltbarkeit der Produkte zu verlängern.
Spülen von Pharma-Fläschchen: Überprüfung der Stickstoffkonzentration in sterilen Abfülllinien für flüssige Arzneimittelbehälter, um die Oxidation von Wirkstoffen zu verhindern.
• Sicherheitsspülungen in der Petrochemie & Raffinerietechnik
Überlagerung & Fackel-Sammelleitungen: Kontinuierliche Überwachung der Stickstoffreinheit in Überlagerungszonen von Lagertanks, bei Spülvorgängen während der Wartung von Kohlenwasserstoffbehältern sowie in Spülströmen von Fackelleitungen, um eine zuverlässige Inertisierung und die Einhaltung von Sicherheitsgrenzwerten (unterhalb der Explosionsgrenze) zu gewährleisten.
Messkomponenten und Messbereiche
• N2: 0 ~ 10 bis zu 100 Vol.-%
Weitere Informationen finden Sie im Wärmeleitfähigkeitsgasanalysator.