Übersicht
Dieses TDLAS-Feuchtemessgerät (auf der Basis der abstimmbaren Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie) ist ein optisches Hochleistungsinstrument, das speziell für Prozesse mit starken Schwankungen des Feuchtegehalts entwickelt wurde. Dank eines Hochtemperatur-Begleitheizungssystems (für Temperaturen bis zu 220 °C) verhindert das Gerät zuverlässig Störungen durch Kondensation. Es findet breite Anwendung bei der Bestimmung des Endpunkts von Chargenprozessen in Wirbelschichttrocknern (z. B. in der Pharmaindustrie oder bei der Katalysatorherstellung), bei der Überwachung von Synthesegas während der Kohlevergasung sowie bei der Echtzeitüberwachung während des Anfahrens von Prozesskreisläufen und bei Dampfspülvorgängen.
Messprinzip
Das Messprinzip der hochpräzisen Laserabsorptionsspektroskopie beruht auf der Absorption von Licht einer bestimmten Wellenlänge durch das nachzuweisende Molekül.
Dabei werden – abgestimmt auf die jeweiligen Gasmoleküle – Laserlichtquellen unterschiedlicher Wellenlängen eingesetzt; anschließend wird am Detektor die Intensität des transmittierten Lichts (I) sowie des einfallenden Lichts (I0) gemessen (Lambert-Beersches Gesetz), um die aktuelle Gaskonzentration in der Messkammer zu bestimmen.
Anwendungen
• Chargenweise Trocknungs- und Kalzinierungsprozesse (Pharmazeutika, Katalysatoren, Polymere)
Erkennung des Trocknungsendpunkts über den gesamten Kurvenverlauf: Bei chargenweisen Wirbelschichttrocknern oder Kalzinierungsanlagen für Katalysatoren enthält das anfängliche Abgas hohe Konzentrationen an verdampfter Feuchtigkeit (bis zu 20–30 Vol.-%). Mit fortschreitender Trocknung des Produkts sinkt der Feuchtigkeitsgehalt stark ab. Anlagenbetreiber müssen präzise bestimmen, wann der Feuchtigkeitswert unter 1.000 ppm oder 5.000 ppm fällt, um den Chargenprozess zu beenden und eine Übertrocknung zu vermeiden.
Warum dieser Messbereich ideal ist: Ein einziger TDLAS-Analysator deckt den gesamten Trocknungsverlauf ab – er kann Spitzenwerte von 30 % zu Beginn ohne Sensorsättigung messen und gleichzeitig den Endpunkt unter 5.000 ppm während der Trocknungsphase präzise erfassen, wodurch ein Instrumentenwechsel entfällt.
• Kohlevergasung und Synthesegas-Reinigungskreisläufe
Prozessüberwachung von feuchtem zu trockenem Synthesegas: Rohsynthesegas, das einen Nasswäscher verlässt, ist mit Wasserdampf gesättigt (typischerweise 10–30 Vol.-%). Nach Kühlung, Gas-Flüssigkeits-Trennung und Glykol-Trocknung wird der Feuchtigkeitsgehalt auf die für Trockengas geltenden Grenzwerte (5.000 ppm oder niedriger) reduziert.
Warum TDLAS: TDLAS-Geräte werden an verschiedenen Stellen des Reinigungskreislaufs eingesetzt. Ihre Fähigkeit zur Messung hoher Konzentrationen ermöglicht die Überwachung des feuchten Rohgases, während der Bereich bis 5.000 ppm die Qualität des fertigen trockenen Synthesegases verifiziert; zudem ist die Technologie unempfindlich gegenüber Verunreinigungen durch hohe Schwefel- (H2S) und Teergehalte.
• Inbetriebnahme von Raffinerie- und petrochemischen Anlagen (Dampfspülung und Stickstoffüberlagerung)
Überwachung des Übergangs von Dampf zu Trockengas: Vor der Inbetriebnahme chemischer Reaktoren (z. B. Anlagen für das katalytische Wirbelschichtcracken/FCC) werden Gaskreisläufe zur Reinigung der Leitungen mit Dampf gespült (Feuchtigkeit >20 %), gefolgt von einer Spülung mit hochreinem Stickstoff, um das System auf sichere Betriebswerte (5.000 ppm oder niedriger) zu trocknen.
Warum andere Sensoren ungeeignet sind: Herkömmliche Spurenfeuchtesensoren (auf Aluminiumoxid-Basis) halten den Betriebsbedingungen während der Dampfspülphase nicht stand und erfordern eine physische Abtrennung vom Prozessstrom. Dieser TDLAS-Sensor mit großem Messbereich kann während des gesamten Prozesses im Betrieb bleiben und das Bedienpersonal sicher durch den Übergang von der „Nassdampf“-Phase zur „vollständig trockenen“ Betriebsphase führen.
Messgase und Messbereiche
• H2O: 0 ~ 5000ppm bis 30%
Weitere Informationen finden Sie im Laser-Spektroskopie-Analysator.