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Gasanalytik

Orientierungshilfe für Gasanalysen

| Autor/ Redakteur: Ruth Lindley und Jeff Gunnell / Dr. Jörg Kempf

Für welche Gasanalysetechnologie sollten Sie sich entscheiden? Sowohl Quantenkaskadenlaser als auch Gaschromatographen sind ausgezeichnete Geräte für die industrielle Gasanalyse. Der Beitrag vergleicht beide Verfahren und erklärt, welche Technologie sich für welche Anwendung am besten eignet.

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Um gesetzliche Vorschriften einzuhalten, ist die kontinuierliche Emissionsüberwachung von Kohlenwasserstoffen, Schwefelwasserstoff, Stickoxiden & Co. unabdingbar.
Um gesetzliche Vorschriften einzuhalten, ist die kontinuierliche Emissionsüberwachung von Kohlenwasserstoffen, Schwefelwasserstoff, Stickoxiden & Co. unabdingbar.
(Bild: © Ralf Geithe/Fotolia.com; [M]-Götzelmann)

Produktivitätssteigerung, Emissionskontrolle und Qualitätssicherung stellen Herausforderungen dar, mit denen Prozessanlagenbetreiber täglich konfrontiert sind und die im Fokus von Behörden stehen. Veränderungen bei Prozessen, Vorschriften und Personalbedingungen zwingen Ingenieure, Spezialisten und Techniker in jedem Industriezweig zur Suche nach leistungsstarken und gleichzeitig einfach anzuwendenden Technologien, welche die Wirksamkeit der Gasanalyse sowie des Gesamtbetriebs verbessern können.

Die Auswahl der am besten geeigneten Technologie für jede einzelne Anwendung ist dabei von entscheidender Bedeutung. Bei der großen Auswahl an Technologien auf dem Gasanalysemarkt kann es jedoch schwierig sein, die passende für jede einzelne Messanforderung zu bestimmen. Der Beitrag gibt eine Orientierungshilfe für die Entscheidung zwischen zwei beliebten Messverfahren: Gaschromatograph (GC) und Quantenkaskadenlaser (QCL).

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Beide Verfahren bieten hohe Empfindlichkeit und Genauigkeit, aber abhängig von der jeweiligen Anwendung und den Messanforderungen ist das eine Verfahren dem anderen vorzuziehen. Der Preis von Quantenkaskadenlasern und Gaschromatographen ist ähnlich, und beide bieten eine Mehrkomponentenfunktionalität. Daher sollte die Wahl zwischen den beiden Verfahren nach der für die jeweilige Anwendung erforderlichen Analyse getroffen werden.

Gaschromatograph

Die Gaschromatographie ist eine der am weitesten verbreiteten Methoden für die Analyse von Kohlenwasserstoffgemischen. Zu ihren Vorteilen zählen der Messbereich (von ppm bis 100 %), der Nachweis einer Vielzahl von Komponenten sowie die Reproduzierbarkeit der Messungen. Gaschromatographen wurden für Anwendungen in Prozessanlagen entwickelt und werden in diversen Anwendungen in Raffinerien, petrochemischen Anlagen, Kraftwerken sowie Umwelt­anwendungen eingesetzt, bei denen ausgewählte Komponenten in Gasströmen oder Flüssigkeiten kontinuierlich und präzise überwacht werden müssen. Gaschromatographen sind universelle Analysegeräte: Sie können flüssige Proben sowie Gase und eine große Auswahl an Molekülen messen – ob groß oder klein. Sie können komplexe Gemische voneinander trennen und oft Konzentrationen von Isomeren messen. Im Prinzip können Dutzende von Bestandteilen gemessen werden.

Quantenkaskadenlaser

Bei den Quantenkaskadenlasern handelt es sich um eine relativ neue Technologie der Gasanalyse. Sie beruht auf dem Prinzip der Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie (TDLAS – Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy), bei der die Konzentration von Bestandteilen in Gasgemischen gemessen wird. Im Gegensatz zur Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie bietet der Quantenkaskadenlaser eine leistungsstarke Lichtquelle im mittleren Infrarot und eine wesentlich bessere Leistung.

Der Quantenkaskadenlaser kann mehrere Komponenten erkennen, ist in einem großen dynamischen Bereich sehr präzise sowie wartungsarm und langlebig. Quantenkaskadenlaser können normalerweise bis zu zwölf Komponenten pro Analysegerät messen. Es muss sich jedoch um kleine, gasförmige Moleküle wie CO, Ammoniak oder Kohlenwasserstoffe bis C4 handeln. Für Flüssigkeiten und größere Gasmoleküle oder bei einer sehr großen Anzahl von Komponenten in einem Strom wäre der Gaschromatograph die richtige Wahl.

Auf der nächsten Seite finden Sie einen tabellarischen Eignungsvergleich Gaschromatograph vs. Quantenkaskadenlaser.

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