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Messsystem

Wartung leicht gemacht mit automatisiertem pH-Messsystem

| Autor/ Redakteur: Dr. Dirk Steinmüller / Tobias Hüser

Verkrustungen, Verstopfungen und starke Belagbildung – mit solchen Problemen müssen pH-Elektroden kämpfen, wenn sie bei der Rauchgasentschwefelung in industriellen Verbrennungsanlagen den sauren oder basischen Prozesscharakter kontrollieren. Eine raffinierte pH-Messstellenlösung trotzt Übeltätern wie schlammhaltigen Materialien und basischen Lösungen, die bei der Rauchgaswäsche anfallen. Sie reinigt und kalibriert Elektroden ganz automatisch und senkt so die Betriebskosten.

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Elektroden-Probleme ade – eine pH-Messstellenlösung von Knick reinigt und kalibriert die Sensoren ganz automatisch.
Elektroden-Probleme ade – eine pH-Messstellenlösung von Knick reinigt und kalibriert die Sensoren ganz automatisch.
(Bild: Knick)

Die in industriellen Verbrennungsanlagen entstehenden Rauchgase setzen nicht nur unserer Gesundheit und Umwelt zu. Auch für Messstellen, die bei der Reinigung der schadstoffbelasteten Rauchgase zum Beispiel in Abgaswäschern zum Einsatz kommen, stellen stark saure und basische Stoffe sowie Ablagerungen eine große Belastung dar. Kurze Standzeiten und erhöhter Wartungsaufwand sind die Folge. Eine automatisierte Reinigung und Kalibrierung scheiterte bislang oft an den verwendeten Armaturen. Metallische Kugelhahn- oder Wechselarmaturen korrodierten, und bewegliche Teile blockierten unter schweren Verkrustungen. Kunststoffarmaturen hingegen waren den mechanischen und thermischen Belastungen nicht gewachsen.

Eine robuste Systemlösung zur pH-Messung, mit der sich trotz aller Widrigkeiten die regelmäßige Reinigung und Kalibrierung automatisieren lassen, bietet Knick Elektronische Messgeräte. Eine wesentliche Verbesserung des pH-Messsystems für Rauchgasentschwefelungsanlagen liegt im Wartungszugang – dieser ist für Anwender auch während des laufenden Prozesses möglich. Die Geräteeinheit besteht aus der Wechselarmatur Ceramat WA 150, dem Analysenmessgerät Protos 3400 und dem automatischen Reinigungs- und Kalibriersystem Unical 9000.

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Nasswäsche „entschwefelt“

Als effektivste Methode zur Rauchgasentschwefelung gilt die Nasswäsche. Das in Deutschland meistgenutzte Verfahren erreicht für Schwefeloxide einen Abscheidegrad von mehr als 95 Prozent. Zur Absorption des Schwefeldioxids wird häufig Kalkwasser als basische Lösung eingesetzt. Im sogenannten Absorberturm – oder Wäscher – wird das Abgas nach oben geleitet, während gleichzeitig in Wasser gelöster Kalk von oben in den Wäscher gesprüht wird und das Schwefeldioxid größtenteils absorbiert. Bei der Reaktion entsteht eine Lauge, die in Gips umgewandelt in der Bauwirtschaft verwendet wird. Die gereinigten Rauchgase werden abgeleitet.

Die Leiden der pH-Sensoren

In der Regel wird die Rauchgaswäsche in zwei getrennte Waschstufen und eine chemische Behandlung des Abwassers untergliedert. Der pH-Wert wird dabei an drei Messstellen kontrolliert. Die Prozessbedingungen in einem Gaswäscher stellen extreme Herausforderungen an die pH-Messstellen: Der Feststoffanteil liegt bei zwei bis 15 Prozent, das schlammige Prozessmaterial wirkt korrosiv und abrasiv und die basische Waschlösung begünstigt Belagbildung, Verstopfungen und Verkrustungen. In der ersten Stufe werden im Vorwäscher Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff und Schwermetalle abgeschieden. Eine Bindung des Schwefeldioxids erfolgt hier noch nicht.

Um das zu erreichen, wird das heiße Rauchgas durch Eindüsen von Kalkmilch abgekühlt und der pH-Wert, kontrolliert durch die erste Messkette, nur leicht auf einen Wert zwischen 1 und 2 angehoben. Die zweite Messstelle liegt in der Rückflusszirkulationsleitung des Calciumsulfit-/Gipsschlammes und misst die Wirksamkeit des zweiten Waschgangs. Durch weitere Kalkzugabe im Hauptwäscher erhöht sich der pH-Wert auf 5,5 bis 6,0 – dabei wird das Schwefeldioxid am effektivsten gebunden. Eine kontinuierliche pH-Messung bildet dabei die Grundlage für die präzise Kalkmilchdosage. Mit der dritten Messstelle wird der pH-Wert des stark basischen Abwassers überwacht. Das beim Abscheiden des Gipses verbleibende Überschusswasser wird neutralisiert, indem ihm zur Bindung des Kalküberschusses Schwefelsäure zugegeben wird.

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