Datenblatt

Katalytische Luftreiniger
AMS 8100 und AMS 8150

Nullgasgeneratoren für allgemeine Anwendungen und
für den Ex-Bereich (Zone 2)

Katalytischer Luftreiniger AMS 8100 - Tischgerät

Luftreiniger - Nullgasgeneratoren für allgemeine Anwendungen und für den Ex-Bereich (Zone 2)

Anwendungsbereiche

Systemmerkmale

Allgemeine Beschreibung

Ex-Bereich
Schutzmaßnahmen im Ex-Bereich
Sicherheit im Betrieb

Technische Daten

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Luftreiniger AMS 8100 und AMS 8150
Nullgasgeneratoren für allgemeine Anwendungen und für den Ex-Bereich (Zone 2)
Die katalytischen Luftreiniger der Baureihe AMS 8100 sind preisgünstige Generatoren für kohlenwasserstoff- und kohlenmonoxid-freies Nullgas, sie sind unabhängig von Gasflaschen. Eine spezielle Spüleinrichtung erlaubt den Betrieb im Ex-Bereich (Zone 2). Die Hauptanwendung dieser Generatoren ist die Erzeugung kohlenwasserstoff- und kohlenmonoxid-freier Brenner- und Steuerluft für Flammenionisationsdetektoren, für stationäre FID`s ebenso wie für Gaschromatographen. Der Luftreiniger kann Kohlenmonoxid quantitativ aus der Umgebungsluft entfernen und ist deshalb zur Nullpunktskorrektur von CO-Analysatoren geeignet, die zur Überwachung der Umgebungsluft eingesetzt werden.

Anwendungsbereiche

• Kohlenwasserstofffreie Brenner- und Steuerluft für Flammenionisationsdetektoren (FID´s) in stationären Geräten sowie in Gaschromatographen
• Kohlenwasserstofffreies Nullgas für CO-Analysatoren
• Betrieb nach DIN EN 60079-15 (Zone 2)
• Der niedrige Gasdurchfluß und der intensive Kontakt der zu reinigenden Luft mit dem Katalysatormaterial ermöglichen eine Reduzierung des Methangehaltes um mehr als 99,95% bei Methankonzentrationen von bis zu 1000 ppmv

Systemmerkmale

• Funktionsprinzip: katalytische Oxidation
• Zwei Systeme: Standardgerät AMS 8100 für allgemeine Anwendungen, AMS 8150 für den Ex-Bereich (Zone 2)
• Tischgerät oder 19“-Einschub für das Standardgerät AMS 8100
• Wandgehäuse/IP65 für den AMS 8150
• Kontinuierliche Durchspülung für den Betrieb in CENELEC-Zone 2 entsprechend der Schutzart EEX p IIC T3 (AMS 8150)
• Verschiedene Katalysatormaterialien zur Anpassung an die Kundenwünsche
• Konditionierung der zu reinigenden und der gereinigten Luft
• Molekularsieb zur Entfernung von Wasserdampf
• Optionen: Filter und Abscheider zur Entfernung von Öldämpfen und Staub

Allgemeine Beschreibung
Um den unterschiedlichen Anforderungen im Betrieb zu genügen, werden die AMS Luftreiniger sowohl in mehreren Geräteausführungen, als auch mit verschiedenen Katalysatoren geliefert.

• AMS 8100: für Standardanwendungen
• AMS 8150: für die Ex-Zone 2
• Katalysatoren: Pt; alternativ Pt/Pd

Der Katalysator
Das Funktionsprinzip der Luftreinigung ist das der katalytischen Oxidation, es wird in beiden Systemen, AMS 8100 und AMS 8150, eingesetzt.
Aufgrund der katalytischen Wirkung von Platin bei Temperaturen um 600°C werden die Kohlenwasserstoffe (einschließlich Methan) zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert. Bei dieser Reaktion wird zwar die Menge des Katalysators nicht verringert, jedoch können Katalysatorgifte, wie z.B. Schwefelverbindungen, die katalytische Wirkung nach und nach reduzieren.
Um die Reaktionsoberfläche des Katalysators zu vergrößern, und um die zu verwendende Menge an Katalysatormaterial zu minimieren, wird der Katalysator als eine dünne Schicht auf granuliertem Al2O3 aufgetragen.
Die Betriebstemperatur kann auf 380 ... 400°C verringert werden, wenn der erst kürzlich entwickelte Pt/Pd-Katalysator zum Einsatz kommt. Diese Temperatur liegt deutlich unter der Zündtemperatur der meisten Kohlenwasserstoffe, unter der von Wasserstoff und Kohlendioxid. Der Betrieb des AMS Luftreinigers im Ex-Bereich ist somit möglich.

Der katalytische Reaktor
Das Katalysatorgranulat befindet sich, eng gepackt, in einem gewendelten Rohr und wird indirekt mit Hilfe eines Infrarotstrahlers auf die geeignete Temperatur von 380°C .... 600°C aufgeheizt. Aufgrund des speziellen Designs des Reaktors mäandert die zu reinigende Luft durch das Katalysatorgranulat. Hierdurch wird zum einen der Kontakt zwischen dem Gas und dem Katalysator verstärkt, zum anderen aber auch die Wechselwirkungszeit verlängert.
Wird der Reaktor außerdem senkrecht aufgebaut (nur AMS 8150), kann die Entstehung von katalytisch inaktiven Kanälen, in denen das Gas ohne Kontakt zum Katalysatormaterial strömt, verhindert werden.

Der Wärmetauscher
Die Wärme der gereinigten Luft wird genutzt, um die zugeführte Luft zu erwärmen. Dies wird mit Hilfe eines Wärmetauschers im Gegen-stromverfahren erreicht. Diese Technik ermöglicht die Abkühling der gereinigten Luft auf ca. 35°C, sowie die Erwärmung der zugeführten Luft auf ca. 300°C.
Ein weiterer Vorteil ist eine bessere Konstanz der Reaktortemperatur, auch bei größeren Luftmengen oder bei niedrigeren Außentemperaturen.
Am Ausgang des Luftreinigers entfernt ein Mole-kularsieb Wasser und Stickoxide aus der kohlenwasserstoff- und kohlendioxidfreien Luft.

Betriebsparameter
Der Eingangsdruck darf bis zu 15 bar (abs) betragen, so daß in den meisten Fällen ein zusätzlicher Druckregler nicht notwendig ist. Der Luftstrom sollte 300 Nl/h für denAMS 8100 und 500 Nl/h für den AMS 8150 nicht überschreiten. Untersuchungen zeigten, daß selbst Methan (max. 1000 ppm) bei dieser Strömung quantitativ entfernt wird.

Einsatz im Ex-Bereich
Schutzmaßnahmen
Wird der Pt/Pd-Katalysator für den Oxidationsprozeß verwendet, sollte die Reaktionstemperatur unter 400 °C gehalten werden. Diese Temperatur liegt unter der Zündtemperatur der meisten Kohlenwasserstoffe, von Wasserstoff und von Kohlendioxid. Zusätzlich wird das Instrumentengehäuse kontinuierlich mit Luft gespült, so daß ein leichter Überdruck von minimal 50 Pa (0,5 mbar) gesichert ist.
Dieses Gerätedesign, Temperaturbegrenzung im Reaktor und Überdruckspülung des Gehäuses, ermöglichen den Betrieb des Luftreinigers AMS 8150 in Bereichen, die als CENELEC Zone 2 eingestuft sind, entsprechend den Vorschriften für EEx p IIC T3.
Der AMS 8150 genügt den Anforderungen der EN 50021. Da andererseits einige Abschnitte der EN 50021 noch nicht endgültig festgelegt sind, wurden die Richtlinien des älteren Standards VDE 175 angewendet, um die Lücke in den aktuellen Normungsvorgaben zu schließen.

Sicherheit im Betrieb
Die Spülluft wird gleichzeitig als Kühlluft für das Gehäuse und für die eingebaute Kontrollelektronik genutzt. In keinem Falle darf der Spülluftstrom unter den werkseitig eingestellten Alarmwert reduziert werden. In Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur am Installationsort, kann eine Erhöhung des Spülluftstromes über den für den Überdruck vorgegebenen minimalen Wert notwendig werden, um eine ausreichende Kühlung des Instrumentes zu sichern.

Die Spülluft muß auch beim Einsatz in Nicht-Ex-Bereichen zur Kühlung des Gerätes angeschaltet sein.

Zur Überwachung des Spülluftstromes ist ein Strömungsmesser mit Alarmausgang in Fail-Safe-Schaltung vorgesehen. Eine weitere Sicherheitsmaßnahme zum Schutz der Geräteelektronik ist die Überwachung der Temperatur an der inneren Oberfläche des Reaktorgehäuses. Im Falle einer zu hohen Temperatur (TOberfläche > 90 °C ), wird die Heizung des Reaktors abgeschaltet und ein Alarmsignal erzeugt. Das Zurücksetzen dieses Alarms kann nur manuell erfolgen, auch wenn die Temperatur wieder unter den kritischen Wert gefallen ist.

Technische Daten