Als kostengünstige Alternative zu Erdgas werden in industriellen Verbrennungen zunehmend auch Gase eingesetzt, die bei anderen Prozessen wie z.B. in Gärprozessen, in Deponien, Chemieanlagen oder Raffinerien anfallen.

Die Zusammensetzung dieser Gase unterliegt aufgrund ihrer Entstehungsprozesse jedoch starken Schwankungen.  Um diese Gase thermisch verwerten zu können, müssen sie kontinuierlich, sehr schnell und zuverlässig analysiert werden.

Speziell für diese Anforderungen an diese Messaufgabe ist das Messsystem Rhadox™ zugeschnitten:

■ Kurze Reaktionszeit unter 10 Sekunden; die T₉₀ -Zeiten unter     
   25 Sekunden sind realisierbar.

■ Kein Kalorimeter-Raum ist erforderlich:
Die Spezifikation wird auch bei stark schwankender Umgebungstemperatur eingehalten.

■ Das Messgerät ist als Feldgerät (IP56) und für die Ex-Zone 2 (s. Bild) verfügbar.

Die Quellen für Anfallgase

• Raffinerien
• Biogasanlagen
• Hochöfen, Konverter oder Kokereien
• Chemie
• Petrochemie

Anwendungsbereiche von Anfallgasen

• Anlagen zur Herstellung von Gasgemischen mit vorgegebener Qualität
• Prozesse, wo die Gaszusammensetzung die Flamme und die Produktqualität beeinflusst

Das Ziel

Nutzung des Energieinhaltes von Fackelgasen zur Erzeugung von elektrischer Energie oder zur Gewinnung von Prozesswärme.

Die Messaufgabe

Schnelle und kontinuierliche Messung des Luftbedarfs und des Wobbe-Index des Einsatzgases, auch wenn dessen Zusammenstzung stark schwankent .

Das Messprinzip

Das zu messende Gas wird vollständig im Luftüberschuss oxidiert, der verbleibende Restauerstoff ist ein Maß für den Luftbedarf des Gases bei der Oxidation.
Aus der Kalibrierkurve Luftbedarf - Wobbe-Index wird der Wobbe-Index WI ermittelt. Der Zusammnewhnbang Luftbedarf-WI ist i.a. linear und wird bei AMS ermittelt.

Aus dem Wobbe-Index kann, bei bekannter Dichte des Einsatzgases, dessen Brennwert H bestimmt werden.

Problem 1

Bestimmung der (relativen) Dichte des Einsatzgases online und kontinuierlich im Prozessbetrieb.

Problem 2

Die Mischung des Einsatzgases mit dem der Brennluft zur vollständigen Oxidation muss konstant und reproduzierbar sein..

Aber gerade die im Prozessbetrieb anfallenden Gase zeigen extreme Schwankung in der Zusammensetzung, welche dann auch noch innerhalb einiger Sekunden von wenigen MJ/m³ auf Werte über 100 MJ/m³ steigen bzw. fallen kann. Dies entspricht einer Schwankungsbreite von Schwachgas bis Propan.

Das Messgerät RHADOX

Im RHADOX wird die Bestimmung des Wobbe-Index auf die Messung einer einzigen Größe, die der Restsauerstoffkonzentration, zurück-geführt.

Gleichzeitig erfolgt im Messgerät die Bestimmung der (relativen) Dichte des Einsatzgases aus der Messung der Sauerstoffkonzentration im gemischten, aber unverbrannten Gas.

Das Rhadox™ - Messgerät als Feldgerät (IP56)
und für die Ex-Zone 2

Kalibrationskurve Luftbedarf gegen Wobbe-Index

Berechnung des Heizwertes