ENOTEC – Lösungen für Trocknungs­prozesse

AQUATEC misst den Sauerstoff­gehalt in industriellen Trocknungs­prozessen in Luft oder nicht brenn­baren Gasen (Rauch­gasen). Die Wasser­dampf-Konzen­tration ist proportional zur verdrängten Menge an Sauerstoff. Mit Hilfe des Sauerstoff­bezugswertes kann die exakte Wasserdampf­konzentration berechnet werden. Falls die Trocknung nicht in Umgebungs­luft erfolgt, wird der Sauerstoff­gehalt im Prozess gemessen und analysiert, bevor die eigentliche Trock­nung statt­findet.

Darüber hinaus bieten ENOTEC-Produkte in unterschiedlichen Verbrennungs­anlagen vielseitige Einsatz­möglichkeiten, da sie in Rauchgas­temperaturen bis 1.400 °C, bei hohen Staub­beladungen und in korro­siven oder reduzierender Abgasen eingesetzt werden können. Die Band­breite verläuft von Kohle- und Gaskraft­werken über Müllverbrennungs­anlagen, den Schiffbau, Raffinerien und Krema­torien bis hin zu Zement- und Stahl­werken sowie die Chemie-Industrie. Überall, wo eine Verbrennung effizient, schnell und präzise kontrolliert werden muss.

Unser Versprechen:
Für jede Applikation finden wir von ENOTEC eine Lösung, egal ob maßge­schneidert oder aus der Serien­fertigung. Unsere Kunden profitieren von unserem erfahrenen Personal und unserem weltweit aktiven und versierten Vertriebs- und Service­team.

Rund um die Uhr und überall auf der Welt.

Trocknung mit heißem Rauch­gas:

In einem Heißgas­erzeuger wird durch einen Brenner heißes Rauchgas erzeugt. Da dieses Rauchgas, je nach Luftüber­schuss des Brenners, mehr oder weniger Sauer­stoff enthält, muss am Eintritt in die Trocknungs­anlage und nach der Trocknungs­anlage der O₂-Wert gemessen werden. Im Beispiel oben beträgt der mit AQUATEC 1000 gemessene Eintritts­wert 15Vol. % O₂ und der Wert hinter der Trocknungs­anlage 7,5 Vol. % O₂.

Die Verrin­gerung des O₂ kann nur durch einen Anstieg des Wasser­dampfes im Rauchgas­gemisch entstanden sein. Da sich der O₂-Wert bei diesem Beispiel halbiert hat, beträgt der Wasser­dampfgehalt im Rauchgas-Wasserdampf­gemisch nach dem Trockner 50 Vol. %.

Handelt es sich bei dem Trocknungs­gut um Material, aus dem während der Trocknung CO und / oder Kohlen­wasserstoffe austreten, muss mit einer COMTEC 6000 Sonde zusätzlich der COe-Gehalt gemessen werden, um sicherzu­stellen, dass die Verringerung des O₂-Wertes nicht auf einen Glimm­brand (z.B. CH₄ oder CO) zurückzu­führen ist.

Dieser Anwendungs­hinweis beschreibt die Notwen­digkeit, O₂, Feuchte und COe an verschiedenen Installations­orten innerhalb eines Trocknungs­prozesses (Trocknen von organischem Material wie z. B. Kohle, Müll, Klärschlamm, Holz etc.) zu messen.

Der freie Sauer­stoff in Vol. % ist ein Maß für die inerte Betriebs­weise, d.h. der „InSitu“ gemessene O₂-Gehalt muss unter einem bestimmten Grenz­wert (z.B. Braun­kohle oder Torf kleiner 8 Vol. %) sein. Wenn das zu trocknende Produkt (z.B. Schlamm) viel Wasser enthält, wird dieses Wasser verdampft und verdrängt dabei die Luft, wodurch der O₂-Gehalt im Wasser­dampf-Abluft-Gemisch deutlich reduziert wird: je nach Dichtigkeit der Anlage und Wasser­gehalt im Schlamm bis auf 0 %. So haben z.B. Kohle­trocknungen einen Wasser­gehalt von 50 bis 70 % in der Trockner­abluft.

Um den Trocknungs­effekt zu beschleunigen, wird, wie im Bild oben, ein warmes Rauchgas­gemisch (Heißgas­erzeuger oder heißes Rauch­gas aus der Verbrennungs­anlage) mit einem Teilstrom der Trockner­abluft gemischt oder der Trockner wird indirekt z.B. mit Wärme­trägeröl beheizt.

Mess­technische Aufgaben­stellung: Grund­sätzlich kann man mit dem heißen ZrO₂-Sensor nur in inerten (nicht brennbaren) Gasen messen. Wird aus dem zu trock­nenden Produkt nur das Wasser­molekül verdampft, wird die im Trockner befindliche Umgebungs­luft (mit 21 Vol. % O₂) mit Wasserdampf­molekülen (H₂O) verdünnt. Wenn z. B. 50 % der Umgebungs­luft durch H₂O-Moleküle verdrängt wurden, hat man im Gemisch aus 50 % Luft und 50 % H₂O nur noch den halben Luftsauer­stoff (10,5 Vol. % O₂). Wenn die Tempe­ratur im Trockner­volumen über 100 °C liegt, können auch 100 % Wasser­dampf vorliegen und der O₂-Mess­wert fällt auf 0 %. Cell Surface Protection (CSP):

Trocknung mit heißer Luft:

Wird heiße trockene Luft zur Trocknung verwendet, die mit einem Wärme­tauscher indirekt erwärmt wird, benötigt man eine AQUATEC 1000 O₂-Messung hinter der Trocknungs­anlage.

Als O₂-Eintritts­wert kann in dem Fall von 20,95 Vol. % O₂ ausgegangen werden. Auch hier ist der Wert des verringerten O₂ ein direktes Maß für den Wasserdampf­gehalt in der Austritts­luft. Wenn keine trockene Luft als Trocknungsgas verwendet wird, muss eine AQUATEC-Messung auch vor dem Trockner montiert sein.

Bei der Trocknung von Klär­schlamm dampfen eine Vielzahl an Kohlen­wasserstoffen aus, so dass im H₂O-Abluft-Gemisch im Bereich von mehreren 100 ppm auch organische Molekül­strukturen vorhanden sind. Dies kann, zusammen mit einem geringen O₂-Gehalt, den Sensor aufgrund der reduz­ierenden Bedingungen zerstören.

Als Schutz­schaltung hat ENOTEC "CSP" entwickelt. Wenn das mV-Sensorsignal auf über 120 mV (0,1 Vol. % O₂) steigt, wird der „klassische“ Spannungssensor (O₂-Änderung erzeugt eine Spannung (mV) die mit abnehmendem O₂ zunimmt) als Stromsensor betrieben. In Strom­modus werden durch eine angelegte Pumpspannung Sauerstoff­ionen von der Referenz­luftseite auf die Mess­gasseite „gepumpt“ und zwar so viele, bis das mV-Spannungs­signal von 120 mV konstant bleibt.