Effiziente Messung von SO2, NO, NO2, NH3 sowie TRS-Komponenten, 8012700

24 Pages·2017·1.98 MB·German

In-situ-Gasanalysator Gasanalysatoren .
In-situ-Gasanalysator Irrtümer und Änderungen vorbehalten
GM32
n
o
tI
a
M
r
o
f
n
tI
k
u
d
o
r
P
GM32
I n-situ-Gasanalysator
Effiziente Messung von SO , NO, NO , NH
2 2 3
sowie der TRS-Komponenten im
Kraftzellstoff-Prozess
In-situ-Gasanalysator GM32:
universaltalent für Emissions- und Prozessgase
den bewährten In-situ-analysator GM32 von SICk – optimiert für berührungs-
lose Messungen in Emissionsanlagen wie in Prozessgasen – gibt es in mehre-
ren Varianten: als Standardversion, als ex-sichere Version und mit optimierter
auswertetechnologie für die trS-Messung in der kraftzellstoff-Industrie.
Direkte In-situ-Messung Kombinierbar für Simultan- oder Betriebskosten aus. Dank dieser Technik
Einzelmessung entstehen Wartungsaufwände und Pro-
Mit dem In-situ-Gasanalysator GM32
bleme durch Gastransport und Gasauf-
arbeiten Ihre regelungstechnischen Anla- Je nach Anforderung kann der GM32
bereitung erst gar nicht. Der Messwert
gen mit den wahren Werten in Echtzeit. für die Messkomponenten SO , NO, NO
2 2 entsteht quasi in der aktiven Messstre-
Denn er misst reaktive Gase inklusive und NH simultan, einzeln oder in den
3 cke direkt im Gaskanal. Die Justierung
Druck und Temperatur in-situ, dass heißt jeweiligen Kombinationen ausgelegt
mit Prüfgasen ist nicht notwendig.
direkt im gasdurchströmten Kanal. Und werden. Für Anwendungen der Kraftzell-
dies schnell, ohne aufwendige Gasent- stoff-Industrie als Version GM32 TRS-PE Zusätzlich ist die automatisierte QAL3-
nahme oder -transport und damit ohne (PE = Pulp Emission) mit Messlanze Kontrolle ohne Prüfgase der letzte
Veränderung oder Verfälschung der auch für die TRS-Messkomponenten konsequente Schritt zur Erzielung sehr
Gaszusammensetzung. H S, CH SH, (CH ) S und (CH ) S . Die geringer Betriebskosten.
2 3 32 32 2
Dank automatischer Selbstüberwachung Bezugsgrößen Temperatur und Druck
Komfortabel durch Ferndiagnose
können Sie sich auf die Messwerte ver- werden automatisch mit gemessen und
lassen und werden bei Abweichungen verrechnet. Einfacher und schneller Zugriff für
rechtzeitig vorgewarnt. Da ten fernabruf, Ferndiagnose bzw.
Einfach und kostensparend -wartung durch umfangreicher Netzwerk-
Seit Jahren zeichnen sich die In-situ- fähigkeit z. B. via Ethernet oder OPC-
Messgeräte von SICK durch minimale Serveranbindung.
Optimierte Auswerteverfahren
SICK hat im GM32 das spektrale DOAS- Die Signalauswertung erfolgt im UV- Staub und Feuchte werden ebenfalls
Auswerteverfahren (DOAS = Differenziel- Spektrum über einen sehr breiten ausgeschlossen. Abgasreinigungs-
le Optische Absorptions-Spektroskopie) Bereich. GM32 wertet jeweils den opti- anlagen können so selbst bei hoher
sowie die Chemometrie weiter perfektio- malen Spektralbereich für Messbereich Staubb elastung effizient geregelt wer-
niert. Er misst sowohl in großen als auch und Messkomponente aus. Dadurch den. Dank automatischer Strahlnachfüh-
in kleinen Messbereichen mit gleichblei- wird eine sehr hohe Genauigkeit erzielt. rung auch bei starken Vibrationen misst
bend hoher Genauigkeit. Querempfindlichkeiten zu Fremdgasen, GM32 ebenso zuverlässig.
2 GM32 | SICk 8012700/2016-10
Irrtümer und Änderungen vorbehalten
Offene GMP-Messlanze
Ausführung Messlanze
GM32 bietet zwei Mess-
lanzen typen:
• GMP-Messlanze mit offe- GPP-Gasdiffusionslanze
nem Messspalt
• GPP-Gasdiffussionslanze
Sende-Empfangs-
einheit
Ausführung Cross-Duct
Sende-Empfangs- und Reflektoreinheit
des GM32 werden am Messort einander
gegenüberliegend installiert
Reflektor-
einheit
Sende-Empfangs-
einheit
Ex-Ausführung
GM32 Ex mit GMP-Messlanze
Offene GMP-Messlanze
Sende-Empfangs-
einheit in Ex-
Ausführung
Ausführung Messlanze Ausführung Cross-Duct Ausführung für Ex-Zonen
Diese Ausführung beweist ihre Stärken: Die Ausführung Cross-Duct eignet sich Mit umfangreichen Sicherheits-
• Durch den Anbau von nur einer Seite für folgende Anwendungen: funktionen und durchdachter
• Bei sehr hohen Gas- oder Staub- • Ideal bei aggressiven oder sehr Systemtechnik, wie z. B.:
konzentrationen heißen Gasen – ohne Kanal- • Konform zu den ATEX-Kategorien
• Bei Überdruck einbauten 3G (Ex-Zone 2), 2G (Ex-Zone 1)
• In feuchten Gasen • Bei niedrigsten Messbereichen über • Überdruckgekapselte Geräte-
• Als GMP-Messlanze mit offenem größere Kanaldurchmesser komponenten
Messspalt • Repräsentative Messergebnisse auch
• Mit verschiedenen Messstrecken bei sehr großen Kanaldurchmessern
• Mit integrierter Nullpunktstrecke von bis zu 12 m
• Als GPP-Gas diffusionslanze: • Verschwenkungsunempfindlich durch
• Bei turbulenten Gasströmungen automatische Selbstaus richtung
• Gasprüfung nach U.S. EPA möglich
8012700/2016-10 GM32 | SICk 3
Irrtümer und Änderungen vorbehalten
In-situ-Messung in Ex-Zonen:
eine neue Lösung für bekannte aufgaben
Schon lange ist der Gasanalysator GM32 mit seiner In-situ-Messtechnik sowohl bei
der Emissionsüberwachung als auch bei der Prozesskontrolle etabliert. Jetzt gibt es
das robuste universaltalent auch als Ex-Version GM32 Ex in den ausführungen Cross-
duct und Messlanze selbst für Gastemperaturen von bis zu 650 °C. Beispielsweise
in der chemischen Industrie oder in Raffinerien, aber auch für Messaufgaben in der
Erdgas- und Erdölindustrie sowie bei Emissionsüberwachungen hinter Schwefelrück-
gewinnungsanlagen oder fCC-Crackern.
Umfangreiche Sicherheits- Durchdachte Systemtechnik Die Vorteile bleiben
funktionen für Ex-Bereiche
Die überdruckgekapselten GM32- Die über Jahre bewährten Vorteile der In-
Der In-situ-Gasanalysator GM32 Ex Kom ponenten Sende-Empfangs- und situ-Messtechnik von SICK bleiben beim
entspricht sowohl in der Ausführung Anschlusse inheit sind miteinander über GM32 Ex erhalten, wie z. B.: die direkte,
Messlanze als auch Cross-Duct der einen Druckschlauch verbunden, der schnelle Messung ohne Gastransport
ATEX-Kategorie 3G (Ex-Zone 2), der ATEX- die elektrischen Verbindungsleitungen und ohne Gasaufbereitung sowie insbe-
Kategorie 2G (Ex-Zone 1). Die Sende- enthält. Die Ex-p-Steuereinheit ist an der sondere eine automatische Selbstkon-
Empfangseinheit (SE-Einheit) und die Anschlusseinheit angebracht. Alle ande- trolle ohne Prüfgase. Die Installation
Anschlusseinheit sind überdruckgekap- ren Komponenten sind elektronikfrei und erfolgt direkt am Messort.
selt, damit keine explosionsfähigen Gase damit eigensicher. Das Zündschutzgas
eindringen können. Der notwendige wird der SE-Einheit über ein Ex-p-Ventil
permanente Überdruck im Gehäuse wird zugeführt. Zum Schutz vor Verschmut-
durch das Zündschutzgas mit entspre- zung oder aggressiven Gasen werden die
chendem Regelsystem gewährleistet. SE-Einheit und – je nach Ausführung –
die Reflektoreinheit über ein ex-sicheres
Spülluftgebläse gespült.
GM32, Ex-Versionen
• Ausführung mit Messlanze (dargestellt)
Sende-Empfangseinheit in überdruck-
• Ausführung Cross-Duct
gekapselter Ausführung
Ex-p-Steuer-
einheit
Offene GMP-Messlanze
Anschlusseinheit in
überdruckgekapselter
Ausführung
4 GM32 | SICk 8012700/2016-10
Irrtümer und Änderungen vorbehalten
Einfach, präzise, kostensparend:
trS-Emissionen sicher unter kontrolle
die erste und einzige direkte trS-
Messung im kraftzellstoff-Prozess:
GM32 trS-PE (PE = Pulp Emission)
von SICk.
TRS-Messerfolg in der Zellstoffindustrie UV-Spektroskopie – die optimale Messtechnik
In Kraftzellstoff-Anlagen sind Kalköfen und Laugenkessel die GM32 TRS-PE mit GPP-Messlanze ist die optimale Lösung
Quellen für TRS-Komponenten. Die Grenzwerte dieser Emission für die kontinuierliche Messung der TRS-Hauptkomponenten
sind behördlich strikt reglementiert und liegen typischerweise Schwefelwasserstoff (H S) und Methylmerkaptan (CH SH).
2 3
zwischen 5 ... 30 mg/m3 (3 ... 20 ppm). Je nach Auflage muss Zusätzlich zu den TRS-Hauptkomponenten können auch noch
Schwefelwasserstoff (H S) allein oder der Summen parameter Dimethyhlsulfid ((CH ) S ) und Dimethyldisulfid (CH ) S ) ge-
2 32 32 2
TRS überwacht werden. messen werden. So ist eine sehr effiziente Führung des Prozes-
ses bei minimalem Geräteaufwand und ohne teure Hilfsmittel
möglich. Selbstverständlich erlaubt die TRS-Messung mit dem
GM32 TRS-PE die gleichzeitige Messung von SO , NO und NH
2 3
– alles mit einem Analysator.
GM32 TRS-PE (PE = Pulp Emission):
Ausführung mit GPP-Gasdiffusionslanze
GPP-Gasdiffussionslanze
Sende-Empfangseinheit mit integriertem,
für TRS-optimiertem, spektroskopischem
Auswerteverfahren
8012700/2016-10 GM32 | SICk 5
Irrtümer und Änderungen vorbehalten
Hier spielt GM32 seine Stärken aus:
Überwachung und regelung von rauchgas-reinigungsanlagen
der In-situ-analysator GM32 mit seiner optimierten Messtechnik ist prädesti-
niert für die Stickoxidmessung zur regelung des katalytischen Prozesses in
rauchgas-Entstickungs- und -entschwefelungsanlagen. Gerade für die schnel-
le Messung direkt im Gaskanal auch bei hoher Staubb eladung oder gesät-
tigtem Messgas ist der GM32 die beste Wahl.
Rauchgas-Entstickungsanlagen – GM32 liefert die beste Lösung durch Ammoniakeintrag in der Flugasche
schnelle, unverfälschte Messung vermieden werden. GM32 von SICK lie-
Der Schlüsselfaktor für eine effiziente
fert zuverlässige Messergebnisse ohne
Gesetze zum Schutz der Umwelt fordern Überwachung und Regelung der Rauch-
Verzögerung für die Überwachung von
die Reduzierung des Stickoxidgehalts gas-Entstickungsanlage ist eine sehr kur-
NO-Konzentrationen sowohl im Rohgas-
(NO-Gehalts) im Rauchgas. Die Reduzie- ze Ansprechzeit der Messung. So können
x und Reingaskanal als auch bei der NH -
rung des NO-Gehaltes wird typischerwei- der Wirkungsgrad und die Lebensdauer 3
x Schlupfmessung nach dem Katalysator.
se in einer Rauchgas-Entstickungsanlage der Anlage erheblich erhöht werden und
(DeNO) durch die selektive katalytische gleichzeitig die Verkrustung des Kataly-
x
Reduktion (engl.: selective catalytic re- sators sowie Schadstoffbelastungen
duction = SCR) oder die selektive nicht-
katalytische Reduktion (engl.: selective
non catalytic reduction = SCNR) erreicht.
Die Zugabe von Ammoniak (NH3) im NO NH3 + Luft NH3
Rauchgas – bei einer Temperatur von
ca. 400 °C – bewirkt die Umwandlung
der Stickoxide in Wasser und Stickstoff.
Zur Bestimmung und Überwachung der
erforderlichen NH -Menge gilt es, am
3
Eingang der Entstickungsanlage die
SCR-Reaktor
NO-Konzentration zu messen. Um den
Wirkungsgrad des katalytischen Entsti-
ckungsprozesses festzustellen, wird am
Ausgang der DeNO-Anlage erneut NO
x
und ggf. zusätzlich die NH -Konzentrati-
3
on (Schlupf) gemessen. Diese Messun-
gen dienen zusätzlich der Kontrolle und
Einhaltung der Umweltauflagen. NO,
NH optional
3
Luft vorheizung
Kessel
Zur Rauchgas-
entschwefelung
Frischluft
6 GM32 | SICk 8012700/2016-10
Irrtümer und Änderungen vorbehalten
Entschwefelungsanlagen und
Emissionsmessungen
In einer Rauchgas-Entschwefelungs-
anlage (DeSO) werden u. a. Nasswä-
x
schersysteme verwendet, die das ent-
staubte Rauchgas mit einer kalkhaltigen
Lösung besprühen. In diesem Prozess
lösen sich Schwefeloxide vom Rauchgas
und reagieren zu Calciumsulfit oder -sul-
fat. Diese Produkte werden dem Prozess
durch Wasserentzug entnommen. Alter-
nativ wird dem Sulfitschlamm Pressluft
hinzugefügt, sodass das Calciumsulfit zu
Gips oxidiert.
Auch hier bewährt sich der GM32 von
SICK bei der Prozessregelung sowie bei
der kontinuierlichen Emissionsmessung.
Unabhängig davon, ob die Messgase Die Vorteile im Überblick
gesättigt (nass) oder trocken sind.
Der schnelle GM32 mit seiner direkten, verzögerungsfreien In-situ-Messung von
SO , NO- NO und NH ist der ideale Analysator für die effiziente Überwachung
2 2 3
und Regelung von Rauchgas-Reinigungsanlagen.
Für die Rauchgasentstickung: • Erhöhung der Katalysatorbe-
• Optimierung der Ammoniak- triebszeiten und Minimierung von
eindüsung zur Minimierung des Anlagenstillständen
NH3-Schlupfs Für die Rauchgasentschwefelung:
• Kontinuierliche Überwachung des
• SO -Messung zur Regelung der
Katalysatorwirkungsgrads 2
Kalkeindüsung
• Reduzierung von in der Flugasche
• Überwachung des Wirkungsgrads
gebundenem Ammoniak
der Entschwefelung
• Verschmutzung des Katalysators
• Kontinuierliche Emissionsmessung
und weiterer Anlagenteilen durch
Ammoniumsalze wird vermieden
8012700/2016-10 GM32 | SICk 7
Irrtümer und Änderungen vorbehalten
GM32
Gasanalysatoren
GM32
GM32 Gasanalysatoren

A
B
aggressive Gase direkt und schnell messen –
C auch im Ex-Bereich
D
E
Produktbeschreibung
F Der In-situ-Gasanalysator GM32 misst Für Emissionsmessungen von SO und
2
SO , NO, NO und NH , sowie die TRS- NO ist der GM32 nach der europäischen
2 2 3
Komponenten im Kraftzellstoff-Prozess Norm EN 15267-3 eignungsgeprüft.
inklusive Druck und Temperatur im Eine Ex-Ausführung mit umfangreichen
gasd urchströmten Kanal. Direkt, schnell Sicherheitsfunktionen und durchdach-
und ohne Gasentnahme und -transport. ter Systemtechnik steht ebenso zur
H Damit arbeiten regelungstechnische An- Verfügung wie der GM32 TRS-PE (PE =
lagen mit den wahren Werten in Echtzeit. Pulp Emission) für die TRS-Messung im
Durch die Selbstüberwachung ist auf die Kraftzellstoff-Prozess.
Messwerte Verlass und bei Abweichun-
I
gen wird rechtzeitig vorgewarnt.
J auf einen Blick
• Direkte, schnelle In-situ-Messung • Mehrere voneinander unabhängige
• Keine Gasentnahme, kein Gas- Messbereiche bei gleichbleibender
K
transport, keine Gasaufbereitung Genauigkeit
• Bis zu acht Messgrößen gleichzeitig, • Automatische Selbsttestfunktion
plus Prozesstemperatur und -druck (QAL3) ohne Prüfgase
L • DOAS- und CDE-Auswerteverfahren • Überdruckgekapselte Ausführung für
Ex-Zone 1 und 2
M
Ihr nutzen
• Unverfälschte Messwerte in Echt- • Lange wartungsfreie Intervalle
N zeit ohne Veränderung der Gas- • Kostengünstiger in-situ-Gasanalysator
zusammensetzung — auch in Ex-Ausführung
• Kurzzeitige Prozessschwankungen • Niedrige Installations- und betriebs-
werden erfasst kosten, keine Prüfgase erforderlich
O
• Repräsentative Messung durch • Komplette Emissionsmessung im
Auswahl von Cross-Duct- oder Mess- Kraftzellstoff-Prozess durch simulta-
lanzenversion ne Messung von TRS-Komponenten
P geprüft
• Schneller Vor-Ort-Service durch plus SO , NO, NH
2 3
Modulbauweise
Weitere Informationen
Q Einsatzbereiche...................9
Technische Daten im Detail .........9
Bestellinformationen ............ 14
R
Maßzeichnungen................ 14
Montagehinweise ............... 21
- www.mysick.com/de/GM32
S Anschlussschema............... 23 Für mehr Informationen einfach Link eingeben und Sie erhalten direkt Zugang zu technischen Daten, CAD-Maßmodellen,
Betriebsanleitungen, Software, Applikationsbeispielen u. v. m.
T
8 GM32 | SICk 8012700/2016-10
Irrtümer und Änderungen vorbehalten
Gasanalysatoren GM32

Einsatzbereiche A
• Zur Überwachung und Regelung in der Rauchgasreinigung • Deponiegasüberwachung
wie z. B. in Entstickungs-, Entschwefelungs- und • Überwachungsaufgaben, z. B. in der Salpetersäure- und
B
Konverteranlagen Ammoniakherstellung
• Emissionsüberwachung nach EU-Richtlinien oder nach • TRS-Emissionsüberwachung in der Kraftzellstoff-Industrie
lokalen Vorschriften
C
technische daten im detail
D
System GM32; Standard- und Ex-Ausführung
Beschreibung Eignungsgeprüfter In-situ-Gasanalysator zur Emissionsüberwachung und Prozessmessung
Messgrößen NO, NO2, NH3, SO2 E
Eignungsgeprüfte Messgrößen NO, SO2
Maximale anzahl Messgrößen 4 (plus Prozesstemperatur und -druck)
F
Messprinzipien Differenzielle optische Absorptionsspektroskopie (DOAS)
Messbereiche
NH3 0 ... 30 ppm / 0 ... 2.600 ppm
NO 0 ... 40 ppm / 0 ... 1.900 ppm
NO2 0 ... 50 ppm / 0 ... 1.000 ppm
H
SO2 0 ... 15 ppm / 0 ... 7.000 ppm
LowNO2 0 ... 15 ppm / 0 ... 1.000 ppm
Messbereiche beziehen sich auf 1 m Messstrecke
I
Messbereiche abhängig von der Applikation und Geräteausführung
Zertifizierte Messbereiche
NO 0 ... 70 mg/m³ / 0 ... 700 mg/m³ J
SO2 0 ... 75 mg/m³ / 0 ... 1.000 mg/m³
Bei einer aktiven Messweglänge von 1,86 m (Cross-Duct) oder 1,25 m (offene Messlanze)
Die gasprüfbare Messlanze (GPP) ist nicht TÜV-eignungsgeprüft K
Einstellzeit (t90) Offene Messlanze (GMP): ≥ 5 s
Gasprüfbare Messlanze (GPP): ≥ 120 s
Cross-Duct-Version: ≥ 5 s L
Einstellzeit parametrierbar
Genauigkeit
NH3: ± 2 % M
NO: ± 2 %
NO2: ± 2 %
N
SO2: ± 2 %
Bezogen auf den kleinsten Messbereich
umgebungstemperatur –20 °C ... +55 °C
Temperaturwechsel maximal ±10 °C/h O
Lagertemperatur –20 °C ... +55 °C
Temperaturwechsel maximal ±10 °C/h
umgebungsfeuchte ≤ 96 % P
Relative Feuchte; Betauung der optischen Flächen nicht zulässig
konformitäten Zugelassen für genehmigungsbedürftige Anlagen
2001/80/EG (13. BImSchV)
Q
2000/76/EG (17. BImSchV)
27.BImSchV
TA-Luft
EN 15267 R
EN 14181
MCERTS
GOST S
T
8012700/2016-10 GM32 | SICk 9
Irrtümer und Änderungen vorbehalten
GM32 Gasanalysatoren

A
Ex-Zulassungen
ATEX II 2G Ex px [op is] IIC T3 Gb
II 3G Ex pz [op is] IIC T3 Gc
B
Elektrische Sicherheit CE
Schutzart Standard: IP 65, IP 69K
Ex-Ausführung: IP 65
C
Bedienung Über integrierte Bedieneinheit oder Software SOPAS ET
kontrollfunktionen Interne Nullpunktkontrolle
D Kontrollzyklus für Null- und Referenzpunkt gemäß QAL3
optionen Steuereinheit SCU
Mehrbereichskalibrierung (Zusätzlicher Messbereich für eine Komponent)
Erweiterter Gastemperaturbereich bis 550°C bzw. 650 °C
E
LowNO2
System GM32 TRS–PE
F
Beschreibung In-situ-Gasanalysator zur TRS-Überwachung im Kraft-Zellstoffprozess
Messgrößen NO, NH3, SO2, CH3SH, (CH3)2S, (CH3)2S2, H2S, TRS
Maximale anzahl Messgrößen 8 (plus Prozesstemperatur und -druck)
Messprinzipien Chemometrische Datenanalyse (CDE)
Messbereiche
H
NH3 0 ... 35 ppm / 0 ... 50 ppm
NO 0 ... 40 ppm / 0 ... 150 ppm
I SO2 0 ... 15 ppm / 0 ... 35 ppm
H2S 0 ... 35 ppm
CH3SH 0 ... 25 ppm
J
(CH3)2S 0 ... 20 ppm
(CH3)2S2 0 ... 15 ppm
TRS 0 ... 70 ppm
K
Messbereiche beziehen sich auf 1 m Messstrecke
Messbereiche abhängig von der Applikation und Geräteausführung
L TRS = H2S + CH3SH (als H2S-Äquivalent)
Bei Gerätevariante 7: TRS = H2S + CH3SH + (CH3)2S + 2x (CH3)2S2
Andere Messbereiche auf Anfrage
M Einstellzeit (t90) Gasprüfbare Messlanze (GPP): ≥ 120 s
Einstellzeit parametrierbar
Genauigkeit
NH3: ± 2 %
N
NO: ± 2 %
SO2: ± 2 %
O H2S: ± 2 %
CH3SH: ± 2 %
(CH3)2S: ± 2 %
P
(CH3)2S2: ± 2 %
TRS: ± 2 %
Bezogen auf den kleinsten Messbereich
Q
umgebungstemperatur –20 °C ... +55 °C
Temperaturwechsel maximal ±10 °C/h
Bei Gerätevariante 7: +20 °C ... +30 °C
R Lagertemperatur –20 °C ... +55 °C
Temperaturwechsel maximal ±10 °C/h
umgebungsfeuchte ≤ 96 %
S Relative Feuchte; Betauung der optischen Flächen nicht zulässig
T
10 GM32 | SICk 8012700/2016-10
Irrtümer und Änderungen vorbehalten