Monitoring: Messung flüchtiger organischer Verbindungen mittels eines Flammenionisationsdetektors (FID)

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1 Monitoring: Messung flüchtiger organischer Verbindungen mittels eines Flammenionisationsdetektors (FID) DIN EN und DIN EN (nicht bei Prozessen mit Einsatz von Lösemittel) Messprinzip: Chemi-Ionisation von organischen Stoffen in einer Wasserstoff- Flamme. Messsignal ist näherungsweise proportional zur Zahl der im Probegas gebundenen Kohlenstoff-Atomen. Signal = r * C c Einsatz nur behördlich zugelassener eignungsgeprüfter Messgeräte für die Emissionsmessungen! 1

2 Proportionalitätsfaktor r = Responsefaktor abhängig von - Bindungsformen und den Bindungspartnern der Kohlenstoff-Atome - Gerätetyp und seinen Betriebsbedingungen Organische Verbindungen mit Heteroatomen, z.b. N, O, S, Cl, sprechen im Allgemeinen mit geringerer Empfindlichkeit an. Kohlenmonoxid und Kohlendioxid werden nicht erfasst. Kohlenstoffkonzentration als Propanäquivalent: C cp [mg C/Nm 3 ] = 1,608 * C VP [ppm] Kohlenstoffkonzentration: C CS [mg C/Nm 3 ] = C cp [mg C/Nm 3 ]/r s = 1,608 *C VP [ppm]/r s 2

3 Beispiel 1: Im Abgas befindet sich als flüchtige organische Verbindung ausschließlich Aceton. Erhaltenes Signal: 54 ppm; Eichung auf Propan; Responsefaktor von Aceton: 0,77 C Aceton [mg C/Nm 3 ] = 1,608 * 54 ppm/0,77 = 112,7 mg C/m 3 Umrechnung auf C Aceton [mg/nm 3 ]; Molekulargewicht Aceton (C 3 H 6 O) = 58; Verhältnis Kohlenstoff/Molekulargewicht f = 3* 12/58 = 0,62 C Aceton [mg/nm 3 ] = C Aceton [mg C/Nm 3 ] / f = 182 mg/nm 3 bzw. C Aceton [mg/nm 3 ] = 1,608*C VP [ppm]/(r s * f) S 3

4 Probenahme mittels FID Ausstattung der Probenahmevorrichtung mit einem Filter zur Abscheidung von Partikeln zum Schutz gegen eine Verstopfung des Brenners Kondensationen nach dem Filter sind alternativ zu vermeiden durch: - vollständig beheizte Leitung bis zum Gaseinlass des Messgerätes: bei heißen Gasen: Temperatur an der kältesten Stelle mindestens 20 C > Abgastemperatur und < 200 C - Geeignete Vorrichtung zur dynamischen Verdünnung Mindestanforderungen an FID (Auszug DIN EN 13526): Kleinster Messbereich: 0 50 mg/m 3, 150 oder 500 mg/m 3 Nachweisgrenze: 5% des Emissionsgrenzwertes Einstellzeit (Zeitspanne zwischen der sprunghaften Änderung der Konzentration des Gesamt-C und dem Zeitpunkt, zu dem das Messsignal des Messgerätes 90% des endgültigen Wertes erreicht): < 1 Minute 4

5 Zur Überprüfung wird Prüfgas von der Sonde angesaugt und ab diesem Zeitpunkt die Einstellzeit (= Totzeit + Anstiegszeit) mit der Stoppuhr festgestellt Zur Qualitätssicherung: AmTag der Messung Dichtigkeitsprüfung: Probeneingang wird kurz verschlossen und Kontrolle der Probendruckanzeige. Mehrmalige Überprüfung der Gerätekennlinie durch Nullgas und Prüfgasaufgabe (Propan) mehrmals geprüft Regelmäßige Prüfung der Druckverhältnisse und der Ansaugleistung Mindestanforderungen an FID (Auszug DIN EN 13526): Linearität: zulässige Abweichung: 5% des Emissionsgrenzwertes Brennluft (Luft zum Verbrennen des Brenngases): TOC-Gehalt 1% Prüfgas zur Überprüfung der Messwertanzeige: Propan als Eichsubstanz 5

6 Beispiel Rohgasmessung: 6

7 Beispiel: Direkt mit Methan beheizter Trockner mit nachgeschaltetem Abgaswäscher 7

8 8

9 Beispiel: Roh- Reingas nach einer Regenerativen Nachverbrennung NOx und CO Achse CO + NOx Achse O2 + CO2 9

10 Reingas RNV Gesamt-C 10

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