Vortrag Ethan Nachweis mit dem PGC Referent: Dipl.- Ing. (FH) Volker Heimburger Schütz GmbH Messtechnik 1
Wozu Ethan-Nachweis? In einigen Situationen werden Schadenstellen eingegrenzt und lokalisiert, die bei der Schadensbeseitigung nicht nachvollziehbar sind. Die gefundene Gasemission wurde durch den Einsatz entsprechender Messtechnik als brennbar eingestuft. Und doch liegt keine Schadenstelle vor. Nachlokalisationen haben aber immer wieder zu Messwertanzeigen geführt. 2
Wozu Ethan-Nachweis? Ursache für die ständige Gasemision kann auch Naturgas z.b. Biogas, Sumpfgas, Faulgas, Deponiegas u.ä. sein. Nicht nur defekte Gasleitungen. In beiden Gasen ist überwiegend Methan enthalten, welches mit Gasspürgeräten an der Erdoberfläche nachgewiesen werden kann 3
Wozu Ethan-Nachweis? Ein Unterschied in der Zusammensetzung beider Gase kann bei der vorgenannten Problemstellung die Lösung sein: Ethan Denn Erdgas enthält diese Kohlenwasserstoffverbindung und Naturgas nicht. Zur Unterscheidung der beiden Gase ist nun nachzuweisen, ob Ethan in der Probe enthalten ist. 4
Wozu Ethan-Nachweis? Die wichtigsten Bestandteile von Erdgas: Die wichtigsten Bestandteile von Faulgas: CH4 Methan CH4 Methan C2H6 Ethan NH3 Ammoniak C3H8 Propan C4H10 Butan CO2 Kohlendioxid N2 H2S Schwefelwasserstoff CO2 Kohlendioxid Stickstoff 5
Wozu Ethan-Nachweis? Ethannachweis ist die vom DVGW anerkannte Methode zu Unterscheidung zwischen Faulgas (Sumpfgas) und Erdgas. Wenn in einer Gasprobe Ethan nachgewiesen werden kann, ist sicher dass es sich um Erdgas aus Gasrohrleitungen handelt. Um ein Gasgemisch in seine einzelnen Komponenten zu zerlegen, wird das Messprinzip der Gas-Chromatographie angewendet. 6
PGC Für diese Anwendung haben wir einen tragbaren Gas-Chromatographen entwickelt: den Portable Gas-Chromatograph PGC von Schütz GmbH Messtechnik 7
Gas-Chromatographie Bei einer Messung wird die Gasprobe von der Umgebungsluft, die über den Ansaugschlauch angesaugt wird, mitgenommen und durch die Trennsäule geführt. Die unterschiedlichen Komponenten des Gasgemischs verbleiben unterschiedlich lange in der Trennsäule und werden dadurch zeitlich versetzt vom Detektor, der sich in der Messzelle befindet zugeführt Die Zeit zwischen dem Beginn der Messung und der Ankunft der Gaskomponente an der Messzelle wird auch Retentionszeit genannt. Die Retentionszeit ist für die einzelnen Komponenten des Gasgemischs unterschiedlich lang. Anhand dieser Retentionszeit lässt sich die Komponente bestimmen. 8
Das Gas-Chromatogramm Idealisiertes Chromatogramm Das Chromatogramm, welches im nachfolgenden auch als Messprotokoll bezeichnet wird, stellt das Messergebnis graphisch dar. Es besteht aus der Basislinie oder auch Nulllinie genannt und einer entsprechenden Anzahl von Peaks (engl.: Spitzen). Messprotokoll des PGC Die einzelnen Peaks repräsentieren einzelne Komponenten des Gases. Anhand des Zeitpunkts an dem ein Peak auftritt lässt sich die Komponente identifizieren. Der Methan-Peak erfolgt nach ca. 20-30 Sekunden. Der darauf folgende Peak ist der Ethan-Peak (im unseren Beispiel). 9
Die EthanNachweisgrenze Nachweisgrenze mit dem PGC Das Ziel ist es Ethan in der Gasprobe nachzuweisen, um dadurch festzustellen, dass es sich um Erdgas aus Gasrohrleitungen handelt. Der PGC kann bereits geringe Ethankonzentrationen ab 10ppm feststellen. Eine Begrenzung der Konzentration ist nicht vorhanden, d.h. Sie können mit dem PGC auch Gaskonzentrationen von bis zu 100Vol% (unverdünntes Erdgas des Versorgers) messen. Methan CH4 Ethan C2H6 Ethan-Nachweisgrenze Erdgas Gruppe L Gruppe H Nordseegas GUS 82,0% 84,4% 98,1% 3,3% 250ppm* 7,7% 110ppm* 0,6% 1650ppm* * mit dem Gasmessgerät gemessene Methankonzentration der Gasprobe Zur Verdeutlichung: Ihr Gasversorger verwendet Erdgas der Gruppe L mit oben angegebener Zusammensetzung. Wenn Sie nun mit Ihrem Gasmessgerät eine Methankonzentration von 250ppm messen, ist in dieser Gasprobe ein Anteil von C Ethan = 250 ppm * 82,0% = 10 ppm 3,3% 10
Portable Gas-Chromatograph PGC Zuverlässige und einfache Messung mit dem PGC: Gerät einschalten Gasprobe anschließen Messung starten Messprotokoll entnehmen Der PGC entspricht den Anforderungen nach DVGW G 465-4 Ethan in Gasproben von 2000ppm bis 100Vol% sicher nachweisbar Durch die integrierte Messzelle ist kein zusätzliches Messgerät erforderlich Durch Batteriebetrieb vor Ort einsetzbar, auch direkt am Bohrloch Prüfgas 50ppm Ethan (1 Liter Prüfgasdose) 11
Portable Gas-Chromatograph PGC Nur durch den Einsatz modernste Technologie und hochwertigen Komponenten wurde es möglich die Technik der Gas-Chromatoraphie in dieser kompakten, tragbaren Form anzubieten. Durch die Verwendung eines hochsensiblen Gassensors in einer eigens für dieses Gerät entwickelten Messzelle ist der PGC in der Lage selbst sehr geringe Gaskonzentrationen von wenigen ppm anzuzeigen. 12
Praxis Jeder Gasspürer führt im Jahr durchschnittlich 5 Erdgas-Sumpfgas/ Erdgas-Grubengas Unterscheidungen durch. 13
Kontakt Schütz GmbH Messtechnik Im Dornschlag 6 D-77933 Lahr Tel: +49 (0) 7821/ 5 22 10 Fax: +49 (0) 7821/ 45 80 Email: info@schuetz-messtechnik.de Internet: www.schuetz-messtechnik.de 14