Gasanalysatoren sind von entscheidender Bedeutung für einen umweltfreundlicheren Industriebetrieb, z. B. in Chemie- und Zementfabriken, in der Metall- und Lebensmittelindustrie. Sie sind auch unerlässlich für die Produktion von sauberen Energien und erneuerbaren Energien der Zukunft. Durch die Optimierung der Überwachung und Kontrolle von Emissionen trägt die Gasanalyse zur Reduzierung von Luftschadstoffen, Treibhausgasemissionen (THG) und damit zu einer gesünderen und umweltfreundlicheren Umwelt bei.
Die Reduzierung der CO2-Emissionen und anderer Treibhausgase bleibt ein Anliegen der Industrie. Vor dem Hintergrund einer globalen Verschärfung der Umweltvorschriften haben die Maßnahmen zur Begrenzung der Klimaauswirkungen neuen Schwung bekommen.
So zielt beispielsweise die Reform des Kohlenstoffmarktes, die im April 2023 vom Europäischen Parlament verabschiedet wurde, darauf ab, die Emissionszertifikate für die Industrie bis 2030 im Vergleich zu 2005 um 62% zu senken, was einen deutlichen Willen zur Beschleunigung des ökologischen Wandels verdeutlicht.
Globale Initiativen wie das Pariser Abkommen spielen weiterhin eine zentrale Rolle bei der Bewusstseinsbildung und der Mobilisierung gegen die globale Erwärmung. Als Reaktion darauf wächst der Druck auf die Industrie, ihren Schadstoffausstoß zu minimieren und sich aktiv für umweltverträgliche Praktiken einzusetzen.
Jüngste Statistiken unterstreichen diesen Trend und zeigen einen deutlichen Rückgang der Emissionen im Industriesektor, der vor allem auf verstärkte Investitionen in saubere und erneuerbare Energien zurückzuführen ist.
Die Gasanalyse ist ein wertvolles Instrument in diesem Kampf gegen den Klimawandel und bietet den Unternehmen eine Möglichkeit, ihre schädlichen Emissionen zu quantifizieren und effektiv zu senken. Dieser Ansatz trägt nicht nur zu einer besseren Einhaltung von Umweltauflagen bei, sondern hilft auch bei der Optimierung von Industrieprozessen für eine energiesparende und nachhaltigere Produktion.
Fuji Electric, der weltweite Experte für Gasanalyse, hat eine Strategie entwickelt, die Industrieunternehmen dabei helfen soll, ihren CO2-Fußabdruck durch vier Strategien zu reduzieren:
Durch die Kombination von Lösungen für die Gasanalyse gestalten Industrieunternehmen ihren Betrieb umweltfreundlicher. Darüber hinaus optimieren sie ihre Prozesse. Dieser doppelte Vorteil ermöglicht es ihnen, den Energieverbrauch zu senken und die Produktionsleistung zu steigern.
Um die für industrielle Prozesse benötigte Wärmeenergie zu erzeugen, nutzen Heizkessel Verbrennungsreaktionen, bei denen Brennstoff mit Luftsauerstoff vermischt wird, um eine exotherme Reaktion zu induzieren. Diese Reaktion setzt Energie in Form von Wärme frei, die dann auf das Wärmeträgermedium - in der Regel Wasser oder Dampf - übertragen wird, das durch die Systeme des Kessels zirkuliert.
Diese Kessel benötigen jedoch eine große Menge an Brennstoff, stellen potenzielle Sicherheitsrisiken dar und produzieren schädliche Emissionen wie Kohlendioxid (CO2).
Vor der Einführung von Gasanalysatoren verfügten diese Heizsysteme über ein hohes Kraftstoff-Sauerstoff-Verhältnis im Luftüberschuss, um gefährliche Zustände zu vermeiden, die zu Explosionen führen könnten. Diese Methode war sehr ineffizient und erhöhte den Kraftstoffverbrauch. Außerdem reagierte der überschüssige Sauerstoff (O2) auch mit dem im Kraftstoff enthaltenen Stickstoff und Schwefel und erzeugte unerwünschte Emissionen wie Stickoxide (NOx) und Schwefeloxide (SOx).
Die genaue Analyse von Gasen, insbesondere von O2 und Verbindungen, die bei der Verbrennung entstehen, wie z. B. Kohlenmonoxid (CO), ist von entscheidender Bedeutung. Sie ermöglicht es, das Verhältnis zwischen Luft und Kraftstoff zu optimieren. Dies gewährleistet eine effizientere stöchiometrische Verbrennungsreaktion.
Die Kontrolle der Verbrennung hilft Industrieunternehmen dabei, Umweltstandards einzuhalten. Dies geschieht durch die Senkung des Kraftstoffverbrauchs, was zu weniger NOx-, SOx- und CO-Emissionen führt. Gleichzeitig führt dies zu einer Verringerung der CO2-Emissionen.
Die Technologie der auf Zirkoniumoxid basierenden Verbrennungsanalysatoren ist seit langem bei der Überwachung der Sauerstoffkonzentration bei der Verbrennung anerkannt. Ein Beispiel ist derVerbrennungsanalysator ZFK/ZKM von Fuji Electric, der zuverlässige und genaue Ergebnisse liefert. Außerdem reagiert er schnell auf Änderungen der Verbrennungsbedingungen, wie z. B. Schwankungen des Gasdurchsatzes, des Drucks und der Temperatur.
PSC-Prozessregler können leicht hinzugefügt werden, um eine komplette Verbrennungsregelungslösung zur Optimierung der Verbrennung und der Sicherheit Ihres Industriekessels zu bieten.
Die Technologie der einstellbaren Laserdiode (TDL) bietet eine noch schnellere Messung, insbesondere für CO, indem sie einen Mittelwert über die Messstrecke liefert, anstatt ein Ergebnis an einem einzelnen Punkt.
Der Fuji Electric ZSS-6 CO + O2 Dual-Laserstrahl-Gasanalysator bietet eine All-in-One-Lösung für diese Anwendung. Er kann so konfiguriert werden, dass er sowohl Sauerstoff (O2) als auch Kohlenmonoxid (CO) misst, ohne dass separate Analysatoren erforderlich sind.
Er kann auch mit einer CH4-Methanmessung kombiniert werden und bietet eine schnell reagierende Messung für die Sicherheit in erdgasbetriebenen Heizungen und Kesseln.
Die Gasanalyse spielt eine entscheidende Rolle bei der Optimierung der Verbrennung. Eine effiziente Verbrennung minimiert die Produktion schädlicher Emissionen und trägt so zu einer besseren Luftqualität und zum Erhalt unserer Umwelt bei.
Außerdem wird dadurch die Energieeffizienz der Kessel verbessert, da der Brennstoffverbrauch deutlich sinkt. Dieser Mechanismus hat einen direkten Effekt auf die Senkung der Betriebskosten in den Fabriken.
Über Heizkessel hinaus findet diese Praxis ihren Nutzen in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen, wie Industrieöfen, Gasturbinen, Verbrennungsmotoren sowie bei Prozessen, die eine Hochtemperaturerwärmung erfordern.
Branchen wie die Zementherstellung, die Metallverarbeitung, die Stromerzeugung, die Zellstoff- und Papierindustrie sowie die chemische und petrochemische Industrie profitieren ebenfalls von einem optimierten Verbrennungsmanagement.
Eine verbesserte Energieeffizienz, weniger schädliche Emissionen und eine bessere Temperaturregelung führen zu einem sichereren, wirtschaftlicheren und umweltfreundlicheren Betrieb.
Gasanalysatoren sind die Eckpfeiler der Gasreinigung. Bei dieser Praxis werden Schadstoffe herausgefiltert und schädliche Substanzen aus Prozessgasen und Rauchgasen entfernt, bevor sie von der Industrie freigesetzt werden.
Zu den typischen Gasreinigungsprozessen gehören:
DeNOx-Behandlung durch selektive katalytische Reduktion (SCR) oder selektive nichtkatalytische Reduktion (SNCR ): Bei diesem Verfahren werden die Stickoxide (NOx) in den Verbrennungsabgasen reduziert, häufig unter Verwendung von Ammoniak oder Harnstoff als Reduktionsmittel. Eine übermäßige Menge des Reaktanten entweicht in Form von Ammoniak durch den Schornstein.
DeSOx-Behandlung durch Rauchgasentschwefelung (FGD): Bei dieser Technik wird Schwefeldioxid (SO2) aus den Abgasen entfernt, was ein Schlüsselverfahren bei der Bekämpfung der Säureverschmutzung ist. Diese nasse Rauchgasbehandlung wird häufig durchgeführt, indem eine Kalk- oder Kalksuspension in die Gase injiziert wird, um das SO2 in Form von Sulfat auszufällen.
Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS): Dieser Prozess beinhaltet die Abscheidung von Kohlendioxid (CO2) aus Industrie- oder Energieprozessen, seinen Transport zu einer Lagerstätte (meist unterirdisch in ehemaligen Öl- oder Gasfeldern) und seine sichere Deponierung.
Durch die Abscheidung und Speicherung von CO2 können diese Technologien die Freisetzung dieses Treibhausgases in die Atmosphäre verhindern und so zum Kampf gegen den Klimawandel beitragen. Sie bieten auch die Möglichkeit, das aufgefangene CO2 in anderen industriellen Prozessen wiederzuverwenden.
Bei der DeNOx-Behandlung, mit der die Freisetzung von Stickoxiden (NOx) in die Atmosphäre reduziert werden soll, übernehmen Gasanalysatoren eine führende Rolle.
Insbesondere die Messung von überschüssigem Ammoniak (NH₃) mit Hilfe von abstimmbaren Diodenlaseranalysatoren (TDL) wie demZSS-Laser-Gasanalysator spielt eine kritische Rolle, um die chemische Behandlung in Klärprozessen genau einzustellen.
Diese Gasanalysatoren liefern eine sehr genaue Auswertung, die nicht nur die Wirksamkeit der SCR- und SNCR-Systeme sicherstellt, sondern auch die Ansammlung von NH₃ verhindert, die zu Ablagerungen und Korrosion der Geräte führen kann.
Um noch einen Schritt weiter zu gehen, zeichnen sich die Infrarot-Gasanalysatoren von Fuji Electric dadurch aus, dass sie gleichzeitig den NOx- und SOx-Gehalt messen können. Diese Geräte ermöglichen eine viel strengere und vollständigere Kontrolle der Emissionsqualität und fördern die Feinabstimmung des Reinigungsprozesses.
Der Gasanalysator ist entscheidend für die Entschwefelung von Verbrennungsgasen (DeSOx), eine kritische Praxis zur Minimierung der Schadstoffemissionen von Industrieanlagen.
Insbesondere die Technologie der abstimmbaren Diodenlaser-Analysatoren (TDL) der nächsten Generation, wie sie von Fuji Electric entwickelt wurde, bietet eine fortschrittliche Lösung für diese Anwendung. Diese Analysatoren ermöglichen eine in-situ und kontinuierliche Überwachung der Schwefeldioxid (SO2)-Emissionen für die Kontrolle und Optimierung von DeSOx-Prozessen.
Die Vorteile von Gasanalysatoren für die DeSOx-Entschwefelung von Verbrennungsgasen sind vielfältig.
Erstens ermöglicht ihre Fähigkeit, genaue SO2-Messungen in Echtzeit zu liefern, den Betreibern, den Entschwefelungsprozess schnell anzupassen, um eine maximale Effizienz zu gewährleisten, und so den Verbrauch von Reagenzien und die Betriebskosten zu minimieren.
Zweitens reduzieren diese Analysatoren durch ihre Technologie der direkten In-situ-Messung die Fehleranfälligkeit, die mit der Probenahme und dem Transport der Proben verbunden ist, und verbessern so die Zuverlässigkeit der Daten.
Darüber hinaus sorgen die Robustheit und die vereinfachte Wartung dieser Systeme für eine hohe Verfügbarkeit und eine lange Lebensdauer, wodurch ungeplante Ausfallzeiten und Wartungskosten reduziert werden.
Diese Methoden zielen darauf ab, die CO2-Emissionen zu reduzieren, indem das Treibhausgas an der Quelle, z. B. in Kraftwerken, eingefangen und anschließend unterirdisch oder im Meer gelagert wird. Zu diesem Zweck erweisen sich Gasanalysatoren als unverzichtbare Werkzeuge zur Optimierung dieser Verfahren zur CO2-Abscheidung und -Speicherung.
Unter den verfügbaren Technologien zeichnen sich die Infrarot-Gasanalysatoren von Fuji Electric durch ihre außergewöhnliche Fähigkeit aus, die Zusammensetzung von Gasen minutiös zu überwachen.
Diese fortschrittlichen Geräte sind in der Lage, verschiedene Gaskomponenten wie CO2 sowohl bei Konzentrationen im Prozentbereich als auch im Bereich von Teilen pro Million genau zu erkennen.
Diese Genauigkeit ist von grundlegender Bedeutung für die Messung der Effizienz, mit der die Verbrennungsgase behandelt werden, und stellt somit sicher, dass eine maximale Menge an CO2 abgeschieden wird. Darüber hinaus sind diese Analysatoren unerlässlich für die Bewertung der Reinheit von CO2 vor der Einlagerung, wodurch die langfristige Sicherheit und Effizienz von CCS gewährleistet wird.
Da der Kampf gegen den Klimawandel eine internationale Priorität ist, werden die Vorschriften für Treibhausgasemissionen (Kohlendioxid CO2, Methan CH4, Distickstoffmonoxid N2O) weltweit immer strenger. Dasselbe gilt für Schadstoffe wie die umweltschädlichen Stickoxide NOx, Schwefeloxide SOx und Kohlenmonoxid CO.
Die Überwachung von Emissionen aus Verbrennungsprozessen ist mittlerweile Pflicht, nicht nur um Umweltstandards einzuhalten, sondern auch um unseren Planeten zu retten.
Durch die Überwachung dieser Emissionen können Industrien zeigen, dass sie sich um die Umwelt kümmern, und ihren CO2-Fußabdruck verringern.
Um die Einhaltung der Vorschriften zu gewährleisten, ist ein System zur kontinuierlichen Emissionsüberwachung (CEMS) erforderlich, das alle notwendigen Komponenten der industriellen Abluft misst. Dieses System muss bei der Messung der zahlreichen Schadstoffe Genauigkeit und Wiederholbarkeit bieten.
Die Gasanalysatoren von Fuji Electric verwenden eine Vielzahl von Sensortechnologien zur Messung von Gaskomponenten. Je nach industrieller Anwendung können diese Gasanalysatoren entweder alle erforderlichen Messungen in einem einzigen Gerät bereitstellen oder verschiedene Technologien nutzen, die in ein komplettes, maßgeschneidertes Gasanalysesystem integriert sind. Beispielsweise kann der ZKJ Multigas-Infrarotanalysator fünf Gase gleichzeitig überwachen, wobei die Komponenten aus O2, CO2, CO, SO2, NO, CH4 und N2O ausgewählt werden können.
Um den gesetzlichen Anforderungen für Industrieemissionen gerecht zu werden, ist die Einführung von MCERTS- und QAL1-zertifizierten Gasanalysesystemen zwingend erforderlich. Diese Zertifizierung garantiert eine genaue und zuverlässige Messung der Emissionen - ein wesentliches Kriterium für Betreiber von Industrieanlagen, die die geltenden Umweltstandards einhalten wollen.
In Verbindung mit dem Datenerfassungs- und -verarbeitungssystem von Fuji Electric können Daten, Berechnungen und Berichte über die gesetzlich vorgeschriebenen Luftemissionen an die Behörden gemeldet werden.
In einer Welt, die unaufhörlich nach sauberen und nachhaltigen Energiequellen sucht, rückt die Herstellung von Wasserstoff (H2) in den Mittelpunkt der Energieinnovationen.
Die Industrie diversifiziert ihre Energiequellen, indem sie aggressiv Wasserstoff in ihre Produktionsketten einbaut, um der steigenden Nachfrage gerecht zu werden.
Um jedoch sicherzustellen, dass der Wasserstoff effektiv als hochwertiger Treibstoff dient, ist die Kontrolle seiner Reinheit unerlässlich. Zu diesem Zweck spielt derZAF Wärmeleitgasanalysator von Fuji Electric eine wichtige Rolle.
Dieses Messgerät erweist sich als eine hochmoderne technische Lösung für die präzise Erkennung und Überwachung von Wasserstoff in den verschiedenen Phasen seiner Herstellung. Durch die ständige Überwachung der Gaskonzentrationen sorgt dieser Analysator für die Regulierung der Atmosphäre in kritischen Anlagen wie Wasserstoffgeneratoren und Dampfreformierungsprozessen. Der ZAF-Analysator gewährleistet eine hohe Genauigkeit, die für die Aufrechterhaltung der Qualität des produzierten Wasserstoffs unerlässlich ist.
Gasanalysatoren spielen eine lebenswichtige Rolle bei der Entwicklung sauberer und erneuerbarer Energien, da sie eine genaue und zuverlässige Überwachung der Emissionen gewährleisten, die für die Optimierung von Prozessen und die Gewährleistung der Umwelteffizienz neu entstehender Energietechnologien unerlässlich ist.
Um die Treibhausgasemissionen unter Kontrolle zu halten und den CO2-Ausstoß zu reduzieren, ist der Einsatz von Gasanalysatoren in der Industrie unerlässlich.
Ob in der Chemie, der Zementherstellung, der Metallverarbeitung, der Lebensmittelindustrie oder bei der Entwicklung von grünen und erneuerbaren Energien - diese Messinstrumente sind von entscheidender Bedeutung.
Sie ermöglichen eine genaue und effiziente Steuerung der Emissionen und tragen so zur Verbesserung der Luftqualität und zur Förderung umweltfreundlicher Prozesse bei. Diese Gasanalysatoren bieten zunächst fortschrittliche Lösungen für die Steuerung der Verbrennung, wodurch schädliche Emissionen erheblich reduziert und die Energieeffizienz gesteigert werden. Sie erleichtern auch die Gasreinigung und die Kohlenstoffabscheidung - Schlüsselelemente, um unseren ökologischen Fußabdruck zu verringern. Durch die kontinuierliche Überwachung von Verbrennungsabgasen und Luftschadstoffen sorgen sie für saubere Industrieaktivitäten.
Auch ihr Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung und zu erneuerbaren Energien ist unbestritten. Um die Luftqualität zu verbessern, bedarf es einer Reihe von hochmodernen Sensortechnologien, die für jeden spezifischen Bedarf optimale und kostengünstige Lösungen bieten.
Durch die Einführung dieser Umweltstrategien können Fabriken und Industrieunternehmen nicht nur die Auswirkungen ihrer Tätigkeiten auf die Umwelt genau einschätzen, sondern auch eine aktive Rolle bei der Bekämpfung der Luftverschmutzung spielen.
Diese gemeinsamen Anstrengungen führen in eine Zukunft, in der wir alle eine gesunde Atmosphäre genießen können, die die eigentliche Grundlage für eine erfolgreiche nachhaltige Entwicklung darstellt.
Durch die Integration fortschrittlicher Technologien können Industrien ihren CO2-Fußabdruck minimieren und gleichzeitig ihre betriebliche Effizienz steigern.
Durch Investitionen in Lösungen für die Gasanalyse können Industrieunternehmen nicht nur strenge Umweltstandards einhalten, sondern auch eine aktive Rolle bei der Erhaltung unseres Planeten spielen.
