Die Anwendung in der Chlorgastrocknung
In Produktionsanlagen für Chlorgas wird das Rohgas unmittelbar nach der Elektrolyse in einen Sprühtrockner zur Feuchtigkeitsreduzierung geleitet. Der Feuchtegehalt des Gases beeinflusst dessen Korrosionsverhalten und damit die konstruktiven Anforderungen an die in der Anlage eingesetzten Reaktoren etc.
Der Feuchtegehalt bestimmt in direkten Weise die Reaktionsfähigkeit des Gases: oberhalb einer Konzentration von etwa 30 ppm nimmt die Korrosionsneigung kontinuierlich zu.

Herkömmliche Messung des Feuchtegehaltes
Vorzugsweise werden Phosphorpentoxid-Sensoren eingesetzt. Diese extraktiv arbeitende Sensortechnik zeigt deutliche Nachteile,

• wie hohen Wartungsbedarf durch z.B. Rekalibrierung und begrenzte Zuverlässigkeit.
• verhältnismäßig lange Signal-Ansprechzeit, wodurch zum Zeitpunkt der Sensor-Warnmeldung eine signifikante Beschädigung der Anlage durch korrosives Gas bereits eingetreten sein kann.

Die attraktive Alternative: Der insitu-Laser-Gasanalysator LDS 6
Zur Bestimmung des Feuchtegehalts in Chlor sind die Sensoren direkt insitu im Prozessstrom direkt nach dem Sprühtrockner angeordnet, wodurch eine aufwändige Probengasentnahme vermieden wird.
Die Analysatoreinheit ist räumlich getrennt über Lichtleiter mit den Sensoren verbunden und kann so außerhalb von Gefahrenzonen installiert werden.
Hierdurch ergeben sich eine Reihe von vorteilhaften Eigenschaften:

• Die Messwerte entstehen in Echtzeit und
• sind frei von spektralen Überlagerungen, wodurch eine Überwachung und Steuerung dynamischer Vorgänge ermöglicht wird.
• Im Gegensatz zu elektrochemischen Methoden weist das LDS 6 eine sehr kurze Ansprechzeit auf. Ssobald der Feuchtigkeitsgehalt im Gas ansteigt, kann dies ohne Verzögerung festgestellt und kritische Wasserkonzentrationen können sofort identifiziert werden.
• Es zeigte sich, dass LDS 6 in der Lage ist, Änderungen des H₂O-Gehaltes von typischerweise 0.3 ppm aufzulösen.
• Die hohe Präzision der Messung eröffnet zusammen mit der hoher Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit des Messgerätes völlig neue Möglichkeiten für eine effiziente Steuerung der Chlor-Trocknung.
• Der Betrieb des LDS 6 erfordert dank seiner eingebauten Referenzzelle keine Rekalibrationen im Feld.
• Auch lästiger Wartungsaufwand, wie z.B. für Reinigung oder Neubelegung der Messzellen entfällt.
• Darüber hinaus ist die Repräsentativität des Messergebnisses beim LDS 6 durchwegs höher als bei der Vergleichmethode: während mit dem konventionellen extraktiven Ansatz nur wenige Liter Messgas pro Stunde erfasst werden, überwacht das LDS 6 mehrere tausend Liter Messgas pro Stunde im Strom.
• Eine Modemanbindung über Ethernet erlaubt die Fernwartung.

Überwachung des Spülgases - Dynamische Hintergrundkompensation
Der Feuchtigkeitsgehalt im Chlorgas wird hochpräzise und unabhängig von den Umgebungsbedingungen auch im sub-ppm-Bereich ermittelt, wenn sämtliche Signalbeiträge aus dem Feuchtigkeitsgehalt der Umgebungsluft entweder vermieden oder kompensiert werden.
Zum einem ist aus diesem Grund ist der Lichtweg des Lasers innerhalb der hermetisch abgedichteten Sensorboxen des LDS 6 mit trockenem Stickstoff spülbar.
Zum anderen besteht dank der Mehrkanalfähigkeit des LDS 6 auch die Möglichkeit, den aktuellen Feuchtigkeitsgehalt des Spülgases zu überwachen und zur Kompensation mit dem Messwert in Echtzeit zu verrechnen. Hierzu wird der Spülstickstoff nach Verlassen der Sensorboxen in eine Vergleichszelle geleitet, in der ebenfalls eine Spurenfeuchtemessung stattfindet.

Der Messverlauf
von Phosphorpentoxid-Sensoren in einem Chlorgasstrom ist dem des LDS 6 gegenübergestellt. Bei der Zuführung von Feuchtigkeit in den Gasstrom zeigten konventionelle Analysatoren nur eine sehr träge und zeitlich stark verzögerte Reaktion, während das LDS 6 sofort und durchwegs plausibel alle Änderungen des Feuchtigkeitsgehalts registrierte.

Das Messprinzip
Die Absorptionsspektroskopie wendet für NIR/MIR das Beer-Lambertsche Gesetz an. Der LDS 6 erzeugt hier eine schmale NIR-Linie mit hoher Empfindlichkeit und Selektivität.

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