Sicherheit von Biogas-Anlagen weiter steigern
Ein neuer Schwefel-Gasanalysator optimiert die H2S-Überwachung
Verteilt am 29. Januar 2020 / Biogas- und Biomethananlagen haben als dezentrale und mit Biomaterial betriebene Energieerzeuger im Energiemix vieler Länder große Bedeutung erlangt, die mit dem geplanten Ausstieg aus Kohleverstromung und Kernenergie noch weiter zunehmen wird.
Allerdings sind auch Biogas und dessen Nutzung nicht frei von Gefährdungspotenzialen, die kontrolliert und überwacht werden müssen. Zu den Risikofaktoren zählt vor allem der bei der Biogaserzeugung entstehende hochgiftige Schwefelwasserstoff (H2S), der seinen Ursprung in der fast immer schwefelhaltigen Biomasse hat. Dieses Gas ist für den Menschen bereits in kleinsten Konzentrationen extrem giftig und für Maschinen- oder Anlagenkomponenten hochkorrosiv. Davon sind in einer Biogasanlage vor allem die Gasmotoren der zu solchen Anlagen gehörenden Blockheizkraftwerke betroffen. Biogas-Anlagen sind daher standardmäßig mit Entschwefelungsanlagen und einer entsprechenden Messtechnik (Gasanalysatoren) zur Feststellung der jeweiligen H2S-Konzentration ausgerüstet.
Die Erwartungen an die Gasanalyse-Messtechnik steigen
Die quantitative Gasanalyse von H2S und anderer Schwefelverbindungen in Gasen ist – außer in Biogasanlagen – auch im Zusammenhang mit der Erdgas-Odorierung von großer Bedeutung. Dort versucht man durch Absenkung der meist schwefelhaltigen Odoriersubstanz-Konzentration, schädliche Umwelteinflüsse weiter zu reduzieren. Es ist also ein generelles Anliegen der Biogas- und Erdgasbranche an die Gerätehersteller, eine leistungsfähige (bezüglich der Nachweisgrenzen, automatischen Messabläufen sowie Datenbereitstellung) und zugleich wirtschaftlich einsetzbare Gerätetechnik zur Gasanalyse bereitzustellen.
Dies ist bisher nur bedingt der Fall: Eingesetzt werden derzeit vor allem kostengünstige, aber nur begrenzt leistungsfähige Handgeräte auf Basis elektrochemischer Sensoren mit begrenzter Selektivität und Lebensdauer (Vergiftungseffekte); oder aber aufwendige Geräte aus der Prozessanalytik, die für Biogasanlagen wirtschaftlich kaum in Betracht kommen. Die dazwischen bestehende Lücke wird jetzt durch einen neuen, vom Gasanalyse-Spezialisten UNION Instruments GmbH kürzlich vorgestellten, Schwefel-Gasanalysator für den Einsatz im Erd- und Biogasbereich geschlossen.
UV-Spektrometrie als Analyse-Methode für Biogas-Anlagen
Der neue Schwefel-Gasanalysator SIRA3000 Sulfur verwendet als Nachweisverfahren die UV-Absorptionsspektrometrie, die in der Prozessanalytik zu den Standardverfahren gehört: Mit einer breitbandigen UV-Lichtquelle (Hg-Flash-Lampe) können viele Komponenten eines Gases bzw. deren Absorptionslinien innerhalb des Gesamtspektrums über ein Dioden-Array zeitgleich erfasst und dann selektiv ausgewertet werden. Den Geräteentwicklern von UNION Instruments ist es gelungen, dieses leistungsfähige Verfahren mit einer hochmodernen Elektronik und Software in einem Gerät zu realisieren, das wirtschaftlich und technologisch die oben erwähnte Lücke beim Nachweis von Schwefelkomponenten schließt.
Plattformprinzip und moderne Kommunikationstechnik finden großes Interesse
Hohe Analyseleistung, moderne Datentechnik und Wirtschaftlichkeit waren die Vorgaben für diese Entwicklung, die auf einem modularen Plattformkonzept basiert und verschiedene Analysatoren einschließen wird. Die zentrale Elektronik und Software nutzt einen Hochleistungsprozessor, Algorithmus-basierte Messwertauswertung und vielfältige Schnittstellen zur Datenausgabe, von 4-20 mA bis zu Industrial Ethernet- und Wireless-Lösungen. Dieses neue Konzept fand großes Interesse bei den Besuchern der Fachmessen gat/wat in Köln sowie Biogas Convention & Trade Fair in Nürnberg, auf denen das Gerät Ende 2019 erstmals vorgestellt wurde. Besonderen Beifall fand dabei der Sachverhalt, dass die leistungsfähige UV/VIS-Absorptionsspektrometrie jetzt auch für Applikationen „unterhalb“ der Prozessanalytik in Biogas-Anlagen verfügbar sein und die Sicherheit für Mensch und Maschinen weiter steigern wird.
