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    Häufig gestellte Fragen (FAQ)

    Warum habe ich einige ppm Schwefelwasserstoff an Luft?

    Da wir keinen automatischen Nullabgleich durchführen, kann der Messwert an Luft einen von 0 abweichenden Wert aufweisen. Bei einem Messbereich von Beispielsweise 5000 ppm kann es durchaus mal vorkommen, dass 20 ppm an Luft angezeigt werden. Es muss aber auch immer die Möglichkeit in Betracht gezogen werden, dass die Umgebungsluft nicht ganz rein ist. Daher wird der Nullpunkt von den Sensorem mit sehr kleinem Messbereich (z.B. bei 0..10 ppm) nicht mit Umgebungsluft sondern mit Kalibriergas eingestellt.

    Meine Anlage ist überlastet, aber der Wasserstoffgehalt steigt nicht. Kann das sein?

    Ja, das kann passieren. Wasserstoff entsteht hauptsächlich bei der Versäuerung von frischem Substrat. Falls in die Anlage bereits stark versäuertes Substrat gelangt, entsteht wenig oder kein Wasserstoff, da der Wasserstoff bereits zu einem früheren Zeitpunkt entwichen ist. Beispielsweise würde bei reinem Essig als Substrat überhaupt kein Wasserstoff entstehen.  Daher können Biogasanlagen nicht alleine nach dem Wasserstoffgehalt betrieben werden. Ein hoher Wasserstoffgehalt verhindert aber den Abbau von Propionsäure, Buttersäure usw. und soll daher vermieden werden.

    Laut BHKW-Hersteller dürfte mein BHKW bei so niedrigem Methangehalt gar nicht laufen. Ist die Messung falsch?

    Die Explosionsgrenzen von Biogas liegen bei einem Methangehalt zwischen 5 und 15 Vol.-%. Das Gas wird also im BHKW verdünnt. Dabei macht es für die Zündwilligkeit einen großen Unterschied, ob ein niedriger Methangehalt von beispielsweise 40 % durch schlechtes Gas, d.h. Rest Kohlendioxid, oder durch Einblasen von Luft zur Entschwefelung entstanden ist. In letzterem Fall ist das Gas natürlich viel zündwilliger, es hat lediglich eine Vorvermischung mit Luft stattgefunden. Anmerkung: Die hier vorgestellten Antworten beziehen sich auf die neuesten Geräte. Da unsere Geräte ständig weiterentwickelt werden, können für ältere Geräte und für Sonderanfertigungen abweichende Aussagen zutreffen.

    Warum zeigt der Messwert der integriereten Luftmess-Stelle nicht exakt 20.95 % O2?

    Es wird zwar regelmässig Luft gemessen, wir verzichten jedoch darauf, den Sauerstoff-Wert automatisch auf 20.95 % sowie die anderen Sensoren auf 0 abzugleichen. Andernfalls hätte der Betreiber weniger Kontrolle über das Drift-Verhalten der Sensoren. Außerdem birgt der automatische Abgleich die Gefahr, dass bei Undichtigkeiten oder Sauerstoffmangel diese nicht erkannt werden und die Sensoren verstellt werden. Beispielsweise sinkt der Sauerstoffgehalt während eines Arbeitstages in einem Raum, wo sich Menschen aufhalten, deutlich messbar um beispielsweise 1 % und steigt nach Dienstschluss wieder an. Bei unseren Geräten hat der Betreiber die Möglichkeit, eine Luftkorrektur für alle Sensoren am Display durchzuführen.

    Was bringt eine Konzentrationskompensation bei der Gasdurchflussmessung?

    Viele Gasdurchflussmessgeräte weisen messprinzipbedingt eine Abhängigkeit von der Gaszusammensetzung bei der Ausgabe des Messwertes als Volumenstrom oder/und Massenstrom auf. Die von uns verwendeten thermischen Massendurchflussmessgeräte sind bei 65 % CH4 kalibriert und würden bei einem Methangehalt von 50 % je nach Durchfluss alleine durch die geänderte Gaszusammensetzung einen Messfehler von 10 % aufweisen.  Wenn diese Durchflusssensoren an unsere Prozessanalysegeräte angeschlossen werden, werden diese Fehler jedoch rechnerisch korrigiert, da das 3-dimensionale Kennfeld sowie die aktuelle Gaszusammensetzung bekannt sind.

    Kann mittels Gasqualitäts- und Mengenmessung der Wirkungsgrad des BHKW bestimmt werden?

    Das kommt darauf an, wie genau dieser bestimmt werden soll. Für eine Abschätzung kann es ausreichend sein, für eine genauere Bestimmung sind entsprechende Normen anzuwenden. Zur Bestimmung des Wirkungsgrades ist der Methangehalt sowie der Gasvolumenstrom notwendig. Das Gasanalysegerät sollte unmittelbar vorher und nachher kalibriert werden, ebenso die Volumenmessung. Wir geben eine Genauigkeit von 2 % des Messbereichsendwertes beim Methangehalt an, selbst durch Kalibrierung kann jedoch nie eine wesentlich höhere Genauigkeit als 0,5 bis 1 % erreicht werden, weil bereits die zertifizierten Kalibriergase eine Ungenauigkeit in dieser Größenordnung aufweisen. Es sollen Kalibiergase mit einer ähnlichen Konzentration wie das Biogas verwendet werden, da alle Sensoren bis zu einem gewissen Grad - trotz Kompensation - unlinear sind. Bei der Durchflussmessung ist zu berücksichtigen, für welche Gaszusammensetzung bzw. Gasdichte die angegebene Genauigkeit gültig ist. In der Praxis erreichen Gasdurchflussmessungen selten Genauigkeiten von besser als 5 %. Oft wird vom Massenfluss durch Annahme einer fiktiven Gaszusammensetzung auf das Volumen umgerechnet. Bei abweichenden Gaszusammensetzungen messen viele Geräte daher das Volumen nur ungenau.

    Zu beachten ist auch noch, dass die Feuchtigkeit nicht fälschlich doppelt reingerechnet wird.

    Vergleichsmessung mit anderen Geräten oder Laboranalysen?

    Bei Vergleichsmessungen betrachten Sie bitte die Genauigkeitsangaben und den Kalibrierzustand der Geräte. Reklamierte Abweichungen liegen häufig innerhalb der angegebenen Genauigkeit. Bei Bildung der Summe muss berücksichtigt werden, dass noch mindestens die 5-fache Menge von Sauerstoff an Stickstoff vorhanden ist. Durch Verbrauch von Sauerstoff kann das Verhältnis auch noch höher liegen. Es muss auch noch berücksichtigt werden, ob das Vergleichsgerät über eine Temperatur- und Druckkompensation verfügt. Ohne diese Kompensation sind Messfehler von mehr als 10 % möglich. Zusätzlich ist zu berücksichtigen, ob die Geräte das Gas messen wie es ist oder mittels Gaskühler die Feuchtigkeit entfernt wird.

    Beim Vergleich mit Laboranalysen muss berücksichtigt werden, dass diese meist auf 100 % normiert werden - man erkennt das daran, dass die Summe genau 100 % ergibt. Wenn alle möglichen Komponenten erfasst werden, ist dies kein Problem, andernfalls erhält man jedoch zu hohe Werte bei den anderen Komponenten. Bei den Laborergebnissen sollte nachgefragt werden, wie genau die Analysen sind. Laut unserer Erfahrung beträgt die Genauigkeit 1 bis 2 %.  Bei der Probennahme ist auch darauf zu achten, dass geeignete Gefäße verwendet werden bzw. die Analyse rasch erfolgen muss, um Verfälschungen durch Gasdiffusion zu vermeiden. Beutel aus Kunststoff sind oft nicht für alle Komponenten geeignet (Diffusion, Absorption).

    Sicherheit bezüglich Explosionsschutz?

    In jedem Analysensystem befindet sich eine Detonationssicherung, welche einen Flammenrückschlag verhindert. Die Abluft/Abgas-Leitung des Gasmessgerätes muss abgeleitet oder zurück in die Hauptgasleitung geführt werden, damit sich im Aufstellungsraum kein explosionsfähiges Gemisch bilden kann.

    Das Gasmessgerät saugt Umgebungsluft über eine Fritte an und spült damit den Innenraum mit Frischluft. Bei eventuellen Leckagen im Innenraum würde das Gas somit über die Abluft/Abgasleitung abgeleitet. Zusätzlich wird bei den meisten Geräten (je nach Sensor-Ausstattung) die Gaszusammensetzung der Spülluft bzw. des Innenraumes überprüft. Somit kann evtll. auftretende Methanatmosphäre im Innenraum oder Aufstellungsraum detektiert werden.

    Welche Vorteile bietet ein Bus?

    Im Gegensatz zum Stromsignal können mittels Bus auch weitere Daten, wie Gerätestatus, zum Steuergerät übertragen werden bzw. können bestimmte Funktionen von einem Steuergerät/Computer ausgelöst werden. Je größer die Entfernung und Anzahl der zu übertragenden Werte, desto billiger ist eine Bus-Lösung im Vergleich zum analogen Signal, da Kabel und Analog-Digital-Wandler eingespart werden.

    Wie kann man Daten vom Gasanalysesystem zu einem Computer oder einer Steuerung übertragen?

    Mit unseren Systemen können Daten wahlweise (Optionen) übertragen werden mittels Stromsignal (4..20 mA), serieller RS232 oder RS422/485-Schnittstelle (ASCII, Profibus, Modbus RTU) und Ethernet (Modbus TCP, Simatic Fetch/Write, TCP-Socket). Weitere auf Anfrage. 

    Warum verwenden wir Industrie-Komponenten in unseren Geräten?

    Industrie-Komponenten sind zwar teurer, aber dafür wesentlich robuster und als Ersatzteile über Jahrzehnte erhältlich. Damit erreichen wir eine sehr hohe Verfügbarkeit der Systeme.

    Können auch andere Messgrößen erfasst werden?

    Ja. Es können sowohl Sensoren in das System eingebaut werden als auch externe Sensoren angeschlossen werden (z.B. Füllstand, Druck, pH-Wert, Gasdurchfluss, BHKW-Leistung).

    Welche Messintervalle sind notwendig und möglich?

    Möglich ist jedes Messintervall bis minimal 30 Minuten. Wir empfehlen im Normalbetrieb eine Messung alle 1 bis 2 Stunden, deutlich größere Messintervalle lassen Veränderungen im biologischen Prozess unter Umständen zu spät erkennen. Eine kontinuierliche Analyse ist ebenfalls möglich, jedoch muss die technische Ausstattung hier angepasst werden.

    Wieviel kostet ein Gasanalysesystem?

    Da die Systeme an die jeweiligen Bedürfnisse des Kunden angepasst werden, gibt es keinen festen Preis. Je nach Ausstattung muss mit 4.000 bis 12.000 EURO gerechnet werden.

    Welche Wartung ist notwendig und welche Folgekosten entstehen dabei?

    Da es sich um ein Messgerät handelt ist eine regelmäßige Wartung unabdingbar. Die Sensoren sollen alle 6 bis 12 Monate kalibriert werden. Die Kalibrierung, die von uns durchgeführt wird, kostet derzeit 75,- EUR je Sensor. Die Preise für neue elektrochemische Austauschsensoren liegen bei 200 - 350 EUR. Für einen langjährigen Betrieb der Systeme muss man mit jährlichen Wartungekosten (inkl. Anfahrt) in Höhe von 5-10% der Investition rechnen.

    Wie hoch ist die Lebensdauer der Sensoren?

    Methan und Kohlendioxid werden mittels Infrarot (2-Strahl-Verfahren) gemessen. Diese Sensoren haben eine Lebensdauer von mehreren Jahren. Die Lebensdauer wird in erster Linie von der Lebensdauer der Infrarot-Lichtquelle begrenzt. Ein Nachlassen der Intensität wird weitgehend durch Vergleich mit dem 2. Strahl kompensiert.

    Elektrochemische Sensoren (Schwefelwasserstoff, Sauerstoff, Wasserstoff) werden verbraucht (sogar ohne Messung, nur an der Luft). Da wir hochwertige Sensoren einsetzen, können wir eine Lebensdauer von 2 Jahren garantieren - auch bei häufigen Messvorgängen bis mehrmals stündlich.

    Warum und wie oft müssen die Sensoren kalibriert werden?

    Jedes Gasmessgerät muss kalibriert und gewartet werden. Elektrochemische Sensoren, wie Schwefelwasserstoff, Wasserstoff und Sauerstoff weisen messprinzipbedingt immer eine Drift nach unten auf (im Schnitt etwa 5 % pro Jahr, jedoch bis zu maximal 2 % pro Monat). Wir empfehlen eine erste Überprüfung nach 6 Monaten (Sie werden von uns verständigt). Je nach Ergebnis dieser ersten Überprüfung liegen die weiteren Intervalle zwischen 9 und 12 Monaten.
    Bei diesen Kalibrierungen werden auch die Sensoren für Methan und Kohlendioxid überprüft, welche nur eine geringe Drift aufweisen (maximal 2 % pro Jahr) - wobei jedoch die Genauigkeitsanforderung für diese Gase in der Regel höher ist.

    Welche Gase können in welchen Messbereichen bestimmt werden?

    • Methan (0 - 100 Vol.-%)
    • Kohlendioxid (0 - 100 Vol.-%)
    • Schwefelwasserstoff (0 - 10 / 30 / 200 / 1500 / 3000 / 5000 ppm)
    • Sauerstoff (0 - 25 Vol.-%)
    • Wasserstoff (0 - 2000 / 5000 / 20000 / 50000 ppm)
    • Andere Sensoren, wie Ammoniak, weitere Messbereiche erhalten Sie auf Anfrage

    Messverfahren

     
    • Alle Gase werden unverdünnt gemessen, da eine Verdünnung von Gasen
      eine zusätzliche Ungenauigkeit darstellt.
    • Mehrpunktkalibrierung für alle Sensoren, dadurch werden
      Rest-Unlinearitäten ausgeglichen und eine höhere Messgenauigkeit über
      den ganzen Messbereich erzielt.
    • Infrarot Zweistrahl temperatur- und druckkompensiert für CH4 und CO2
      ohne Querempfindlichkeit auf andere Gase, keine Einflüsse durch
      Wasserdampf, Alterung etc.
    • Elektrochemisch für H2S, H2 und O2 ohne Querempfindlichkeit auf andere
      Gasbestandteile/Filterung anderer Bestandteile.
    • Optional paramagnetisch für O2.
    • Vorsicht bei Messverfahren wie Wärmetönung und Wärmeleitfähigkeit.
      Diese sind nicht ohne Einschränkung geeignet bei
      Mehrkomponentengemischen durch Querempfindlichkeit auf andere Gase
      (Achtung, Biogas enthält 6 und mehr Gasbestandteile mit verschiedensten physikalischen und chemischen Eigenschaften).
    • Bei Bedarf können die Geräte mit weiteren redundanten Sensoren  mit gleichem oder unterschiedlichen Messbereich ausgestattet werden. 

    Warum ist eine Gasanalysesystem notwendig?

    Es gibt zahlreiche Gründe, die für den Einsatz eines Online-Gasanalysesystemes sprechen:

    • Der Gärprozess kann jederzeit beobachtet werden, Überlastungen können in der Gasphase am schnellsten detektiert werden.
    • In Verbindung mit einer Datenaufzeichnung können die Gaswerte zum Nachweis der Einhaltung geforderter Grenzwerte dienen (z.B. Schwefelwasserstoff beim BHKW-Betrieb).
    • Die Luftzufuhr zur mikrobiologischen Entschwefelung kann optimiert werden, über einen PI-Regler ist die Automatisierung der Luftzufuhr möglich.
    • Sicherheitsrelevante Konzentrationen (obere und untere Explosionsgrenze) können und müssen vor allem bei Batch-Prozessen, wie der Trockenfermentation, überwacht werden.
    • BHKW-Management - das Biogas kann erst ab einer festgelegten Konzentration dem BHKW zugeführt werden.
    • Prozesswerte können für eine übergeordnete Regelung und Überlasterkennung verwendet werden (z.B. Wasserstoffmessung für Fuzzy-Logik-Regelung).

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