Kohlenwasserstoff-Taupunktanalysatoren: Das Beste ist jetzt noch besser

Neue Sensortechnologie steigert die Leistung der Kohlenwasserstoff-Taupunkt-Erkennung

Optische Messsysteme mit Taupunktspiegeln, die das Prinzip der Erkennung dunkler Flecken nutzen, haben sich weltweit als Standard für die Messung des Kohlenwasserstoff-Taupunkts (HCDP) durchgesetzt. Die Technik wurde erstmals 1986 von Shell Research entwickelt und anschließend in unserer Reihe von Condumax-Analysatoren eingesetzt. Heute spielt sie eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Qualität, Sicherheit und Effizienz von Erdgasproduktions-, -verarbeitungs-, -verteilungs- und -verbrennungssystemen.

Obwohl das grundlegende Design von Taupunktspiegel-Instrumenten seit den späten 1980er Jahren weitgehend unverändert geblieben ist, haben sich die Sensor- und Detektionstechnologien weiterentwickelt, was zu Verbesserungen bei der Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit geführt hat.

Mit den neuesten Entwicklungen stehen wir nun vor einem bedeutenden Fortschritt in der Leistung und dem potenziellen Einsatz einer neuen Generation von HCDP-Analysatoren. Dies fällt mit dem wachsenden Interesse an der Rolle von Wasserstoff in der globalen Bewegung in Richtung Netto-Null zusammen. Darüber hinaus besteht das Potenzial, die Überwachung sowohl des Kohlenwasserstoff- als auch des Wassertaupunkts zu vereinfachen und zu verbessern, insbesondere bei Anwendungen, bei denen es derzeit an qualifiziertem oder erfahrenem Personal mangelt.

Wie funktionieren aktuelle Kohlenwasserstoff-Taupunktanalysatoren? 

Bestehende HCDP-Analysatoren mit Taupunktspiegel, wie der Condumax II, sind in der Regel für den kontinuierlichen Online-Einsatz ausgelegt.  Das Herzstück jedes Instruments ist eine geätzte Spiegeloberfläche aus rostfreiem Stahl – der Spiegel – mit einer zentralen konischen Vertiefung; unter normalen Bedingungen streut diese das Licht ungleichmäßig.  Das System enthält außerdem eine kollimierte sichtbare rote LED-Lichtquelle, die in die konische Vertiefung fokussiert wird. Ein Fotodetektor wird dann so positioniert, dass er das reflektierte Licht erfasst. Unter trockenen Bedingungen wird der einfallende Lichtstrahl von der matten Oberfläche gestreut und liefert ein Basissignal für den optischen Detektor.

Unter der Spiegeloberfläche befindet sich eine thermoelektrische Peltier-Wärmepumpe. Diese kühlt die Spiegeloberfläche, bis Kondensate aus einer Gasprobe zu erscheinen beginnen. Diese verändern die Reflexionseigenschaften, wobei die geringe Oberflächenspannung des Kondensats die optische Oberfläche zunehmend reflektierend macht. Dadurch bildet sich ein ringförmiger Lichtring um den Detektor, wobei die Intensität des vom Zentrum des Rings gestreuten Lichts – der sogenannte "Dunkle Fleck" – drastisch reduziert wird. Die genaue Temperatur, bei der sich der dunkle Fleck bildet, entspricht dem Taupunkt. 

Was sind die neuesten Entwicklungen bei der HCDP-Messung? 

Die neue Generation von HCDP-Analysatoren, vertreten durch den CD603 Condumax Taupunkt-Analysator, baut auf bewährten Taupunktspiegel-Prinzipien auf, ergänzt durch neue Sensortechnologie und fortschrittliche Analyse- und Steuerungssoftware.   

Das neue Instrument verfügt über ein verbessertes Sensorzellendesign. Dieses umfasst eine planare metallische Spiegeloberfläche mit speziell modifizierten optischen Eigenschaften, die die Erkennung geringster Kohlenwasserstoff-Iridisierung ermöglichen. Die Sensorzelle ist mit einem PT1000-Temperaturelement gekoppelt, das direkt an eine thermoelektrische Peltier-Wärmepumpe angeschlossen ist und eine präzise Erwärmung und Kühlung der Spiegeloberfläche ermöglicht.

Das innovative neue Design der Sensorzelle verwendet ein duales optoelektronisches System, das auf die Spiegeloberfläche ausgerichtet ist und gleichzeitig die früheste Bildung von Kondenswasser erkennt und den Taupunkttyp eindeutig identifiziert. Eine sichtbare rote Quelle und ein Fotodetektor erkennen die früheste Form von Kondenswasser auf der Oberfläche des Kühlspiegels, um die gemessene Taupunkttemperatur präzise zu bestimmen. Gleichzeitig zeigen eine Infrarotquelle und eine angepasste Fotodiode eine verstärkte Signaländerung bei jeglichen wässrigen Formationen, seien es Tautropfen oder Ablagerungen von Eiskristallen. Diese Innovation in der Kühlspiegelmethode für Erdgas misst die Taupunkttemperatur genau und identifiziert die Form der Kondensation oder Ablagerung für jeden abgeschlossenen Messzyklus, um Prozess- und Pipelinebetreibern wichtige Informationen zu liefern.

Das neue System bietet vollautomatischen Betrieb und Analyse sowie eine intuitive Benutzeroberfläche mit Protokollierungs- und Diagrammfunktionen, die vor Ort in Echtzeit eingesehen oder für eine spätere Bewertung außerhalb des Standorts durch erfahrene Mitarbeiter heruntergeladen werden können. 

Unterstützung der Umstellung auf Netto-Null

Diese neue Generation von HCDP-Analysatoren stellt einen bedeutenden technologischen Fortschritt dar. Durch die Kombination bewährter und zuverlässiger Funktionsprinzipien mit der neuesten Sensorelektronik konnten wir Instrumente entwickeln, die dazu beitragen werden, unsere Nutzung von Erdgas und zunehmend auch von Wasserstoff auf dem Weg zur Netto-Null zu verändern.

Wir sind die weltweit führenden Experten für Feuchtigkeitsüberwachung und Taupunktmessung. Wir verfügen über acht verschiedene Technologien, die alle Anwendungen im Bereich Feuchtigkeit abdecken, und bieten einen unübertroffenen technischen und Kundensupport. Wenn Sie mehr erfahren möchten, wenden Sie sich noch heute an einen unserer Anwendungsspezialisten.

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