Die Bedeutung der Sauerstoffüberwachung in industriellen Anwendungen

Druckluft-Aufbereitungsstation

Wie die Sauerstoffüberwachung die Gasqualität und die Systemeffizienz verbessert

Sauerstoff ist das am häufigsten natürlich vorkommende Element auf der Erde und nach Wasserstoff und Helium das dritthäufigste Element im Universum. Es wird allgemein angenommen, dass der Sauerstoffgehalt in der Erdatmosphäre erst vor etwa 2,3 Milliarden Jahren aufgrund der Photosynthese in uralten Bakterien und Pflanzen zu steigen begann. Jahrhundert vorspulen, bevor Sauerstoff zum ersten Mal von drei unabhängig voneinander arbeitenden Wissenschaftlern korrekt identifiziert wurde: dem Engländer Joseph Priestley, dem Schweden Carl William Scheele und dem Franzosen Antoine Lavoisier. Letzterer war es, der dem Gas seinen Namen gab: Er nannte es "oxy-gene", was so viel wie "säurebildend" bedeutet, da er der Meinung war, dass es die Grundlage aller Säuren bildet.

Heute wissen wir, dass Sauerstoff die Ordnungszahl 8 hat (d. h. einen Kern mit 8 Protonen) und dass sich Sauerstoffatome paarweise zu dem Molekül O2 verbinden, das für die Atmung der meisten Lebewesen unerlässlich ist. Sauerstoff und seine Verbindungen bestehen zu etwa zwei Dritteln aus unserem Körper und zur Hälfte aus der Erdkruste.

Sauerstoff ist lebensnotwendig und ein wichtiges Element in vielen industriellen Prozessen, von der Stahlproduktion über die additive Fertigung bis hin zu Brauereien und Fischzucht.

Wie wird industrieller Sauerstoff hergestellt?

Sauerstoff für industrielle, gewerbliche und medizinische Zwecke wird normalerweise mit einem Sauerstoffgenerator erzeugt. Es gibt mehrere verschiedene Typen, die jeweils für bestimmte Anwendungen und Betriebsbedingungen ausgelegt sind:

  • Druckwechseladsorptions-Sauerstoffgeneratoren (PSA). Sie leiten atmosphärische Luft durch ein Bett aus Zeolith-Molekularsieben, die Stickstoff adsorbieren, so dass Sauerstoff hindurchströmen und gesammelt werden kann.
  • Vakuum-Druckwechseladsorptions-Sauerstoffgeneratoren (VPSA): Diese sind ähnlich wie die oben genannten, aber ein Vakuum wird zur Desorption von Stickstoff aus dem Molekularsieb verwendet.
  • Membransauerstoffgeneratoren. Diese Geräte verwenden halbdurchlässige Membranen, die selektiv Sauerstoff durchlassen und andere Gase zurückhalten.
  • Elektrochemische Sauerstoffgeneratoren: Elektrochemische Zellen werden zur Herstellung von Sauerstoff durch die Elektrolyse von Wasser verwendet.
  • Chemische Sauerstoffgeneratoren: Diese Generatoren erzeugen Sauerstoff durch eine chemische Reaktion, in der Regel durch Erhitzen einer Verbindung wie Natriumchlorat.
  • Kryogenische Sauerstoffgeneratoren: Bei diesen Geräten wird Luft verflüssigt und destilliert, um Sauerstoff von Stickstoff zu trennen, wobei ersterer vor der Verwendung wieder vergast wird.
  • Gasqualität, Wirkungsgrad des Generators und Sicherheit

    Unabhängig davon, welche Art von Sauerstoffgenerator verwendet wird, muss sichergestellt werden, dass die Qualität oder Reinheit des erzeugten Gases den geforderten Standards entspricht und dass jeder Generator effizient und sicher funktioniert.

    Dies wird in der Regel durch den Einsatz spezieller Sauerstoffüberwachungsgeräte erreicht, die entweder elektromechanische oder auf Zirkoniumdioxid basierende Messmechanismen verwenden. Diese können extrem genaue und konsistente Ergebnisse bei Sauerstoffkonzentrationen von nur wenigen Teilen pro Million liefern und schnell auf sich ändernde Prozessbedingungen reagieren.

    Elektrochemische Sensoren funktionieren durch Messung des Stroms, der durch eine chemische Reaktion zwischen den Sauerstoffmolekülen in der Prozessgasprobe und einem speziellen Elektrolyten im Sensor erzeugt wird. Der Strom ist direkt proportional zur Sauerstoffkonzentration und ermöglicht eine schnelle, einfache und genaue Messung.

    Im Vergleich dazu nutzen Sauerstoffsensoren auf Zirkoniumdioxidbasis die Leitfähigkeit von Zirkoniumdioxid für Sauerstoff bei hohen Temperaturen. Der Sensor misst den Unterschied in der Sauerstoffkonzentration zwischen dem dem Sensor zugeführten Gas und einem Referenzgas, in der Regel Umgebungsluft, anhand der Bewegung der Sauerstoffionen durch das Zirkoniumdioxid.

    Branchenführende Sauerstoffanalysatoren

    Wir stellen seit vielen Jahren branchenführende Sauerstoffanalysatoren her. Unsere neueste Produktpalette bietet die Möglichkeit, elektromechanische und Zirkoniumdioxid-Sensoren zu verwenden, so dass die Kunden je nach ihren Anwendungsanforderungen zwischen verschiedenen Technologien wählen können. Zirkoniumdioxid-Sensoren bieten zum Beispiel schnelle Ansprechzeiten mit nahezu null Drift und einer langen Lebensdauer, während elektrochemische Sensoren Messungen in kohlenwasserstoffhaltigen Hintergrundgasen ermöglichen.

    In jedem Fall ist unser Microx , SenzTx, and GPR Bereiche Analysatoren sind einfach zu installieren, zu konfigurieren und zu bedienen. Sie sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, darunter DIN-Schienen-, Schalttafel- und Wandmontage, mit externen Sensoren und einer großen Auswahl an Prozessanschlüssen. Der SenzTx ist auch mit einer Reihe von Prozessanschlüssen erhältlich, einschließlich Durchfluss und KF40-Flansch. Wie alle unsere Produkte werden auch die Microx-, SenzTx- und GPR-Analysatoren von einem umfassenden weltweiten technischen Support und Kundendienst unterstützt.

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    Wussten Sie das?

    Die Leistung eines Sauerstoffanalysators wird sowohl durch seine Konstruktion als auch durch die Qualität der Installation bestimmt. So wird beispielsweise die Geschwindigkeit, mit der das Analysegerät auf Änderungen der Prozessbedingungen reagiert, durch die Länge des Gaswegs, den Weg, den das Messgas zurücklegen muss, bevor es die Sensorkammer erreicht, und die Strömungseffizienz der Kammer selbst beeinflusst.

    Als führender Hersteller von Sauerstoffanalysatoren achten wir schon bei der Konstruktion darauf, dass die internen Gasflusswege so optimiert sind, dass sie die schnellsten Ergebnisse liefern, ohne die Genauigkeit zu beeinträchtigen. Ebenso wichtig ist es jedoch, den Weg, den das Gas von der Entnahmestelle zurück zum Analysator zurücklegen muss, zu minimieren.

    Außerdem müssen alle Rohrleitungsanschlüsse sorgfältig überprüft werden, um sicherzustellen, dass keine Luft durch undichte Flansche oder Stopfbuchsen eindringen kann, was die Qualität der nachfolgenden Messungen beeinträchtigen würde.




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