Das Geheimnis liegt in der Patrone

Seit annähernd zehn Jahren bietet Bühler Technologies neben den nötigen Gasanalysatoren auch einen entsprechenden Gaskonverter an. Seit Bünox auf dem Markt eingeführt wurde, hat sich technologisch einiges getan. Daher wurden das Gerätedesign und die Features des Konverters nun grundlegend überarbeitet. Der Bünox 2+ nutzt für die kostengünstige Bestimmung von Stickstoffdioxid (NO2) im Rauchgas eine Geheimrezeptur, die den Gaskonverter besonders effizient macht.

Meist spricht man verkürzt von NOx-Überwachung, das heißt, es sind die Konzentrationen von NO2 und Stickstoffmonoxid NO zu ermitteln. Während sich NO mit üblichen, relativ kostengünstigen Infrarotdetektoren direkt messen lässt, müsste man für die direkte Messung der NO2-Konzentration kostspielige und vor allem wartungsintensive UV-Sensoren einsetzen. Doch mit einem einfachen Kunstgriff kann man auch NO2 mithilfe von IR-Detektoren bestimmen. Dazu wandeln Gaskonverter NO2 in NO um – und man misst zweimal die NO-Konzentration, einmal vor und einmal nach der Umwandlung. Die NO2-Konzentration kann dann durch die Differenzbildung der beiden Werte errechnet werden.

Eine wichtige Neuerung des NOx-Gaskonverters Bünox 2+ betrifft das Reaktormaterial, durch das Stickstoffdioxid katalytisch reduziert, also in NO umgewandelt wird. Sven Mentzel, Produktmanager Analysatoren bei Bühler Technologies, erläutert: „NO2 zerfällt ab ca. 200 °C ohnehin. Doch damit dieser Vorgang schnell und vollständig abläuft, nutzen wir bestimmte Konvertermaterialien.“ Zur genauen Zusammensetzung will er nichts sagen – man nutze hier eben Geheimrezepturen mit denen die Umwandlung besonders gut funktioniere. Der Wechsel verbrauchten Reaktormaterials ist denkbar einfach und funktioniert völlig ohne Werkzeug. Eine Art Knopf in der Front des Geräts ist händisch zu lösen. Die Patrone mit dem Katalysator, die sich dahinter im Ofenraum des Behälters befindet, kann man einfach herausnehmen, wechseln – und das ganze wieder zuschrauben. Ein Dichtring verschließt das System zuverlässig beim Arretieren.

Dass dies komfortabel und einfach funktioniert, ist für den Anwender wesentlich. Denn das Konvertermaterial verbraucht sich nach und nach. Die Lebensdauer einer Patrone hängt insbesondere vom NO2-Gehalt des Messgases ab. Außerdem hat auch die Menge, die den Gaskonverter durchströmt, Einfluss auf die Intervalle, zu denen ein Patronentausch nötig wird. Ein neues Feature des Bünox 2+ unterstützt den Anwender dabei, die notwendigen Tauschintervalle einzuhalten. Es handelt sich um einen integrierten Wartungsrechner, in den man nur den ungefähren NOx-Gehalt und die Gasmenge pro Zeiteinheit eingeben muss. Dann erhält der Nutzer Angaben zur Lebensdauer der Patrone und kann seinen Wartungseinsatz entsprechend planen. Wer diesen NOxCal-Rechner nutzt, weiß auch rechtzeitig, wann er Ersatzpatronen beschaffen sollte. „Kein anderes Gerät auf dem Markt kann das“, sagt Mentzel. Weitere Verbesserungen betreffen die Bedienbarkeit und die Menüführung. Das spüre der Kunde unmittelbar, so der Produktmanager.

Die am Markt verfügbaren Reaktormaterialien differieren nicht nur bezüglich der Standzeiten. Auch die jeweils erzielbaren Umsatzgrade und die Maximalbelastbarkeit sind unterschiedlich. Die „Universal-Waffe“ von Bühler Technologies ist das metallbasierende Füllmaterial vom Typ MC. Es eignet sich für 99 % aller Einsatzfälle: für eine hohe NO2-Belastung bis zu 300 ppm, bezogen auf einen Durchsatz von 70 l/h. Das Material wird bei Konvertierungstemperaturen bis zu 400 °C eingesetzt und erreicht auch einen besonders hohen Umsatzgrad von 97 %. Für Spezialfälle bietet Bühler ein alternatives Reaktormaterial, den kohlenstoffbasierten Typ CC an, der bis zu 200 °C und einer Maximalbelastung von 120 ppm verwendbar ist.

Bei der Überarbeitung des Bühler-Gaskonverters gelang es zudem, einem Effekt entgegenzuwirken, der zu steigenden Druckverlusten während des Betriebs einer Patrone und deren natürlicher Alterung führte. Auch das sei ein Geheimrezept, meint Mentzel. Durch die getroffenen Maßnahmen könnten die Patronen nun auch bei Analysatoren mit integrierten, also relativ schwachen Pumpen problemlos über die gesamte Lebenszeit betrieben werden. Typische Standzeiten reichen von 18 Monaten bei geringer NO2-Belastung und Gasfluss bis zu weniger als zwei Monaten bei hoher Belastung. Da kann der integrierte Wartungsrechner tatsächlich wesentliche Anhaltspunkte für die Instandhalter bieten. Da er jedoch das Tauschintervall lediglich auf Basis von Laboruntersuchungen berechnet, kann es im Realbetrieb zu Abweichungen kommen. Der Anwender kann dann seine Erfahrungen einfließen lassen, indem er etwa einen Offset eingibt.

Bei besonders hohen NOx-Belastungen können diese Standzeiten durch Verwendung einer optionalen Longlife-Patrone erhöht werden, sogar deutlich, wie Mentzel betont. Diese Longlife-Patrone gibt es sowohl für das metallbasierte als auch für das kohlenbasierte Konvertermaterial. Sie fasst bis zu 70 % mehr Material – eine Option für alle Anwendungen, für die Prüfbehörden eine bestimmte Standzeit vorgeben. „Wenn man mit den normalen Patronen in den Grenzbereich kommt, ist man mit einer Longlife-Patrone auf der sicheren Seite“, führt Mentzel aus.

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Freie Technik-Journalistin