Ozonanalysator

Luftschadstoffmessungen
Begriffserklärungen:
Emission:
Dabei handelt es sich um die primären Luftschadstoffe, die von z.B.
Kraftwerken emittiert werden. (CO, SO2, NOx, Staub)
Zu unterscheiden sind:
- punktförmige Emissionsquellen
- linienförmige Emissionsquellen
- flächenförmige Emissionsquellen
Transmission: Dabei handelt es sich um den Transport, die Verdünnung und die
Gegebenenfalls chemische Umwandlung von Luftschadstoffen.
(Air Borne = NH4NO3,(NH4)2SO2)
Immission: Hier sind auch die sekundären Luftschadstoffe zu beachten. Wie
O3, HNO3, H2SO4, H2SO3, Ammoniumnitrat und Ammoniumsulfat
Feinstaub.
Übersicht über die Onlinemessgeräte
UV – Spektrenübersicht
Ozonanalysator
Funktionsprinzip:
Eine Hg-Niederdrucklampe sendet Strahlung mit 253,7nm aus die durch die
Messküvette zum Detektor (SEV) gelangt. Die Von der Pumpe angesaugte Luft gelangt
abwechselnd (Magnetventil) direkt in die Messküvette bzw. wird zuvor über mehrere
mit MnO2 belegte Filter (Konverter) geleitet. Im Konverter wird Ozon zerstört. Alle
10s schaltet das Ventil um. Es wird die Intensität I0 (Luft ohne Ozon) mit der Intensität
I (Luft mit Ozon) vergleichen. Nur für Immissionsmessungen geeignet (Konverter wird
bei hohen Ozonkonzentrationen zerstört)
Der Halbdurchlässige Spiegel dient zur Überwachung der Hg-Niederdrucklampe. Sollte
die Intensität der Lampe schwächer werden, so erkennt das ein separater Detektor und
das Gerät geht auf Störung.
IR Spektrum für CO/CO2
Hier erkennt man, dass die CO und CO2 Banden nicht bei der gleichen
Wellenlänge befinden, sich aber jedoch überschneiden.
CO-Analysator
Funktionsprinzip:
Strahlungsquelle (elektrisch beheizte Ni/Cr-Spirale) sendet IR-Strahlung aus. Sie
durchläuft abwechselnd (Blendenrad = Chopper), Filterküvetten, die mit einem die
Bestimmung störenden Gas (bei CO-Messungen ist die CO2) gefüllt sind. Hier wird ein
Überlappungsbereich der Absorptionsbanden zweier Gase vorabsorbiert. Die
Vergleichsküvette ist mit einem Gas gefüllt, das keine IR-Strahlung absorbiert (N2,
Ar,..). Der Detektor (Golay-Detektor) besteht aus zwei Halbzellen, die durch eine dünne
Metallmembran getrennt sind. Die Membran bildet mit einer festen Gegenplatte einen
elektrischen Kondensator, dessen Kapazität gemessen wird. Beide Halbzellen sind mit
dem zu analysierenden Gas (hier CO) gefüllt. CO in der Messküvette absorbiert IRStrahlung, daher erwärmt sich die obere Halbzelle des Detektors weniger und die
Membran biegt sich nach oben. Da die Strahlung durch die Wirkung des Choppers
zerhackt wird, schwingt die Membrane, die Amplitude ist der Konzentration an CO im
Messgas proportional.
Anwendung:
Hauptmethode für CO (Immissions- und Emissionsmessungen). Für CO2, NO, SO2,
Kohlenwasserstoffe bei Emissionsmessungen.
Mit Hilfe von Filterküvetten kann vorher schon CO2 absorbiert werden.
NO/NO2-Analysator
Funktionsprinzip:
NO reagiert mit O3 zu angeregtem NO2. Bei Rückkehr in den Grundzustand sendet NO2
Strahlung aus, die mit einem SEV detektiert wird. Die Erscheinung, dass bei einer
chemischen Reaktion ein Teil der Energie in Form von Strahlung abgegeben wird,
bezeichnet man als Chemilumineszenz. Im 1. Schritt wird die Messluft direkt der
Reaktionskammer zugeführt, dabei wird nur NO erfasst. Im 2. Schritt wird die Luft über
einen Katalysator (erhitztes Molybdän) geleitet, dabei wird NO2 zu NO reduziert. Wird
dieses Gas der Reaktionskammer zugeführt, erfasst man die Summe aus NO und NO2.
Für Immissions- und Emissionsmessungen geeignet. Dieses Messprinzip ist auch für
O3-Messungen anwendbar: der Reaktionskammer wird NO zugeführt.
SO2-Analysator
Funktionsprinzip:
Die Luftprobe wird mit einer UV-Lampe im Wellenlängenbereich 190-320nm bestrahlt.
Gemessen wird die von SO2 im Bereich von 320-380nm abgegebene
Fluoriszenzstrahlung. Ein Interferenzfilter lässt nur diesen Bereich zum Detektor (SEV).
Wasserdampf und Kohlenwasserstoffe stören (quenching: beim Zusammenstoß geben
angeregte SO2-Moleküle Energie ab, die Fluoriszenzstrahlung wird verringert). Abhilfe:
Abteilung von Störgasen in einem vorgestalteten Filter. Methode ist für Immissionsund Emissionsmessungen geeignet.
Störungen:
.) Trocknung des Gases über Molsieb oder spezielle Schlauch
.) Die Messung erfolgt im rechten Winkel, um nur die Fluoreszenz zu messen.
Probenahme von Feinstaub
Funktionsprinzip:
Grobstaubteilchen können der Umlenkung im Ansaugteil nicht folgen und werden
abgeschieden, bevor sie den Filter erreichen können Der Filter wird mit einem IRStrahler beheizt.
Der Staub muss über eine Infrarotlampe getrocknet werden, weil feuchter Staub die Strahlen stärker absorbiert als getrockneter.
1/2h MW = 50g/m3
Pollen und Pilzsporen können die Messung verfälschen.