Sicherheit, Effizienz und Genauigkeit bei der Probenahme von Ammoniak

Wie Sie die Sicherheit, Genauigkeit und Effizienz bei der Probenahme von Ammoniak steigern

Ammoniak kommt in chemischen Anlagen und Raffinerien häufig zur Herstellung von Düngemitteln, Kunststoffen, Textilien, Erdöl und mehr zum Einsatz. Um schwere Korrosionsprobleme zu vermeiden und die erforderliche Produktqualität in den entsprechenden Anwendungen sicherzustellen, muss der Wassergehalt im Ammoniak zwischen 0,2 und 0,5 % liegen. Hierfür müssen regelmäßig Proben genommen werden.

Betreiber und Bediener mit Erfahrung in der Ammoniak-Probenahme sind sich bewusst, mit welchem Aufwand diese Aufgabe in der Regel einhergeht. Um eine Exposition gegenüber Ammoniakdämpfen zu vermeiden, muss zunächst die erforderliche persönliche Schutzausrüstung (PSA) angelegt werden, einschließlich Schutzbrille, Handschuhe, Atemschutzmaske und Chemikalienschutzanzug. Erst dann folgt die eigentliche Probenahme. Bei diesem anspruchsvollen Verfahren ist höchste Sorgfalt geboten, da bereits kleinste Fehler zu einer unrepräsentativen Probe führen können. Der gesamte Prozess kann bis zu mehrere Stunden in Anspruch nehmen.

Es stehen jedoch auch effektivere Methoden zur Probenahme von Ammoniak zur Verfügung. In diesem Artikel gehen wir der Frage auf den Grund, warum der hohe Aufwand bei der Ammoniak-Probenahme einen effizienten Betrieb beeinträchtigt und wie Sie mit einem speziell für die Ammoniakanalyse entwickelten Probenahmesystem von sichereren, genaueren und effizienteren Prozessen profitieren.

Herkömmliche Methoden zur Probenahme von Ammoniak

Die herkömmliche Probenahme von Ammoniak erfolgt in der Regel mit der Methode CGA G-2.2, bei der 100 ml flüssiges Ammoniak entnommen und anschließend verdampft werden. Durch Messung des Restwassers lässt sich der Wassergehalt in der Probe zuverlässig bestimmen. Dieser sollte idealerweise zwischen 0,2 und 0,5 % betragen. Liegt der Wassergehalt außerhalb dieses Bereichs, sollten umgehend entsprechende Maßnahmen zur Anpassung des Wassergehalts ergriffen werden.

Bei einer Wasserkonzentration unter 0,2 % steigt die Wahrscheinlichkeit für ammoniakinduzierte Spannungsrisskorrosion, während ein Wassergehalt über 0,5 % zu einer übermäßigen Verdampfung führt.

Eine genaue Messung des Wassergehalts in wasserfreiem Ammoniak ist daher von entscheidender Bedeutung. Anders ausgedrückt ist bei einer Wasserkonzentration von unter 0,2 % mit höherer Wahrscheinlichkeit davon auszugehen, dass z. B. in Lagertanks oder anderen Fluidsystemkomponenten, in denen regelmäßig Ammoniak zum Einsatz kommt, eine ammoniakinduzierten Spannungsrisskorrosion auftritt. Spannungsrisskorrosion ist besonders gefährlich, da sie auch bei Belastungen unterhalb der Streckgrenze zu einer Beschädigung eines Bauteils führen kann. Spannungsrisskorrosion ist oftmals schwer erkennbar und das endgültige Versagen der Komponenten kommt oft plötzlich. Ein Wassergehalt von mehr als 0,5 % ist hingegen zu hoch.

Die CGA G-2.2-Methode liefert jedoch nicht immer genaue Messwerte, da einige Parameter die Genauigkeit der Ergebnisse beeinträchtigen können.

• Wird kaltes Ammoniak in erwärmte Glasbehälter gefüllt, setzt der Siede- und Verdampfungsprozess unmittelbar ein. Das erschwert die Befüllung der Probenröhrchen bis zum Messstrich.
• Ungleichmäßige Erwärmungsraten können zu inkonsistenten Probenergebnissen führen.
• Bei einer unzureichenden Spülung von Wasser- und Produktrückständen aus der Probentransportleitung ist die Probe ggf. unrepräsentativ.

Mitunter ist es eine große Herausforderung, diese Form der manuellen Ammoniak-Probenahme effizient durchzuführen. Die Schwierigkeit besteht darin, die Probe mit höchster Präzision in ein erwärmtes Röhrchen abzufüllen, während das Ammoniak zu sieden beginnt. Darüber hinaus kann eine manuelle Probenahme mitunter bis zu 8 Stunden in Anspruch nehmen, bevor überhaupt eine Messung erfolgen kann.

Bei der manuellen Probenahme von Ammoniak dauert es mitunter bis zu 8 Stunden, bis eine Messung erfolgen kann.

Da wasserfreies Ammoniak hochgiftig ist, spielt der Faktor Sicherheit bei der Probenahme eine zentrale Rolle. Ammoniak kann schwere Hautverätzungen und Augenreizungen verursachen und bei Freisetzung in die Luft negative Auswirkungen auf die Umwelt haben. Für eine sichere Probenahme und Analyse von Ammoniak muss das Personal daher umfangreiche PSA-Anforderungen einhalten. Außerdem müssen bei der Probenahme sehr sorgfältig vorgegangen werden, um Verschüttungen zu vermeiden.

Der gesamte Prozess kann also sehr anspruchsvoll, zeitaufwändig und darüber hinaus fehleranfällig sein. Mit einem speziell für die Ammoniakprobenahme konzipierten Probenahmesystem kann dieser Vorgang jedoch maßgeblich verbessert werden.

Eine neue Art der Ammoniak-Probenahme

Vorkonstruierte Probenahmesysteme haben sich als gute Möglichkeit erwiesen, um bei einer Vielzahl verschiedener industrieller Fluide und Prozesse eine sichere und repräsentative Probenahme zu gewährleisten. Eigens für die Probenahme von Ammoniak ausgelegte Systeme sorgen für eine höhere Sicherheit, da die Exposition der Mitarbeiter gegenüber flüssigem und gasförmigem Ammoniak verringert wird. Außerdem können sie dazu beitragen, wiederholbare Ergebnisse zu erhalten und eine deutlich schnellere Probenahme zu erzielen. Nützliche Funktionen solcher Systeme:

Abgeschlossene Probenhalterungen

Abgeschlossene Probenhalterungen zeichnen sich durch eine höhere Sicherheit aus, da die Expositionsrisiken der Mitarbeiter oder mögliche Umweltschädigungen minimiert werden. Bei Verwendung abgeschlossener Systeme fallen auch die PSA-Anforderungen deutlich geringer aus. Abgeschlossene Probenhalterungen können aus Glas gefertigt werden, sodass Bediener genau verfolgen können, was im System passiert.

Wirksame Kühlmechanismen 

Ammoniak siedet sehr schnell, was zu Problemen im Hinblick auf die Probengenauigkeit führen kann. Ein Probenahmesystem mit wirksamen Kühlmechanismen kann das Risiko eines zu schnellen Siedens minimieren. 

Halbautomatische Probendosierung 

Um den Füllvorgang zu erleichtern, kann das Probenröhrchen mit einer Verschlusskappe versehen werden. Das Probenröhrchen wird immer so weit mit Ammoniak befüllt, bis der Füllstand den Boden des Überlaufröhrchens erreicht. So wird bei jedem Vorgang eine einheitliche Probengröße gewährleistet.  

Benutzerfreundliche Bedienung

Mit intuitiven und benutzerfreundlichen Probenahmesystemen können Fehler vermieden und das Benutzererlebnis verbessert werden. Über einen Zahnradmechanismus ist der Bediener beispielsweise in der Lage, ganz einfach zwischen verschiedenen Funktionen zu wählen. Zur Steuerung der Heizgeräte verfügen einige Systeme auch über eine einfache Touchscreen-Benutzeroberfläche.  

Wenn Sie Ihre Verfahren für die Ammoniak-Probenahme verbessern möchten, sollten Sie bei Ihrem Anbieter von Probenahmesystemen nach diesen und anderen nützlichen Funktionen fragen. Gut konzipierte Systeme können für mehr Sicherheit in Ihrer Anlage sorgen, da sie die Expositionsrisiken der Bediener gegenüber Ammoniak verringern. Dank des halbautomatischen Probenahmevorgangs werden mögliche Bedienfehler auf ein Minimum reduziert und Sie können sich auf wiederholbare und genaue Ergebnisse verlassen. Außerdem kann die Effizienz insgesamt gesteigert werden, indem die Probenahmezeit verkürzt und das Bedienerlebnis verbessert wird.

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