Emissions-Monitoring

In vielen Verbrennungs- und Industrieprozessen entstehen Gase, die ab einer bestimmten Konzentration gefährlich für Mensch und Umwelt sein können. Dazu zählen etwa CO₂, CO, NO_x, SO₂ oder Formaldehyd. Art und Menge der in die Atmosphäre abgegeben Gase müssen systematisch und kontinuierlich überwacht werden. Nur so können die gesetzlich festgelegten Grenzwerte eingehalten werden. Bei Naturkatastrophen, Terroranschlägen oder Industrieunfällen kann die schnelle Detektion toxischer Gase lebensrettend sein.

Neben den Aspekten Umwelt und Sicherheit gewinnt auch die wirtschaftliche Seite von Emissionen an Bedeutung: Wie viel von welchem Gas vorhanden ist, ist relevant für den CO₂-Zertifikate-Handel, den Betrieb von Gas-Lagerstätten und Carbon-Capture-Anlagen oder für den Transport und die Lagerung von Gasen. Hier ist eine qualitative und quantitative Erfassung von Emissionen die Grundlage für Abrechnungsprozesse.

Für das Monitoring von Emissionen aus industriellen Prozessen setzen wir spezialisierte Probenahme- und Analysegeräte ein, die Gase und Prozessparameter in Echtzeit erfassen.

Gaskonzentrationen ab wenigen ppb, schnelle Austauschzeiten

Fraunhofer IPM entwickelt und baut empfindliche Gasmesssysteme für das Emissionsmonitoring, die Gaskonzentrationen von wenigen ppb bis in den Prozentbereich messen. Dank ausgefeilter Lösungen für die Probenahme erzielen unsere Sensorsysteme schnelle Austauschzeiten und weitgehend artefaktfreie Messergebisse.

Laseranalysator: von der Abgasanalytik bis zur Gasmessung im Schmelzofen

Ein von uns entwickelter extraktiver Laseranalysator zieht Messproben innerhalb weniger Millisekunden und analysiert das Gas im mittleren Infrarot. Die Technologie bewährt sich seit Jahren insbesondere bei der Abgasmesstechnik im Automobil. Ein weiteres Beispiel für den Einsatz des Laseranalysators sind Inline-Gasmessungen am Schmelzofen zur Optimierung des Energieverbrauchs während des Schmelzvorgangs im Elektrostahlwerk. Beide Anwendungen stehen beispielhaft dafür, wie schnelle und empfindliche Gassanalytik auch in rauer Umgebung funktioniert.

Leckage-Messungen: Infrarot-Spektroskopie für die schnelle und selektive Gasdetektion

Moderne Leckagemesstechnik nutzt verschiedene Detektionsprinzipien, um Gaslecks präzise zu lokalisieren und quantifizieren. Elektrochemische Sensoren reagieren hochsensitiv auf bestimmte Gasarten, während sich mit Photoionisationsdetektoren (PID) flüchtige organische Verbindungen auch in niedrigsten Konzentrationen erfassen lassen. Fraunhofer IPM setzt für die Leckagedetektion auf Infrarot-Spektroskopie. Die IR-Spektroskopie ermöglicht die schnelle und selektive Detektion spezifischer Gasmoleküle anhand ihrer charakteristischen Absorptionsspektren. Insbesondere die laserbasierte Photoakustik erfasst Konzentrationsbereiche mit hoher Dynamik und erzielt Auflösungen bis in den ppb-Bereich.

Ferndetektion von Gasen

Für die Ferndetektion von Gasen setzen wir laserbasierte optische Verfahren und offene Pfad-Systeme ein, die Gaswolken über große Distanzen detektieren können. Mithilfe von  Infrarot-Kameras visualisieren wir Gasaustritte in Echtzeit und ermöglichen die räumliche Zuordnung von Leckagen auch in unzugänglichen Bereichen. Diese Technologien nutzen wir  für die Überwachung von Pipeline-Systemen, Industrieanlagen und Lagerstätten.