Die Probenanalyse ist ein äußerst entscheidender Bestandteil in der petrochemischen Industrie sowie in vielen anderen Industriezweigen. Um korrekte Analyseergebnisse zu erhalten, müssen Bediener die standardisierten Abläufe des Probeentnahmesystems Schritt für Schritt gemäß dem festgelegten Betriebsverfahren durchführen. Noch grundlegender – und von größerer Bedeutung – ist jedoch, dass das Design des Probeentnahmesystems so ausgelegt sein muss, dass repräsentative Proben zuverlässig gewonnen werden können.

Derzeit besteht die gängigste Methode zur Offline - Probenentnahme darin, eine seitliche Entnahmestation an der Prozessleitung einzurichten, über die das Medium in einen Probenbehälter geleitet wird. Anschließend wird der Behälter ins Analyselabor gebracht, wo das angeschlossene Analysegerät eine qualitative und quantitative Untersuchung der Inhaltsstoffe durchführt. Wie bekannt ist, verwenden viele Unternehmen nach wie vor offene Probeentnahmeverfahren, wie in Abbildung 1 dargestellt. Diese offene Probenahme ist in ihrer Struktur sehr einfach – es genügt, das Probeventil zu öffnen, um die Probe zu entnehmen. Die Nachteile dieser Methode sind jedoch gravierend: Mediumrückstände verbleiben zwangsläufig am Ende der Entnahmestation, der Kontakt des Mediums mit Luft kann zu Reaktionen führen oder flüchtige Bestandteile verdampfen (ggf. giftig oder gesundheitsschädlich), eine Reinigung nach längerer Nutzung ist aufwendig und es entsteht eine Belastung für die Umwelt. Infolgedessen können keine repräsentativen Proben entnommen werden, wodurch die Analyseergebnisse nicht den tatsächlichen Zustand des Mediums in der laufenden Prozessleitung widerspiegeln.

Abbildung 1 (Offene Probeentnahme)

Mit steigenden Anforderungen an den Umweltschutz und der zunehmenden Aufmerksamkeit, die Unternehmen der Sicherheit ihres Personals widmen, zeichnet sich ein klarer Trend ab: Es wird verstärkt auf sichere und umweltfreundliche Probeentnahmemethoden gesetzt, die zugleich repräsentative Proben gewährleisten. Nachfolgend sind einige gängige Verbesserungsmaßnahmen und Empfehlungen aufgeführt, um die Probenentnahme sicherer, sauberer und verlässlicher zu gestalten.

1.Systemspülung vor der Probeentnahme (Schnellumlaufkreislauf)

Unter Systemspülung versteht man das Durchspülen der Probeentnahmestrecke mit dem frischen Medium aus dem Prozess, sodass sichergestellt wird, dass frisches Medium bis zum Probenentnahmepunkt gelangt. Diese Struktur erfordert ein Niederdruck - Ende für die Zirkulation des Mediums. Dieses kann entweder eine niederdruckseitige Position in der Prozessleitung, ein Ablasspunkt oder ein Fackelauslass sein. Das durch frisches Medium verdrängte Medium wird an diesen Punkten abgeführt oder zurückgeführt, ohne die Hauptleitung zu verunreinigen. Wie in Abbildung 2 dargestellt, wird die Probeentnahmestrecke vor der eigentlichen Probenahme für einen bestimmten Zeitraum gespült, sodass das zuvor in der Leitung verbliebene alte Medium bis zum Probenentnahmeausgang verdrängt wird. Erst nach dieser Spülung gelangt das frische, repräsentative Medium in den Probenbehälter – und ermöglicht somit eine qualitativ hochwertige, verlässliche Analyse.

Abbildung 2 (CGG1 - Series Probeentnahmesysteme)

Bitte sehen Sie sich das Video mit der Bedienungsanleitung für das FITOK Probeentnahmesystem mit Systemspülung an.

2.Rückspülung vor der Probeentnahme

Wenn eine Systemspülung nicht möglich ist – z. B. weil vor Ort kein Niederdruckende oder kein Ablass vorhanden ist –, kann alternativ eine Rückspülung durchgeführt werden. Dabei wird ein inertes Gas (meist Stickstoff) verwendet, um das Medium vor dem Probenventil auszuspülen, sodass dieses zurück in die Hauptleitung gedrückt wird. Nach einer bestimmten Rückspülzeit kann dann bei der Probenentnahme ein frisches und repräsentatives Medium gewonnen werden, wie in Abbildung 3 dargestellt. Bei der Anwendung der Rückspülung müssen auch bestimmte Einsatzbedingungen berücksichtigt werden: Das beim Spülen eingesetzte Gas darf den Produktionsprozess beim Rückführen in die Hauptleitung nicht negativ beeinflussen, der Spüldruck muss höher sein als der Eingangsdruck der Probeentnahmestrecke. Diese Methode ist besonders dann nützlich, wenn ein kontinuierlicher Durchfluss oder ein Entlastungspunkt für die Standard - Systemspülung fehlt.

Abbildung 3 (BLE3 - Series Probeentnahmesysteme)

Bitte sehen Sie sich das Video mit der Bedienungsanleitung für das FITOK Probeentnahmesystem mit Rückspülung an.

3.Nadelspülung vor/nach der Probenentnahme

Bei Probenentnahmemethode mit Glasflasche (häufig verwendet für Flüssigkeiten bei niedrigem Druck) besteht die Entnahmeeinheit aus einem Probenventil, einer Probenadel und einer Probenflasche mit Dichtung. Nach jeder Probenentnahme verbleibt stets ein gewisser Anteil des Mediums in der Probenadel. Dieses Medium kann bei direktem Kontakt mit Luft verderben oder toxische Gase freisetzen. Bei der nächsten Probenentnahme gelangt diese Rückstandsmenge zuerst in die Flasche und beeinträchtigt somit die Repräsentativität der Probe. Daher wird dringend empfohlen, die Probenadelbaugruppe nach der Entnahme zu spülen, wie in Abbildung 4 dargestellt. Bei höheren Anforderungen empfiehlt es sich zusätzlich, während der Stillstandszeiten des Probeentnahmesystems eine leere Probenflasche an der Entnahmeposition einzusetzen – ergänzend zur Nadelspülung.

Das Medium in der Totzone kann nicht frei strömen, jedoch gelangt das Medium in der Nähe der Leitung in die Leitung und verunreinigt die Probe.

Abbildung 4 (BLB3 - Serie Probeentnahmesysteme)

Bitte sehen Sie sich das Video mit der Bedienungsanleitung für das FITOK Probeentnahmesystem mit Nadelspülung an.

4.Vermeiden Sie Totzonen in der Produktstruktur oder begrenzen Sie Totzonen auf nicht analytisch genutzte Nebenleitungen

Das Medium an nicht durchströmten Stellen ist in der Regel das sogenannte Totzonenmedium, welches die Zusammensetzung und den Zustand des Mediums in der laufenden Prozessleitung nicht repräsentiert. Daher sollte bei der Probenentnahme unbedingt vermieden werden, solches Totzonenmedium zu entnehmen. Typische Totzonenbereiche in konventionellen Strukturen sind beispielsweise: Messstellen für Druckanzeigen, Sensorpositionen, Entlüftungsventile, Allgemein alle Stellen, an denen T - Stück - Strukturen auftreten können.

Das Medium in der Totzone kann nicht ungehindert strömen, während das Medium in der Nähe der Hauptleitung in die Leitung eindringen und die Probe verunreinigen kann.

Abbildung 5 (Typische Totzonenstruktur)

Daher gilt: Wenn Totzonenstrukturen im Probeentnahmesystem nicht vermieden werden können, sollten die Komponenten, die Totzonen verursachen, in nicht - probenführenden Leitungen installiert werden – beispielsweise können Druckanzeigen auf einer Nebenleitung angebracht werden. Zudem empfiehlt es sich, ein Dreiwegeventil anstelle eines T - Stücks mit Zweiwegeventil zu verwenden, um unnötige Toträume zu vermeiden. Gleichzeitig kann die Verwendung eines höheren Durchflusses während der Probenentnahme dazu beitragen, den Einfluss des Totzonenmediums auf die Probe deutlich zu verringern.

Neben den oben genannten gängigen Methoden gibt es weitere Maßnahmen, die dabei helfen können, repräsentative Proben zu gewinnen. So wird beispielsweise empfohlen, bei jeder Probenentnahme die Dichtung auszutauschen, um Rückstände des Mediums auf der vorherigen Dichtung zu vermeiden und eine bessere Dichtwirkung zu erzielen. Für spezielle Anwendungen – wie etwa die Analyse von Spurenschwefelverbindungen – sollte ein mit SilcoNert® 2000 (Sulfinert®) beschichteter Probenzylinder verwendet werden, um die Adsorption von Spurenstoffen zu vermeiden. Spezifische Anforderungen müssen im Einzelfall bewertet und analysiert werden. Für weitere Informationen zu Probenentnahmeanwendungen wenden Sie sich bitte an die FITOK Group oder einen autorisierten Vertriebspartner.

Bitte beachten Sie den Produktkatalog für weitere Informationen. Wenn Sie Fragen haben, kontaktieren Sie uns gerne direkt – wir melden uns umgehend bei Ihnen.