Ammoniak-Durchflussmessung
Ammoniak, eine giftige und gefährliche Verbindung, ist in zahlreichen industriellen Anwendungen wie der Düngemittelproduktion, der Kühlung industrieller Systeme und der Reduzierung von Stickoxiden unverzichtbar. Seine Bedeutung in so vielfältigen Bereichen führt daher zu immer höheren Anforderungen an Sicherheit, Effizienz und Genauigkeit. Die präzise Messung des Ammoniakflusses in industriellen Prozessen ist daher nicht nur eine technische Notwendigkeit, sondern auch ein Sicherheitsgebot.
Die Wahl eines geeigneten Durchflussmessers für Ammoniak ist entscheidend für den Umgang mit den besonderen Eigenschaften von gasförmigem und flüssigem Ammoniak in industriellen Rohrleitungen. So lassen sich präzise Daten und zuverlässige Ausgänge wie 4–20 mA, RS485 oder Impulssignale überwachen und für Echtzeit-Anpassungen aufzeichnen. Bediener können Prozesse dadurch unter Einhaltung der Sicherheitsstandards optimieren.
Neben der präzisen Prozesssteuerung ist die Ammoniakflussmessung in allen Bereichen erforderlich, um die Risiken durch das giftige Ammoniak (NHx) zu minimieren. Dieses kann bereits in niedrigen Konzentrationen Reizungen der Augen, Nase und des Rachens verursachen und bei hoher Exposition schwere Entzündungen und Verätzungen hervorrufen. Die Exposition gegenüber konzentriertem Ammoniak kann zu Erblindung, Atemversagen und sogar zum Tod führen.
Ammoniakgas vs. Ammoniakflüssigkeit
Ammoniakgas und -flüssigkeit unterscheiden sich in ihren Eigenschaften und industriellen Anwendungen. Die wesentlichen Unterschiede zwischen den beiden Ammoniakformen beeinflussen Handhabung, Lagerung und Messverfahren maßgeblich. Ammoniakgas besteht aus Stickstoff- und Wasserstoffatomen und zersetzt sich bei hohen Temperaturen in Stickstoff und Wasserstoff. Unter geeigneten Bedingungen wandelt sich Ammoniakgas mithilfe eines Katalysators in Stickstoffmonoxid um.
Das giftige Ammoniakgas ist ätzend und reagiert stark mit Feuchtigkeit, wenn es mit Wasser und Schleimhäuten in Kontakt kommt. Das entstehende Ammoniumhydroxid ist extrem ätzend und gefährlich für das Gewebe.
Flüssiges Ammoniak entsteht durch das Auflösen von Ammoniakgas in Wasser und wird als wässrige Ammoniaklösung bezeichnet. Es handelt sich um eine farblose, flüchtige Flüssigkeit mit stechendem Geruch. Bei der Reaktion von Ammoniak mit Wasser können thermische Reaktionen auftreten, die jedoch mit Vorsicht zu handhaben sind. Die wässrige Ammoniaklösung verdunstet an der Luft und geht wieder in den gasförmigen Zustand über. Sie ist außerdem leicht in organischen Lösungsmitteln wie Alkoholen und Ethern löslich.
Anforderungen an Messung und Durchflussregelung
Aufgrund der korrosiven und anderen besonderen chemischen Eigenschaften von Ammoniakgas ist ein geeigneter Messbereich wichtig, um den richtigen Durchflussmesser ohne Genauigkeitseinbußen auszuwählen. Für eine optimale Ammoniakzufuhr sind hochpräzise Durchflussmesser erforderlich. Korrosionsbeständigkeit ist zudem unerlässlich, um den rauen Umgebungsbedingungen standzuhalten.
Für stabilere und präzisere Messungen sollten Betriebsvariablen wie Temperatur, Druck und Viskosität berücksichtigt werden. Die Temperaturkompensation ist hilfreich, um trotz des temperaturabhängigen Verhaltens genaue Messwerte zu gewährleisten.
Herausforderungen bei der Ammoniakgasmessung
Insgesamt gibt es verschiedene Herausforderungen bei der Messung von gasförmigem und flüssigem Ammoniak.
✤Hohe Volatilität und Reaktivität
✤Ätzende und giftige Eigenschaften
✤Löslich in organischen Lösungsmitteln
✤Temperatur- und Druckkompensation
Wie wird Ammoniak in der Produktion verwendet?
Ammoniak wird in den USA hauptsächlich als Stickstoffquelle für das Pflanzenwachstum eingesetzt. Über 80 % des Ammoniaks werden zur Herstellung von festen Düngemitteln in der Landwirtschaft verwendet. Diese festen Düngemittel können direkt auf den Boden ausgebracht oder in verschiedene Ammoniumsalze umgewandelt werden. Bekanntermaßen beeinflusst die Stickstoffdüngung das Wachstum von Getreide im großflächigen Anbau.
Die besonderen chemischen Eigenschaften von Ammoniak werden in industriellen Kühlsystemen genutzt. Beim Verflüssigen von gasförmigem Ammoniak kann erhebliche Wärme aufgenommen werden, wodurch niedrige Temperaturen in geschlossenen Räumen erreicht werden können. Diese Eigenschaft macht Ammoniak zu einem der effizientesten Kältemittel in der Praxis.
Beispielsweise benötigen Lebensmittelverarbeitungsbetriebe industrielle Kältemittel zur Temperaturregelung. So bleiben verderbliche Waren frisch und einwandfrei, und die strengen Hygiene- und Sicherheitsstandards für Lebensmittel werden eingehalten. Aufgrund seiner höheren Kühlleistung wird es anderen Kältemitteln vorgezogen. Darüber hinaus entspricht seine geringe Umweltbelastung dem aktuellen Trend zur Reduzierung von CO₂-Emissionen und Energiekosten.
Ammoniak ist ein entscheidender Faktor bei der Reduzierung von Stickoxidemissionen. Es wird üblicherweise zugesetzt, um mit Stickoxiden zu reagieren und diese in umweltverträglichen Stickstoff und Wasser umzuwandeln – sowohl bei der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) als auch bei der selektiven nicht-katalytischen Reduktion (SNCR). Stickoxide, die maßgeblich zur Luftverschmutzung und zum sauren Regen beitragen, können durch SCR und SNCR in unschädliche Bestandteile umgewandelt werden.
GenauAmmoniak-DurchflussmessungGewinnt an Bedeutung in der industriellen Automatisierung und in Produktionslinien, um die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und die Effizienz der NOx-Reduzierung zu gewährleisten, wobei bereits geringfügige Abweichungen Auswirkungen auf die Systemleistung und die Umweltergebnisse haben können.
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Veröffentlichungsdatum: 08.11.2024
