Neue Vorschriften wie die europäischen “Waste Incineration BAT Conclusions” (mehr dazu in diesem Blog-Artikel) fordern eine langzeit Probenahme von "polychlorierten Dibenzo-p-Dioxinen und -Furanen" (PCCD/F), aber nennen wir sie der Einfachheit halber "Dioxin". Die Probe wird isokinetisch aus dem Kanal entnommen, und das Dioxin wird in einem absorbierenden Material angereichert. Es wird spezielles Material verwendet, und der Gasdurchfluss muss sehr exakt geregelt werden.
Der Messprozess
Ein solches Produkt ist jetzt von OPSIS erhältlich - das DX100. Es besteht aus einer Probenahmeeinheit, die direkt auf dem Kanal montiert wird. Daran schliessen sich ein Trockner, ein Volumenzähler und eine Elektronik zur sorgfältigen Steuerung einer Ejektorpumpe an, die am Ende der Entnahmeleitung sitzt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Probe mit der gleichen Geschwindigkeit entnommen wird, mit der das Gas in den Kanal strömt. Im Inneren der Probenahmeeinheit befindet sich ein mit Absorptionsmaterial gefüllter Behälter, in dem die Dioxinprobe während des Betriebs aufgefangen wird. Nach einer bestimmten Probenahmezeit, in der Regel 2 bis 4 Wochen, aber auch bis zu 8 Wochen, wird der Behälter rasch gegen einen neuen ausgetauscht und dann zur Analyse des Dioxingehalts an ein Labor geschickt, während der neue Behälter die weitere Probenahme ermöglicht. Der Volumenzähler zeichnet die Gesamtmenge des entnommenen Gases auf, was in Verbindung mit der Probenahmezeit und dem Laborergebnis die durchschnittliche Dioxinkonzentration in ng/m3N ergibt.
Kostengünstige Probenahme auch von CO2Das DX100 wird auch mit einer Option zur Erfassung von CO2 angeboten. Damit lässt sich der prozentuale Anteil von fossilem CO2 in den Emissionen bestimmen. Dies kann für Anlagenbetreiber, die gemischte Brennstoffe verbrennen, von grossem Interesse sein. CO2-Emissionen fossilen Ursprungs werden unter Umständen viel höher besteuert als CO2-Emissionen aus Biomasse, und da die Mischungsrate nicht gut kontrolliert wird, könnten die Steuerbehörden eine höhere als die notwendige Steuer verlangen.
Die Option sorgt dafür, dass das CO2-Gas in der Probe in einem anderen Behälter mit einem anderen Absorptionsmaterial absorbiert wird. Nach einer festgelegten Probenahmezeit wird die CO2-Probe zur Isotopenanalyse an ein Labor geschickt. Dies ist von Interesse, da der im CO2 enthaltene Kohlenstoff aus dem Kraftstoff stammt und somit Aufschluss über die Zusammensetzung des Kraftstoffs gibt.
Wie ist das möglich?
Die Halbwertszeit des 14C-Isotops beträgt 5.700 Jahre. In der Biomasse hat der Zerfallsprozess kaum begonnen, so dass der 14C-Gehalt praktisch dem von lebenden Organismen entspricht. Im Gegensatz dazu sind fossile Brennstoffe um mehrere Grössenordnungen älter als die Halbwertszeit, und das gesamte 14C, das sie einst enthielten, ist zerfallen, so dass kein 14C mehr vorhanden ist. Wenn also keine 14C-Isotope in der Probe vorhanden sind, gibt es auch keine 14C-Isotope im Brennstoff, der daher vollständig fossil gewesen sein muss. Ist der 14C-Isotopengehalt in der Probe derselbe wie in lebenden Organismen, ist der Brennstoff frisch und somit Biomasse. Liegt der 14C-Isotopengehalt dazwischen, lässt sich der Anteil an fossilem und biomassehaltigem Brennstoff bestimmen und die CO2-Emissionen können entsprechend besteuert werden.
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