Industrielle CO- und CO₂-Gasanalysatoren – NDIR für Verbrennungseffizienz und CEMS-Überwachung

Ja – ein Modul verarbeitet beide Messkanäle. Der ZS-CEMS-100 ist für den Geltungsbereich der EN 15267-3 QAL1 für den CO- und den CO₂-Messkanal im selben 6U-Modul ausgelegt. Der jeweils geltende Zertifikatsauszug wird projektbezogen bestätigt. Viele konkurrierende CEMS-Ausführungen verteilen CO und CO₂ auf zwei separate optische Bänke, da ihre QAL1-Zertifizierung nur einen Messkanal abdeckt. Der ZS-CEMS-100 integriert beide in einer Architektur mit Doppelstrahl und Gasfilterkorrelation, sodass Platzbedarf im Analysenschrank, Messgasführung und DAHS-Konfiguration gemeinsam genutzt werden. Im QAL1-Zertifikatsauszug sind beide Messkomponenten ausdrücklich aufgeführt. Dieses Dokument prüft die Umweltbehörde bei der Genehmigung des Standorts.

Bei NDIR mit Doppelstrahl wird das Infrarotsignal gleichzeitig durch die Messzelle und eine versiegelte Referenzzelle geleitet. Jede Messung wird mit der Referenz abgeglichen, sodass Alterung der Strahlungsquelle und das Aufwärmen des Detektors kompensiert werden. Die Nullpunktstabilität liegt bei typischen Doppelstrahlgeräten bei etwa 1 Prozent des Endwerts pro Monat. NDIR mit Einzelstrahl hat keine Referenz: Die Basislinie wird regelmäßig durch einen automatischen Nullpunktzyklus mit sauberem Gas durch die einzelne Messzelle bestimmt. Das eignet sich gut für ein tragbares Gerät, das zwischen Messbereichen auf Null gestellt wird, ist aber für den Dauerbetrieb an einem verschmutzten Abgasweg nicht ausreichend stabil. Entscheidend ist, wie lange die Messung ohne menschlichen Eingriff zuverlässig bleiben muss.

Die optionale, auf 200 °C beheizte Messzelle hält das Messgas über der Kondensationstemperatur von Wasser. Dadurch bilden sich bei der Messung von verschmutztem Rauchgas keine Flüssigkeitstropfen auf den optischen Fenstern. Für die meisten Anwendungen in Kraftwerken, Zementöfen und der Biogasaufbereitung reicht das aus, da die NDIR-Wellenlängenauswahl bereits außerhalb der stärksten Wasserdampfbänder liegt. Bei hoher Wasserdampflast und niedrigen CO-Zielwerten – typischerweise im CEMS-Dauerbetrieb unter 10 ppm – ist der ZS-CEMS-100 mit Gasfilterkorrelation die richtige Wahl. Sein Korrelationsrad trennt das CO-Spektrum rechnerisch von der verbleibenden H₂O-Absorption, was Doppelstrahl allein nicht in gleichem Maß leisten kann.

Der ZS-CEMS-100 führt täglich eine automatische Nullpunktprüfung mit Stickstoff in Messgerätequalität und wöchentlich eine automatische Messspannenprüfung mit einer zertifizierten Referenzgasflasche durch. Beide Prüfungen werden im integrierten DAHS protokolliert und als Verlauf dargestellt – diese Aufzeichnungen prüft die Aufsichtsbehörde. Eine manuelle Kalibrierverifizierung mit zertifizierten Referenzgasflaschen (die Rückführbarkeit ist im mitgelieferten Zertifikatspaket bestätigt) erfolgt alle 6 Monate im Rahmen der EN 14181 AST-Routine. Die vollständige erneute Einbindung nach EN 15267-3 QAL2 findet je nach Zuständigkeit typischerweise alle 3 oder 5 Jahre statt. GESHINE unterstützt QAL2 vor Ort durch einen werksgeschulten Techniker.

Nein – und die Seite stellt das ausdrücklich klar, damit Käufer nicht erst bei einer Prüfung davon erfahren. Ein tragbarer NDIR-Gasanalysator ist ein handgehaltenes NDIR-Gerät mit Einzelstrahl für die Kesseleinstellung, die Inbetriebnahme von HLK-Anlagen, WELL- / ASHRAE-Prüfungen und stichprobenartige Abgasmessungen an Fahrzeugen. Er ist nicht QAL1-zertifiziert und bietet keine Unterstützung für EN 14181 AST. Wenn Behörden eine Prüfung nach Referenzverfahren anstelle einer erneuten Einbindung nach QAL2 anerkennen, verlangen sie ein typgeprüftes und rückführbares Referenzmessgerät. Das tragbare Gerät erfüllt diese Anforderungen nicht. Es ist ein Produktivitätswerkzeug für Servicetechniker und Gebäudebetreiber, kein Messgerät zur Einhaltung von Vorschriften.

Das DAHS speichert an Bord 2 Jahre an Daten mit 1-Minuten-Mittelwerten. Es erstellt automatisch den monatlichen Bericht nach EN 14181 AST, das Tagesprotokoll nach EPA 40 CFR 60 Performance Specification und das in chinesischen Kraftwerken verwendete Format HJ 76-2017. Der Datenexport erfolgt per USB, über eine Ethernet-Dateifreigabe, direkt per Modbus / OPC-UA-Tags in ein Anlagenarchiv sowie über eine XML- / CSV-Vorlage für das Einreichungsportal der Umweltbehörde. Die Unterstützung für den Berichtszyklus im ersten Jahr gehört standardmäßig zum Lieferumfang des Gasanalysators. Sie begleitet den Betreiber bei seiner ersten monatlichen und jährlichen Einreichung.

Der ZS-CEMS-100 ist der Gasanalysator. Dazu passt das Messgasentnahmesystem ZS-SCS-600 oder ZS-SCS-800 aus der Kategorie der extraktiven Gasanalysatoren. Eine zertifizierte CEMS-Installation umfasst typischerweise eine beheizte Gasentnahmesonde am Abgasflansch, eine bis 180 °C ausgelegte, beheizte und wärmebegleitete Probenahmeleitung, eine Kühl- oder Thermoverdünnungsstufe, eine Partikelfiltereinheit sowie einen geschlossenen Analysenschrank mit Gasanalysator und DAHS. Der Gasanalysator allein benötigt sauberes Messgas mit 0,5–1,5 L/min bei 0 bis +100 mbar. Das Messgasentnahmesystem stellt diese Bedingungen unabhängig von den tatsächlichen Bedingungen im Abgasweg her. Planen Sie für das Messgasentnahmesystem das 1,6–2×-Fache des Anschaffungspreises des Gasanalysators ein.

Nicht im Rahmen einer Typprüfung. HJ 76-2017 ist das chinesische CEMS-Berichtsformat, in das die Anlage ihre Daten meldet. Das integrierte DAHS erstellt es nativ; es handelt sich nicht um eine Typprüfung durch Dritte, die das Modul bestanden hat. Der ZS-CEMS-100 ist für den Geltungsbereich der EN 15267-3 QAL1 für die Berichterstattung in der EU ausgelegt. Für die Berichterstattung in den USA wurde die Erfüllung der Anforderungen nach EPA 40 CFR 60 Performance Specification im Feldeinsatz nachgewiesen. Das integrierte DAHS erstellt alle drei Berichtsformate nativ. Der Betreiber wählt das Profil passend zur zuständigen Umweltbehörde. Die Firmware des Gasanalysators liefert die korrekten XML- / CSV-Dateien und das erforderliche Mittelungsintervall ohne externe Formatkonvertierung. Der Geltungsbereich der EN 15267-3 QAL1 umfasst sowohl den CO- als auch den CO₂-Messkanal. Der Zertifikatsauszug wird projektbezogen bestätigt.

Ja. Der ZS6200-CO/CO2 bietet 2 × 4–20 mA isolierte Analogausgänge, HART 7 digital, Modbus RTU und Modbus TCP – die übliche Ausstattung für ein DCS. Der ZS-CEMS-100 bietet zusätzlich OPC-UA für moderne Plattformen für den digitalen Zwilling und die vorausschauende Instandhaltung von Anlagen. Alle Messwerte – Konzentration, interner Validierungsstatus, Messgasdurchfluss, Gehäuseklima und DAHS-Archivstatus – stehen über einzelne Registeradressen zur Verfügung. So lässt sich der Gasanalysator problemlos ohne kundenspezifische Gateway-Entwicklung, Protokollübersetzung oder eigens entwickelte Treiber auf Betreiberseite in jedes gängige industrielle Steuerungssystem oder Anlagenarchiv integrieren.

Die Spezifikation des ZS6200-CO/CO2 auf dem Prüfstand beträgt unter optimalen Bedingungen mit sauberem Hintergrundgas 2 ppm CO und 0,01 %vol CO₂. Die Nachweisgrenze im laufenden Betrieb hängt von der Messgasreinheit, der Zusammensetzung des Hintergrundgases und dem im DCS eingestellten Mittelungsintervall des Signals ab. Bei einer staubigen Messgasprobe aus dem Ofenausgang ist die praktisch erreichbare Nachweisgrenze um den Faktor 2–3 schlechter als bei einer sauberen Probe aus einer Biogasaufbereitungsanlage. Diesen Wert sollte der Applikationsingenieur beim Erstellen der Spezifikation berücksichtigen. Für CO-Messungen im Sub-ppm-Bereich ist der ZS-CEMS-100 mit Gasfilterkorrelation die richtige Lösung, nicht ein Gerät mit Doppelstrahl allein.

Ein NDIR-CO₂-Gasanalysator ist ein kalibriertes industrielles Messgerät. Ein CO₂-Sensor für HLK / IAQ ist ein kostengünstiges Messgerät für die Umgebungsluft, das in die Lüftungsregelung integriert ist. Beide nutzen das NDIR-Messprinzip, unterscheiden sich aber bei Einsatzbedingungen und Auslegung. Ein IAQ-Sensor misst den CO₂-Gehalt in Räumen im üblichen Komfortbereich von 400–2000 ppm und regelt damit Frischluftklappen. Er bietet eine mäßige Richtigkeit und einen abgedichteten, nicht aufbereiteten Einlass – für eine bedarfsgeregelte Lüftung ist das ausreichend. Ein industrieller NDIR-CO₂-Gasanalysator misst Prozess- oder Abgas-CO₂ von ppm bis %vol in einer heißen, feuchten und verschmutzten Gasmatrix. Er verfügt über Messgasaufbereitung, Driftkompensation, rückführbare Kalibrierung und einen 4–20 mA- / Modbus-Ausgang für die Regelung oder Emissionsberichterstattung (projektabhängige Richtigkeit). Wenn der Messwert in die Verbrennungsregelung, Prozessqualität oder behördliche Berichterstattung einfließt, benötigen Sie den Gasanalysator. Dient er nur zur Anpassung der Gebäudelüftung, ist der IAQ-Sensor die passende kostengünstige Lösung.

Ja, allerdings kommt es darauf an, welches Messverfahren anerkannt ist. Scope 1 umfasst direkte Emissionen aus Quellen, die sich in Ihrem Besitz befinden. Viele betriebliche Emissionsbilanzen ermitteln sie anhand des Brennstoffverbrauchs und nicht durch Abgasmessungen. Wenn ein Anlagenbetreiber stattdessen direkt misst, ist ein CO₂-Messkanal in CEMS-Qualität zusammen mit Abgasdurchflussdaten der Weg zu einem Ergebnis, das einer behördlichen Prüfung standhält – ein einfacher Prozesssensor reicht nicht aus. Aus einer CO₂-Konzentration im Abgas in %vol wird eine berichtsfähige CO₂-Massenemissionsrate, indem sie gemäß einem Rahmenwerk wie dem GHG Protocol, ISO 14064 oder EPA 40 CFR Part 98 mit dem gemessenen Rauchgasdurchfluss und den Betriebsstunden multipliziert wird. Damit der Wert einer Prüfung standhält, muss die CO₂-Messung demselben Qualitätsregime nach QAL1 / QAL2 / AST unterliegen wie ein regulierter CEMS-Messkanal. Dazu gehören eine rückführbare Kalibrierung und ein protokollierter DAHS-Datensatz. Ein Prozessmesswert ohne diese Nachweise genügt für die Regelung, aber nicht für die Emissionsbilanz. Unter /industries/environment erfahren Sie, wie GESHINE Emissionsüberwachungssysteme für regulierte Branchen positioniert.

CO im Abgas ist der empfindlichste Indikator für eine unvollständige Verbrennung. Deshalb wird CO neben O₂ zur Optimierung der Effizienz gemessen. Bei richtiger Anpassung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses bleibt der CO-Wert sehr niedrig. Sinkt der Luftüberschuss unter den optimalen Wert, steigt CO stark an, bevor sich andere Messwerte verändern. Der „Knick“ in der CO-Kurve markiert den Punkt, an dem Sie Brennstoff einsparen, ohne Verluste durch unverbrannten Brennstoff zu verursachen. Der relevante Messbereich im Abgas liegt im niedrigen ppm-Bereich (projektabhängig) – hoch genug, um den Trend zu erkennen, und niedrig genug, um den Beginn einer unvollständigen Verbrennung festzustellen. Durch die gemeinsame Messung von CO und O₂ können Anlagenbetreiber näher am Effizienzoptimum arbeiten als mit O₂ allein: O₂ zeigt den Luftüberschuss, CO, wann dieser Überschuss zu gering geworden ist. Für die CO-Messung im Abgas eignen sich NDIR oder NDIR mit Gasfilterkorrelation.

Ein Kohlenmonoxid-Detektor ist ein Sicherheitswarngerät, ein Kohlenmonoxid-Gasanalysator ein Messgerät. Entscheidend ist, ob Sie einen Alarm oder einen Messwert benötigen. Ein CO-Detektor überwacht einen gefährlichen Schwellenwert (zum Beispiel einen Alarmwert für einen Heizungsraum oder ein Parkhaus) und löst ein Relais oder einen Signalton aus, sobald CO den eingestellten Grenzwert überschreitet. Er ist ein Sicherheitsgerät mit eindeutiger Alarm- oder Kein-Alarm-Funktion und arbeitet häufig elektrochemisch. Ein CO-Gasanalysator liefert fortlaufend die CO-Konzentration in ppm über einen 4–20 mA- / Modbus-Ausgang für die Regelung der Verbrennungseffizienz, die Prozessüberwachung oder die Emissionsberichterstattung. Er verfügt über rückführbare Kalibrierung und Driftkompensation (projektabhängige Richtigkeit). Viele Anlagen nutzen beides: Detektoren zum Schutz des Personals und einen Gasanalysator am Abgasweg für Effizienz und die Einhaltung von Vorschriften. Wenn der CO-Wert einen Regelkreis oder einen Bericht beeinflusst, benötigen Sie den Gasanalysator, nicht den Detektor.

Für kurzfristige Messungen ja, für den zertifizierten kontinuierlichen CEMS-Betrieb nein. Eine elektrochemische CO-Messzelle eignet sich für tragbare Stichprobenmessungen, Sicherheitsprüfungen in Heizungsräumen und zeitlich begrenzte Messkampagnen im Feld, wenn schnell ein CO-Messwert in der Umgebungsluft oder in einer Abgasnahen Gasmatrix benötigt wird. Für eine dauerhafte, typgeprüfte kontinuierliche CO-Messung im Abgas ist sie nicht geeignet: Die Messzelle hat eine begrenzte Lebensdauer und eine Drift der Basislinie (projektabhängig). Deshalb ist es unpraktisch, die langfristige Stabilität von Nullpunkt und Messspanne sicherzustellen, die ein Programm zur Einhaltung von Vorschriften prüft. Für die zertifizierte kontinuierliche CO-Messung im Rauchgas werden daher NDIR und NDIR mit Gasfilterkorrelation eingesetzt. Sie liefern über das Berichtsintervall hinweg stabile Messwerte in der feuchten Abgas-Gasmatrix. Die CO-Produktlinie von GESHINE basiert auf NDIR und GFC NDIR statt auf elektrochemischer Messtechnik. Wenden Sie sich für eine kontinuierliche CO-Messung oder eine CEMS-Anwendung im Abgas an einen Ingenieur, um den passenden Infrarot-Messweg zu besprechen.

NDIR mit Einzelstrahl leitet einen optischen Weg durch die Messzelle. Je nach Geräteausführung wird die Basislinie durch automatische Nullpunktzyklen, Referenzfilter oder eine Kompensation per Firmware stabil gehalten. NDIR mit Doppelstrahl nutzt getrennte optische Wege für Messgas und Referenz. So kann der Gasanalysator die Signale abgleichen und Drift von Strahlungsquelle und Detektor kontinuierlicher kompensieren. NDIR mit Doppelstrahl eignet sich deshalb besser für den kontinuierlichen Prozessbetrieb, während Geräte mit Einzelstrahl und automatischem Nullpunkt für tragbare oder kurzzeitige Messungen geeignet sind.

Für die kontinuierliche Messung in feuchtem Rauchgas: ja. Die CO-Absorptionsbänder von NDIR überschneiden sich mit H₂O-Bändern. Daher muss die Feuchte vor der optischen Messzelle entfernt werden, um einen positiven Messfehler zu vermeiden. Ein typisches NDIR-SCS umfasst eine beheizte Gasentnahmesonde, eine beheizte Probenahmeleitung (über dem Taupunkt), einen Koaleszenzfilter, einen Peltierkühler / Kaltwassersatz (Ziel-Taupunkt ~5 °C) und einen Durchflussregler. Für trockenes Prozessgas – zum Beispiel nach einem TEG-Trockner oder in einer Synthesegas-Gasmatrix mit geringer Feuchte – kann ein einfacher Partikelfilter ausreichen. Tragbare Handgeräte werden meist bei Umgebungstemperatur betrieben und vertragen mäßige Luftfeuchtigkeit.

Planen Sie für die NDIR-Prozessmessung mit dem ZS6200-CO/CO2 eine halbjährliche Überprüfung der Messspanne unter den angegebenen Messgasbedingungen ein. Bei starker Staubbelastung, Feuchtespitzen oder internen QS-Anforderungen sind kürzere Intervalle sinnvoll. Für den regulierten CEMS-Betrieb mit dem ZS-CEMS-100 richtet sich die Kalibrierhäufigkeit nach dem übergeordneten CEMS-Plan für QAL3/AST: täglicher automatischer Nullpunktabgleich, planmäßige Überprüfung der Messspanne, Linearitätsprüfungen und Prüfungen nach Referenzverfahren gemäß den Anforderungen der Genehmigung. Bei tragbaren NDIR-Geräten sollten Sie vor Messkampagnen Nullpunkt und Messspanne prüfen.

In der EU legt EN 15267 (Teile 1–3) die QAL1-Typzulassung fest. Nach der Installation kommen Überwachungen nach EN 14181 QAL2 / AST hinzu. In den USA legen 40 CFR Part 60 Performance Specifications PS-4 und PS-4A die entsprechenden Leistungskriterien für CO-CEMS fest. In China enthalten GB/T 16157, HJ 75 und HJ 76 die Vorgaben zur Spezifikation und zum Betrieb von CEMS-Gasanalysatoren. Verfügbarkeit und Dokumentationsstand des ZS-CEMS-100 sind vor dem Einsatz für die regulierte Berichterstattung für die jeweilige Zuständigkeit zu bestätigen. Örtliche Vorschriften (zum Beispiel India CPCB, GCC GSO) können zusätzliche Anforderungen an QAL2-Referenzverfahren stellen.

CO und CO₂ erzählen gemeinsam mehr über die Verbrennung als jeder Messwert für sich. CO₂ dient als Referenz für Verdünnung und Stöchiometrie: Es zeigt, wie viel Kohlenstoff tatsächlich verbrannt wurde. CO ist der Indikator für die Effizienz: Steigt CO bei konstantem CO₂, ist die Verbrennung unvollständig – noch bevor die O₂-Regelung einen Luftüberschuss meldet. Die Zweikanalmessung von Kraftwerks-CEMS ist behördlicher Standard. Bei der Aufbereitung von Biogas / Deponiegas wird der CO₂-Messbereich zur Bestätigung des Methangehalts überwacht; CO dient als Sicherheits- und Qualitätsindikator für das Motorgas.

Ja – NDIR ist das gängige Messverfahren für CO₂ in Umgebungsluft bis hinunter zu ~400 ppm, etwa bei Messungen der Innenraumluftqualität, in Gewächshäusern und im HLK-Bereich. Spezielle NDIR-Geräte für niedrige Messbereiche erreichen diese Empfindlichkeit durch eine verlängerte optische Weglänge und eine präzisere optische Referenz. Für CO₂-Spuren im Sub-ppm-Bereich in hochreinen Gasen (Spezialgase für die Halbleiterfertigung, elektronisch reines N₂) werden meist TDLAS oder lasergestützte Verfahren mit verlängertem optischem Weg spezifiziert. NDIR für CO₂ in Umgebungsluft ist nicht für den regulierten CEMS-Betrieb ausgelegt – die Zertifizierung gilt für einen anderen Anwendungsbereich.

Die CO/CO₂-Messung kommt in der Stromerzeugung zum Einsatz (Verbrennungseffizienz von Kesseln und CEMS-Berichterstattung), in der Zement- und Kalkherstellung (Ofenprozess und Vorbereitung auf die CO₂-Abscheidung), in Anlagen zur Energiegewinnung aus Abfall (Verbrennungsregelung und Einhaltung von Emissionsvorschriften), bei Biogas / Deponiegas (Verifizierung des Methangehalts), in der Petrochemie (Überwachung von Reformer- / Shift-Konvertern), im Gewächshausbau / Gartenbau (Regelung der CO₂-Anreicherung) und bei der Innenraumluftqualität (gewerbliche HLK-Anlagen, Lüftung und Erkennung von Kältemittellecks).

Die CO/CO₂-Gasanalysatoren auf dieser Seite arbeiten mit NDIR oder NDIR mit Gasfilterkorrelation: der ZS6200-CO/CO2 für Prozessanwendungen, ein tragbares NDIR-Gerät für Stichprobenmessungen und der ZS-CEMS-100 für den zertifizierten CEMS-Betrieb. TDLAS kann für bestimmte projektbezogene Anwendungen mit Laserabsorption das passende Messprinzip sein, insbesondere wenn eine schmale Absorptionslinie und eine andere optische Plattform benötigt werden. GESHINE führt in dieser Kategorie jedoch keinen standardmäßigen TDLAS-Gasanalysator für CO/CO₂. Wenn Ihre Spezifikation ausdrücklich Laserabsorption verlangt, prüfen Sie gemeinsam mit der Technik die TDLAS-Gasanalysatorfamilie unter /gas-analyzers/tdlas-gas-analyzers/, statt TDLAS als Ersatz für die NDIR-CEMS-Aussage zu verwenden.

Nicht als direkten Austausch. NDIR / GFC NDIR und TDLAS nutzen unterschiedliche optische Bänke, Annahmen zur Linienauswahl, Kalibrierpakete und Zertifizierungsnachweise. Behandeln Sie eine TDLAS-Anforderung als separate Anfrage, nicht als Optionscode für die CO/CO₂-NDIR-SKUs.