Binnen de industrie wordt voor verschillende processen gebruik gemaakt van energie in de vorm van warmte. Deze energie wordt veelal verkregen door koolstofhoudende brandstoffen te verbranden. Bij deze verbranding vindt de volgende reactie plaats:

O2 + CxHy -> CO2 + H2O en warmte.

Door de toevoer van brandstof of zuurstof te veranderen wordt de stoichiometrische verhouding van de verbranding aangepast. Dat een onvolledige verbranding ontstaat bij een te kort aan zuurstof is bekend, dat teveel zuurstof bij de verbranding zorgt voor energie en brandstof verliezen is minder bekend. De theorie achter deze verliezen worden hieronder verklaard.

Wanneer een verbranding plaats vindt wordt in veel gevallen atmosferische lucht toegevoegd, een normale samenstelling van omgevingslucht is: N2 78,08% O2: 20,9% Ar: 0,93 CO2: 0.038% en restgassen. Wanneer volgens de stoichiometrische verhouding de verbranding plaats vindt zal dus een groot deel van deze omgevingslucht niet deelnemen in de reactie. Deze lucht wordt wel verwarmd door de vrijgekomen energie uit het verbrandingsproces. De verwarmde lucht verlaat samen met de verbrandingsproducten het proces naar de schoorsteen. Daarom zorgt het te veel toegevoegde zuurstof aan het proces voor meer warmteverliezen via de schouw.
Naast dat de aanwezigheid van stikstof zorgt voor warmte verliezen, draagt het ook bij aan de vorming van NOx. In een tijd waarin emissies steeds meer gecontroleerd en verminderd dienen te worden zijn deze reacties niet wenselijk bij het verbrandingsproces.

Om de verhouding tussen zuurstof en brandstof op een juiste manier te kunnen sturen zijn metingen noodzakelijk. Deze verhouding kan gecontroleerd worden door de hoeveelheid brandstof en zuurstof bij de aanvoer te meten. Een andere veel gebruikte methode is door de restconcentratie zuurstof na de verbranding te meten om vervolgens met een feedback controle systeem de verhouding aan te sturen.
De laatst genoemde is in de industrie een veel gebruikte methode, omdat hierbij de brandstof niet gemeten hoeft te worden. Voor het meten van de zuurstof concentratie kan gebruik worden gemaakt van diverse technieken, waaronder:

Paramagnetische cel
Deze cellen maken gebruik van de magnetische susceptibiliteit van zuurstof; deze is groter dan nul (χ ≈0,19) wat als gevolg heeft dat zuurstof wordt aangetrokken door een magnetisch veld. Als er geen extern magnetisch veld aangelegd wordt dan gedraagt het gas zich als een magneet zonder voorkeursrichting. De totale magnetisatie van de moleculen is dan gemiddeld nul. Als er een extern magnetisch veld wordt aangebracht dan richten de moleculen zich in de richting van het magneetveld en worden hierdoor aangetrokken.

Paramagnetische cellen maken slim gebruik van deze eigenschap van zuurstof door in de analyser twee glazen bolletjes te plaatsen gevuld met stikstof (χ ≈-0,0005.10-5) met tussen de glazen bolletjes een spiegel.
Als het gasmonster door de analyser wordt geleid richten de zuurstof moleculen zich in de richting van het magneetveld met als gevolg dat er een kracht wordt uitgeoefend op de glazen bolletjes. De spiegel wordt door deze kracht geroteerd. Door de verandering in oriëntatie van de spiegel te meten met behulp van licht is het mogelijk om de zuurstof concentratie zeer nauwkeurig te bepalen.
Paramagnetische cellen zijn kwetsbaarder, maar uitermate nauwkeurig en stabiel. Paramagnetische cellen worden onder meer toegepast bij zuurstofanalyse in medische toepassingen.

Help
RAVEBO gebruikt cookies om deze website gebruiksvriendelijker te maken. Deze cookies hebben uitsluitend functionele, communicatieve of analytische doeleinden. Door gebruik te maken van deze website gaat u akkoord met het gebruik van cookies. Voor meer informatie zie ons Cookie Statement.
Ok Weigeren
Selecteer een afdeling:*
Selecteer een afdeling.

Vul een naam in:*
Vul een naam in

Telefoonnummer:
Invalid Input

E-mailadres:*
Invalid Input

Onderwerp:*
Geef u bericht een onderwerp.

Bericht:*
Voer een bericht in.

Security*
Security
RefreshInvalid Input