Monitoring van Ammoniakconcentratie in de Veehouderij

Ammoniakemissies in de Veehouderij

Het monitoren van de ammoniak concentratie is een onderwerp dat veelvuldig terugkomt bij onderzoeksinstituten. Ammoniak komt vrij bij de verschillende soorten veehouderij, zoals getoond in figuur 1. Een teveel aan ammoniak heeft negatieve effecten op het milieu. Hierdoor is de laatste decennia de interesse gewekt in het monitoren van ammoniak emissie. Door de emissies van ammoniak te meten wordt de emissiebijdrage van veehouderij in kaart gebracht en kan onderzoek worden gedaan naar reducerende maatregelen.

Uitdagingen bij het Meten van Ammoniak

Figuur 1. Rundvee draagt voor een groot deel bij aan de ammoniakemissies.
Het meten van ammoniak is echter niet eenvoudig vanwege de oplosbaarheid en fysische eigenschappen van het gas. Het te meten gas bevat vaak veel water en andere gassen zoals methaan, waterstofsulfide en koolstofdioxide. Als het water condenseert, dan lost ammonia hier goed in op, waardoor het ammoniak niet meer als gas aanwezig zal zijn en het meten van ammoniak zo goed als onmogelijk wordt. Naast het zogenaamde “uitwassen” van ammoniak heeft de stof nog de eigenschap dat het “plakt” aan de gebruikte leidingen/slangen. Hierdoor vindt een zeer grote vertraging plaats tussen het moment van het innemen van het monster en het analyseren van het monster. Dit komt de betrouwbaarheid van de meting niet ten goede.

Voorkeur voor Verwarmde Meetsystemen

De bovenstaande problemen zijn het beste te voorkomen door een compleet verwarmd systeem te gebruiken. Door boven het condensatiepunt te blijven zal geen uitwassing plaatsvinden en zal het “plakken” van ammoniak minimaal worden. Bij de FTIR-technologie wordt gebruik gemaakt van een volledig verwarmd systeem, daardoor geniet dit systeem de voorkeur. Echter, kan met FTIR diverse gassen simultaan gemeten worden.

Alternatieven voor Ammoniakmeting

Wanneer alleen interesse is in de ammoniakconcentratie kan ook gebruik worden gemaakt van de NDIR-techniek. Deze techniek is, net als FTIR, gebaseerd op de absorptie van infrarood licht. Echter wordt bij NDIR gekozen voor één golflengte waarbij absorptie plaatsvindt, karakteriserend voor ammoniak.

Oplossingen voor Condensatie en ‘Plakken’

Figuur 2. De converter voor het omzetten van ammoniak naar stikstofoxide.
Echter, een NDIR-analyser is niet volledig verwarmd, waardoor het probleem van condensatie en ‘plakken’ een probleem wordt. Om dit te voorkomen kan gekozen worden om het ammoniak om te zetten in stikstofoxide. Stikstofoxide heeft als eigenschap dat het slecht oplosbaar is in water en dat het niet plakt aan de leidingen. Binnen de converter wordt ammoniak katalytisch omgezet in stikstofoxide. Omdat de katalysator een beperkte levensduur heeft, moet de katalysator worden vervangen. De levensduur van de katalysator wordt geschat op 20.000 ppm uren. Bij een gemiddelde blootstelling van 10 ppm zal de katalysator na circa 80 dagen moeten worden vervangen.