2026-03-25

Gasövervakning inom kloralkaliindustrin

Verksamheten inom en kemisk industri innebär ofta hantering av farliga och aggressiva ämnen. Spill och läckage kan få katastrofala konsekvenser, inte bara för verksamheten utan även för hälsa och miljö. Långvarig exponering för relativt låga halter av dessa ämnen kan också ha negativa effekter.

Det finns ofta lagstiftning och utsläppsgränser för att skydda hälsa och miljö, och det finns vanligtvis krav på övervakning för att säkerställa att gränserna inte överskrids. Ett exempel är övervakningen av aggressiva gaser inom kloralkaliindustrin, som producerar klor och andra bulkkemikalier.

Kloralkaliprocessen

Kloralkaliprocessen är en metod för att omvandla natriumklorid (NaCl) till klorgas (Cl2) och kaustiksoda (natriumhydroxid, NaOH). Processen genererar även vätgas (H2).

  • I processen pumpas en vattenlösning av NaCl in på ena sidan av en elektrolyskammare där anoden bryter NaCl-bindningen. Cl2-gas och Na+-joner bildas.
  • På den andra sidan av kammaren, som endast matas med vatten, sönderdelar katoden vattnet varigenom gasformigt väte och OH--joner bildas.
  • De två sidorna är åtskilda av ett membran som låter Na+-jonerna passera till katodsidan. Där reagerar de med OH--jonerna och bildar kaustiksoda.

Gaserna Cl2 och H2 fångas upp vid elektroderna på sin respektive sida av membranet medan NaOH-lösningen tappas av på katodsidan.

Fokus på klor

Låt oss fokusera på det klor som produceras. Gasen kyls ned, varvid kvarvarande vattenr i gasfas kondenseras och avlägsnas från gasblandningen. Därefter följer kompression och ytterligare kylning, vilket ger flytande Cl2 som kan lagras och distribueras.

Det finns också en rad olika alternativ för att hantera och använda det väte som genereras, och naturligtvis utnyttjas även kaustiksodan.

Utsläppsövervakning

I praktiken kondenseras inte kloret helt i kylningsstegen, och det kan också förekomma gasformiga föroreningar i klorgasen som inte kondenseras. Denna restgas leds vanligtvis till en serie skrubbers som fångar upp och ibland tar till vara på den återstående gasen.

I slutet av processen släpps restgas ut i omgivningsluften. Gasen kan innehålla en rad föroreningar såsom gasformigt Cl2 och HCl. Dessa utsläpp kan orsaka hälso- och miljöproblem. Det finns därför ofta krav på att kontinuerligt övervaka gaskoncentrationerna.

Praktiska utmaningar

Det finns flera sätt att övervaka gaser som Cl2 och HCl, men när det gäller praktiska aspekter begränsas alternativen.

  • Gaserna i sig är aggressiva även i låga koncentrationer, vilket utesluter de flesta instrument som bygger på provtagning via sonder och tunna slangar.
  • Miljön vid en kloralkaliindustri kan vara tuff. Det kräver mycket robust utrustning för att uppnå en rimlig livslängd med acceptabla underhållskostnader.
  • Samtidigt kan utsläppsgränserna vara låga vilket kräver mycket precisa övervakningslösningar med låga detektionsgränser.

Detta lämnar få alternativ.

Fast-loop-metoden

En lösning som har visat sig vara mycket bra är OPSIS fast-loop-övervakningssystem. Det fungerar med beröringsfri optisk detektering längs en ljusstråle. För att uppnå tillräckligt låga detektionsgränser leds en del av rökgasen med relativt högt flöde via hållbara rör till en mätcell.

Cellen kan vara flera meter lång vilket möjliggör detektering av gaserna vid mycket låga koncentrationer. Gasen leds sedan tillbaka till gaskanalen, därav namnet ”fast loop”. För att tåla de aggressiva gaserna tillverkas rören och cellen ofta i rostfritt stål eller tålig plast.

Skydd för systemets känsligare delar

Det är endast mätcellen med sin ljussändare och mottagare som utsätts för de tuffa omgivningsförhållandena. Ljuset från cellen leds via en optisk fiber till ett skyddat område där hjärtat i instrumenteringen är placerat. Det är en analysator där ljusets spektrum utvärderas och de eftersökta gaskoncentrationerna beräknas.

Andra tillämpningar för övervakning

Principen för fast-loop-mätning av gaskoncentrationer kan även användas för processtyrning. Koncentrationsnivåerna kan vara mycket högre men både fast-loop-system och direkt mätning i gaskanaler (”in-situ”) kan fortfarande tillämpas.

Med multigasanalysatorer blir systemen dessutom mycket kostnadseffektiva. Beprövade och hållbara övervakningssystem minimerar underhållsinsatser och driftsstörningar.

Övervakning av omgivningsluften

Tekniken med en öppen optisk mätsträcka kan även användas för övervakning av luftkvaliteten. Inom den kemiska industrin är så kallad fence-line-övervakning av särskilt intresse. Det innebär att ljusstrålar för haltmätning placeras i det fria runt industrianläggningen (”längs staketet”, därav namnet), vilket möjliggör snabb upptäckt av oavsiktliga utsläpp oavsett vindriktning.

Larm kan utlösas för omedelbar uppmärksamhet på situationen och data från långvarig övervakning kan användas för att bedöma luftkvaliteten i allmänhet och för studier av hur man kan minska industrins påverkan på miljön.

Vill du veta mer om OPSIS fast-loop- eller luftkvalitetsövervakningssystem? Tveka inte att kontakta OPSIS!