Mjerenje koncentracije uree u procesima denitracije
Strogi propisi o kvaliteti zraka širom svijeta zahtijevaju od industrijskih postrojenja da kontroliraju emisije dušikovog oksida (NOx). Urea, sigurna i stabilna supstanca, često se koristi u sistemima za denitraciju za smanjenje NOx. Ključno je balansirati količinu ubrizgane uree s nivoima NOx u stvarnom vremenu u dimnim plinovima kako bi se postiglo željeno smanjenje NOx bez problema.
UPrekomjerno doziranje ne smanjuje NOx dovoljno, što riskira nepoštivanje propisa. Predoziranje rasipa reagens, povećava troškove i uzrokuje "ispuštanje amonijaka" - nereagovani amonijak koji izlazi u atmosferu. Ispuštanje amonijaka je skupo, štetno za okoliš i može formirati ljepljive soli poput amonijum bisulfata i amonijum sulfata, koje zagađuju opremu, smanjuju efikasnost i uzrokuju štetu.
Izazovi online monitoringa uree
Obraštanje, kristalizacija i korozija
Obraštajje stalan problem, posebno kada se tvrda voda koristi za razrjeđivanje čvrste uree. Minerali u tvrdoj vodi mogu se istaložiti iz rastvora, što dovodi do stvaranja kamenca i začepljenja kritičnih komponenti, uključujući mlaznice za ubrizgavanje i senzore. Ova pojava može uzrokovati netačna mjerenja i zahtijevati često, skupo održavanje i čišćenje, što značajno smanjuje vrijeme rada sistema.
Kristalizacijavjerovatno se javlja pri niskim temperaturama ispušnih plinova (obično ispod 200-250°C) i na površinama gdje otopina uree udara u stijenke cijevi, formirajući film. Deblji film, često uzrokovan povećanjem volumena prskanja ili veličine kapljica, otežava molekulama uree potpuno isparavanje, što dovodi do stvaranja kristala. Ovaj proces je primarni uzrok začepljenja senzora i mlaznica.
Thekorozivna prirodaSam rastvor uree predstavlja značajnu prijetnju instrumentaciji. Sinteza uree uključuje stvaranje amonijum karbamata, visoko korozivnog međuprodukta koji može brzo razgraditi konvencionalne materijale, što dovodi do katastrofalnog kvara opreme. Stoga odabir materijala za instrumentaciju mora biti primarni faktor, jer standardne komponente mogu postati nefunkcionalne i zahtijevati stalnu zamjenu u ovom agresivnom okruženju.
Imate pitanja o optimizaciji proizvodnih procesa?
Utjecaj dinamičkih uvjeta procesa na mjerenje
Fizička svojstva same tekućine uvode složenost u precizno mjerenje. Gustoća vodenog rastvora je vrlo osjetljiva i na temperaturu i na pritisak. Čak i male promjene temperature mogu značajno utjecati na izmjerenu koncentraciju uree u dušiku. Očitavanja mogu značajno odstupati i pružiti netačne podatke kontrolnom sistemu bez odgovarajuće kompenzacije temperature. Ova varijabilnost naglašava kritičnu potrebu za senzorom koncentracije uree koji uključuje kompenzaciju temperature u stvarnom vremenu kako bi se ispravile ove fluktuacije procesa.
Slično tome, faktori poput brzine protoka, viskoznosti i prisustva uvučenih mjehurića zraka mogu uzrokovati značajnu nestabilnost i greške u mjerenju, što zahtijeva dizajn senzora koji je inherentno robustan i pouzdan u dinamičkim radnim uslovima.
Lonnmeter rješenje: Mjerač koncentracije uree
Princip rada senzora koncentracije uree
Mjerač koncentracije uree u procesu je linijski senzor koji se primjenjuje za kontinuirano mjerenje koncentracije ili gustoće binarnih tekućina u cjevovodima, rezervoarima i drugim posudama. Rezonantna frekvencija vibrirajuće zvučne viljuške mijenja se direktno obrnuto proporcionalno masi i gustoći tekućine koja je okružuje. Senzor se sastoji od viljuške u obliku slova U koja je elektronski pokretana da vibrira na preciznoj rezonantnoj frekvenciji. Kada se ova viljuška uroni u tekućinu, masa tekućine se dodaje efektivnoj masi viljuške, uzrokujući smanjenje njene frekvencije vibracija. Napredna elektronika senzora kontinuirano prati ovu promjenu frekvencije. Korelacijom ove promjene frekvencije s unaprijed programiranom kalibracijskom krivuljom, instrument može pružiti precizno i ponovljivo mjerenje gustoće tekućine.
Prava inovacija leži u transformaciji osnovnog očitanja gustoće u funkcionalnu vrijednost koncentracije. Lonnmeter to postiže integracijom visokopreciznog temperaturnog senzora direktno u sondu. Ovaj senzor pruža podatke o temperaturi u realnom vremenu internoj procesorskoj jedinici, koja zatim primjenjuje sofisticirani algoritam za kompenzaciju temperature. Ovaj proces koriguje očitanje gustoće nazad na standardnu referentnu temperaturu, minimizirajući efekte fluktuacija temperature procesa. Ova korigovana vrijednost gustoće se zatim pretvara u specifičnu koncentraciju, kao što je postotak po težini. Ovaj dvostepeni proces - mjerenje fizičkog svojstva (gustoće) nakon čega slijedi transformacija putem kalibracijske krivulje i kompenzacije temperature - ključ je za obezbjeđivanje tačnog i pouzdanog mjerenja koncentracije uree.
Inherentni dizajn senzora sa zvučnom viljuškom pruža značajnu prednost u izazovnom okruženju denitracije. Bez malih otvora, uskih kanala ili osjetljivih dijafragmi, senzor je prirodno otporan na onečišćenje i kristalizaciju koji muče druge tehnologije. Njegova robusna, otvorena struktura omogućava fluidu slobodan protok oko vibrirajućih zubaca, minimizirajući mogućnost nakupljanja mineralnih naslaga ili kristala uree i ugrožavanja mjerenja.
Saznajte više o mjeračima gustoće
Dizajnirano za okruženje denitracije
Prepoznajući ekstremne uslove postrojenja za denitraciju, Lonnmeter je konstruisao svoje senzore imajući na umu nauku o materijalima u prvom planu. Primarne komponente instrumenta koje su u kontaktu sa materijalima izrađene su od robusnih materijala poput nehrđajućeg čelika 316, što pruža visok stepen otpornosti na hemijsku koroziju, posebno od vrlo agresivnih supstanci poput amonijum karbamata. Materijali otporni na koroziju produžavaju vijek trajanja instrumenta za mjerenje koncentracije, intervale održavanja i smanjuju neplanirane zastoje.
Integrisani temperaturni senzor i sofisticirani algoritmi kompenzuju temperaturne varijacije, osiguravajući stabilno i pouzdano očitavanje bez obzira na fluktuacije u procesnoj tekućini.
Besprijekorna integracija i povezivost
Izlaz strujne petlje od 4-20mA Lonnmetra se lako integriše sa PLC ili DCS sistemima jer:
- Jednostavno ožičenje:Kao dvožični odašiljač, koristi jedan par žica i za napajanje i za prijenos signala, što smanjuje složenost.
- Pouzdan signal:Signal od 4-20mA je imun na padove napona na velikim udaljenostima i otporan je na električnu buku i elektromagnetne smetnje.
- Linearno skaliranje:Za raspon koncentracije od 0-100%, 4mA odgovara 0%, a 20mA 100%, što omogućava jednostavno skaliranje u kontrolnom sistemu.
- Sigurno i stabilno:Pravilno uzemljenje kućišta senzora osigurava tačnost signala i električnu sigurnost, poboljšavajući kompatibilnost s industrijskim sistemima.
Optimalni plasmani i praktične prednosti
Učinkovita implementacija senzora koncentracije uree nije samo precizno mjerenje; radi se o strateškom postavljanju kako bi se maksimizirala operativna korist.
Faza pripreme i skladištenja rastvora uree
Prva i najlogičnija tačka za postavljanje senzora je na početku procesa denitracije: rezervoari za pripremu i skladištenje rastvora uree. Senzor instaliran u ovoj fazi pruža ključnu odbranu prve linije za kontrolu kvaliteta, provjeravajući da li je pripremljeni rastvor ispravne koncentracije prije nego što se uopće pošalje u sistem za doziranje. Ovo proaktivno mjerenje može odmah otkriti greške uzrokovane pogrešnim ručnim razrjeđivanjem, varijacijama u čvrstoj sirovini uree ili upotrebi kontaminirane vode, sprječavajući širenje ovih problema nizvodno i ugrožavanje cijelog procesa. Praćenje koncentracije u rezervoaru za skladištenje također pruža vrijedan alat za upravljanje zalihama, osiguravajući konzistentnu i spremnu opskrbu ispravno formuliranim reagensom.
Praćenje linija za ubrizgavanje i doziranje
Da bi se omogućila istinska kontrola zatvorenog kruga, mjerač koncentracije uree treba biti instaliran u liniji za ubrizgavanje ili doziranje pod visokim pritiskom, neposredno prije mlaznica za ubrizgavanje. Ovo postavljanje omogućava najdirektnije i najtačnije mjerenje reagensa koji ulazi u sistem u realnom vremenu. Ovi podaci u realnom vremenu su osnovni ulaz za napredne strategije kontrole koje kontinuirano podešavaju brzinu ubrizgavanja na osnovu izmjerenih nivoa NOx u dimnim gasovima, temperature katalizatora i drugih radnih parametara.
Dok neki kontrolni sistemi ukazuju na probleme na osnovu fluktuacija pritiska u dozirnoj liniji, direktno, kontinuirano mjerenje koncentracije pruža robusniji i pouzdaniji signal. Može proaktivno detektovati kvarove pumpe, djelimične blokade ili situaciju prekomjernog/nedovoljnog doziranja, omogućavajući brz, automatizovani odgovor prije nego što se ugroze performanse sistema u smanjenju NOx. Ovaj pristup prebacuje postrojenje iz reaktivnog modela održavanja u proaktivni, prediktivni.
Korelacija sa ispuštanjem amonijaka
Vrijednost senzora koncentracije uree daleko prevazilazi pojedinačnu podatkovnu tačku. Pružajući stabilan i pouzdan tok podataka, senzor omogućava kontrolnom sistemu da precizno upravlja brzinom ubrizgavanja reagensa, osiguravajući održavanje optimalnog stehiometrijskog odnosa. Ova preciznost je direktno povezana sa minimiziranjem klizanja amonijaka. Predoziranje se može spriječiti u realnom vremenu, smanjujući i otpad reagensa i uticaj na okolinu emisija nereagovanog amonijaka.
Vrijednost za kupce
- Poboljšano smanjenje NOx i usklađenost s propisima;
- Smanjenje potrošnje reagensa i operativnih troškova
- Maksimiziranje vremena rada i minimiziranje opterećenja održavanja
