Karbamiidi kontsentratsiooni mõõtmine denitreerimisprotsessides

Ranged õhukvaliteedi eeskirjad kogu maailmas nõuavad tööstusrajatistelt lämmastikoksiidi (NOx) heitkoguste kontrollimist. Karbamiid, ohutu ja stabiilne aine, on denitreerimissüsteemides NOx vähendamiseks tavaliselt kasutusel. Oluline on tasakaalustada sissepritsetud karbamiidi kogus suitsugaaside reaalajas NOx tasemega, et saavutada soovitud NOx vähenemine ilma probleemideta.

ULiigne doseerimine ei vähenda NOx-i piisavalt, mis võib kaasa tuua eeskirjade rikkumise. Üledoseerimine raiskab reagenti, suurendab kulusid ja põhjustab "ammoniaagi leket" – reageerimata ammoniaagi lekkimist atmosfääri. Ammoniaagi leke on kulukas, keskkonnale kahjulik ja võib moodustada kleepuvaid sooli nagu ammooniumbisulfaat ja ammooniumsulfaat, mis saastavad seadmeid, vähendavad efektiivsust ja põhjustavad kahjustusi.

Vaata rohkem rakendusi

Uurea online-monitooringu väljakutsed

Saastumine, kristalliseerumine ja korrosioon

Saastumineon püsiv probleem, eriti kui tahke karbamiidi tooraine lahjendamiseks kasutatakse kõva vett. Kareda vee mineraalid võivad lahusest välja sadestuda, mis viib oluliste komponentide, sealhulgas sissepritseotsikute ja andurite katlakivi tekkeni ja ummistumiseni. See nähtus võib põhjustada ebatäpseid mõõtmisi ja vajada sagedast ja kulukat hooldust ja puhastamist, vähendades oluliselt süsteemi tööaega.

Kristalliseeruminetoimub tõenäoliselt madalatel heitgaaside temperatuuridel (tavaliselt alla 200–250 °C) ja pindadel, kus karbamiidlahus puutub kokku toru seintega, moodustades kile. Paksem kile, mis on sageli põhjustatud pihustusmahu või piiskade suuruse suurenemisest, raskendab karbamiidmolekulide täielikku aurustumist, mis viib kristallide moodustumiseni. See protsess on andurite ja düüside ummistuse peamine põhjus.

Thesöövitav olemusKarbamiidilahuse ise kujutab endast instrumentidele märkimisväärset ohtu. Karbamiidi süntees hõlmab ammooniumkarbamaadi moodustumist, mis on väga söövitav vaheühend ja võib tavalisi materjale kiiresti lagundada, põhjustades seadmete katastroofilisi rikkeid. Seetõttu peab instrumentide materjalide valik olema esmatähtis, kuna standardkomponendid võivad selles agressiivses keskkonnas muutuda töövõimetuks ja vajada pidevat väljavahetamist.

Kas teil on küsimusi tootmisprotsesside optimeerimise kohta?

Võtke ühendust inseneridega

Dünaamiliste protsessitingimuste mõju mõõtmisele

Vedeliku enda füüsikalised omadused muudavad täpse mõõtmise keerulisemaks. Vesilahuse tihedus on väga tundlik nii temperatuuri kui ka rõhu suhtes. Isegi väikesed temperatuurikõikumised võivad oluliselt mõjutada mõõdetud karbamiidlämmastiku kontsentratsiooni. Näidud võivad ilma korraliku temperatuurikompensatsioonita oluliselt triivida ja anda juhtsüsteemile ebatäpseid andmeid. See varieeruvus rõhutab kriitilist vajadust karbamiidkontsentratsiooni anduri järele, mis sisaldab reaalajas temperatuurikompensatsiooni nende protsessikõikumiste korrigeerimiseks.

Samamoodi võivad sellised tegurid nagu voolukiirus, viskoossus ja õhumullide olemasolu põhjustada märkimisväärset mõõtmiste ebastabiilsust ja vigu, mis nõuab anduri konstruktsiooni, mis on loomupäraselt vastupidav ja usaldusväärne dünaamilistes töötingimustes.

Lonnmeetri lahendus: karbamiidi kontsentratsioonimõõtur

Karbamiidi kontsentratsioonianduri tööpõhimõte

Protsessisisene karbamiidi kontsentratsioonimõõtur on torujuhtmetes, paakides ja muudes anumates binaarsete vedelike pidevaks kontsentratsiooni või tiheduse mõõtmiseks mõeldud andur. Vibreeriva häälestuskahvli resonantssagedus muutub otseses pöördvõrdelises seoses seda ümbritseva vedeliku massi ja tihedusega. Andur koosneb U-kujulisest kahvlist, mida juhitakse elektrooniliselt täpse resonantssagedusega vibreerima. Kui see kahvel vedelikku kastetakse, lisandub vedeliku mass kahvli efektiivmassile, põhjustades selle vibratsioonisageduse vähenemist. Anduri täiustatud elektroonika jälgib seda sagedusnihet pidevalt. Selle sagedusnihke korreleerimisega eelprogrammeeritud kalibreerimiskõveraga saab instrument anda vedeliku tiheduse täpse ja korratava mõõtmise.

Tõeline innovatsioon seisneb baastiheduse näidu teisendamises funktsionaalseks kontsentratsiooni väärtuseks. Lonnmeter saavutab selle, integreerides ülitäpse temperatuurianduri otse sondi. See andur edastab reaalajas temperatuuriandmeid sisemisse töötlusüksusesse, mis seejärel rakendab keerukat temperatuuri kompenseerimise algoritmi. See protsess korrigeerib tiheduse näidu tagasi standardsele võrdlustemperatuurile, minimeerides protsessi temperatuuri kõikumiste mõju. See korrigeeritud tiheduse väärtus teisendatakse seejärel konkreetseks kontsentratsiooniks, näiteks massiprotsendiks. See kaheastmeline protsess – füüsikalise omaduse (tiheduse) mõõtmine, millele järgneb teisendamine kalibreerimiskõvera ja temperatuuri kompenseerimise abil – on võti täpse ja usaldusväärse karbamiidi kontsentratsiooni mõõtmise tagamiseks.

Häälestuskahvli anduri loomupärane disain pakub keerulistes denitreerimiskeskkondades märkimisväärset eelist. Kuna anduril puuduvad väikesed avaused, kitsad kanalid või õrnad membraanid, on see loomulikult vastupidav saastumisele ja kristalliseerumisele, mis vaevavad teisi tehnoloogiaid. Selle vastupidav ja avatud struktuur võimaldab vedelikul vibreerivate piide ümber vabalt voolata, minimeerides mineraalide või karbamiidikristallide kogunemise ja mõõtmistulemuste kahjustamise võimalust.

Lisateave tihedusmõõturite kohta

Mittetuumaline läga tihedusmõõtur

Keemilise kontsentratsiooni mõõtur

H₂O₂ kontsentratsioonimõõtur sisseehitatud

Etanooli kontsentratsioonimõõtur võrgus

Denitratsioonikeskkonna jaoks loodud

Tunnistades denitreerimisjaama äärmuslikke tingimusi, on Lonnmeter oma andurite väljatöötamisel lähtunud materjaliteadusest. Instrumendi peamised niisutatud komponendid on valmistatud vastupidavatest materjalidest, näiteks 316 roostevabast terasest, mis tagab kõrge vastupidavuse keemilisele korrosioonile, eriti väga agressiivsete ainete, näiteks ammooniumkarbamaadi suhtes. Korrosioonikindlad materjalid pikendavad kontsentratsioonimõõturi eluiga, pikendavad hooldusintervalle ja vähendavad planeerimata seisakuid.

Integreeritud temperatuuriandur ja keerukad algoritmid kompenseerivad temperatuurikõikumisi, tagades stabiilse ja usaldusväärse näidu olenemata protsessivedeliku kõikumistest.

Sujuv integratsioon ja ühenduvus

Lonnmeetri 4–20 mA vooluahela väljund integreerub hõlpsalt PLC või DCS süsteemidega, kuna:

Lihtne juhtmestik:Kahejuhtmelise saatjana kasutab see nii toite kui ka signaali edastamiseks ühte juhtmepaari, mis vähendab keerukust.

Usaldusväärne signaal:4–20 mA signaal on immuunne pingelanguste suhtes pikkade vahemaade tagant ning vastupidav elektrilisele mürale ja elektromagnetilistele häiretele.

Lineaarne skaleerimine:Kontsentratsioonivahemiku 0–100% puhul vastab 4 mA 0%-le ja 20 mA 100%-le, mis võimaldab juhtimissüsteemis lihtsat skaleerimist.

Ohutu ja stabiilne:Anduri korpuse nõuetekohane maandus tagab signaali täpsuse ja elektriohutuse, parandades ühilduvust tööstussüsteemidega.

Optimaalsed paigutused ja praktilised eelised

Karbamiidi kontsentratsioonianduri efektiivne rakendamine on enamat kui lihtsalt täpne mõõtmine; see hõlmab strateegilist paigutust, et maksimeerida tegevusest saadavat kasu.

Karbamiidilahuse ettevalmistamise ja säilitamise etapp

Andurite paigaldamise esimene ja kõige loogilisem punkt on denitreerimisprotsessi alguses: karbamiidilahuse ettevalmistus- ja säilituspaakides. Selles etapis paigaldatud andur pakub olulist esmatasandi kaitset kvaliteedikontrolli jaoks, kontrollides, et valmistatud lahus on õige kontsentratsiooniga enne, kui see doseerimissüsteemi saadetakse. See ennetav mõõtmine suudab koheselt tuvastada vigu, mis tulenevad valest käsitsi lahjendamisest, tahke karbamiidi lähteaine kõikumistest või saastunud vee kasutamisest, takistades nende probleemide levikut allavoolu ja kogu protsessi kahjustamist. Mahuti kontsentratsiooni jälgimine pakub ka väärtuslikku varude haldamise tööriista, tagades õigesti formuleeritud reagendi järjepideva ja valmis tarnimise.

Süstimis- ja doseerimisliinide jälgimine

Tõeliselt suletud ahela juhtimise võimaldamiseks tuleks kõrgsurve sissepritse- või doseerimisliinile vahetult enne sissepritseotsikuid paigaldada karbamiidi kontsentratsioonimõõtur. See paigutus tagab süsteemi siseneva reaktiivi kõige otsesema ja täpsema mõõtmise reaalajas. Need reaalajas andmed on aluseks täiustatud juhtimisstrateegiatele, mis reguleerivad pidevalt sissepritse kiirust mõõdetud suitsugaaside NOx taseme, katalüsaatori temperatuuri ja muude tööparameetrite põhjal.

Kuigi mõned juhtimissüsteemid tuletavad probleeme doseerimisliini rõhukõikumiste põhjal, annab otsene ja pidev kontsentratsiooni mõõtmine kindlama ja usaldusväärsema signaali. See suudab ennetavalt tuvastada pumba rikkeid, osalisi ummistusi või üle-/aladoseerimist, võimaldades kiiret ja automaatset reageerimist enne, kui süsteemi NOx-heite vähendamise jõudlus ohtu satub. See lähenemisviis viib tehase reaktiivsest hooldusmudelist ennetava ja ennustava mudeli juurde.

Korrelatsioon ammoniaagi libisemisega

Karbamiidi kontsentratsioonianduri väärtus ulatub ühest andmepunktist kaugemale. Stabiilse ja usaldusväärse andmevoo pakkumisega võimaldab andur juhtimissüsteemil täpselt hallata reagendi sissepritse kiirust, tagades optimaalse stöhhiomeetrilise suhte säilimise. See täpsus on otseselt seotud ammoniaagi libisemise minimeerimisega. Üledoseerimise juhtumit saab reaalajas ära hoida, vähendades nii reagendi raiskamist kui ka reageerimata ammoniaagiheitmete keskkonnamõju.