Karbamido koncentracijos matavimas denitracijos procesuose
Griežti oro kokybės reglamentai visame pasaulyje reikalauja, kad pramonės įmonės kontroliuotų azoto oksido (NOx) išmetimą. Karbamidas, saugi ir stabili medžiaga, dažniausiai naudojamas denitrifikacijos sistemose NOx kiekiui mažinti. Svarbiausia yra subalansuoti įpurškiamo karbamido kiekį su realaus laiko NOx lygiais dūmų dujose, kad būtų pasiektas norimas NOx sumažinimas be problemų.
UPer mažas dozavimas nepakankamai sumažina NOx kiekį, todėl kyla pavojus, kad bus nesilaikoma reglamentų. Per didelis dozavimas eikvoja reagentą, padidina išlaidas ir sukelia „amoniako nuotėkį“ – nesureagavusį amoniaką patenka į atmosferą. Amoniako nuotėkis yra brangus, kenksmingas aplinkai ir gali sudaryti lipnias druskas, tokias kaip amonio bisulfatas ir amonio sulfatas, kurios užteršia įrangą, sumažina efektyvumą ir padaro žalos.
Internetinio karbamido kiekio stebėjimo iššūkiai
Užsiteršimas, kristalizacija ir korozija
Užterštumasyra nuolatinė problema, ypač kai kietas vanduo naudojamas kietai karbamido žaliavai skiesti. Kietame vandenyje esantys mineralai gali nusėsti iš tirpalo, dėl to susidaro kalkės ir užsikemša svarbiausi komponentai, įskaitant įpurškimo antgalius ir jutiklius. Dėl šio reiškinio matavimai gali būti netikslūs, todėl gali prireikti dažnos ir brangios priežiūros bei valymo, o tai žymiai sutrumpina sistemos veikimo laiką.
Kristalizacijagreičiausiai atsiranda esant žemai išmetamųjų dujų temperatūrai (paprastai žemesnei nei 200–250 °C) ir ant paviršių, kur karbamido tirpalas liečiasi su vamzdžių sienelėmis, sudarydamas plėvelę. Storesnė plėvelė, dažnai susidaranti dėl padidėjusio purškimo tūrio arba lašelių dydžio, apsunkina karbamido molekulių visišką išgaravimą, todėl susidaro kristalai. Šis procesas yra pagrindinė jutiklių ir purkštukų užsikimšimo priežastis.
Theėsdinantis pobūdisPats karbamido tirpalas kelia didelę grėsmę instrumentinei įrangai. Karbamido sintezės metu susidaro amonio karbamatas – labai korozinis tarpinis produktas, galintis greitai suskaidyti įprastas medžiagas ir sukelti katastrofišką įrangos gedimą. Todėl instrumentinės įrangos medžiagų pasirinkimas turi būti svarbiausias dalykas, nes standartiniai komponentai šioje agresyvioje aplinkoje gali tapti neveikiantys ir juos reikia nuolat keisti.
Turite klausimų apie gamybos procesų optimizavimą?
Dinaminių proceso sąlygų įtaka matavimui
Tikslius matavimus apsunkina paties skysčio fizikinės savybės. Vandeninio tirpalo tankis yra labai jautrus tiek temperatūrai, tiek slėgiui. Net ir nedideli temperatūros pokyčiai gali smarkiai paveikti išmatuotą karbamido azoto koncentraciją. Rodmenys gali labai skirtis ir be tinkamos temperatūros kompensacijos pateikti valdymo sistemai netikslius duomenis. Šis kintamumas pabrėžia, kad būtinas karbamido koncentracijos jutiklis su realaus laiko temperatūros kompensacija, kad būtų galima ištaisyti šiuos proceso svyravimus.
Panašiai tokie veiksniai kaip srauto greitis, klampumas ir oro burbuliukų buvimas gali sukelti didelį matavimo nestabilumą ir paklaidas, todėl jutiklio konstrukcija turi būti tvirta ir patikima dinaminėmis eksploatavimo sąlygomis.
Lonnmeter sprendimas: karbamido koncentracijos matuoklis
Karbamido koncentracijos jutiklio veikimo principas
Karbamido koncentracijos matuoklis, montuojamas procese, yra linijoje montuojamas jutiklis, naudojamas nuolatiniam dvejetainių skysčių koncentracijos arba tankio matavimui vamzdynuose, rezervuaruose ir kituose induose. Vibruojančio kamertono rezonansinis dažnis kinta tiesiai atvirkščiai proporcingai jį supančio skysčio masei ir tankiui. Jutiklį sudaro U formos kamertonė, kuri elektroniniu būdu vibruoja tiksliu rezonansiniu dažniu. Kai ši kamertonė panardinama į skystį, skysčio masė prisideda prie efektyviosios kamertonės masės, todėl jos vibracijos dažnis sumažėja. Pažangi jutiklio elektronika nuolat stebi šį dažnio poslinkį. Koreliuodamas šį dažnio poslinkį su iš anksto užprogramuota kalibravimo kreive, prietaisas gali pateikti tikslų ir pakartojamą skysčio tankio matavimą.
Tikroji inovacija slypi bazinio tankio rodmens transformavime į funkcinę koncentracijos vertę. „Lonnmeter“ tai pasiekia integruodamas didelio tikslumo temperatūros jutiklį tiesiai į zondą. Šis jutiklis teikia realaus laiko temperatūros duomenis vidiniam apdorojimo įrenginiui, kuris tada taiko sudėtingą temperatūros kompensavimo algoritmą. Šis procesas pataiso tankio rodmenį atgal į standartinę etaloninę temperatūrą, sumažindamas proceso temperatūros svyravimų poveikį. Ši pataisyta tankio vertė tada konvertuojama į konkrečią koncentraciją, pvz., svorio procentą. Šis dviejų pakopų procesas – fizikinės savybės (tankio) matavimas, po kurio seka transformacija naudojant kalibravimo kreivę ir temperatūros kompensavimą – yra raktas į tikslų ir patikimą karbamido koncentracijos matavimą.
Dėl kamertono jutiklio konstrukcijos ypatybių jis yra labai naudingas sudėtingoje denitratavimo aplinkoje. Kadangi jutiklyje nėra mažų angų, siaurų kanalų ar jautrių diafragmų, jis yra natūraliai atsparus užsiteršimui ir kristalizacijai, būdingai kitoms technologijoms. Tvirta, atvira konstrukcija leidžia skysčiui laisvai tekėti aplink vibruojančius dantis, taip sumažinant mineralinių nuosėdų ar karbamido kristalų kaupimosi ir matavimo rezultatų sutrikdymo tikimybę.
Sužinokite apie daugiau tankio matuoklių
Sukurta denitracijos aplinkai
Atsižvelgdama į ekstremalias denitrifikacijos įrenginių sąlygas, „Lonnmeter“ sukūrė savo jutiklius, remdamasi medžiagų mokslo idėjomis. Pagrindiniai prietaiso sudrėkinti komponentai pagaminti iš tvirtų medžiagų, tokių kaip 316 nerūdijantis plienas, užtikrinančių aukštą atsparumą cheminei korozijai, ypač labai agresyvioms medžiagoms, tokioms kaip amonio karbamatas. Korozijai atsparios medžiagos pailgina koncentracijos matavimo prietaiso tarnavimo laiką, techninės priežiūros intervalus ir sutrumpina neplanuotas prastovas.
Integruotas temperatūros jutiklis ir sudėtingi algoritmai kompensuoja temperatūros svyravimus, užtikrindami stabilų ir patikimą rodmenį, nepaisant proceso skysčio svyravimų.
Sklandi integracija ir jungiamumas
„Lonnmeter“ 4–20 mA srovės kilpos išvestis lengvai integruojama su PLC arba DCS sistemomis, nes:
- Paprastas laidų sujungimas:Kaip dviejų laidų siųstuvas, jis naudoja vieną laidų porą tiek maitinimui, tiek signalo perdavimui, todėl sumažėja sudėtingumas.
- Patikimas signalas:4–20 mA signalas yra atsparus įtampos kritimams dideliais atstumais ir yra atsparus elektriniams triukšmams bei elektromagnetiniams trukdžiams.
- Linijinis mastelio keitimas:0–100 % koncentracijos diapazone 4 mA atitinka 0 %, o 20 mA – 100 %, todėl valdymo sistemoje galima lengvai keisti mastelį.
- Saugus ir stabilus:Tinkamas jutiklio korpuso įžeminimas užtikrina signalo tikslumą ir elektros saugą, pagerindamas suderinamumą su pramoninėmis sistemomis.
Optimalios vietos ir praktiniai privalumai
Efektyvus karbamido koncentracijos jutiklio įdiegimas – tai daugiau nei tikslus matavimas; tai strateginis jo išdėstymas, siekiant maksimaliai padidinti eksploatacinę naudą.
Karbamido tirpalo paruošimo ir laikymo etapas
Pirmasis ir logiškiausias jutiklio diegimo taškas yra denitravimo proceso pradžia: karbamido tirpalo paruošimo ir saugojimo talpyklose. Šiame etape įrengtas jutiklis suteikia labai svarbią pirmos linijos kokybės kontrolės apsaugą, patikrindamas, ar paruošto tirpalo koncentracija yra tinkama, dar prieš jam patenkant į dozavimo sistemą. Šis proaktyvus matavimas gali nedelsdamas aptikti klaidas dėl neteisingo rankinio skiedimo, kietos karbamido žaliavos skirtumų ar užteršto vandens naudojimo, neleisdamas šioms problemoms plisti toliau ir pakenkti visam procesui. Koncentracijos stebėjimas saugojimo talpykloje taip pat yra vertinga atsargų valdymo priemonė, užtikrinanti nuolatinį ir paruoštą tinkamai suformuluoto reagento tiekimą.
Įpurškimo ir dozavimo linijų stebėjimas
Norint užtikrinti tikrą uždaros grandinės valdymą, aukšto slėgio įpurškimo arba dozavimo linijoje prieš pat įpurškimo purkštukus turėtų būti įrengtas karbamido koncentracijos matuoklis. Ši vieta leidžia tiesiogiai ir tiksliai išmatuoti į sistemą patenkantį reagentą realiuoju laiku. Šie tiesioginiai duomenys yra pagrindinis pažangių valdymo strategijų, kurios nuolat reguliuoja įpurškimo greitį pagal išmatuotus dūmų dujų NOx lygius, katalizatoriaus temperatūrą ir kitus veikimo parametrus, įvestis.
Nors kai kurios valdymo sistemos problemas nustato pagal slėgio svyravimus dozavimo linijoje, tiesioginis, nuolatinis koncentracijos matavimas suteikia patikimesnį ir patikimesnį signalą. Jis gali iš anksto aptikti siurblio gedimus, dalinius užsikimšimus arba per didelio/per mažo dozavimo situaciją, todėl galima greitai ir automatiškai reaguoti, kol dar nesumažėjo sistemos NOx mažinimo našumas. Šis metodas perkelia gamyklą nuo reaktyvaus priežiūros modelio prie išankstinio, nuspėjamojo.
Koreliacija su amoniako nuotėkiu
Karbamido koncentracijos jutiklio vertė gerokai viršija vieno duomenų taško ribas. Užtikrindamas stabilų ir patikimą duomenų srautą, jutiklis leidžia valdymo sistemai tiksliai valdyti reagento įpurškimo greitį, užtikrinant optimalų stechiometrinį santykį. Šis tikslumas yra tiesiogiai susijęs su amoniako praslydimo sumažinimu. Perdozavimo atvejo galima išvengti realiuoju laiku, sumažinant tiek reagento švaistymą, tiek nesureagavusio amoniako išmetimo poveikį aplinkai.
Vertė klientams
- Patobulintas NOx kiekio sumažinimas ir atitiktis reglamentams;
- Reagentų sunaudojimo ir eksploatavimo išlaidų sumažinimas
- Maksimalus veikimo laiko padidinimas ir techninės priežiūros naštos sumažinimas
