Urīnvielas koncentrācijas mērīšana denitrācijas procesos

Stingri gaisa kvalitātes noteikumi visā pasaulē pieprasa, lai rūpniecības uzņēmumi kontrolētu slāpekļa oksīda (NOx) emisijas. Urīnviela, droša un stabila viela, parasti tiek izmantota denitrācijas sistēmās, lai samazinātu NOx. Galvenais ir līdzsvarot ievadītās urīnvielas daudzumu ar reāllaika NOx līmeni dūmgāzēs, lai bez problēmām panāktu vēlamo NOx samazinājumu.

UPārmērīga dozēšana nepietiekami samazina NOx daudzumu, radot risku neievērot noteikumus. Pārāk liela dozēšana izšķiež reaģentu, palielina izmaksas un izraisa "amonjaka noplūdi" — nereaģējuša amonjaka noplūdi atmosfērā. Amonjaka noplūde ir dārga, kaitīga videi un var veidot lipīgus sāļus, piemēram, amonija bisulfātu un amonija sulfātu, kas piesārņo iekārtas, samazina efektivitāti un rada bojājumus.

Skatīt citas lietojumprogrammas

Tiešsaistes urīnvielas monitoringa izaicinājumi

Piesārņojums, kristalizācija un korozija

Aptraipījumiir pastāvīga problēma, īpaši, ja cietu urīnvielas izejvielu atšķaidīšanai izmanto cietu ūdeni. Cietajā ūdenī esošie minerāli var izgulsnēties no šķīduma, izraisot kritisku komponentu, tostarp iesmidzināšanas sprauslu un sensoru, kaļķakmens veidošanos un aizsērēšanu. Šī parādība var izraisīt neprecīzus mērījumus un radīt nepieciešamību pēc biežas, dārgas apkopes un tīrīšanas, ievērojami samazinot sistēmas darbības laiku.

Kristalizācijavisticamāk, notiks zemā izplūdes gāzu temperatūrā (parasti zem 200–250 °C) un uz virsmām, kur urīnvielas šķīdums iedarbojas uz cauruļu sienām, veidojot plēvi. Biezāka plēve, ko bieži izraisa izsmidzināšanas tilpuma vai pilienu lieluma palielināšanās, apgrūtina urīnvielas molekulu pilnīgu iztvaikošanu, kā rezultātā veidojas kristāli. Šis process ir galvenais sensoru un sprauslu aizsprostojumu cēlonis.

Thekodīga dabaUrīnvielas šķīduma saturs pats par sevi rada ievērojamus draudus instrumentācijai. Urīnvielas sintēze ietver amonija karbamāta veidošanos, kas ir ļoti kodīgs starpprodukts, kas var ātri noārdīt parastos materiālus, izraisot katastrofālus iekārtu bojājumus. Tāpēc instrumentu materiālu izvēlei jābūt galvenajam apsvērumam, jo standarta komponenti šajā agresīvajā vidē var kļūt nedarbojoši un ir nepieciešama pastāvīga nomaiņa.

Vai jums ir jautājumi par ražošanas procesu optimizāciju?

Sazinieties ar inženieriem

Dinamisko procesa apstākļu ietekme uz mērījumiem

Paša šķidruma fizikālās īpašības rada sarežģījumus precīzu mērījumu veikšanā. Ūdens šķīduma blīvums ir ļoti jutīgs gan pret temperatūru, gan spiedienu. Pat nelielas temperatūras svārstības var būtiski ietekmēt izmērīto urīnvielas slāpekļa koncentrāciju. Bez pienācīgas temperatūras kompensācijas rādījumi var ievērojami novirzīties un sniegt vadības sistēmai neprecīzus datus. Šī mainība uzsver kritisko nepieciešamību pēc urīnvielas koncentrācijas sensora, kas ietver reāllaika temperatūras kompensāciju, lai koriģētu šīs procesa svārstības.

Līdzīgi tādi faktori kā plūsmas ātrums, viskozitāte un iesūknētu gaisa burbuļu klātbūtne var radīt ievērojamu mērījumu nestabilitāti un kļūdas, kas prasa sensora konstrukciju, kas ir dabiski izturīga un uzticama dinamiskos ekspluatācijas apstākļos.

Lonnmeter risinājums: urīnvielas koncentrācijas mērītājs

Urīnvielas koncentrācijas sensora darbības princips

Procesa laikā izmantojamais urīnvielas koncentrācijas mērītājs ir iebūvēts sensors, ko izmanto nepārtrauktai bināro šķidrumu koncentrācijas vai blīvuma mērīšanai cauruļvados, tvertnēs un citās tvertnēs. Vibrējošās kamertones rezonanses frekvence mainās tieši apgriezti proporcionāli apkārtējā šķidruma masai un blīvumam. Sensors sastāv no U veida kamertones, kas tiek elektroniski vadīta, lai vibrētu precīzā rezonanses frekvencē. Kad šī kamertone ir iegremdēta šķidrumā, šķidruma masa palielina kamertones efektīvo masu, izraisot tās vibrācijas frekvences samazināšanos. Sensora uzlabotā elektronika nepārtraukti uzrauga šo frekvences nobīdi. Korelējot šo frekvences nobīdi ar iepriekš ieprogrammētu kalibrēšanas līkni, instruments var nodrošināt precīzu un atkārtojamu šķidruma blīvuma mērījumu.

Īstā inovācija slēpjas pamata blīvuma rādījuma pārveidošanā uz funkcionālo koncentrācijas vērtību. Lonnmeter to panāk, integrējot augstas precizitātes temperatūras sensoru tieši zondē. Šis sensors nodrošina reāllaika temperatūras datus iekšējai apstrādes vienībai, kas pēc tam piemēro sarežģītu temperatūras kompensācijas algoritmu. Šis process koriģē blīvuma rādījumu atpakaļ uz standarta atsauces temperatūru, samazinot procesa temperatūras svārstību ietekmi. Šī koriģētā blīvuma vērtība pēc tam tiek pārveidota noteiktā koncentrācijā, piemēram, svara procentos. Šis divpakāpju process — fizikālās īpašības (blīvuma) mērīšana, kam seko pārveidošana, izmantojot kalibrēšanas līkni un temperatūras kompensāciju, — ir galvenais, lai nodrošinātu precīzu un uzticamu urīnvielas koncentrācijas mērījumu.

Sensora dakšas sensora raksturīgais dizains sniedz ievērojamas priekšrocības sarežģītajā denitrācijas vidē. Tā kā sensoram nav mazu atveru, šauru kanālu vai trauslu diafragmu, tas ir dabiski izturīgs pret piesārņojumu un kristalizāciju, kas ir raksturīga citām tehnoloģijām. Tā izturīgā, atvērtā struktūra ļauj šķidrumam brīvi plūst ap vibrējošajiem zariem, samazinot minerālu nogulšņu vai urīnvielas kristālu uzkrāšanās iespēju un pasliktinot mērījumu kvalitāti.

Uzziniet vairāk par blīvuma mērītājiem

Bezkodolu vircas blīvuma mērītājs

Ķīmiskās koncentrācijas mērītājs

H₂O₂ koncentrācijas mērītājs iebūvēts

Etanola koncentrācijas mērītājs tiešsaistē

Izstrādāts denitrācijas videi

Apzinoties denitrācijas rūpnīcas ekstremālos apstākļus, Lonnmeter ir izstrādājis savus sensorus, priekšplānā izvirzot materiālzinātnes. Instrumenta galvenās mitrinātās sastāvdaļas ir izgatavotas no izturīgiem materiāliem, piemēram, 316 nerūsējošā tērauda, kas nodrošina augstu izturības pakāpi pret ķīmisko koroziju, īpaši pret ļoti agresīvām vielām, piemēram, amonija karbamātu. Korozijizturīgi materiāli pagarina koncentrācijas mērīšanas instrumenta kalpošanas laiku, apkopes intervālus un samazina neplānotu dīkstāvi.

Integrētais temperatūras sensors un sarežģīti algoritmi kompensē temperatūras svārstības, nodrošinot stabilu un uzticamu rādījumu neatkarīgi no procesa šķidruma svārstībām.

Nevainojama integrācija un savienojamība

Lonnmetra 4–20 mA strāvas cilpas izeja viegli integrējas ar PLC vai DCS sistēmām, jo:

Vienkārša elektroinstalācija:Kā divu vadu raidītājs tas izmanto vienu vadu pāri gan strāvas, gan signāla pārraidei, tādējādi samazinot sarežģītību.

Uzticams signāls:4–20 mA signāls ir imūns pret sprieguma kritumiem lielos attālumos un ir izturīgs pret elektrisko troksni un elektromagnētiskajiem traucējumiem.

Lineāra mērogošana:Koncentrācijas diapazonam no 0 līdz 100 % 4 mA atbilst 0 % un 20 mA — 100 %, kas ļauj vienkārši pielāgot mērogošanu vadības sistēmā.

Drošs un stabils:Pareiza sensora korpusa zemēšana nodrošina signāla precizitāti un elektrisko drošību, uzlabojot saderību ar rūpnieciskajām sistēmām.

Optimālas izvietošanas iespējas un praktiskas priekšrocības

Urīnvielas koncentrācijas sensora efektīva ieviešana ir kas vairāk nekā tikai precīza mērīšana; tā ir par stratēģisku izvietojumu, lai maksimāli palielinātu darbības ieguvumus.

Urīnvielas šķīduma sagatavošanas un uzglabāšanas posms

Pirmais un loģiskākais sensoru izvietošanas punkts ir denitrēšanas procesa sākums: urīnvielas šķīduma sagatavošanas un uzglabāšanas tvertnēs. Šajā posmā uzstādīts sensors nodrošina būtisku pirmās līnijas aizsardzību kvalitātes kontrolei, pārbaudot, vai sagatavotais šķīdums ir pareizā koncentrācijā, pirms tas pat tiek nosūtīts uz dozēšanas sistēmu. Šis proaktīvais mērījums var nekavējoties atklāt kļūdas, kas radušās nepareizas manuālas atšķaidīšanas, cietās urīnvielas izejvielas variāciju vai piesārņota ūdens izmantošanas dēļ, novēršot šo problēmu izplatīšanos lejup pa procesu un visa procesa apdraudēšanu. Koncentrācijas uzraudzība uzglabāšanas tvertnē nodrošina arī vērtīgu krājumu pārvaldības rīku, nodrošinot pastāvīgu un gatavu pareizi formulēta reaģenta piegādi.

Injekcijas un dozēšanas līniju uzraudzība

Lai nodrošinātu patiesi slēgtas cilpas vadību, augstspiediena iesmidzināšanas vai dozēšanas līnijā tieši pirms iesmidzināšanas sprauslām jāuzstāda urīnvielas koncentrācijas mērītājs. Šis novietojums nodrošina vistiešāko un precīzāko sistēmā ienākošā reaģenta mērījumu reāllaikā. Šie tiešie dati ir pamata ievades dati progresīvām vadības stratēģijām, kas nepārtraukti pielāgo iesmidzināšanas ātrumu, pamatojoties uz izmērītajiem dūmgāzu NOx līmeņiem, katalizatora temperatūru un citiem darbības parametriem.

Lai gan dažas vadības sistēmas secina par problēmām, pamatojoties uz spiediena svārstībām dozēšanas līnijā, tiešs, nepārtraukts koncentrācijas mērījums nodrošina stabilāku un uzticamāku signālu. Tas var proaktīvi noteikt sūkņa kļūmes, daļējus aizsprostojumus vai pārmērīgas/nepietiekamas dozēšanas situāciju, nodrošinot ātru, automatizētu reaģēšanu, pirms tiek apdraudēta sistēmas NOx samazināšanas veiktspēja. Šī pieeja pārceļ rūpnīcu no reaģējoša apkopes modeļa uz proaktīvu, paredzošu modeli.

Korelācija ar amonjaka izslīdēšanu

Urīnvielas koncentrācijas sensora vērtība sniedzas daudz tālāk par vienu datu punktu. Nodrošinot stabilu un uzticamu datu plūsmu, sensors ļauj vadības sistēmai precīzi pārvaldīt reaģenta iesmidzināšanas ātrumu, nodrošinot optimālas stehiometriskās attiecības saglabāšanu. Šī precizitāte ir tieši saistīta ar amonjaka izslīdes samazināšanu. Pārmērīgas dozēšanas gadījumu var novērst reāllaikā, samazinot gan reaģenta atkritumus, gan nereaģējušā amonjaka emisiju ietekmi uz vidi.