Denitrasyon Proseslerinde Üre Konsantrasyonunun Ölçülmesi
Dünya çapındaki sıkı hava kalitesi düzenlemeleri, endüstriyel tesislerin azot oksit (NOx) emisyonlarını kontrol etmesini gerektirmektedir. Güvenli ve kararlı bir madde olan üre, NOx'i azaltmak için denitrasyon sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Buradaki kilit nokta, istenen NOx azaltımını sorunsuz bir şekilde elde etmek için enjekte edilen üre miktarını baca gazındaki gerçek zamanlı NOx seviyeleriyle dengelemektir.
UYetersiz dozlama, NOx'i yeterince azaltamaz ve yönetmeliklere uyumsuzluk riskini doğurur. Aşırı dozlama ise reaktif israfına, maliyet artışına ve "amonyak kaçağına" (tepkimeye girmemiş amonyağın atmosfere kaçmasına) neden olur. Amonyak kaçağı maliyetlidir, çevreye zararlıdır ve amonyum bisülfat ve amonyum sülfat gibi yapışkan tuzlar oluşturarak ekipmanı kirletir, verimliliği düşürür ve hasara neden olabilir.
Çevrimiçi Üre İzlemenin Zorlukları
Kirlenme, Kristalleşme ve Korozyon
KirlenmeÖzellikle sert su katı üre hammaddesini seyreltmek için kullanıldığında, bu sürekli bir sorundur. Sert sudaki mineraller çözeltiden çökelerek enjeksiyon nozulları ve sensörler de dahil olmak üzere kritik bileşenlerin kireçlenmesine ve tıkanmasına yol açabilir. Bu durum, hatalı ölçümlere neden olabilir ve sık, maliyetli bakım ve temizlik gerektirerek sistemin çalışma süresini önemli ölçüde azaltabilir.
KristalleşmeBu durum, düşük egzoz sıcaklıklarında (tipik olarak 200-250°C'nin altında) ve üre çözeltisinin boru duvarlarına çarparak bir film oluşturduğu yüzeylerde meydana gelme olasılığı yüksektir. Genellikle püskürtme hacminin veya damlacık boyutunun artmasından kaynaklanan daha kalın bir film, üre moleküllerinin tamamen buharlaşmasını zorlaştırarak kristal oluşumuna yol açar. Bu süreç, sensör ve nozul tıkanmasının başlıca nedenidir.
Theaşındırıcı doğaÜre çözeltisinin kendisi, aletler için önemli bir tehdit oluşturmaktadır. Üre sentezi, geleneksel malzemeleri hızla bozabilen ve felaketle sonuçlanabilecek ekipman arızalarına yol açabilen, oldukça aşındırıcı bir ara madde olan amonyum karbamatın oluşumunu içerir. Bu nedenle, alet malzemelerinin seçimi öncelikli bir husus olmalıdır, çünkü standart bileşenler bu agresif ortamda çalışmaz hale gelebilir ve sürekli olarak değiştirilmeleri gerekebilir.
Üretim süreçlerinin optimizasyonu hakkında sorularınız mı var?
Dinamik Proses Koşullarının Ölçüme Etkisi
Sıvının fiziksel özellikleri, doğru ölçüm için karmaşıklıklar yaratmaktadır. Sulu çözeltinin yoğunluğu hem sıcaklığa hem de basınca karşı oldukça hassastır. Sıcaklıktaki küçük değişimler bile ölçülen üre nitrojen konsantrasyonunu önemli ölçüde etkileyebilir. Okumalar büyük ölçüde sapabilir ve uygun sıcaklık telafisi olmadan kontrol sistemine yanlış veriler sağlayabilir. Bu değişkenlik, bu proses dalgalanmalarını düzeltmek için gerçek zamanlı sıcaklık telafisi içeren bir üre konsantrasyon sensörüne olan kritik ihtiyacı vurgulamaktadır.
Benzer şekilde, akış hızı, viskozite ve havada bulunan hava kabarcıkları gibi faktörler, ölçümde önemli istikrarsızlık ve hatalara yol açabilir; bu da dinamik çalışma koşulları altında doğal olarak sağlam ve güvenilir bir sensör tasarımını gerektirir.
Lonnmeter Çözümü: Üre Konsantrasyon Ölçer
Üre Konsantrasyon Sensörünün Çalışma Prensibi
Proses içi üre konsantrasyon ölçer, boru hatlarında, tanklarda ve diğer kaplarda ikili sıvıların sürekli konsantrasyon veya yoğunluk ölçümü için kullanılan hat içi bir sensördür. Titreşen bir diyapazonun rezonans frekansı, onu çevreleyen sıvının kütlesi ve yoğunluğuyla doğrudan ters orantılı olarak değişir. Sensör, hassas bir rezonans frekansında titreşmesi için elektronik olarak tahrik edilen U şeklinde bir diyapazondan oluşur. Bu diyapazon bir sıvıya daldırıldığında, sıvının kütlesi diyapazonun etkin kütlesine eklenir ve titreşim frekansının azalmasına neden olur. Sensörün gelişmiş elektroniği bu frekans kaymasını sürekli olarak izler. Bu frekans kaymasını önceden programlanmış bir kalibrasyon eğrisiyle ilişkilendirerek, cihaz sıvının yoğunluğunun doğru ve tekrarlanabilir bir ölçümünü sağlayabilir.
Asıl yenilik, temel yoğunluk okumasından işlevsel bir konsantrasyon değerine dönüşümde yatmaktadır. Lonnmeter bunu, yüksek hassasiyetli bir sıcaklık sensörünü doğrudan proba entegre ederek başarır. Bu sensör, dahili işlem birimine gerçek zamanlı sıcaklık verileri sağlar ve bu birim daha sonra gelişmiş bir sıcaklık dengeleme algoritması uygular. Bu işlem, yoğunluk okumasını standart bir referans sıcaklığına geri düzeltir ve işlem sıcaklığı dalgalanmalarının etkilerini en aza indirir. Bu düzeltilmiş yoğunluk değeri daha sonra ağırlıkça yüzde gibi belirli bir konsantrasyona dönüştürülür. Bu iki aşamalı işlem – fiziksel bir özelliğin (yoğunluk) ölçümü, ardından bir kalibrasyon eğrisi ve sıcaklık dengelemesi yoluyla dönüşüm – doğru ve güvenilir bir üre konsantrasyonu ölçümü sağlamanın anahtarıdır.
Ayar çatalı sensörünün doğal tasarımı, zorlu denitrasyon ortamında önemli bir avantaj sağlar. Küçük delikler, dar kanallar veya hassas diyaframlar içermediği için sensör, diğer teknolojileri etkileyen kirlenme ve kristalleşmeye karşı doğal olarak dirençlidir. Sağlam, açık yapısı, sıvının titreşen çatalların etrafında serbestçe akmasına olanak tanıyarak mineral birikintilerinin veya üre kristallerinin birikme ve ölçümü tehlikeye atma olasılığını en aza indirir.
Yoğunluk ölçerler hakkında daha fazla bilgi edinin.
Denitrasyon Ortamı İçin Tasarlanmıştır
Denitrasyon tesisinin aşırı koşullarını göz önünde bulunduran Lonnmeter, sensörlerini malzeme bilimi ön planda tutularak tasarlamıştır. Cihazın başlıca ıslak bileşenleri, özellikle amonyum karbamat gibi oldukça agresif maddelere karşı yüksek derecede kimyasal korozyon direnci sağlayan 316 paslanmaz çelik gibi sağlam malzemelerden üretilmiştir. Korozyona dayanıklı malzemeler, konsantrasyon ölçüm cihazının kullanım ömrünü, bakım aralıklarını ve planlanmamış arıza sürelerini azaltır.
Entegre sıcaklık sensörü ve gelişmiş algoritmalar, sıcaklık değişimlerini telafi ederek, proses sıvısındaki dalgalanmalardan bağımsız olarak istikrarlı ve güvenilir bir okuma sağlar.
Sorunsuz Entegrasyon ve Bağlantı
Lonnmeter'ın 4-20mA akım döngüsü çıkışı, aşağıdaki nedenlerden dolayı PLC veya DCS sistemleriyle kolayca entegre olur:
- Basit Kablolama:İki telli bir verici olarak, hem güç hem de sinyal iletimi için tek bir tel çifti kullanır, bu da karmaşıklığı azaltır.
- Güvenilir Sinyal:4-20mA sinyali, uzun mesafelerde voltaj düşüşlerine karşı bağışıklıdır ve elektriksel gürültüye ve elektromanyetik girişime karşı dirençlidir.
- Doğrusal Ölçeklendirme:%0-100 konsantrasyon aralığı için, 4mA %0'a ve 20mA %100'e karşılık gelir; bu da kontrol sisteminde kolay ölçeklendirmeye olanak tanır.
- Güvenli ve İstikrarlı:Sensör gövdesinin doğru şekilde topraklanması, sinyal doğruluğunu ve elektriksel güvenliği sağlar ve endüstriyel sistemlerle uyumluluğu artırır.
En Uygun Yerleşimler ve Pratik Avantajlar
Üre konsantrasyon sensörünün etkili bir şekilde uygulanması, yalnızca doğru ölçümden ibaret değildir; operasyonel faydayı en üst düzeye çıkarmak için stratejik yerleştirme ile ilgilidir.
Üre Çözeltisinin Hazırlanması ve Saklanması Aşaması
Denitrasyon sürecinin başlangıcında, yani üre çözeltisi hazırlama ve depolama tanklarında sensör yerleştirilmesi için ilk ve en mantıklı nokta burasıdır. Bu aşamada kurulan bir sensör, kalite kontrolü için hayati önem taşıyan ilk savunma hattını oluşturarak, hazırlanan çözeltinin dozaj sistemine gönderilmeden önce doğru konsantrasyonda olduğunu doğrular. Bu proaktif ölçüm, yanlış manuel seyreltmeden, katı üre hammaddesindeki varyasyonlardan veya kirli su kullanımından kaynaklanan hataları anında tespit ederek, bu sorunların aşağı doğru yayılmasını ve tüm süreci tehlikeye atmasını önler. Depolama tankındaki konsantrasyonun izlenmesi ayrıca, doğru formüle edilmiş reaktifin tutarlı ve hazır bir şekilde tedarik edilmesini sağlayan değerli bir envanter yönetim aracıdır.
Enjeksiyon ve Dozlama Hatlarının İzlenmesi
Gerçek kapalı devre kontrolü sağlamak için, yüksek basınçlı enjeksiyon veya dozlama hattına, enjeksiyon nozullarının hemen önüne bir üre konsantrasyon ölçer takılmalıdır. Bu yerleşim, sisteme giren reaktifin gerçek zamanlı olarak en doğrudan ve doğru ölçümünü sağlar. Bu canlı veri, ölçülen baca gazı NOx seviyelerine, katalizör sıcaklığına ve diğer işletme parametrelerine bağlı olarak enjeksiyon hızını sürekli olarak ayarlayan gelişmiş kontrol stratejileri için temel girdidir.
Bazı kontrol sistemleri dozaj hattındaki basınç dalgalanmalarından sorunları çıkarırken, doğrudan ve sürekli konsantrasyon ölçümü daha sağlam ve güvenilir bir sinyal sağlar. Pompa arızalarını, kısmi tıkanmaları veya aşırı/yetersiz dozaj durumlarını önceden tespit ederek, sistemin NOx azaltma performansı tehlikeye girmeden önce hızlı ve otomatik bir müdahale sağlar. Bu yaklaşım, tesisi reaktif bakım modelinden proaktif, öngörücü bir modele taşır.
Amonyak Kaçağı ile Korelasyon
Üre konsantrasyon sensörünün değeri, tek bir veri noktasının çok ötesine uzanmaktadır. Sensör, istikrarlı ve güvenilir bir veri akışı sağlayarak, kontrol sisteminin reaktif enjeksiyon hızını hassas bir şekilde yönetmesini ve optimum stokiyometrik oranın korunmasını sağlar. Bu hassasiyet, amonyak kaçağının en aza indirilmesiyle doğrudan ilişkilidir. Aşırı dozlama olayı gerçek zamanlı olarak önlenebilir, böylece hem reaktif israfı hem de reaksiyona girmemiş amonyak emisyonlarının çevresel etkisi azaltılabilir.
Müşterilere Sağlanan Değer
- Geliştirilmiş NOx Azaltımı ve Mevzuat Uyumluluğu;
- Reaktif Tüketiminde ve İşletme Maliyetlerinde Azalma
- Çalışma Süresini En Üst Düzeye Çıkarma ve Bakım Yükünü En Aza İndirme
