by Bohuslav Bobrik Bohuslav Bobrik

Analyzátor Panametrics Aurora TDLAS zaisťuje presné riadenie vlhkosti v recyklovanom plyne rafinérie

APPLICATION NOTE
Rafinérske prevádzkové jednotky za súmraku

Analyzátor Panametrics Aurora TDLAS zaisťuje presné riadenie vlhkosti v recyklovanom plyne rafinérie

Zhrnutie

Katalytické reformovanie premieňa ťažkú naftu s nízkym oktánovým číslom na vysokooktánový reformát pre výrobu benzínu. Vysušená naftová surovina prechádza reaktorom s katalyzátorovým lôžkom na báze platiny pri vysokej teplote a tlaku, pričom nezreagovaný recyklovaný plyn sa vracia späť do reaktora, aby sa zvýšila miera konverzie. Obsah vlhkosti v tomto recyklovanom prúde plynu sa musí presne udržiavať – typicky medzi 10 a 25 ppmv – aby zostal katalyzátor aktívny bez urýchľovania korózie.

Aplikácia

Katalyzátor sa aktivuje vstrekovaním chloridov spolu s presne dávkovaným množstvom vlhkosti. Nadbytok vlhkosti vytvára kyselinu chlorovodíkovú, ktorá spôsobuje koróziu kovových zariadení a skracuje životnosť katalyzátora; nedostatok vlhkosti naopak katalyzátor deaktivuje. Nepretržité meranie vlhkosti recyklovaného plynu zabezpečuje efektívnu prevádzku sušičov vstupného plynu a správnu dávku vstrekovanej vlhkosti.

MédiumRecyklovaný plyn bohatý na vodík (katalytický reformer)
Optimálny rozsah vlhkosti10 – 25 ppmv
Rozsah vlhkosti pri nábehu0 – 1 000 ppmv
Rozsah vlhkosti – bežná prevádzka0 – 50 ppmv
Panametrics

Prínosy:

  • Rýchla reakcia na zmeny vlhkosti, spravidla v priebehu sekúnd
  • Žiadny posun kalibrácie – bez potreby rekalibrácie, nižšia údržba
  • Bezkontaktné meranie – žiadne opotrebovanie vplyvom HCl či iných nečistôt
  • Integrovaný systém spracovania vzorky minimalizuje vplyv ostatných zložiek procesu
Analyzátor vlhkosti Panametrics Aurora TDLAS

Výzva

Vlhkosť vo vodíkovom recyklovanom plyne sa tradične monitoruje pomocou kremenných mikrováh (QCM) alebo senzorov na báze oxidu hlinitého. Sondy z oxidu hlinitého sa môžu poškodiť pri nábehu prevádzky alebo pri poruchových stavoch, keď sa súčasne vyskytuje vysoká vlhkosť a korozívne plyny, čo si vyžaduje náhradné sondy a ročnú kalibráciu – vzniknuté prevádzkové náklady (OPEX) môžu prevýšiť pôvodne nízku investíciu (CAPEX). Analyzátory QCM majú zabudovanú kalibráciu na udržanie presnosti, no vysoký CAPEX spolu s nákladmi na údržbu čistiaceho a permeačného člena a nákladmi na výmenu poškodených senzorov sa v priebehu času tiež nakumulujú.

Riešenie

Analyzátor Panametrics Aurora využíva technológiu laditeľného diódového laserového absorpčného spektra (TDLAS) na presné a spoľahlivé meranie vlhkosti v recyklovanom plyne rafinérie. Je certifikovaný pre prostredie s nebezpečenstvom výbuchu a vďaka konštrukcii z nehrdzavejúcej ocele a inertným zmáčaným dielom je odolný voči posunu a nečistotám. Vstavaný systém spracovania vzorky znamená, že nie je potrebná žiadna predúprava – stačí pripojiť procesný plyn a merať. Podsvietený trojparametrový LCD displej poskytuje priamy odpočet nameraných hodnôt a stavu systému, s káblovými mA výstupmi a digitálnou komunikáciou MODBUS pre integráciu do riadiaceho systému prevádzky.

Procesný TDLAS analyzátor vlhkosti Panametrics Aurora

Datasheet (PDF) Panametrics Aurora

Zdroj: Panametrics Application Note PANA138AN (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a spracované spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics v Slovenskej republike a Maďarsku.

by Bohuslav Bobrik Bohuslav Bobrik

Prenosné meranie vlhkosti zaisťuje bezpečnú a efektívnu prevádzku LNG závodov

APPLICATION NOTE
Tanker prepravujúci skvapalnený zemný plyn (LNG)

Prenosné meranie vlhkosti zaisťuje bezpečnú a efektívnu prevádzku LNG závodov

Zhrnutie

Hodnotový reťazec LNG – ťažba a predbežná úprava plynu, preprava do spracovateľského zariadenia, skvapalňovanie a distribúcia ku koncovým používateľom – si na každom kroku vyžaduje prísnu kontrolu vlhkosti. Jej nadbytok spôsobuje koróziu potrubí, poškodzuje kompresory a kryogénne výmenníky tepla a ohrozuje kvalitu produktu. Prenosný analyzátor vlhkosti na báze oxidu hlinitého dáva obsluhe praktický spôsob, ako overovať hladinu vlhkosti v celom procese, najmä počas nábehu prevádzky a údržby.

Aplikácia

Prenosné analyzátory sa používajú na overovanie online prístrojov a na bodové merania počas bežnej prevádzky aj pri nábehu. Kľúčové miesta merania v reťazci LNG zahŕňajú:

Ťažba a sušenieTEG (trietylénglykolové) kontaktory na pobrežných aj morských plošinách
SpracovanieSušičky palivového plynu a výstupy molekulových sít
PurgovaniePurgovanie kovových konštrukcií dusíkom na odstránenie okolitej vlhkosti
PrepravaMeracie uzly sledujúce vlhkosť počas prepravy
Pomocné médiáPrístrojový vzduch, dusík a ďalšie technické plyny
Panametrics

Prínosy:

  • Vyššia efektivita nábehu prevádzky
  • Lepšia ochrana zariadenia
  • Presné a spoľahlivé meranie
Prenosný analyzátor vlhkosti Panametrics PM880

Výzva

LNG závody musia udržiavať vlhkosť pod prísnou kontrolou aj napriek náročným prevádzkovým podmienkam. Hladina vlhkosti kolíše počas nábehových sekvencií aj po údržbe a jej nadbytok urýchľuje koróziu a poškodzuje zariadenia, čo zvyšuje náklady na údržbu a opravy. Presné meranie je samo osebe výzvou v extrémnych teplotách a tlakoch typických pre prevádzku LNG. Bez kontroly môže vlhkosť zamŕzať v kryogénnej časti závodu, čo spôsobuje tvorbu hydrátov, upchávanie potrubí a vyššiu spotrebu energie. Preto musí purgovanie dusíkom pri nábehu prebiehať dostatočne dlho, aby sa odstránila zvyšková vlhkosť a do kryogénnej sekcie sa nedostal vlhký plyn – no zbytočne dlhé purgovanie zase stojí cenný výrobný čas.

Riešenie

Prenosné analyzátory Panametrics PM880 na báze oxidu hlinitého merajú obsah vlhkosti na rôznych miestach reťazca LNG, najmä počas nábehu prevádzky a údržby, priamo pri prevádzkovom tlaku – takže obsluha vidí skutočné procesné podmienky, nie laboratórne odhady. Počas purgovania dusíkom sa PM880 používa na potvrdenie v reálnom čase, kedy vlhkosť klesla pod približne 10 ppm – hranicu, pri ktorej možno purgovanie považovať za dokončené a bezpečne spustiť proces LNG. Analyzátor je navrhnutý tak, aby zvládal extrémne teploty a tlaky typické pre prevádzky LNG, a vlhkosť udáva ako rosný bod alebo v ppmv.

Hodnotový reťazec LNG od plynovodu po LNG tanker

Prenosný analyzátor vlhkosti Panametrics PM880

Datasheet (PDF) Panametrics PM880

Zdroj: Panametrics Application Note PANA004AN (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a pripravené spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics pre Slovensko a Maďarsko.

by Bohuslav Bobrik Bohuslav Bobrik

Meranie kyslíka vo vstupnom plyne reaktora zabezpečuje spoľahlivú výrobu formaldehydu

APPLICATION NOTE
Panametrics XMO2pro – meranie kyslíka vo vstupnom plyne reaktora

Meranie kyslíka vo vstupnom plyne reaktora zabezpečuje spoľahlivú výrobu formaldehydu

Problém

Kyslík sa bežne meria vo vstupných plynoch reaktora alebo v hornom priestore reaktora. Jednou z typických aplikácií je priemyselná výroba formaldehydu. Formaldehyd vzniká zmiešaním presného množstva metanolových pár s kyslíkom v reaktore za prítomnosti katalyzátora, najčastejšie oxidov kovov. Táto metóda udržiava koncentráciu metanolových pár pod hranicou výbušnosti, ktorá by bola pri tradičnejších technikách so strieborným katalyzátorom prekročená. Keďže surovina tvorí až 80 % nákladov na výrobu formaldehydu, obsah kyslíka v reaktore musí byť udržiavaný na optimálnej úrovni, aby sa dosiahol úspešný výťažok.

Aplikácia

Aplikácia0 % až 21 % O₂ v N₂ nasýtenom parami metanolu
TeplotaOkolitá teplota
Tlak5 psig (≈ 0,34 bar)
Panametrics

Prínosy:

  • Žiadne pohyblivé časti, ktoré by mohli byť znečistené unikajúcou kvapalinou
  • Snímač sa nespotrebúva ako pri galvanických palivových článkoch
  • Jednoduchá kalibrácia priamo v teréne
  • Kompletný (turnkey) systém úpravy vzorky
Analyzátor kyslíka Panametrics XMO2pro

Výzva

Výzvou tejto aplikácie je riziko úletu kvapaliny (liquid carryover) do analyzátora kyslíka spolu s požiadavkou na spoľahlivosť merania. V minulosti sa pre tieto aplikácie používali tradičné paramagnetické snímače typu „dumbbell”, ktoré si však vyžadovali rozsiahlu údržbu. Unikajúca kvapalina tieto jednotky výrazne poškodzuje, a preto je potrebný analyzátor kyslíka s minimálnymi nárokmi na údržbu a s odolnosťou, ktorá umožňuje rýchlo sa zotaviť po procesných odchýlkach.

Riešenie

Ako zdroj kyslíka sa v procese výroby formaldehydu využíva vzduch. Zmes vzduchu a metanolových pár sa odoberá na vstupe do reaktora. Termoparamagnetický snímač kyslíka XMO2pro overuje, že je prítomné optimálne množstvo kyslíka – typicky 9,8 % – potrebné na dosiahnutie kompletnej reakcie s minimálnym odpadom. Systém úpravy vzorky je umiestnený v blízkosti odberného miesta, aby sa predišlo oneskoreniu merania. Typická inštalácia pozostáva z termoparamagnetického snímača kyslíka, displeja/kontroléra a systému úpravy vzorky. Komponenty systému úpravy vzorky – vstupný a kalibračný ventil, filter/koalescer, tlakomer a prietokomer – sú spravidla namontované na spoločnej doske.

Schéma systému úpravy vzorky s analyzátorom kyslíka XMO2pro

Kyslíkový analyzátor Panametrics XMO2pro

Datasheet (PDF) Panametrics XMO2pro

Zdroj: Panametrics Application Note PANA059AN (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a spracované spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics v Slovenskej republike a Maďarsku.

by Bohuslav Bobrik Bohuslav Bobrik

Meranie bioplynu z odpadovej vody

APPLICATION NOTE
Bioplynové digestory na čističke odpadových vôd

Meranie bioplynu z odpadovej vody

Zhrnutie

Vodárenská spoločnosť so sídlom v Štokholme vyrába bioplyn zo svojej čističky odpadových vôd a dodáva ho spoločnosti Scandinavian Biogas na výrobu energie. Aby mohla presne fakturovať dodaný plyn, potrebovala riešenie merania navrhnuté priamo pre túto aplikáciu s nízkym tlakom a teplotou blízkou okolitému prostrediu.

Aplikácia

Bioplyn z vyhnívacej nádrže je zmesou metánu (58 – 70 %) a oxidu uhličitého (30 – 42 %), so stopami dusíka a sírovodíka (<500 ppm). Prúdi pri veľmi nízkom tlaku (15 – 30 mbarg) a takmer okolitej teplote (0 – 37 °C) potrubím DN300 (12″) z nerezovej ocele (SS316), pri prietokoch 400 až 5 000 Nm³/h.

BioplynCH₄ 58 % až 70 % + CO₂: 42 % až 30 %, stopy N₂ a H₂S < 500 ppm
Prietok400 až 5 000 Nm³/h
Tlak15 mbarg až 30 mbarg (0,22 psig až 0,44 psig)
Teplota0 °C až 37 °C (32 °F až 99 °F)
PotrubieDN300 (12″) PN10 EN 1.4404 (SS316)
Panametrics

Prínosy:

  • Presné a spoľahlivé meranie
  • Schopnosť merať pri veľmi nízkom tlaku
  • Žiadny tlakový úbytok
Prehľad zariadenia na spracovanie bioplynu

Výzva

Vzhľadom na technické obmedzenia bola zvolená ultrazvuková technológia merania. Kľúčovou výzvou bolo nájsť rovnováhu medzi rýchlosťou média a tlakovým úbytkom tak, aby sa dosiahli presné a opakovateľné hodnoty bez ovplyvnenia samotného procesu. Na základe technických odporúčaní nášho partnera bolo zvolené potrubie DN300 (12″).

Riešenie

Dodali sme plynový prietokomer s meracími hlavicami T5, namontovaný na meracej komore s kalibráciou vzduchom. Ide o overené riešenie s dobrými skúsenosťami práve pri nízkotlakových aplikáciách, akými sú napríklad fakľové linky. Vďaka tomuto riešeniu môže vodárenská spoločnosť presne fakturovať dodávky spoločnosti Scandinavian Biogas a zároveň maximalizovať prenos energie vďaka nulovému tlakovému úbytku.

Inštalácia plynového prietokomera na bioplynovom potrubí

Ultrazvukový prietokomer plynu Panametrics DigitalFlow GC868

Datasheet (PDF) DigitalFlow GC868

Zdroj: Panametrics Application Note (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a spracované spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics v Slovenskej republike a Maďarsku.