Odpady są cenne. Stałe odpady komunalne, takie jak opakowania, papier czy jedzenie, mogą zostać użyte do produkcji paliwa lotniczego. Podczas procesu produkcji, kontrola nad egzotermicznymi reakcjami wymaga rzetelnego i precyzyjnego monitorowania temperatur. Wymaga to wielopunktowego czujnika termopary. Producent zrównoważonego paliwa lotniczego (Sustainable Aviation Fuel – SAF) używa modelu TC97 od WIKA-Gayesco, miniaturowego czujnika do trudne sytuacji montażowych właśnie w tym celu.
Producent SAF wykorzystuje plastikowe odpady jako surowiec do produkcji paliwa. Rozdrabnia go w dużych ilościach na substrat. Jest on następnie rozkładany w procesie zgazowania i przetwarzany na gaz syntezowy, w skrócie „syngaz”. W przeciwieństwie do spalania, jest to proces zamknięty, który nie uwalnia żadnych zanieczyszczeń do atmosfery.
Reaktor rurowy jest wykorzystywany do produkcji substytutu ropy naftowej, który jest następnie rafinowany w zrównoważone paliwo lotnicze. Przedstawiony tutaj przekrój takiego reaktora z wielopunktowymi termoparami do monitorowania temperatury nie został przedstawiony w skali.
Substytut ropy naftowej powstaje z „syngazu”
W kolejnym etapie produkcji „syngaz” jest przekształcany w substytut ropy naftowej, „syncrude”, w reaktorze rurowym z wykorzystaniem procesu Fischera-Tropscha. Proces ten odbywa się w rurach zawierających określoną liczbę ułożonych w stos puszek z opatentowanym katalizatorem. Każda rura ma długość 18 metrów.
Potrzebnych jest dziewięć wielopunktowych czujników termopary
W rurach katalizatora występują temperatury do +327 °C. Dokładna znajomość profilu temperatury w procesie ma kluczowe znaczenie dla jego wydajnego działania, a ostatecznie dla pożądanej jakości produktu. Wysokie temperatury nie są jedynym wyzwaniem. Rury katalizatora mają średnicę pięciu centymetrów, więc otwór na termoparę wielopunktową jest odpowiednio mały. Jego średnica musi być jak najmniejsza, aby przyrząd pomiarowy nie zakłócał reakcji. Aby uzyskać miarodajny profil temperaturowy procesów zachodzących w reaktorze, należy oprzyrządować dziewięć rur za pomocą termopary wielopunktowej.
Zadanie pomiarowe w niewielkiej przestrzeni
Specjaliści ds. temperatury z WIKA-Gayesco wybrali miniaturowy czujnik TC97, sprawdzoną termoparę wielopunktową do pomiarów w reaktorach egzotermicznych, wysokotemperaturowych i wysokociśnieniowych. Wyprodukowano dziewięć przyrządów, każdy z 13 punktami pomiarowymi w tulei czujnika o długości 18 metrów i średnicy zaledwie 4,7 milimetra.
Profil temperatury do wczesnego wykrywania gorących punktów zagrażających procesowi
Poszczególne czujniki są rozmieszczone w taki sposób, że razem rejestrują temperaturę procesu na 39 predefiniowanych wysokościach w złożu katalizatora. Ze względu na wysoką jakość pomiaru i krótki czas reakcji TC97, producent SAF otrzymuje profil temperatury, który umożliwia mu szybkie reagowanie na zmiany w procesie. Mogą oni wykryć powstawanie szkodliwych gorących punktów w wyniku niewłaściwego zachowania procesu na wczesnym etapie i ocenić żywotność katalizatora.
Termopary wielopunktowe zapewniają trzyletni cykl pracy
Przyrządy pomiarowe zostały zainstalowane w trudnych warunkach. Każda wielopunktowa termopara musiała zostać przeprowadzona przez szereg otworów o wąskich tolerancjach. Dzięki wytrzymałemu materiałowi płaszcza tulei oraz za pomocą linki i mechanizmu montażowego, instalacja przebiegła bezproblemowo. TC97 są zaprojektowane tak, aby były wytrzymałe zgodnie z aplikacją, aby zagwarantować trzyletni cykl pracy, zgodnie z zamierzoną żywotnością katalizatora. Ich sygnały są przesyłane do systemu DCS i SIS za pomocą elastycznego kabla przy użyciu nadajników 4 … 20 mA. „Syncrude” uzyskany w reaktorze Fischera-Tropscha jest następnie rafinowany do produktu końcowego. Zrównoważone paliwo lotnicze jest wolne od siarki, cząstek stałych i innych zanieczyszczeń. W porównaniu do paliwa opartego na paliwach kopalnych, powoduje o 80 procent mniejszą emisję gazów cieplarnianych.
Uwaga
Szczegółowe informacje na temat wielopunktowego czujnika termoparowego TC97 i innych czujników wielopunktowych są dostępne na stronie internetowej WIKA. Znajduje się tam również przegląd innych rozwiązań pomiarowych dla przemysłu naftowego i gazowego. W razie jakichkolwiek pytań, osoba kontaktowa chętnie udzieli pomocy.
Polecamy również nasze artykuły
Wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla jest często jedyną opcją dekarbonizacji
Nowa żywność: Fermentacja biomasy wiąże się ze złożonymi wymaganiami pomiarowymi