在鋼鐵生產中，測量來自爐膛的高溫二氧化碳和氫氣的流量
提高可持續(xù)性，減少鋼鐵生產的碳排放
超聲波流量測量，監(jiān)測從煙氣中分離出來的氫氣和二氧化碳
實時測量高溫工況下的各種混合氣體
背景
tno 是荷蘭的一家獨立的研究機構，專注于在實踐應用中的研發(fā)和創(chuàng)新。tno 與合作伙伴一起，發(fā)起了 stepwise 項目，展示如何從鋼鐵行業(yè)的尾氣中捕獲二氧化碳（co2）以創(chuàng)造效益，并從煙氣所含的能量中創(chuàng)造價值。該項目所展示的技術，可以幫助鋼鐵行業(yè)減少co2的排放量并提高可持續(xù)性。該項目得到歐洲地平線 2020 低碳能源計劃的支持。
高爐煤氣（bfg）是鋼鐵生產中的一種煙氣。它是高爐中鐵礦石還原過程中的副產品，通常被用作鋼鐵廠的燃料或者用于鍋爐和電廠。bfg 的熱值相當?shù)?，因為它主要是由氮氣?5%）、一氧化碳（25%）、二氧化碳（20%）和氫氣 （2...4%）所組成。
在瑞典的呂勒奧（lule?），stepwise 在一家鋼鐵廠展示了如何去除每天 14 噸的co2，以提升煙氣中的氫氣含量。所捕獲的co2可以被運輸和存儲，也可以用作合成甲醇的原料，再次成為鋼鐵廠的燃料。富氫煙氣可以用作電廠的燃料，或者用于生產氨的原料。
測量要求
在 stepwise 的示范項目中，采用了創(chuàng)新的“強吸附水煤氣轉換”（sorption enhanced water gas shift — sewgs）工藝。該工藝的原料為來自鋼廠的煙氣。水-煤氣-轉換工藝的第一步，是與蒸汽反應，將一氧化碳 （co）轉換為co2和h2。這將 高爐煤氣中的 co 含量由 25% 降低到 5%。
接下來，混合氣體進入 sewgs 反應塔，將剩余的 co 轉換為co2和h2。在此工藝步驟中，使用了一種固體吸附劑，它與所產生的co2結合，從而讓富氫氣流離開反應塔。
sewgs 工藝是在高溫高壓下運行，溫度和壓力高達 +540 °c / +1004 °f 和 50 bar / 725 psi。當吸附劑所吸附的co2飽和時，就會通過泄壓與蒸汽吹掃的組合進行吸附劑再生。接著再對蒸汽進行冷凝，即可獲得富含co2的氣流。sewgs 工藝的結果是，一路單獨的富氫氣流和另一路單獨的富二氧化碳氣流，通過兩條不同的管道離開反應塔。
tno 需要合適的流量儀表，用以評估氣體是否始終被成功地分離，并了解有多少co2、h2（加上氮氣）和蒸汽離 開反應塔。這就要求流量計，可以實時地測量溫度高達 +540°c / +1004°f 的氣體流量，并且可以高度靈活地應對氣體組分的波動以及不同的混合氣體。由于離開反應塔的co2的壓力很低，所以要求儀表不得產生壓損。
科隆解決方案
optisonic 8300 流量計，被證明是應對這一挑戰(zhàn)性應用的理想選擇。該款氣體流量計，設計用于測量高溫混合氣體的流量， 并在蒸汽應用方面的表現(xiàn)不凡，滿足該應用中的各種技術需求，通過焊接安裝到co2（dn100）和h2（dn125）管道中。在安裝方面，不必再做任何改動。
利用超聲波時差法原理，optisonic 8300可以測量不同的混合氣體而與氣體的組分無關。它可以實時地測量流量，這在檢測混合氣體比例的過渡階段時尤為關鍵。這幫助運營人員測量各個批次的氣體，而不會丟失測量值。流量計的分析功能記錄流出的氣體，并與體積流量讀數(shù)傳輸?shù)?plc 的時間相關聯(lián)。
此外，用于輸水的泵站配備了兩臺optiflux 2100 c電磁流量計，其連接法蘭的口徑為dn25...50，流量為 350...900 l/h。作為一款用于常規(guī)測水應用的流量計，它配備耐磨的襯里和全通徑的測量管。因此，幾乎無須維護，可以高效地取代此前所使用的機械式水表。使用opticheck master 服務工具，每年對流量計進行一次現(xiàn)場核查。
作為此客戶的長期合作伙伴，科隆公司為該公司的輸水網(wǎng)絡提供過流量計，所以，此客戶在過去的一段時間里，已經(jīng)體驗過使用服務工具進行現(xiàn)場核查的便利性。
客戶利益
科隆公司的氣體流量計，在此 sewgs 工藝中承擔了重要的角色 — 幫助用戶評估分離工藝的效率。借助于 optisonic 8300，即使是在一個批次內氣體組分變化的情況下，tno依然可以連續(xù)地測量流出的氣體。這對運營人員來說尤為關鍵，因為這種方式既可以優(yōu)化工藝，無需安裝額外的流量儀表，同時也降低了成本。因為科隆流量計所提供的實時測量，即使是在批次過渡階段，也不會出現(xiàn)測量值的丟失。
optisonic 8300 的全通徑結構，也幫助用戶在壓損方面受益。該款流量計，無移動或阻擋部件， 幾乎沒有壓損，幫助用戶節(jié)省了泵的容量和能耗。為 tno 帶來的另一大優(yōu)勢，是該款超聲波流量計的免維護設計。此外，它還不會受到磨損和污染。鑒于tno的工藝流程偶爾需要停車，所以會出現(xiàn)沉淀。但是，精度和信號強度不會受到沉淀的影響， 所以無需重新校準流量計，這就允許將儀表直接焊接在管道上。
optisonic 8300 再次證明了其對于co2和h2測量的出色性能和可靠性，根據(jù)所測得的聲速，該款流量計甚至可以幫助客戶確定兩種氣體混合物種的氣體組分。optisonic 8300 不僅是流量計，還是一臺集成氣體組分實時分析的緊湊型儀表，即使是在沒有安裝額外流量計的情況下，對于 tno 來說也不再是一個問題，依然可以對管道中的氣體進行實時分析。
科隆產品
optisonic 830
超聲波流量計，適用于過熱蒸汽和高溫氣體
雙聲道流量計，可選蒸汽質量流量或熱計量功能
用于蒸汽結算，鍋爐或電廠的監(jiān)控（+620°c / +1148°f）
法蘭口徑：dn100…1000 / 4…40，壓力等級最高 pn250 / asme cl 250
寬量程比（60：1）
關鍵詞：吸附劑 流量計 氣體流量計 電磁流量計 超聲波流量計