Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Статьи по КИПиАТемператураМноготочечные термопары для производства экологически чистого авиационного топлива
Отходы представляют ценность. Твёрдые городские отходы, такие как упаковка, бумага или пищевые продукты, могут использоваться для производства авиационного топлива, например. В ходе производственного процесса контроль экзотермических реакций требует надёжного и точного измерения температуры. Для этого применяется многоточечная термопара. Производитель экологически чистого авиационного топлива использует для этой задачи миниатюрную многозонную термопару TC97 от WIKA для ограниченных монтажных условий.
Пластиковые отходы применяются в качестве сырья для производства топлива. Исходный материал подвергается измельчению в значительных объемах. Затем в процессе газификации происходит разложение материала с преобразованием в синтез-газ ("сингаз"). В отличие от процесса сжигания, данная технология представляет собой замкнутый цикл, исключающий выброс загрязняющих веществ в атмосферу.
Из синтез-газа получают заменитель сырой нефти. На следующем этапе производства «синтетический газ» преобразуется в заменитель сырой нефти, «синтетическую нефть», в трубчатом реакторе с использованием процесса Фишера-Тропша. Этот процесс происходит в трубах, содержащих запатентованную катализаторную систему. Каждая труба имеет длину 18 метров.
В катализаторных трубках возникают температуры до +327 °C. Точное знание температурного профиля процесса имеет решающее значение для эффективной работы и достижения требуемого качества продукта. Высокие температуры — не единственная сложность. Диаметр катализаторных трубок составляет всего пять сантиметров, поэтому отверстие для многоточечной термопары должно быть минимальным. Диаметр сенсора должен быть как можно меньше, чтобы измерительный прибор не мешал реакции. Для получения информативного температурного профиля процесса необходимо оснастить девять трубок многоточечными термопарами.
Для измерения температуры в ограниченном пространстве специалисты по температуре выбрали миниатюрный сенсор, проверенную многозонную термопару (WIKA TC97), предназначенную для экзотермических, высокотемпературных и высоконапорных трубчатых реакторов. Было изготовлено девять приборов, каждый с 13 точками измерения в 18-метровой сенсорной оболочке диаметром всего 4,7 миллиметра.
Отдельные сенсоры размещены таким образом, чтобы совместно фиксировать температуру процесса на 39 заранее определённых уровнях в слое катализатора. Благодаря высокой точности измерений и короткому времени отклика многоточечной термопары производитель экологически чистого авиационного топлива получает температурный профиль, позволяющий быстро реагировать на изменения процесса. Это позволяет своевременно выявлять формирование опасных горячих точек из-за неправильного поведения процесса и оценивать срок службы катализатора.
Многоточечные термопары обеспечивают трёхлетний эксплуатационный цикл. Измерительные приборы устанавливались в сложных условиях. Каждая многоточечная термопара была проведена через ряд отверстий с точными допусками. Благодаря устойчивому материалу оболочки и использованию направляющей проволоки с монтажным механизмом установка прошла гладко. Сенсоры разработаны с учётом надёжности эксплуатации для обеспечения трёхлетнего цикла работы, соответствующего сроку службы катализатора. Их сигналы передаются в системы DCS и SIS через гибкий кабель с использованием передатчиков 4–20 mA. Полученная в реакторе Фишера–Тропша «синтетическая нефть» затем перерабатывается в конечный продукт. Экологически чистое авиационное топливо не содержит серы, твёрдых частиц и других загрязнений и по сравнению с топливом на ископаемом сырье обеспечивает на 80 % меньше выбросов парниковых газов.
