CO的高温流量测量₂和H₂从反应堆柱上

TNO是一家独立的荷兰研究机构，专注于开发实际应用的知识和创新。TNO与他们的合作伙伴一起发起了STEPWISE项目，以展示具有成本效益的二氧化碳(CO₂)从钢铁工业的残余气体中捕获，并从烟气的能量含量中创造价值。该项目所展示的技术有助于钢铁行业减少CO₂足迹和提高可持续性。该项目由欧洲地平线2020低碳能源计划支持。

高炉煤气是钢铁生产中的一种烟气。它是高炉铁矿石还原过程中的副产品，通常用作钢铁厂的燃料，或用于锅炉和发电厂。BFG的热值很低，主要由氮气(55%)、一氧化碳(25%)、二氧化碳(20%)和氢气(2…4%)。

在瑞典Luleå， STEPWISE在一家钢铁厂示范如何实现14吨/天的CO去除₂从高炉煤气和使富氢流可用。捕获的有限公司₂可以运输和储存(CCS)，也可以作为合成甲醇生产的原料，合成甲醇可以作为钢铁厂的燃料。富氢流可作为发电厂的燃料，也可作为生产氨的原料。

在STEPWISE示范项目中，采用了创新的吸附增强水气转移(SEWGS)工艺。该工艺由钢铁厂排出的混合烟气提供。在第一步一氧化碳(CO)转化为一氧化碳₂和氢(H₂)通过水气转换(WGS)反应与蒸汽反应。对于BFG，这导致CO含量从25%降低到5%。

在随后的步骤中，气体混合物进入SEWGS反应器，在那里剩余的CO被转化为CO₂和H₂．在这一工艺步骤中，使用固体吸附剂来结合产生的CO₂结果，一股富含氢的气流离开了反应堆。

SEWGS工艺在更高的温度和压力下工作，最高可达+540°C / +1004°F, 50 bar / 725 psi。当吸附剂被吸附的CO饱和时₂，再生是通过压力释放和蒸汽清洗的组合进行的。这样一个CO₂富水蒸汽是通过冷凝而得到的。SEWGS过程产生一个单独的H₂-丰富的河流和独立的CO₂富-富的流，离开反应柱在两个不同的管道。

评估气体是否总是被成功分离，并知道有多少CO₂H₂(加氮气)和蒸汽离开塔，TNO需要合适的流量仪表。要求该流量计能够实时测量最高达+ 540°C / +1004°F的高温气体，同时提供高度的灵活性来处理波动的气体成分和不同的气体混合物。鉴于CO₂气体在很低的压力下离开柱，压力损失是不可能的。

的OPTISONIC 8300超声波流量计被证明是这一具有挑战性的应用的完美契合。该气体流量计适用于高温气体混合物的流量测量和蒸汽应用的跟踪记录，完全符合所有技术规范，并焊接到CO中₂线(DN100)和H₂(DN125行)。安装设计方面的任何改变都是不必要的。

利用超声微分过渡时间原理，OPTISONIC 8300能够测量不同的气体混合物独立于气体组成。它可以实现实时流量测量，这对于检测气体混合比例的过渡阶段尤为重要。这使得操作人员能够测量所有气体批次，而不会丢失任何测量值。流出的体积流量由分析仪记录，并与流量计将读数传递给PLC的时间相关联。

KROHNE气体流量计帮助客户评估其分离过程的效率，在优化SEWGS过程中发挥着重要作用。OPTISONIC 8300使TNO能够连续测量出液流量，即使在批次中气体成分发生变化。这对作业者来说尤其重要，因为通过这种方式可以优化工艺，而无需安装额外的流量仪器，这可能是一个巨大的成本因素。由于KROHNE流量计的实时测量，没有测量值丢失，即使在过渡阶段。

在压力损失方面，客户受益于OPTISONIC 8300的全口径设计。该流量计没有移动部件或障碍物，几乎不会造成压力损失，从而节省了泵的容量和能源成本。TNO的另一个主要优势是超声波流量计的免维护设计。它不受磨损或污染。考虑到TNO的过程偶尔需要停止，沉积物可能会沉淀。然而，流量计的精度和信号强度不受沉积物的影响，因此不需要重新校准，可以直接焊接到管道中。

OPTISONIC 8300再次证明是一个可靠的高性能测量一氧化碳₂和H₂，这使得它在后续项目中成为一个可靠的选择。KROHNE流量计甚至可以让客户根据声速确定两种混合气体的气体组成。虽然目前还不是TNO的问题，但无需安装额外的流量计，就可以实时分析通过管道的气体，这使得OPTISONIC 8300不仅仅是一个流量计，而是一个用于实时分析气体成分的紧凑设备。