AtmosFIR do pomiarów przy produkcji włókien węglowych
Jak powstaje włókno węglowe?
Włókno węglowe to stosunkowo nowy, ale coraz ważniejszy materiał w przemyśle wytwórczym. Poczynając od sprzętu sportowego po przemysł samochodowy czy produkcję turbin wiatrowych, produkcja włókna węglowego znacząco wzrosła w celu zaspokojenia popytu. Włókno jest produkowane z prekursora polimerowego (poliakrylonitryl, PAN), który jest przetwarzany na włókna, podgrzewane następnie w procesie karbonizacji w piecach do 2000˚C.
Co należy mierzyć?
Procesy karbonizacji w trakcie podgrzewania włókien PAN, wytwarzają gazy odlotowe,. Najbardziej krytycznym gazem odlotowym jest cyjanowodór (HCN) oraz amoniak (NH3), formaldehyd (HCHO), metanol (CH3OH) i inne związki organiczne. Procesy karbonizacji są zróżnicowane, z uwagi na możliwość zmiany takich parametrów jak prędkość przechodzenia włókien przez piec, temperatura pieca, zawartość tlenu oraz inne parametry procesu. Wszystkie modyfikacje prowadzą do zmiany stężeń gazów odlotowych. Pomiary gazów w piecach są wymagane, z uwagi na konieczność zapewnienia bezpiecznych stężeń HCN, który może potencjalnie osiągać poziom LEV. Wiedza na temat mieszaniny gazów powstającej w piecach, może pomóc w zwiększeniu produkcji w piecach, tym samym zwiększając produkcję włókien. Wszystkie gazy przechodzą przez systemy redukcji emisji przed uwolnieniem do atmosfery. Systemy te mogą obejmować kraking katalityczny i spalanie. Głównym produktem redukcji HCN jest NOx (NO, NO2 i N2O). Limity emisyjne zostały nałożone na produkcję sumaryczną NOx oraz na poziomy emisji HCN.
| Gaz emisyjny | Zakres mg/m3 |
|---|---|
| Tlenek węgla (CO) | 0-75 |
| Dwutlenek węgla (NO2) | 0-200 |
| Podtlenek węgla (N2O) | 0-200 |
| Amoniak (NH3) | 0-100 |
| Metan (CH4) | 0-15 |
| Etan (C2H6) | 0-70 |
| Propan (C3H6) | 0-50 |
| n-Butan (C4H10) | 0-50 |
| n-Heksan (C6H12) | 0-50 |
| Eten (C2H4) | 0-25 |
| Metanol (CH3OH) | 0-70 |
| Formaldehyd (HCHO) | 0-20 |
| Cyjanowodór (HCN) | 0-500 |
| Całkowity węgiel organiczny (TOC) | 0-50 |
| Woda (H2O) | 0-20% |
| Dwutlenek węgla (CO2) | 0-20% |
_atmosFIR CEM _ to kompletny system analiz wielogazowych z wykorzystaniem technologii FTIR.
monitoring emisji w spalarni odpadów,
monitoring emisji w zakładach wytwarzania energii,
możliwość prostej integracji w istniejących obiektach,
spełnia wymagania norm EN 15267-3, QAL1 i EN14181,
system może być doposażony o akwizycję danych CEM (DAS), wówczas jest zgodny z wymaganiami US EPA 40cfr część 60 i 75,
badanie gazów specjalistycznych (zastosowania dla laboratoriów)
brak ograniczenia liczby monitorowanych gazów,
komunikacja za pomocą ModBUS RTU, ModBUS TCP/IP i wymiana danych poprzez serwer OPC w standardzie.
Rozwiązanie atmosFIR
Konstrukcja analizatora gazów atmosFIR FTIR jest odpowiednia dla zakładów produkujących włókna węglowe. Analizator z wbudowanym systemem pobieraniem próbek, jest samodzielną jednostką, umożliwiającą pomiary, zgodne z wymogami prawnymi. W punktach wieloemisyjnych idealna do zastosowania jest jednostka przenośna, którą można zdemontować i przenieść w kolejne lokalizacje do pobierania próbek. Analizator atmosFIR jest taką jednostką , którą można demontować i przenosić w kolejne lokalizacje pomiarowe. W tej opcji może być on wdrożony jako narzędzie usprawniające proces, umożliwiające pomiar składu gazu w piecach.
Prostota pomiaru
Stosowanie i konfiguracja analizatorów FTIR w przeszłości było zadaniem dla przeszkolonych użytkowników. Analizator atmosFIR jest wyposażony w fabrycznie załadowaną metodę aplikacji dla każdego procesu, np. takiego jak produkcja włókien węglowych. Metoda aplikacji jest często tworzona w oparciu o rzeczywiste dane w miejscu pomiarowym, gromadzone z tymczasowej instalacji. Oznacza to, że ostatecznie zaprojektowany system spełnia wszystkie wymagania aplikacji, a użytkownik może uzyskać szczegółowe dane od momentu uruchomienia systemu.
Pełna matryca gazowa
Analizator gazów FTIR to potężne narzędzie, dające możliwość pomiaru wszystkich wymaganych gazów w piecach, podczas produkcji włókien węglowych.
Systemy CEM
Każda linia produkcyjna włókna węglowego składa się z kilku pieców. Każdy piec ma własny system redukcji emisji, który wymaga monitorowania emisji. Analizator atmosFIR został wdrożony w systemach umożliwiających pomiar w maksymalnie 10 oddzielnych punktach pobierania prób gazowych, za pomocą jednego przyrządu. Układ pobierania prób jest podgrzewany do 180˚C. Każdy punkt posiada podgrzewaną sondę ze zintegrowanym filtrem. Podgrzewane linie pobierania prób o długości do 50 m, są ułożone w ogrzewanym manifoldzie z zaworami. Taki układ umożliwia automatyczne lub ręczne przełączanie dowolnych strumieni gazów. Cały system pobierania próbek gazowych jest kontrolowany i zarządzany z dedykowanego panelu, obejmującego wszystkie istotne względy ochrony i bezpieczeństwa.
