Güvenli yeşil amonyak üretimi
Güvenilir ölçüm ile insanların, çevrenin ve varlıkların korunması
Yeşil amonyağa geçiş ve karbon ayak izinin azaltılması için sera gazı emisyonlarını ve gaz sızıntılarını en aza indirecek güvenlik prosedürlerinin ve teknik çözümlerin uygulanması gerekir. Aşırı basınç, karşılaşılan başlıca zorluklardan biridir. Reaktörler ve tanklar yüksek basınç altında çalıştığından ani değişiklikler patlamalara veya yırtılmalara neden olabilir. Ayrıca, amonyağın yanıcı yapısı yangın veya patlama tehlikesi oluşturur. Sızıntılar, amonyağın toksisitesi nedeniyle çalışanları ve çevreyi tehlikeli koşullara maruz bırakır.
Önemli gerçekler
3x
Increase in ammonia demand by 2050 compared to 2020 (2022 Innovation Outlook Renewable Ammonia)
Güvenli yeşil amonyak üretimi
İlgili ölçüm noktalarını içeren amonyak üretim prosesi haritası.
Hava ayrıştırma ünitesi (ASU)
Hava ayrıştırma üniteleri, havayı ana bileşenleri olan azot ve oksijene ayırır ve kimyasal üretim için endüstriyel gazların sağlanmasında çok önemlidir. Proses tipik olarak, bu gazların düşük sıcaklıklarda kaynama noktaları arasındaki farklılıklardan yararlanan kriyojenik damıtma işlemini içerir. ASU, amonyak sentezi prosesi için bir azot kaynağı sağlar. Elde edilen azot daha sonra bir reaktörde elektroliz yoluyla üretilen yeşil hidrojen ile birleştirilir.
Sahadaki uzmanlığımız
Yenilenebilir kaynaklarla yeşil amonyak üretiminde güvenliği artırmak için temel parametrelerin ölçümü çok önemlidir. Basınç, sıcaklık ve seviye gibi parametreler, riski azaltmak ve güvenlik prosedürlerini uygulamak için gereklidir. Endress+Hauser enstrümantasyonu ile bu parametreler etkin bir şekilde izlenerek ASU'da güvenlik ve performans sağlanabilir.
- Kompresörden önce Cerabar PMP71B ile basıncın izlenmesi, optimum emme koşullarını sağlar ve kompresörü düşük veya dalgalı basınçtan kaynaklanan hasarlara karşı korur.
- Her soğutma aşamasında hassas sıcaklık ölçümleri etkili sıvılaştırma sağlar ve döngü zamanlaması, rejenerasyon ve ürün kalitesi açısından çok önemlidir. iTHERM TM131 sıcaklık sensörümüz bu uygulamalarda kullanım için doğru seçimdir.
- Ayrıştırma sırasında soğutulmuş hava, çok düşük sıcaklıklarda (-184°C'nin altında) soğutulur. Çok noktalı termometre iTHERM TMS02, azot, oksijen ve argonun etkili bir şekilde ayrıştırılması için güvenilir sıcaklık izleme sağlar.
- Stabil uygulamalarda buharlaşma için yeterli sıvının sağlanması çok önemlidir. Kılavuzlu radarımız Levelflex FMP54, reboilerdeki (ısı değiştirici) sıvı seviyesini güvenilir bir şekilde izler ve böylece reboilerin hasar görmesini engeller.
©Adobe Stock/ Grispb
Yeşil hidrojen: Amonyak üretimi için CO2 içermeyen besleme
Geleneksel olarak amonyak sentezinde kullanılan hidrojenin büyük bir kısmı doğal gazın buhar metan reformasyonundan (SMR) elde edilir. Bu proses, önemli miktarda karbondioksit emisyonu ("gri" hidrojen) açığa çıkarır. Yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak suyun elektrolizi yoluyla üretilen yeşil hidrojen, fosil yakıt türevi hidrojenin yerini alacak temiz bir alternatif sunar.
Sahadaki uzmanlığımız
Hidrojenin depolanması, benzersiz zorlukları da beraberinde getirir. Düşük enerji yoğunluğu nedeniyle çok fazla yer kaplar ve depolanması için yüksek basınç veya aşırı soğuk gereklidir, bu nedenle de maliyetlidir. Ayrıca, hidrojen yanıcıdır ve sızıntılara meyillidir, bu nedenle sıkı güvenlik önlemleri gerektirir. Büyük miktarlarda yeşil hidrojenin depolanması, zaman içinde kaçınılmaz olarak bir miktar enerjinin kaybolması anlamına da gelir.
- Aşırı basınçları önlemek ve kompresörlerin kullanım ömrünü uzatmak için doğru basınç ölçümünün sağlanması esastır. Basınç transmiterimiz Cerabar PMP71B, hidrojen sıkıştırma prosesinde doğru ve güvenilir ölçümler yapar.
- Sıcaklık, sıkıştırma verimliliğini etkiler. Sıcaklık sensörümüz iTHERM Moduline TM131, kompresörün verimliliğini izlemek için kullanılabilir.
- Endress+Hauser, hidrojen değer zincirinin tamamı boyunca ölçüm cihazı skidleriniz için 'TEK DURAK' tedarikçisidir. Sahadaki uzmanlarımız, güvenilir işlemler ve standartlara uygunluk sağlamak için proje boyunca size eşlik eder.
©Endress+Hauser
Amonyak üretimi (Haber-Bosch)
Haber-Bosch prosesi, amonyak (NH₃) üretiminde kullanılan iyi bilinen bir endüstriyel yöntemdir. Proses için gereken ana ham maddeler azot ve hidrojendir. Hava ayrıştırma ünitesinden gelen N2, H2 ile bir araya getirilir ve bir amonyak dönüştürme reaktöründe Haber-Bosch prosesi yoluyla reaksiyona sokulur.
Sahadaki uzmanlığımız
Ölçüm enstrümantasyonu, amonyak üretim proseslerinin güvenli ve verimli çalışmasını sağlamada çok önemli bir rol oynar. Ölçüm enstrümantasyonunun güvenli amonyak üretimine nasıl katkıda bulunduğuna ilişkin bazı temel hususlar aşağıda verilmiştir:
- Oksijen, katalizör zehirlenmesi ile ilgili gerçek bir sorun teşkil edebilir. Eser miktardaki oksijen dahi geri dönüşü olmayan hasara yol açabilir. OXY5500 gibi bir oksijen analizörü ile besleme gazındaki safsızlıklar yakından izlenebilir.
- iTHERM MultiSens Flex TMS01 gibi çoklu termokupllar, anormal sıcaklık artışlarını veya değişimlerini tespit etmek amacıyla katalizör yatağı boyunca stratejik olarak yerleştirilir.
- Raman Rxn5 proses analizörü, kantitatif kimyasal bileşim ölçümleri sağlayarak reaktör döngüsündeki amonyak konsantrasyonunu, katalizör performansını izleyerek kontrol etmenize ve prosesi optimize etmenize yardımcı olur.
- Çok fazla miktarda hidrojen, proses döngüsü içinde patlama tehlikesi oluşturur. Bu nedenle reaktöre giren hidrojen ve azotun doğru stokiyometrik oranını elde etmek çok önemlidir. Coriolis akış ölçerimiz Promass F 300 bu uygulama için uygun bir cihazdır.
- Reaktör, ekzotermik reaksiyon ve kaçak koşulları potansiyeli nedeniyle aşırı basınç korumasında ana odak noktasıdır. Akıllı basınç transmiteri Cerabar PMP71B, Haber-Bosch prosesinin ortasında oluşan aşırı basıncın önlenmesine yardımcı olabilir.
Avantajlar
Yeşil amonyak üretiminde güvenilir ve emniyetli ölçüm enstrümantasyonu sadece güvenliği arttırmakla kalmaz, aynı zamanda genel proses verimliliği, kaynak kullanımı, emisyonların azaltılması ve sürdürülebilirlik hedeflerine ve düzenlemelerine uyum açısından da önemli katkılarda bulunur. Bu avantajlar, müşterek olarak daha güvenli, daha sürdürülebilir ve çevre dostu bir amonyak üretim prosesinin geliştirilmesini destekler.
Önemli gerçekler
10
milyon, 1953'ten bu yana güvenlikle ilgili uygulamalarda için kurulumu yapılan cihaz sayısı
Önemli gerçekler
3%
Raman teknolojisi ile yeşil amonyak üretiminde verim artışı
Yeşil amonyak üretimini daha güvenli hale getirme
Proses enstrümantasyonu, kritik proses parametreleri hakkında güvenilir veriler sağlayarak yeşil amonyak üretiminin güvenliğini artırmada çok önemli bir rol oynar. Güvenilir ölçüm güvenliği şu şekilde artırabilir:
- Reaktördeki sıcak noktaların belirlenmesi ve böylece çok noktalı sıcaklığın izlenmesi ve kontrol edilmesi yoluyla bölgesel aşırı ısınmanın önlenmesi
- İzleme yoluyla aşırı basıncın önlenmesi
- TDLAS teknolojisi ile amonyak akışında güvenlik tehlikesi oluşturabilecek safsızlıkların tespiti
- ASU'daki yüksek basınç dalgalanmalarının izlenmesi
- Yeşil hidrojen deposundaki sızıntıların tespiti
