Afval is waardevol. Vast huishoudelijk afval, zoals verpakkingen, papier of voedsel, kan worden gebruikt om brandstof voor bijvoorbeeld vliegtuigen te produceren. Tijdens het productieproces vereist de controle van exotherme reacties een betrouwbare en nauwkeurige temperatuurcontrole. Hiervoor is een multipoint thermokoppel nodig. Een fabrikant van duurzame vliegtuigbrandstof (SAF) gebruikt voor deze taak het model TC97 van WIKA-Gayesco, een miniatuursensor voor krappe installatie situaties.
De SAF producent gebruikt plastic afval als grondstof voor zijn brandstof. Het laat deze in grote hoeveelheden versnipperen tot grondstof. Dit wordt vervolgens ontleed in een vergassingsproces en verwerkt tot een synthesegas, kortweg “syngas”. In tegenstelling tot verbranding is dit een gesloten proces waarbij geen verontreinigende stoffen vrijkomen in de atmosfeer.
Een buizenreactor wordt gebruikt om ruwe oliesubstituut te produceren, dat later wordt geraffineerd tot duurzame vliegtuigbrandstof. De hier getoonde doorsnede van zo een reactor met multipoint thermokoppels voor temperatuurbewaking is niet op schaal..
Uit “syngas” wordt een vervanger voor ruwe olie gemaakt
In de volgende productiestap wordt het “syngas” omgezet in een ruwe-olievervanger, de “syncrude”, in een buisjesreactor met behulp van het Fischer-Tropsch-proces. Dit proces vindt plaats in buizen die een gepatenteerd katalysatorsysteem bevatten. Elke buis heeft een lengte van 18 meter.
Er zijn negen multipoint thermokoppels nodig
In de katalysatorbuizen komen temperaturen voor tot +327 °C. Nauwkeurige kennis van het temperatuur profiel in het proces is cruciaal voor een efficiënte werking en uiteindelijk voor de gewenste productkwaliteit. De hoge temperaturen zijn zeker niet de enige uitdaging hier. De katalysatorbuizen hebben een diameter van vijf centimeter, dus het gat voor het multipoint thermokoppel is overeenkomstig klein. De diameter moet zo klein mogelijk zijn zodat het meetinstrument de reactie niet verstoort. Om een zinvol temperatuurprofiel van de processen in de reactor te verkrijgen, moeten negen buizen geïnstrumenteerd worden met een multipoint thermokoppel.
Meetopdracht in de kleinste ruimte
Voor deze meetopdracht in de kleinste ruimte kozen de temperatuurspecialisten van WIKA-Gayesco voor de TC97 miniatuursensor, een beproefd multipoint thermokoppel in exotherme, hoge temperatuur- en hogedrukbuizenreactoren. Ze maakten negen instrumenten, elk met 13 meetpunten in een 18 meter lange sensorhuls met een diameter van slechts 4,7 millimeter.
Temperatuur profiel voor vroegtijdige detectie van hotspots die het proces in gevaar brengen
De individuele sensoren zijn zo geplaatst dat ze samen de proces temperatuur registreren over 39 vooraf bepaalde hoogten in het katalysatorbed. Dankzij de hoge meetkwaliteit en de korte reactietijd van de TC97 krijgt de SAF-fabrikant een temperatuurprofiel waarmee hij snel kan reageren op ontwikkelingen in het proces. Ze kunnen de vorming van schadelijke hotspots als gevolg van onjuist procesgedrag in een vroeg stadium detecteren en de levensduur van de katalysator evalueren.
Multipoint thermokoppels zorgen voor een bedrijfscyclus van drie jaar
De meetinstrumenten werden geïnstalleerd onder uitdagende omstandigheden. Elk multipoint thermokoppel moest door een reeks nauw getolereerde openingen worden geleid. Dankzij het resistente materiaal van de mantel en met behulp van een trekdraad en een montagemechanisme verliep de installatie probleemloos. De TC97’s zijn robuust ontworpen in overeenstemming met de toepassing om een bedrijfscyclus van drie jaar te garanderen, in overeenstemming met de beoogde levensduur van de katalysator. Hun signalen worden via een flexibele kabel doorgegeven aan het DCS- en SIS-systeem met behulp van 4 … 20 mA transmitters. De “syncrude” die wordt verkregen in de Fischer-Tropsch-reactor wordt vervolgens geraffineerd tot het eindproduct. Duurzame vliegtuigbrandstof is vrij van zwavel, deeltjes en andere vervuiling. Vergeleken met een fossiele brandstof veroorzaakt het 80 procent minder uitstoot van broeikasgassen.
Opmerking
Gedetailleerde informatie over de multipoint thermokoppelsensor TC97 en andere multipoint is beschikbaar op de WIKA website. Daar geven we ook een overzicht van andere meetoplossingen voor de olie- en gasindustrie. Hebt u verder nog vragen, dan helpt contact u graag verder.
Lees tevens onze artikelen
CCUS is vaak de enige optie voor decarbonisatie
New Food: Biomassa fermentatie brengt complexe meetvereisten met zich mee
Kunststofproductie: Veilige drukmeting tot 330 °C
Drukmeetsysteem tegen vluchtige methaanemissies