Biopaliwa i e-paliwa są ważnymi elementami globalnych dążeń do zapewnienia zrównoważonej przyszłości energetycznej. Są one odnawialne i stanowią obiecującą alternatywę dla paliw kopalnych, ponieważ pozwalają zmniejszyć emisję CO2 nawet o 95 procent w porównaniu z nimi. Firma WIKA od wielu lat wspiera projekty w dziedzinie biopaliw i e-paliw, dostarczając dostosowane do potrzeb klienta rozwiązania w zakresie oprzyrządowania.
Różnice między paliwami wynikają przede wszystkim z poszczególnych procesów produkcyjnych:
Te dwa typy reaktorów są wykorzystywane do produkcji biopaliw i e-paliw. Model TC96-R Flex-R® z wielopunktową termoparą jest najlepszym wyborem do monitorowania temperatury w reaktorach ze złożem stałym (lewy schemat). Jego przejście bezpieczeństwa (drugorzędna obudowa) między reaktorem a skrzynką przyłączeniową jest monitorowane, w zależności od wymagań, za pomocą manometrów, manometrów z sygnałem bezprzewodowym, przetworników procesowych lub manometrów z sygnałem wyjściowym elektrycznym (od góry do dołu). Do stosowania w rurkach katalitycznych reaktorów płytowych Fischera-Tropscha (schemat po prawej) idealnym rozwiązaniem jest model TC97 miniature multipoint. W obu przypadkach rzeczywista liczba punktów pomiarowych jest zazwyczaj znacznie większa niż pokazano na schemacie.
HVO, HEFA i biopaliwa płynne (BtL)
W branży rozróżnia się biodiesel (FAME = „estry metylowe kwasów tłuszczowych”) oraz oleje napędowe odnawialne, takie jak HVO („olej roślinny poddany hydrorafinacji”) i HEFA („estry i kwasy tłuszczowe poddane hydrorafinacji”). W przeciwieństwie do biodiesla, HVO i HEFA mogą być stosowane jako paliwa „drop-in” ze względu na ich wyższą jakość, co oznacza, że można je stosować bezpośrednio, bez konieczności dostosowywania silników. Ponadto jakość spalania jest lepsza dzięki wyższej zawartości cetanu, podobnie jak właściwości płynięcia w niskich temperaturach.
HEFA i HVO są zazwyczaj wytwarzane na bazie olejów roślinnych i zużytych olejów spożywczych, tłuszczów zwierzęcych oraz oleju talowego pochodzącego z produkcji celulozy. Produkcja obejmuje procesy takie jak hydrorafinacja i hydroizomeryzacja w reaktorach ze złożem stałym.
Zaawansowane biopaliwa można również wytwarzać poprzez zgazowanie biomasy. Powstały gaz syntezowy jest następnie przekształcany w paliwo płynne w procesie Fischera-Tropscha. Metoda ta, znana jako „biomasa do płynów” (BtL), zazwyczaj wykorzystuje odpady i pozostałości leśne i rolnicze. Jako surowiec można również wykorzystać odpady komunalne.
E-paliwa z CO2 i wodoru
Paliwa syntetyczne (lub RFNBO = „paliwa odnawialne pochodzenia niebiologicznego”) oferują potencjał dekarbonizacji sektorów, które trudno jest zelektryfikować, takich jak lotnictwo i żegluga. Zazwyczaj są one również produkowane w procesie Fischera-Tropscha. Materiałami wejściowymi w tym przypadku są CO2 pochodzący z procesów wychwytywania dwutlenku węgla oraz wodór wytwarzany w procesie elektrolizy przy użyciu energii słonecznej, wiatrowej lub wodnej.
Reaktory Fischera-Tropscha do produkcji e-paliw zawierają wypełnione katalizatorem rurki, w których gaz syntezowy jest przekształcany w węglowodory parafinowe. Po hydrokrakingu trafiają one do procesu destylacji, gdzie są przetwarzane np. na paliwo lotnicze.
Biopaliwa i e-paliwa: Szeroki zakres oprzyrządowania do produkcji
Zespół serwisu terenowego firmy WIKA-Gayesco przygotowuje instalację wielopunktowych termopar modelu TC96-R Flex-R® w reaktorze.
Produkcja biopaliw i e-paliw wymaga zaawansowanych przyrządów pomiarowych do monitorowania procesów. Dotyczy to w szczególności kontroli temperatury podczas reakcji egzotermicznych.
W zakładach produkujących olej napędowy HVO i HEFA stosowane są precyzyjne termopary wielopunktowe (multipoints) modelu TC96-R Flex-R®. Zapewniają one precyzyjny profil temperatury w złożach reaktora. Decydujące znaczenie dla ich zastosowania ma również wybór materiału. Wynika to z faktu, że w procesach tych istnieje wysokie ryzyko korozji ze względu na możliwą obecność wolnych kwasów tłuszczowych, dwutlenku węgla, wody i chloru w medium procesowym.
Rury wypełnione katalizatorem w reaktorach płytowych Fischera-Tropscha stanowią wyzwanie techniczne podczas instalacji. Czujnik termopary wielopunktowej modelu TC97 w wersji miniaturowej idealnie nadaje się do tego zadania. Klienci mogą również skorzystać z usługi instalacji czujników temperatury w wymienionych procesach, co zapewnia optymalny montaż przyrządów.
Rozwiązania dla wszystkich wielkości mierzonych
Nie trzeba dodawać, że operatorzy zakładów mogą również skorzystać z bogatego doświadczenia firmy WIKA w zakresie dodatkowych rozwiązań pomiarowych. Przykładem know-how dotyczącego procesów związanych z biopaliwami i e-paliwami są wskaźniki poziomu z tytanowymi pływakami pokrytymi warstwą węgla diamentopodobnego (DLC). Ponadto dostępne są specjalistyczne przyrządy do pomiaru ciśnienia, przepływu i temperatury, a także separatory membranowe, osłony termometryczne / rury ochronne i zawory.
Uwaga
Firma WIKA opracowała również białą księgę zawierającą przydatne informacje na temat biopaliw i przyrządów pomiarowych wykorzystywanych do ich produkcji. Na stronie internetowej WIKA można znaleźć dodatkowe informacje na temat wspomnianych modeli przyrządów TC96-R Flex-R® i TC97. Można tam również dowiedzieć się więcej o strategii zrównoważonego rozwoju firmy WIKA i pobrać kopię raportu dotyczącego zrównoważonego rozwoju. W razie dalszych pytań osoba kontaktowa chętnie służy pomocą.
Polecamy również nasze artykuły
Przetwornik temperatury T38 nie daje szans na dryft – Blog WIKA
Manometry ze stali nierdzewnej: Nowe funkcje cyfrowe – Blog WIKA