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二氧化碳和湿度多气体测量探头 MGP261

时间:2022-05-14 13:21来源:www.jd17.cn 作者:君达时代 点击:
二氧化碳和湿度多气体测量探头 MGP261在脱碳技术在垃圾焚烧发电厂中的应用 丹麦研究人员发现,垃圾焚烧炉排放气体中的大部分二氧化碳(CO2)均可清除,而且通过对该工艺的可行性
二氧化碳和湿度多气体测量探头 MGP261在脱碳技术在垃圾焚烧发电厂中的应用
 
丹麦研究人员发现,垃圾焚烧炉排放气体中的大部分二氧化碳(CO2)均可清除,而且通过对该工艺的可行性进行验证,研究人员认为他们已经开发出应对气候变化的关键性技术。在已经运行数月的哥本哈根试点装置中,使用了一种能够优化工厂效率的新型气体监测技术。
 
若全球领导人想要兑现其实现净零排放的承诺,关键目标之一就是开发和利用碳捕集和储存(CCS)以及碳捕集、利用和储存(CCUS)等脱碳技术。为此,来自丹麦技术大学(DTU)的研究人员正在与哥本哈根一家高度创新的垃圾焚烧厂合作,开发一种能够从垃圾焚烧排放气体中捕集二氧化碳(CO2)的工艺。该项目使用维萨拉的先进气体分析仪对碳捕集效率进行测量,以此验证CCUS碳捕获、利用、封存的可行性。
 
研究人员在Amager Bakke垃圾焚烧发电厂建造了一个用于去除焚烧炉排放气体中二氧化碳的试点装置。该发电厂是北欧的热电联产(CHP)厂之一,年处理垃圾能力达56万吨。这座热电联产厂由总部位于哥本哈根且由哥本哈根五个市政当局共同持有的废弃物管理公司ARC(Amager Ressourcecenter)建造,其特色在于拥有包括屋面人造滑道(成为CopenHill户外活动中心的一部分)在内的多项创新。
 
建造该试点装置的目的在于从废水处理、沼气生产、厌氧消化和废物焚烧等过程的排放中捕集二氧化碳。然而,研究人员同时也在研究捕集和利用二氧化碳的方法。在Amager Bakke项目投入使用之前,碳捕集试点装置在一座废水处理厂内运行。丹麦技术大学研究员Jens Jørsboe解释说:“这项技术本身并无新意,但我们工作的重点在于降低碳捕集成本,让其具有经济可行性。”
 
来自Amager Bakke焚烧炉的废气通过静电除尘器(ESP)去除颗粒物,经由选择性催化还原(SCR)去除氮氧化物(NOx),再借助洗涤器去除硫氧化物。烟气中残留的二氧化碳含量较高,而碳捕集试点装置的主要目的是研究捕集的可行性。为了实现这一目的,需要让气体向上通过一个装满小球和单乙醇胺(MEA)溶剂的柱体,将气体中的二氧化碳过滤掉。然后将溶剂输送至解吸塔去除此时几乎完全纯净的二氧化碳,并将单乙醇胺(MEA)再生以便重复利用。作为研究项目,其所产生的二氧化碳仍将排放到空气中,但在商业投入运行后,二氧化碳可以被各种工业应用加以利用。比如,二氧化碳可在Sabatier工艺中利用镍催化剂与氢气反应,在高温和高压条件下生成甲烷(一种气体燃料)和水。如果氢是利用可再生能源(如太阳能、沼气或风能)通过电解产生,那么这不失为一种绿色的燃料生产方法。
 
二氧化碳还被广泛应用于食品饮料、制冷、医疗、园艺、消防、焊接等诸多行业,因此如果能够以商业品质和规模生产二氧化碳,那么潜在市场非常广阔。 
监测碳捕集效率
只有在碳捕集过程前后对二氧化碳浓度进行持续监测,才能实现针对碳捕集过程的优化。幸运的是,在试点装置开工之前,维萨拉已经开发出二氧化碳、湿度和甲烷在线监测仪。
 
由于焚烧炉排出的废气可能具有腐蚀性和潜在爆炸性,过去无法实现在线监测。直到近期,唯一的解决方法仍然是取样后在工艺外部进行分析,但这种方法不适合用于工艺控制和优化,并且存在某些固有缺陷,比如不但需要去除样品线中的湿度,而且需要频繁再校准。
 
维萨拉的多气体探头MGP261解决了所有这些监测难题,特别是在其适合测量高浓度二氧化碳的同系产品MGP262开发问世之后,因此非常适合用于在试点装置解吸塔后对几乎纯净的二氧化碳进行连续在线监测。 
 
该试点装置总共使用了三个维萨拉探头,其中MGP261用于监测进入的焚烧炉废气,MGP262用于测量二氧化碳采样的纯度,第三个是维萨拉CARBOCAP®二氧化碳探头GMP251,用于检查试点装置废气中的二氧化碳水平(完成碳捕集之后)。
 
专业的监测技术
所有三种监测探头均采用基于电可调法布里-珀罗干涉仪(FPI)滤光片的CARBOCAP®技术。除测量目标参数外,微机械FPI滤光片还可利用非吸收波长进行参考测量。在进行参考测量时,FPI滤光片可通过电动调节将带通波段从吸收波长切换到非吸收波长。该参考测量可补偿任何光源强度变化以及光路中的污染,这意味着传感器能够随时间推移始终保持高度稳定。
 
MGP261和MGP262使用相同的滤光片测量湿度和二氧化碳,而第二个光通道用于测量甲烷。在某种程度上,其将实验室光谱仪的分析能力和工业过程控制仪器的简单稳健设计两种优势集于一身。
 
我们对于多气体探头的准确性和可靠性感到非常欣慰;特别是它们能够让我们掌握大量关系到垃圾焚烧烟气管理的信息。人们对于化石燃料燃烧产生的排放物知之甚多,但对垃圾焚烧产生的排放物知之甚少。有效的自校准功能将探头的维护需求降低,并且避免了停机时间,因此维萨拉探头采用的技术还有助于较大限度降低运营成本。
 
——丹麦技术大学研究员,Jens Jørsboe
哥本哈根和全球的碳捕集
有了连续在线监测的帮助,研究人员在对12种不同试点装置配置进行评估后,就可以优化碳捕集的性能。碳捕集工艺的可行性得到验证之后,下一步就是评估碳储存和利用的相对优势。
 
就目前而言,由于对二氧化碳进一步提纯需要成本,因此利用二氧化碳的方案费用更高,如果丹麦政府能够提供合适的监管框架和充足的资金,Amager akke工厂的所有者计划为每年可捕集50万吨二氧化碳的CCS工厂申请15亿丹麦克朗(2.3亿美元)的资金。该工厂将采用与试点碳捕集装置相同的胺洗涤工艺。
 
——丹麦技术大学研究员,Jens Jørsboe
焚烧1吨城市垃圾(MSW)可释放0.7~1.7吨二氧化碳,具体数字取决于垃圾成分。垃圾焚烧产生的废气中的二氧化碳比化石气体燃烧产生的废气中的二氧化碳更密集,因此碳捕集为在避免产生高水平温室气体情况下应对日益增长的城市垃圾处理需求提供了解决方案。
 
展望未来,Jørsboe相信这项技术可以应用于全球所有的垃圾焚烧炉,根据ecoprog的数据,全球大约共有2500个垃圾焚烧发电厂,每年处理约4亿吨垃圾。
 
此外,还可以收集余热,将余热输送到本地工业或区域供暖网络。
 
近来在格拉斯哥举行的COP26气候变化会议特别强调了对有助于减少全球二氧化碳等温室气体排放的技术的迫切需求。许多国家均已做出实现净零排放目标的承诺,因此我们在Amager Bakke垃圾焚烧发电厂的研究也为他们提供了利用其中某种方式实现该目标的机遇。
 
 
——丹麦技术大学研究员,Jens Jørsboe
❖ 甲烷、二氧化碳和湿度多气体测量探头 MGP261
用于对沼气质量进行智能控制
通过改进决策制定过程和降低运营成本,更好地变废为宝。维萨拉 CARBOCAP® MGP261 是一款甲烷、二氧化碳和湿度多气体测量探头,可帮助改进流程和保护热电联产 (CHP) 发动机。MGP261 探头尺寸紧凑且经过防爆认证,可以直接安装到气体管路中而无需进行采样处理。
 
此测量探头适合各类应用,包括:垃圾填埋场厌氧发酵、工业和城市垃圾、废水处理、CHP 发动机监测以及活性碳过滤器监测。
 
 
❖ 甲烷和二氧化碳多气体探头 MGP262
 
告别利润损失。Vaisala CARBOCAP® MGP262 可持续测量您的生物甲烷升级装置废气中的甲烷浓度,以防止因甲烷释放到空气中而导致利润损失。  
 
 
 
专攻核心问题。MGP262 解决了升级流程中始终存在的甲烷流失问题。它有助于调整流程,从而让您避免排放温室气体,同时可以专注于生产优质生物甲烷。
 
• 测量稳定性出众
• 维护成本和拥有成本低
• 外形紧凑,现场测量,无需依赖采样
• 易于安装和操作
 
(责任编辑:君达仪器)
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