超聲波傳感器在奶酪工廠測量原始沼氣
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在消化罐中發(fā)酵乳清，以獲得用于蒸汽鍋爐的燃料氣
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超聲波傳感器測量濕氣，同時(shí)含有腐蝕性的硫化氫成分
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集成了計(jì)算甲烷含量的功能，用來了解沼氣的質(zhì)量
1. 背景
奶酪制造商Baechler在法國的Le Temple-sur-Lot有一個(gè)奶酪工廠，不同種類的奶酪在這里生產(chǎn)和熟成。在生產(chǎn)過程中，由鍋爐生產(chǎn)的蒸汽被用來做為輔助介質(zhì)。在過去，天然氣管網(wǎng)中的天然氣是加熱鍋爐的主要能源。然而，為了不受制于不斷波動的燃?xì)鈨r(jià)格，奶酪制造商希望尋找更合適的解決方案，用于能源的供應(yīng)。因此，在工程公司Valbio的幫助下，奶酪工廠建立了自己的沼氣工廠。Valbio公司同時(shí)也運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)：乳清在消化罐中發(fā)酵生成沼氣，而乳清是生產(chǎn)乳酪時(shí)的副產(chǎn)品。因?yàn)殄仩t不是時(shí)刻在運(yùn)行的，必要時(shí)，沼氣可以在一個(gè)儲氣罐中進(jìn)行儲存。
2. 測量要求
為了保證沼氣可以作為鍋爐的主要能源，操作者需要知道生產(chǎn)的沼氣的質(zhì)量和數(shù)量。只有當(dāng)沼氣中的甲烷含量超過60%的體積含量時(shí)才能用于鍋爐的燃燒。這就需要一個(gè)技術(shù)方案可以測量體積流量(40 Nm3/h)并且可以計(jì)算原始沼氣中的甲烷含量。沼氣這種介質(zhì)是非常難于掌控的，因?yàn)闀泻芏鄥?shù)影響測量，比如極低的壓力(50 mbar)，變化的溫度，高的二氧化碳(CO2)含量，回流，水汽（高達(dá)5%體積含量）和腐蝕性硫化氫(H2S)。在給定的壓力條件下，客戶要求管徑不能縮徑。
1.消化塔
2.過濾器
3.OPTISONIC 7300 Biogas
4.儲氣罐
5.蒸汽鍋爐
3. 科隆解決方案
科隆推薦了OPTISONIC 7300 Biogas 這個(gè)超聲波傳感器直接安裝在發(fā)酵罐后的DN 50 / 2"管道上，此管道將原始沼氣從消化罐輸送到儲氣罐。
OPTISONIC 7300 Biogas 是專門為沼氣應(yīng)用而開發(fā)的。它使用時(shí)差法測量原理來測量沼氣的體積流量。OPTISONIC 7300 Biogas 還集成了計(jì)算甲烷含量的功能。通過測量介質(zhì)的聲速，并通過其他參數(shù)，如氣體的溫度、氣體摩爾常數(shù)和絕熱系數(shù)，超聲波傳感器的信號轉(zhuǎn)換器可以計(jì)算原始沼氣中的甲烷含量。儀表的鈦材換能器也特別適合用于高腐蝕性的場合，因?yàn)榱蚧瘹銱2S氣體遇到濕氣中的水分會變成腐蝕性很強(qiáng)的氫硫酸。
4. 客戶利益
在OPTISONIC 7300 Biogas 的幫助下，Baechler公司的鍋爐現(xiàn)在幾乎完全使用沼氣。通過使用超聲波傳感器，奶酪制造商始終可以知道沼氣的生產(chǎn)量和儲氣罐中的儲蓄量。超聲波傳感器也可以幫助客戶了解沼氣的質(zhì)量，從而判斷甲烷的含量是否足夠高可以用于燃燒了或者仍然需要進(jìn)一步的處理。在Baechler公司，測量值也被用于在消化罐中控制發(fā)酵的情況。
OPTISONIC 7300 Biogas 有很大的靈活性，包括流速、安裝和介質(zhì)組份方面。與渦街流量計(jì)不同，OPTISONIC 7300 Biogas 無需將管道縮徑就可以提供精確的測量，而且沒有最低可測流速。OPTISONIC 7300 Biogas 的表現(xiàn)也比熱式質(zhì)量流量計(jì)優(yōu)異很多，因?yàn)閾Q能器腔體的設(shè)計(jì)使測量不易受到液態(tài)水的干擾。再如，很多其他超聲波傳感器，高的二氧化碳CO2含量會對測量的穩(wěn)定性產(chǎn)品負(fù)面的影響，OPTISONIC 7300 Biogas 的增強(qiáng)型的數(shù)字信號處理器(DSP)可以更好的檢測到受高二氧化碳CO2強(qiáng)烈阻尼的微小的聲波信號。
從本質(zhì)上來說，相比一個(gè)流量測量設(shè)備和一個(gè)氣體分析器的組合式解決方案，OPTISONIC 7300 Biogas給Baechler公司提供了一個(gè)性價(jià)比更高的解決方案。客戶得到的另外一個(gè)受益是超聲波儀表一旦安裝后就可以直接運(yùn)行，也無需任何維護(hù)。
5. 使用產(chǎn)品
OPTISONIC 7300 Biogas
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用于測量原始沼氣的超聲波傳感器，帶一體化的溫度變送器
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集成了標(biāo)準(zhǔn)體積和甲烷含量的計(jì)算功能
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公稱直徑: DN 50, 80, 100, 150, 200 / 2", 3", 4", 6", 8"
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輸出: 4...20 mA, HART®, Modbus (可選)