• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik18. 10. 2022 | Heidi Thode

Anvendelse af ikke-radioaktiv sporgas til flowmåling

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik18. 10. 2022 By Heidi Thode

Test af helium som sporgas til kalibrering af automatisk målende flowmålere.

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2022 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger heruner.

Læs originalartiklen her

Af Jacob Mønster, Christina Andersen og Karsten Fuglsang, Force Technology

Som følge af CO2 kvoteloven stilles der krav til præcise opgørelser af CO2-emissioner fra større energiproducerende anlæg. Automatisk målende systemer (AMS) til måling af røggasflow fra sådanne anlæg skal kalibreres tilbagevendende, hvor AMS flowmålerne anvendes i forbindelse med opgørelser i CO2-emissioner efter CO2 kvoteloven. Der stilles krav til den maksimale usikkerhed på CO2-opgørelsen og her indgår flowmålingen typisk med et relativt stort bidrag til den samlede usikkerhed. Dette stiller store krav til den referencemetode, som skal anvendes til kalibrering af AMS flowmålerne. I dag anvendes ofte en sporgasmetode baseret på radioaktive gasser. Metoden er relativt omkostningstung, og den udbydes ikke af danske laboratorier. Force Technology har undersøgt, om kalibreringen kan udføres med ikke-radioaktive sporgasser.

Baggrund
Historisk set har flowmålinger ofte været udført med pitotrør. Ved pitotrørsmålinger skal man manuelt sikre, at målingerne er iso-kinetiske og for at opnå en præsentabel måling i store afkast skal dette gøres i mange predefinerede punkter i afkastet. Desuden kræves målinger af temperatur, statisk tryk og vand for at kunne rapportere flowet ved referencetilstand. Afkastets indre dimension indgår desuden i beregningen, og nøjagtigheden af denne er dermed en del af usikkerhedsberegningen på flowmålingen og dermed på kalibreringen af AMS til røggasflow. Alternativt kan sporgas anvendes til at måle røggasflowet.

Princippet i sporgasmetoden
Sporgasmetoden giver mulighed for en alternativ måde til at måle et flow, som ikke har udfordringer med kompleks og lang rørføring. Metoden er baseret på en fortynding af sporgas (fortyndingsprincippet).

I fortyndingsprincippet tilsættes en kendt mængde sporgas til røggasafkastet per tidsenhed og koncentrationen måles efterfølgende i et punkt med fuld opblanding nedstrøms for injektionspunktet. Injektionen skal have en varighed på minimum 4 x responstiden på måleinstrumentet, og sporgassen skal helst injiceres før en fan/ventilator eller før et buk i røggaskanalen, som skaber turbulens og dermed sikrer opblanding. Afstanden imellem injektions- og målepunkterne skal helst være mindst 10 x rørdiameteren (figur 1).

Fortyndingsprincippet har den fordel, at det ikke er nødvendigt at kende rørføringernes dimensioner nøjagtigt. Desuden tilsættes sporgassen uden vand, og man kan derfor fjerne vand i røggassen inden målingen og få en tør måling, således at det resulterende flow ikke skal kompenseres for røggassens vandindhold.

Flowet i røggaskanalen/afkastet (Q i m3/s) beregnes ud fra det injicerede masseflow af sporgassen (q i kg/s), densiteten af sporgassen ved standardbetingelser (ρ i kg/m3) samt koncentrationsændringen af sporgassen (ϕ i ppmv), som angivet i ligning 1.
Usikkerhedsbudgettet på flowet udgøres derved af usikkerhederne relateret til den injicerede sporgas masse flowrate samt måling af sporgas massefraktionen.
Fortyndingsprincipppet er yderligere beskrevet i EN ISO 16911-1.

Helium som sporgas
Det er vigtigt, at der ikke er tab af den anvendte sporgas ved adsorption til overflader i røggaskanalen eller ved opløsning i vanddråber i røggassen; at sporgassen ikke er reaktiv; at der ikke er andre komponenter til stede i røggassen, som interferer med målingen af sporgassen, samt at sporgassen ikke er til stede i røggassen inden injektion, med mindre nøjagtig korrektion af den forudgående koncentration kan foretages.
Helium er en ædelgas og er derved en inert gas, som ikke adsorberer til overflader med meget lav opløselighed i vand. Baggrundskoncentrationen i luften er omkring 5 ppm, og helium dannes ikke i forbrændingsreaktioner og har derved en konstant koncentration i røggassen. Helium opfylder derved kriterierne listet ovenfor, og derfor er helium anvendt som sporgas til test af fortyndingsprincippet.

Laboratorietest
Udstyr til måling af helium blev kalibreret i laboratoriet, men det blev også fundet nødvendigt at lave kalibrering før og efter selve målingerne i felten. Metodens usikkerhed afhænger blandt andet af, om der er tab af helium. Derfor blev laboratorietest udført for at undersøge, om helium tabes via opløsning i vanddråber eller vandige aerosolpartikler i røggassen og derved ikke måles, samt om der opstår et tab af helium, når røggassen tørres via Nafion dryer inden koncentrationsmåling. De foreløbige laboratorietest viste ingen tegn på tab af helium til vand eller i Nafion dryer.

Felttest
For at metoden kan anvendes til flowkalibrering, skal der være en lineær sammenhæng mellem det injicerede heliumflow og den målte heliumkoncentration, forudsat at flowet i afkastet er konstant. I figur 2 ses det, at den målte koncentration varierer i takt med det tilsatte heliumflow. Heliumflowet er angivet over den sorte kurve varierende fra 10 til 40 l/min.
Test af metoden blev udført på forbrændingsanlægget Vestforbrænding. De foreløbige resultater ses i figur 3, hvor det beregnede flow, baseret på helium sporgasmålingen er vist som ti sekunders gennemsnit (rød), og AMS flowmålingen repræsenteres af den sorte linje.

Vurdering og konklusion
Sporgas fortyndingsmetoden er en meget velegnet metode til at måle flow. Metoden har specielt sine fordele på store komplekse anlæg, hvor det er svært at komme til at lave retvisende flowmålinger.
De indledende laboratorieforsøg viste, at helium er en lovende gas som sporgas. Felttest viste, at teorien fungerede godt i praksis, og at den flowvariation som AMS flowmåleren registrerede, også blev målt med sporgasmetoden. Fortyndingsmetoden har stort potentiale til kalibrering af AMS-systemer, når de sidste usikkerheder bliver optimeret og den samlede usikkerhed på en flowmåling bliver tilstrækkeligt lav til at overholde reglerne for AMS-kalibrering.

Litteratur
Emissioner fra stationære kilder – Manuel og automatisk bestemmelse af hastighed og volumenstrøm (flow) i kanaler – Del 1: Manuel referencemetode, 2013 DS/EN ISO 16911-1.

E-mail:
Jacob Mønster: jmn@forcetechnology.com

Skrevet i: Artikler fra Dansk Kemi, Kemiteknik

Seneste nyt fra redaktionen

Jubilæumsudgaven af Labdays i Aarhus er kommet godt fra start

BranchenytTop10. 09. 2025

Lige fra morgenstunden stod de første besøgende klar til at komme ind på LabDays messen, der i år afholdes i smilets by, Aarhus. Her kunne de finde oplagte udstillere, der gennem messens to dage står klar til at præsentere deres produkter, der inkluderer alt indenfor laboratorieverdenen. Der ud

Kvantealgoritmer og kemisk forståelse i åbne systemer

AktueltArtikler fra Dansk Kemi03. 09. 2025

Fra myten om den heroiske beregning til realistiske simuleringer af elektronoverførsel i åbne systemer med hukommelse. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Lea K. Northcote1,2 og

Grøn kemi, affald og plast

AktueltArtikler fra Dansk KemiGrøn omstilling26. 08. 2025

Grøn kemi – læren om hvordan kemi udføres bæredygtigt og sikkert – bliver kun vigtigere. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Christine Brænder Almstrup og Mikael Bols, Kemisk

Det gyldne mikrobiom: Tarmbakterier som kilde til det essentielle B-vitamin riboflavin

AktueltArtikler fra Dansk KemiBiokemiBioteknologiMedicinalkemi20. 08. 2025

Riboflavin er et essentielt vitamin, der spiller en nøglerolle for vores sundhed samt for at opretholde et sundt tarmmikrobiom. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Emmelie Joe

Antibiotikaresistens i vores naturlige miljøer

AktueltArtikler fra Dansk KemiBiologi12. 08. 2025

Spredning af antibiotikaresistens kan ske via mineraloverflader. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Karina Krarup Svenninggaard Sand, associate professor, Globe Institute,

Nye metoder giver indsigt i plantebaseret strukturdannelse

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi04. 08. 2025

Et afsluttet ph.d.-projekt fra Institut for Fødevarer ved Aarhus Universitet. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Julie Frost Dahl*, Sandra Beyer Gregersen og Milena Corredig,

Hofmeister – nem at anvende, svær at forstå

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi23. 06. 2025

Franz Hofmeister opløste æggehvide i vandige saltopløsninger. En artikel fra 1888 beskriver, hvordan nogle ioner får proteiner til at udfælde, mens andre ioner har den modsatte effekt. Fødevarekemien bruger stadig Hofmeister, men langt mere nuanceret. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3,

Udvinding af fødevareproteiner fra kløvergræs ved membranteknologi

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi17. 06. 2025

Hvis kløvergræs skal kunne anvendes som ny ressource til udvinding af fødevareproteiner, kan membranteknologi være vejen frem. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Mette Lübeck, Mads

Trinatriumhexafluo… hvad for noget?

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi09. 06. 2025

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) I år fejrer man internt i IUPAC 20-året for offentliggørelsen af The Red Book (i det følgende blot "RB2005") med anbefalinger vedrørende

Prisen på grisen: Hvad koster oprensning af beskidt CO2?

AktueltArtikler fra Dansk KemiGrøn omstilling02. 06. 2025

Hvor rent er CO2 fra CO2-fangst? Og hvor dyrt er det at oprense CO2? Denne artikel giver indsigt i nogle af udfordringerne ved at implementere en global CO2 infrastruktur. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Holm & Halby

    VidensDage 2025: To dage med viden, visioner og værdi

  • Holm & Halby

    LAF kabinetter: Er du rustet til den nye EN12469 / Annex 1

  • Drifton

    Mød Drifton og DACOS på LabDays 2025 i Aarhus

  • DENIOS ApS

    Hvordan håndterer du noget, du ikke kan se?

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Vægtbytte er blevet opdateret: Nu får du flere muligheder

  • Dansk Laborant-Forening/HK

    LABORANTER CAND.ALT.

  • Kem-En-Tec Nordic

    Lad os fortsætte traditionen – vi ses på LabDays!

  • DENIOS ApS

    Ses vi på HI-messen?

  • Holm & Halby

    Automatiseret prøveforberedelse sparer tid og øger sikkerheden

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    nerbe plus: EcoRacks, X-Frame plates, and more you’ll love

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Jubilæumsudgaven af Labdays i Aarhus er kommet godt fra start

    10.09.2025

  • Kvantealgoritmer og kemisk forståelse i åbne systemer

    03.09.2025

  • Grøn kemi, affald og plast

    26.08.2025

  • Det gyldne mikrobiom: Tarmbakterier som kilde til det essentielle B-vitamin riboflavin

    20.08.2025

  • Antibiotikaresistens i vores naturlige miljøer

    12.08.2025

  • Nye metoder giver indsigt i plantebaseret strukturdannelse

    04.08.2025

  • Hofmeister – nem at anvende, svær at forstå

    23.06.2025

  • Udvinding af fødevareproteiner fra kløvergræs ved membranteknologi

    17.06.2025

  • Trinatriumhexafluo… hvad for noget?

    09.06.2025

  • Prisen på grisen: Hvad koster oprensning af beskidt CO2?

    02.06.2025

  • Der er brug for lange måleserier af miljøparametre

    26.05.2025

  • Chemical ionization mass spectrometry in atmospheric studies

    19.05.2025

  • Gamle processer, nye muligheder: Nyt kemisk-biologisk koncept til CO2-fangst og omdannelse

    14.05.2025

  • Centrotherm clean solutions bliver til Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions

    14.05.2025

  • I dag får professor Per Halkjær Nielsen Videnskabernes Selskabs Guldmedalje

    14.05.2025

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik