• 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

Hofmeister – nem at anvende, svær at forstå

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemiTop23. 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

Der er brug for lange måleserier af miljøparametre

AktueltArtikler fra Dansk KemiKlima og miljø26. 05. 2025

Kontinuerlige, kvalitetssikrede målinger af kemiske, fysiske og biologiske miljøparametre giver uundværlig information. Det gælder også for Grønland. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen

Chemical ionization mass spectrometry in atmospheric studies

AktueltAnalytisk kemiArtikler fra Dansk Kemi19. 05. 2025

Advances in chemical ionization mass spectrometry can improve our understanding of atmospheric composition. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Varun Kumar, Institut for

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

AktueltArtikler fra Dansk KemiBioteknologi14. 05. 2025

Oldgamle CO2-ædende mikroorganismer kan fange CO2 direkte fra skorstensrøg og omdanne kulstoffet til grønne molekyler. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Mads Ujarak Sieborg1 og

Centrotherm clean solutions bliver til Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions

AktueltBranchenyt14. 05. 2025

Busch Group annoncerer, at deres brand centrotherm clean solutions bliver en del af Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions. Fra september 2025 vil gasreduktionssystemerne til Semicon-industrien, som tidligere blev tilbudt under dette mærke, blive integreret i Pfeiffer-porteføljen og fremover være

I dag får professor Per Halkjær Nielsen Videnskabernes Selskabs Guldmedalje

Branchenyt14. 05. 2025

For blot fjerde gang i dette årtusinde uddeles Videnskabernes Selskabs Guldmedalje. Det sker i dag, hvor bakterieforsker Per Halkjær Nielsen, professor ved Institut for Kemi og Biovidenskab ved Aalborg Universitet, får den fine hæder for sit livsværk og sin holdånd. Han er manden, der kortlægger

Atmosfærisk transport af PFAS til Højarktis

AktueltArtikler fra Dansk KemiKlima og miljø28. 04. 2025

Tilstedeværelsen af PFAS-forbindelser skyldes ikke kun lokale kilder, men de kan langtransporteres i luften til selv meget fjerntliggende arktiske egne. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





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

/Nyheder

  • Dansk Laborant-Forening/HK

    Laboranter er nysgerrige på ny teknik

  • DENIOS ApS

    Sådan udnytter du den stille periode i sommerferien

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Sommer vedligeholdelsestips til din vakuumpumpe: 6 gode anbefalinger

  • DENIOS ApS

    Så er det sidste chance

  • DENIOS ApS

    Sikker tøndehåndtering starter her

  • LABDAYS – Fagmesse for Laboratorieteknik

    LabDays Aarhus 2025 – SOLD OUT

  • Holm & Halby

    VidensDage’25 hos Holm og Halby: Faglig fordybelse og teknologisk indsigt i højsædet

  • Holm & Halby

    Fremtidens sikkerhedskabinetter: Er du rustet til den nye EN12469 / Annex 1

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Høj præcision i CNC-fræsning takket være vakuum

  • Dansk Laborant-Forening/HK

    En fundamental del af forskningen

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • 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

  • Atmosfærisk transport af PFAS til Højarktis

    28.04.2025

  • Biotek-firma bag fedme-medicin på tabletform har lagt en klar plan om samarbejde eller opkøb

    21.04.2025

  • Dansk virksomhed vil vende produktionen af ammoniak på hovedet – ned i en lille container

    07.04.2025

  • En EU-historie om nomenklatur – og ginseng til hunde, katte og heste!

    01.04.2025

  • Tysk elektrolyseanlæg er som det første i verden blevet integreret direkte i kemisk produktion

    31.03.2025

  • Dansk innovation blander sig i toppen over lande med de fleste patentansøgninger

    31.03.2025

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