ヨーロッパのガラス工場が最近、コンパクトな 二酸化炭素回収ガス分析システム 二酸化炭素回収プロジェクトに関するプロジェクトです。このプロジェクトは2つの目標に焦点を当てていました。1つ目は、顧客がガラス溶解プロセスの動的な挙動を理解すること。2つ目は、下流の二酸化炭素回収処理を行う前に、CO₂純度を安定的にオンラインで監視すること。

完全な二酸化炭素回収システムは通常、3つの主要部分から構成されます。

• CO₂回収
• CO₂輸送
• CO₂の利用または貯蔵

中でも、二酸化炭素回収段階は全工程の中で最も重要な部分です。ここで、二酸化炭素回収ガス分析システムが極めて重要な役割を果たします。

本稿では、二酸化炭素回収について理論的な観点からのみ議論するのではなく、工業用ガラス工場で実際に使用されている、カスタマイズされた二酸化炭素回収ガス分析システムを紹介する。

ガラス業界はなぜ二酸化炭素回収ガス分析システムを必要とするのか？

私たちは、 二酸化炭素回収ガス分析システム 統合型オンライン監視システムとして機能します。さらに、二酸化炭素回収プロセスの前後、およびプロセス中の排ガス組成を継続的に測定できます。これにより、ガラス工場のオペレーターは排ガス流内のリアルタイムのプロセス状況を把握し、変化する産業負荷の下でも安定したCO₂回収性能を維持することができます。

ガラス製造工程では、ガス濃度が変動する高温の排ガスが発生します。炉の温度、燃料の品質、燃焼効率、空気流量、生産速度など、様々な要因が排ガスの状態に影響を与えます。ガス濃度を継続的に監視しなければ、オペレーターは捕集効率、溶剤性能、CO₂純度を正確に評価することができません。従来の手動サンプリングでは、プロセスの状況を継続的に把握することは不可能です。オペレーターは、排ガス流中の急激な濃度変化を見逃してしまうことがよくあります。専用のオンラインガス分析システムは、連続測定と自動サンプリングによってこの問題を解決します。

実際の産業現場において、オンラインガス分析システムは単にCO₂を測定するだけでなく、オペレーターにとって以下のようなメリットをもたらします。

• 燃焼条件を最適化する
• 溶剤の劣化を軽減する
• プロセスの不安定性を検出する
• 下流の精製装置を保護する
• 二酸化炭素回収効率を向上させる
• システムの長期的な信頼性を維持する

二酸化炭素回収ガス分析システムにおいて、どのガス成分を継続的に監視する必要があるか？

ガス成分の違いは、二酸化炭素回収プロセスの安定性と効率に直接影響を与えます。各ガスには、濃度範囲、プロセス条件、および干渉耐性に基づいた適切な測定技術が必要です。例えば、ガラス炉は燃焼時に大量のCO₂、CO、SO₂、およびNOxを放出します。これらのガスは、二酸化炭素回収効率と後工程の精製品質に直接影響を与えます。

二酸化炭素回収ガス分析システム 計測対象部品および技術

NDIR技術は、高い安定性と産業干渉に対する強い耐性から、CO₂およびCOの測定に広く用いられています。また、高湿度および高CO₂環境下でも特に優れた性能を発揮します。

UV-DOAS技術は、低濃度のSO₂およびNO₂の検出において優れた性能を発揮します。また、排ガス分析において、粉塵や水分による干渉に対する高い耐性も備えています。

超低酸素濃度測定において、本システムはECD技術を用いて燃焼状態とプロセスバランスを高感度で監視します。

これらの技術を組み合わせることで、長期的な二酸化炭素回収操業に適した、安定した二酸化炭素回収ガス分析システムが構築されます。

二酸化炭素回収ガス分析システムの主な構成要素は何ですか？

カスタマイズされた 二酸化炭素回収ガス分析システム ガラス工場で使用されるこのシステムは、主に4つのセクションで構成されています。各セクションは、厳しい産業環境下でも安定したオンラインガス監視を確保するために、それぞれ特定の役割を果たします。

1. サンプリング単位

サンプリングユニットは、システム全体の出発点となる。

これは含まれています：

• 事前に埋め込まれた溶接サンプリングパイプセクション
• ボールバルブ
• 端子金具
• サンプル輸送パイプライン

サンプリング部の一方の側は、プロセス排ガス配管に直接溶接されている。もう一方の側は、分析装置キャビネットにつながる加熱式サンプリングラインに接続されている。

一方、この設計は、輸送中の漏洩リスクとサンプル損失を最小限に抑えつつ、代表的なガス抽出量を維持するのに役立ちます。他方、高温での二酸化炭素回収用途では、炉の運転中に排ガスの状態が急速に変動する可能性があるため、安定したサンプリングが不可欠です。

2. ガス調整ユニットのサンプル

未処理の排ガスは、直接分析装置で測定するには適していません。

安定したオンライン監視を確保するため、システムは以下を統合しています。

• 2段式凝縮器システム
• ガスろ過装置
• ビューラーサンプリングポンプ

試料ガスはまず凝縮器に入り、そこで水分と凝縮水が除去されます。その後、ガスは複数のろ過段階を経て微粒子が除去され、ガス分析装置へと送られます。

このガス調整プロセスは、繊細な光学部品を保護し、長期運転中のガス分析装置の安定性を向上させます。適切なガス調整を行わないと、結露、粉塵汚染、光学チャンバーの汚れなどの問題が発生し、測定精度にすぐに影響が出る可能性があります。

3. 自動制御装置

ガス分析システム全体は、PLCベースの制御プラットフォームを介して自動的に動作します。

主要なコンポーネントは次のとおりです。

• シーメンス PLC 制御システム
• 中間リレー
• 各ガス制御ポイントにソレノイドバルブが設置されています。

PLCは、ガスサンプリング、バルブ切り替え、システム状態制御、および信号通信を自動的に管理します。

この自動設計により、手動操作が削減され、システム全体の安定性が向上します。また、最新の産業用制御システムや集中監視プラットフォームへの統合も容易になります。大規模な産業プラントにおいては、自動運転により、24時間体制で安定した計測性能を維持することができます。

4. ガス分析・データ出力ユニット

ガス分析およびデータ出力部は、二酸化炭素回収ガス分析システムの中核を成す部分です。このシステムは、高い安定性、低いメンテナンス要件、連続オンライン測定機能、そして使いやすい操作インターフェースを備えた3台のオンライン排ガス分析装置を使用しています。

ガス分析装置は、ガラス炉の排ガス流中の主要なガス成分を継続的に監視し、測定データをリアルタイムでプラント制御システムに送信する。

ガス分析装置には以下のものが装備されています。

• 4～20mAアナログ出力
• RS485シリアル通信
• RS232通信インターフェイス
• LCDディスプレイとフルタッチスクリーン

シールド付き信号ケーブルを介して、ガス濃度データを顧客の中央制御室に直接送信することで、集中監視、プロセス最適化、傾向分析、警報管理、履歴データ記録が可能になります。これにより、オペレーターはプロセス変更に迅速に対応し、長期にわたる生産サイクルにおいて安定した二酸化炭素回収操業を維持できます。

二酸化炭素回収ガス分析システムのワークフローはどのように動作するのですか？

の動作原理 二酸化炭素回収ガス分析システム まず、信頼性の高い排ガス抽出から始めます。プロセス配管に直接設置されたサンプリングプローブが、炉や煙突から排ガスを連続的に抽出します。抽出されたガスは、加熱されたサンプリングラインを通ってガス分析装置キャビネットへと送られます。しかし、未処理の排ガスをガス分析装置に直接導入することはできません。工業用排ガスには通常、高濃度の水分、凝縮水、粉塵、微粒子、腐食性成分が含まれているためです。

これらの汚染物質はセンサーを損傷したり、光学チャンバーを汚染したり、測定の安定性を低下させたりする可能性があります。この問題を解決するため、本システムは分析前に複数の段階のガス調整処理を実行します。

分析装置内部では、ガスは以下のプロセスを経る。

1. 二段階凝縮

第一段階では、サンプルガスから水分と凝縮液を除去します。この工程は、下流の機器を保護し、ガスの状態を安定させる役割を果たします。

2. 一次ろ過

ガス経路内部の汚染を防ぐため、大きめの塵粒子や不純物が除去されます。

3. サンプルガスの汲み上げ

ビューラー社製のサンプリングポンプは、安定したガス輸送を実現し、分析装置へのサンプル流量を一定に保ちます。

4. 精密ろ過

高精度フィルターは、ガスが分析装置に入る前に、1μmより大きい粒子を除去します。

5. オンラインガス分析

十分に調整されたガスは、最終的にオンライン排ガス分析装置に入り、連続測定が行われる。

この包括的な調整プロセスにより、過酷な産業環境における長期的な測定信頼性が大幅に向上するとともに、メンテナンス頻度が低減されます。

実際の二酸化炭素回収プロジェクトでは、安定したサンプル調整はガス分析装置そのものと同じくらい重要な場合が多い。不安定な測定値の多くは、センサーの故障ではなく、サンプリングシステム内部の湿気、粉塵の蓄積、または不適切なガス処理によって引き起こされる。

結論

カスタマイズされた 二酸化炭素回収ガス分析システム 本稿で紹介するオンラインガス分析は、高温、高湿度、粉塵混入排ガス環境といった過酷な産業条件下における二酸化炭素回収プロジェクトをどのように支援できるかを示しています。ガスサンプリングやガス調整から、NDIR、UV-DOAS、ECD、PLCによる自動化、集中型データ出力に至るまで、システムのあらゆる部分が測定精度とプロセスの信頼性に直接影響を与えます。

二酸化炭素回収プロジェクトを計画している場合、または既存のCCUS施設をアップグレードする場合は、現在のガスモニタリング能力を評価する絶好の機会です。旧式のガス分析装置、不安定なサンプリングシステム、または不完全なガス測定は、回収性能全体を制限する可能性があります。

ガス分析の精度向上は、二酸化炭素回収結果の向上につながる。

よくある質問：

1：二酸化炭素回収ガス分析システムとは何ですか？

A 二酸化炭素回収ガス分析システム これは、二酸化炭素回収プロセス中に排ガスの組成を継続的に測定するために使用されるオンライン監視システムです。通常、CO₂、O₂、CO、SO₂、NOxなどのガスを分析し、オペレーターが回収効率を監視し、プロセス条件を最適化し、システムの安定稼働を確保するのに役立ちます。このシステムは通常、ガスサンプリング、サンプル調整、分析装置、PLC制御、およびデータ通信ユニットで構成されています。

2：二酸化炭素回収において、二酸化炭素の純度モニタリングが重要なのはなぜですか？

CO₂の純度は、パイプラインの安全性、溶剤の性能、下流での利用、および規制遵守に直接影響します。SOx、NOx、水分、炭化水素、酸素などの不純物は、腐食を引き起こし、貯蔵品質を低下させ、機器を損傷する可能性があります。CO₂純度を継続的に監視することで、オペレーターは安定した回収性能を維持し、輸送または貯蔵の仕様を満たすことができます。

3．二酸化炭素回収システムでは、どのようなガス分析技術が使用されていますか？

二酸化炭素回収用途では、いくつかの分析技術が一般的に使用されています。

• CO₂およびCO測定用のNDIR
• SO₂およびNO₂モニタリングのためのUV-DOAS
• 低濃度酸素分析用ECD
• 多成分不純物モニタリングのためのFTIR
• ガスクロマトグラフィー（GC）による詳細なガス組成分析

選択される技術は、ガスの組成、測定範囲、応答時間、およびプロセス条件によって異なります。

4．二酸化炭素回収用途において、どのようなガスを監視すべきでしょうか？

最も一般的に監視されるガスには以下が含まれます。

• CO₂の回収効率と純度
• 燃焼最適化と漏れ検出のための酸素
• 燃焼性能のためのCO
• 溶剤保護および排出ガス制御のためのSO₂およびNOx
• パイプラインの安全性と腐食防止のための水分および微量不純物

プロセス設計によっては、異なる業界でCH₄、H₂S、NH₃、または炭化水素を監視する場合もある。

5．二酸化炭素回収ガス分析システムは高温環境下でも稼働できますか？

はい。工業用 二酸化炭素回収ガス分析システム これらのシステムは、高温排ガス用途を含む過酷な運転条件向けに設計されています。通常、加熱式サンプリングプローブ、コンデンサー、フィルター、およびサンプル調整ユニットを使用して、ガスが分析装置に入る前にガスの温度を下げ、水分や塵埃を除去します。適切なサンプル調整は、安定した長期測定のために不可欠です。

6．二酸化炭素回収プロセスにおいて、SO₂とNO₂のモニタリングが重要なのはなぜですか？

SO₂とNO₂は、二酸化炭素回収効率に大きな影響を与える可能性があります。これらの酸性ガスは、回収溶媒と反応し、腐食リスクを高め、吸収装置の性能を低下させ、回収されたCO₂の流れを汚染する可能性があります。継続的なモニタリングは、下流の機器を保護し、溶媒の安定性を維持し、プロセス全体の信頼性を向上させるのに役立ちます。