Вимірювання надкритичного потоку CO2: роль коріолісових витратомірів

Надкритичний двоокис вуглецю (CO2) — це унікальний стан речовини, який виникає, коли CO2 піддається впливу високого тиску та температури, що перевищує критичну точку 31,1°C і 7,38 МПа (73,8 бар), щільність рідкого CO2 може становити 0,21918 г/ мл, У цьому стані CO2 проявляє властивості як газу, так і рідини, що робить його чудовим розчинником для різноманітних промислових застосувань, у т.ч. процеси екстракції в харчовій, фармацевтичній та хімічній промисловості. Вимірювання потоку надкритичного CO2 має вирішальне значення для забезпечення ефективності процесу, оптимізації виробництва та підтримки стандартів безпеки.

Значення вимірювання надкритичного потоку CO2

Точне вимірювання витрати надкритичного CO2 є важливим з кількох причин. По-перше, це дозволяє точно контролювати процеси екстракції, забезпечуючи оптимальний вихід і якість. По-друге, це дозволяє краще керувати енергією, оскільки надкритичний CO2 часто використовується в процесах, що вимагають ретельного терморегулювання. Нарешті, вимірювання потоку відіграє життєво важливу роль у безпеці, оскільки точні дані допомагають запобігти надлишковому тиску та гарантують, що обладнання працює в установлених межах.

Проблеми вимірювання надкритичного потоку CO2

Вимірювання надкритичного потоку CO2 представляє кілька проблем. Основна складність полягає в його фазовій поведінці, оскільки CO2 може існувати в різних станах за різних умов тиску та температури. Необхідний діапазон потоку може бути дуже малим, наприклад лише 1-5 г/с або 10 см3/хв, що додатково ускладнює вимірювання, оскільки традиційні витратоміри можуть мати проблеми з низькими витратами, високим тиском і високою в’язкістю надкритичних рідин. Крім того, потреба в вимірювальній системі, яка може працювати під високим тиском (до 20 МПа) і температурою (до 150 °C), додає складності.

Принцип витратомірів Коріоліса для надкритичного витратоміра CO2

Витратоміри Коріоліса особливо підходять для вимірювання надкритичного CO2 завдяки їхній здатності забезпечувати високоточні вимірювання масової витрати незалежно від властивостей рідини. Принцип роботи заснований на ефекті Коріоліса, який виникає, коли рідина тече через вібруючу трубку. Коли рідина рухається, вона створює фазовий зсув коливань, який прямо пропорційний масовій швидкості потоку. Це дозволяє здійснювати моніторинг потоку та щільності в режимі реального часу, що робить витратоміри Коріоліса ідеальними для застосувань із надкритичним CO2.

Переваги коріолісових витратомірів для надкритичного вимірювання CO2

Витратоміри Коріоліса пропонують численні переваги для вимірювання надкритичного CO2, зокрема:
1. Висока точність: з точністю вимірювання в діапазоні тисячних часток вимірювачі Коріоліса забезпечують надійні дані, важливі для керування процесом.
2. Широкий діапазон робочих умов: вони можуть працювати в заданому діапазоні температур 0-150°C і діапазоні тиску до 20 МПа, що робить їх універсальними для різних застосувань.
3. Компактний розмір: діаметр датчика витратоміра 3 мм або 1 мм дозволяє інтегрувати його в тісних місцях, що часто потрібно в промислових установках.
4. Стійкість до корозії: багато витратомірів Коріоліса розроблено з матеріалів, стійких до корозії, що забезпечує довговічність і надійність під час вимірювання надкритичного CO2.
5. Дані в режимі реального часу: Ці масові витратоміри забезпечують безперервне вимірювання потоку, дозволяючи миттєво коригувати для підтримки оптимальних умов процесу.

Технічні параметри витратомірів Коріоліса, що вимірюють надкритичний CO2

Виходячи з викладених конкретних вимог, відповідні коріолісові витратоміри повинні відповідати таким технічним параметрам:
- Діапазон потоку: пристосування до низьких витрат, типових для застосувань із надкритичним вмістом CO2.
- Номінальний тиск: до 20 МПа (200 бар) для забезпечення безпечних і точних вимірювань в умовах високого тиску.
- Діапазон температур: від 0 до 150°C для покриття робочих умов надкритичного CO2.
- Розмір підключення: інтерфейси з діаметром датчика потоку не менше 1 мм для компактних систем.
- Точність: точність вимірювання в межах ±0,1% для забезпечення точності контролю потоку.

Висновок

Підсумовуючи, вимірювання надкритичного потоку CO2 має важливе значення для оптимізації промислових процесів, де використовується цей унікальний стан речовини. Витратоміри Коріоліса забезпечують ідеальне рішення, поєднуючи високу точність, широкий робочий діапазон і здатність справлятися зі складнощами, пов’язаними з надкритичними рідинами. Використовуючи переваги технології Коріоліса, галузі можуть підвищити ефективність процесів, забезпечити безпеку та підтримувати якість продукції.