Misurazione accurata dell’idrogeno: le potenzialità del EnCal 3000 H2
Un nuovo sviluppo nell’industria del gas naturale è l’iniezione di idrogeno nel sistema di condutture del gas naturale. La concentrazione massima di idrogeno per le funzioni di custodia è attualmente di 5 mol%, mentre i limiti più alti sono in fase di valutazione.
L’idea di base è quella di utilizzare l’energia in eccesso delle fonti rinnovabili, come quella eolica, idroelettrica ecc. convertendola in idrogeno. Il primo passo di tale processo è l’uso di questa energia per produrre idrogeno scindendo l’acqua nei suoi costituenti. Il secondo step è quello di introdurre l’idrogeno generato nella rete del gas. Un possibile passo intermedio sarebbe la produzione di metano dall’idrogeno e dall’anidride carbonica. Vi sono piani per aumentare la concentrazione massima di idrogeno nel gas naturale al 10%, in modo che una quantità maggiore di idrogeno possa essere immessa nella rete. Questo aggiunge una nuova applicazione alla gamma del nostro gas cromatografo EnCal 3000.
Risparmio sui costi
La misurazione online della concentrazione di idrogeno richiede ovviamente un investimento iniziale. L’EnCal 3000 tuttavia, è in grado di misurare la concentrazione di idrogeno oltre alla misura del potere calorifico. In molti casi la misurazione del potere calorifico è comunque richiesta ai fini della fatturazione. Supponendo che questo sia il caso, si possono risparmiare costosi campionamenti manuali, analisi di laboratorio o controlli a campione, con costi aggiuntivi molto limitati.
Applicazione tecnica
L’EnCal 3000 è un gascromatografo online che utilizza la più recente tecnologia MEMS (microsistemi elettromeccanici). Grazie alla concezione modulare dell’EnCal 3000, è possibile offrire diverse funzioni all’interno dello stesso sistema, semplicemente scambiando i canali analitici. Per la misurazione dell’idrogeno ci sono due possibili applicazioni.
Idrogeno come singolo componente
Nel caso in cui la misura del potere calorifico non sia richiesta o sia già presente, è possibile utilizzare un EnCal 3000 con un singolo modulo analitico. La misurazione sarà dedicata solo alla misurazione dell’idrogeno.
Idrogeno aggiunto alla determinazione del potere calorifico
È possibile misurare l’idrogeno in aggiunta ai componenti che sono normalmente richiesti per il calcolo del potere calorifico. Per ottenere ciò, il primo canale dovrà essere di un altro tipo, e si dovrà aggiungere all’analizzatore un ulteriore gas di trasporto (Argon). Questo è oggi possibile.
Dati tecnici dell’EnCal 3000 H2
| Gas naturale + idrogeno + potere calorifico | Solo idrogeno | |
| Hardware analitico | 2 moduli GC isotermici paralleli con tecnologia a colonna capillare di piccolo diametro in combinazione con componenti analitici basati sui MEMS | 1 modulo GC isotermico con tecnologia a colonna capillare di piccolo diametro in combinazione con componenti analitici basati sui MEMS. |
| Risultato dell’analisi | Composizione completa di qualsiasi gas naturale fino a C6+ o C9+ (opzione) + concentrazione di idrogeno Potere calorifico, densità, indice di Wobbe | Concentrazione di idrogeno |
| Intervallo dei componenti | N2 : 0 – 20 % – néo-C5: incluso in nC4 CH4 : 0 -100 % – C5 : 0 -0.25 % CO2 : 0 – 20 % – C6 : 0 -0.10 % C2 : 0 -10 % – C7 : 0 -0.05 % C3 : 0 -10 % – C8 : 0 -0.05 % C4 : 0 – 10% – C9+ : 0 -0.05 % H2 : 0 – 20% Concentrazioni al di fuori di questi range su richiesta | Idrogeno : 0 – 100% |
| Analisi delle prestazioni dell’idrogeno | ||
| Limite di rilevamento per H2 | 5 ppm | 5 ppm |
| Ripetibilità per H2 | 0,3%RSD | 5 ppm |
| Incertezza | 0,6% del valore letto | N/A |
| Tempo di analisi | 5 minuti | 0,6% del valore letto in base all’applicazione |
| Misurazione delle prestazioni del potere calorifico | ||
| Incertezza | < 0,15% per tutte le proprietà calcolate | N/A |
| Con calibrazione multilivello | < 0,10% per tutte le proprietà calcolate | N/A |
| Ripetibilità | < 0,02 % per tutte le proprietà calcolate | N/A |
| Condizioni ambientali | Temperatura: da -20 °C a +55 °C | |
| Approvazioni | TEX / IECEx / INMETRO : Ex db IIC T6 Gb KC MARK : Ex d IIC T6 FM : Classe I / Div1 Gruppo BCD T6 IP 66, test di vibrazione e sollecitazione meccanica secondo IEC 60068-2-31 e 64 EMC in conformità con EN 61000-6-2 e EN 61000-6-4 Riferimento del certificato metrologico PTB No. PTB-3.31-4016861 | |
| Alimentazione elettrica | 24 V DC, 18 W nominali (50 W di picco all’avvio) per la versione non riscaldata 24 V DC, 120 W nominali (170 W di picco all’avvio) per la versione riscaldata (temperatura ambiente < 0°C) | |
| Interfacce | Ethernet UTP 10 Base-T per ModBus TCP/IP e collegamento PC 2 porte RS 232/485 per ModBus RTU o ASCII 3 ingressi analogici per sensori locali (4 – 20 mA o 0 – 10 V DC) | |
| Analizzatore | Funzionamento autonomo completo, compresi tutti i calcoli e la generazione di formati di report, senza necessità di intervento dell’operatore. Calcoli in conformità con ISO 6976, GPA 2172 o GOST 22667 | |
| Registrazione dei dati | Registro cronologico: archiviazione locale degli ultimi 35 giorni di tutti i dati analitici (analisi, eventi, allarmi, medie, ultimo cromatogramma, dati di calibrazione) in conformità con il rapporto API 21.1. Tutti i dati sono disponibili sulla postazione remota in formato XML | |
| Condizionamento del campione (integrato) | Parte integrante dell’analizzatore. Consiste in regolatori di pressione per ogni flusso, filtri per le particelle e selezione del flusso con doppia funzione di blocco e scarico per un massimo di 5 flussi e 1 gas di calibrazione. Il sistema di condizionamento del campione interno contiene anche un bypass programmabile del campione 0-20 Nl/hr. (0,7 scf/hr) | |
| Condizionamento del campione (esterno) | Filtro a membrana richiesto per il gas campione. | |
| Gas di trasporto | Argon (per la misurazione dell’idrogeno) + Elio (in caso di idrogeno + potere calorifico) Qualità N5.0, pressione di alimentazione 5,5 barg, (80 psi) consumo ± 8 ml/min (0,4 scf/giorno) Il regolatore di pressione deve contenere uno scarico di sicurezza impostato a 6,5 barg. (95 psi) | |
| Gas di calibrazione | Pressione di alimentazione 2 barg (28 psi) nominali. Consumo ± 600 ml/calibrazione (37 in³/calibrazione) (@ pressione atmosferica) Composizione a seconda dell’applicazione. |
