I rifiuti sono preziosi. Dai cosiddetti rifiuti solidi urbani come imballaggi, carta o alimenti è possibile, ad esempio, ottenere carburante per aerei. Durante il processo di produzione, il controllo delle reazioni esotermiche richiede un monitoraggio della temperatura affidabile e preciso. Per questa operazione occorre utilizzare una termocoppia multipoint. Un produttore di carburante sostenibile per aviazione o SAF (“Sustainable Aviation Fuel”) utilizza a tal fine il modello TC97 di WIKA-GAYESCO, un sensore miniaturizzato adatto per spazi di installazione ridotti.
Il produttore di SAF utilizza rifiuti di plastica come materia prima per il suo carburante. Li frantuma in grandi quantità fino a ottenere un feed che viene successivamente scomposto in un processo di gassificazione, trasformandosi così in un gas di sintesi, abbreviato come syngas. A differenza della combustione, si tratta di un processo chiuso che non emette inquinanti nell’atmosfera.
Per la produzione di un sostituto del greggio si utilizza un reattore a fascio tubiero, dal quale successivamente si raffina il carburante sostenibile per l’aviazione. La sezione trasversale di un simile reattore, illustrata qui con una termocoppia multipoint per il monitoraggio della temperatura, non è in scala. Dal “syngas” nasce un sostituto del greggio.
Nel passaggio successivo del processo produttivo, il “syngas” viene trasformato in un sostituto del greggio, chiamato “syncrude”, attraverso il processo Fischer-Tropsch in un reattore a fascio tubiero. Questo processo avviene in tubi che contengono un numero specifico di elementi riempitivi con un catalizzatore proprietario del produttore. Ogni tubo è lungo 18 metri.
Sono necessarie nove termocoppie multipoint
All’interno dei tubi riempiti di catalizzatore si raggiungono temperature fino a +327 °C. Una conoscenza precisa dell’andamento della temperatura nel processo è fondamentale per un funzionamento efficiente e, in ultima analisi, per la qualità del prodotto desiderato. Le elevate temperature non sono l’unica sfida: i tubi del catalizzatore hanno un diametro di cinque centimetri, e quindi anche l’inserimento della guaina della termocoppia multipoint è un processo delicato. Il diametro dello strumento di misura deve essere il più piccolo possibile per non interferire con la reazione. Per ottenere un profilo della temperatura significativo all’interno del reattore, è necessario installare una termocoppia multipoint in ognuno dei nove tubi.
Misure in spazi estremamente ridotti
Per questa misura in spazi estremamente ridotti, gli specialisti della temperatura di WIKA-GAYESCO hanno scelto il sensore miniaturizzato TC97, una termocoppia multipoint collaudata in reattori tubolari ad alta temperatura e alta pressione per reazioni esotermiche. Sono stati realizzati nove dispositivi, ognuno con 13 punti di misura, in una guaina lunga 18 metri e di diametro di soli 4,7 millimetri.
Profilo di temperatura per rilevare precocemente i punti caldi pericolosi per il processo
I punti di misura sono posizionati in modo da rilevare la temperatura del processo su 39 altezze predefinite all’interno del letto catalitico. Grazie all’elevata qualità della misura e alla breve risposta della TC97, il produttore di SAF è in grado di ottenere un profilo di temperatura che consente di rispondere rapidamente agli sviluppi del processo. È in grado di rilevare tempestivamente la formazione di punti caldi dannosi derivanti da un comportamento errato del processo e di valutare la durata del catalizzatore.
La termocoppia multipoint garantisce un ciclo operativo di tre anni
L’installazione degli strumenti di misura è avvenuta in condizioni difficili. È stato necessario far passare ogni termocoppia multipoint attraverso una serie di aperture con tolleranze strette. Grazie al materiale resistente della guaina e mediante un filo guida e un meccanismo di montaggio, l’installazione è stata eseguita senza problemi. Le TC97 sono robuste e realizzate in funzione dell’applicazione, per garantire un ciclo operativo di tre anni, in linea con la durata prevista del catalizzatore. I segnali vengono trasmessi tramite un cavo flessibile ai trasmettitori con segnale 4…20 mA, collegati al sistema DCS e SIS. Il syncrude ottenuto nel reattore Fischer-Tropsch viene successivamente raffinato nel prodotto finale. Il carburante sostenibile per l’aviazione è privo di zolfo, polveri sottili e altre impurità. Rispetto a un carburante fossile, genera l’80% in meno di emissioni di gas serra.
Nota
Sul nostro sito web troverete ulteriori informazioni su WIKA e una panoramica di prodotti, segmenti di mercato e servizi offerti. Nello shop online WIKA troverete anche una vasta gamma di strumenti di misura standard. Non esitate a contattarci per qualsiasi domanda o informazione.