在钢铁生产中，测量来自炉膛的高温二氧化碳和氢气的流量
提高可持续性，减少钢铁生产的碳排放
超声波流量测量，监测从烟气中分离出来的氢气和二氧化碳
实时测量高温工况下的各种混合气体
背景
tno 是荷兰的一家独立的研究机构，专注于在实践应用中的研发和创新。tno 与合作伙伴一起，发起了 stepwise 项目，展示如何从钢铁行业的尾气中捕获二氧化碳（co2）以创造效益，并从烟气所含的能量中创造价值。该项目所展示的技术，可以帮助钢铁行业减少co2的排放量并提高可持续性。该项目得到欧洲地平线 2020 低碳能源计划的支持。
高炉煤气（bfg）是钢铁生产中的一种烟气。它是高炉中铁矿石还原过程中的副产品，通常被用作钢铁厂的燃料或者用于锅炉和电厂。bfg 的热值相当低，因为它主要是由氮气（55%）、一氧化碳（25%）、二氧化碳（20%）和氢气 （2...4%）所组成。
在瑞典的吕勒奥（luleå），stepwise 在一家钢铁厂展示了如何去除每天 14 吨的co2，以提升烟气中的氢气含量。所捕获的co2可以被运输和存储，也可以用作合成甲醇的原料，再次成为钢铁厂的燃料。富氢烟气可以用作电厂的燃料，或者用于生产氨的原料。
测量要求
在 stepwise 的示范项目中，采用了创新的“强吸附水煤气转换”（sorption enhanced water gas shift — sewgs）工艺。该工艺的原料为来自钢厂的烟气。水-煤气-转换工艺的第一步，是与蒸汽反应，将一氧化碳 （co）转换为co2和h2。这将 高炉煤气中的 co 含量由 25% 降低到 5%。
接下来，混合气体进入 sewgs 反应塔，将剩余的 co 转换为co2和h2。在此工艺步骤中，使用了一种固体吸附剂，它与所产生的co2结合，从而让富氢气流离开反应塔。
sewgs 工艺是在高温高压下运行，温度和压力高达 +540 °c / +1004 °f 和 50 bar / 725 psi。当吸附剂所吸附的co2饱和时，就会通过泄压与蒸汽吹扫的组合进行吸附剂再生。接着再对蒸汽进行冷凝，即可获得富含co2的气流。sewgs 工艺的结果是，一路单独的富氢气流和另一路单独的富二氧化碳气流，通过两条不同的管道离开反应塔。
tno 需要合适的流量仪表，用以评估气体是否始终被成功地分离，并了解有多少co2、h2（加上氮气）和蒸汽离 开反应塔。这就要求流量计，可以实时地测量温度高达 +540°c / +1004°f 的气体流量，并且可以高度灵活地应对气体组分的波动以及不同的混合气体。由于离开反应塔的co2的压力很低，所以要求仪表不得产生压损。
科隆解决方案
optisonic 8300 流量计，被证明是应对这一挑战性应用的理想选择。该款气体流量计，设计用于测量高温混合气体的流量， 并在蒸汽应用方面的表现不凡，满足该应用中的各种技术需求，通过焊接安装到co2（dn100）和h2（dn125）管道中。在安装方面，不必再做任何改动。
利用超声波时差法原理，optisonic 8300可以测量不同的混合气体而与气体的组分无关。它可以实时地测量流量，这在检测混合气体比例的过渡阶段时尤为关键。这帮助运营人员测量各个批次的气体，而不会丢失测量值。流量计的分析功能记录流出的气体，并与体积流量读数传输到 plc 的时间相关联。
此外，用于输水的泵站配备了两台optiflux 2100 c电磁流量计，其连接法兰的口径为dn25...50，流量为 350...900 l/h。作为一款用于常规测水应用的流量计，它配备耐磨的衬里和全通径的测量管。因此，几乎无须维护，可以高效地取代此前所使用的机械式水表。使用opticheck master 服务工具，每年对流量计进行一次现场核查。
作为此客户的长期合作伙伴，科隆公司为该公司的输水网络提供过流量计，所以，此客户在过去的一段时间里，已经体验过使用服务工具进行现场核查的便利性。
客户利益
科隆公司的气体流量计，在此 sewgs 工艺中承担了重要的角色 — 帮助用户评估分离工艺的效率。借助于 optisonic 8300，即使是在一个批次内气体组分变化的情况下，tno依然可以连续地测量流出的气体。这对运营人员来说尤为关键，因为这种方式既可以优化工艺，无需安装额外的流量仪表，同时也降低了成本。因为科隆流量计所提供的实时测量，即使是在批次过渡阶段，也不会出现测量值的丢失。
optisonic 8300 的全通径结构，也帮助用户在压损方面受益。该款流量计，无移动或阻挡部件， 几乎没有压损，帮助用户节省了泵的容量和能耗。为 tno 带来的另一大优势，是该款超声波流量计的免维护设计。此外，它还不会受到磨损和污染。鉴于tno的工艺流程偶尔需要停车，所以会出现沉淀。但是，精度和信号强度不会受到沉淀的影响， 所以无需重新校准流量计，这就允许将仪表直接焊接在管道上。
optisonic 8300 再次证明了其对于co2和h2测量的出色性能和可靠性，根据所测得的声速，该款流量计甚至可以帮助客户确定两种气体混合物种的气体组分。optisonic 8300 不仅是流量计，还是一台集成气体组分实时分析的紧凑型仪表，即使是在没有安装额外流量计的情况下，对于 tno 来说也不再是一个问题，依然可以对管道中的气体进行实时分析。
科隆产品
optisonic 830
超声波流量计，适用于过热蒸汽和高温气体
双声道流量计，可选蒸汽质量流量或热计量功能
用于蒸汽结算，锅炉或电厂的监控（+620°c / +1148°f）
法兰口径：dn100…1000 / 4…40，压力等级最高 pn250 / asme cl 250
宽量程比（60：1）
关键词：吸附剂 流量计 气体流量计 电磁流量计 超声波流量计