お客様課題：こんなことにお困りではありませんか？
対象：メタネーション設備
課題：合成メタン製造の原料混合比の制御を改善したい
メタネーションとは、水素H2と二酸化炭素CO2から天然ガスの主成分であるメタンCH4を合成する技術です。工場などから排出されたCO2を原料として利用することでカーボンリサイクルを可能にします。将来的なメタネーション設備大規模化に向けて、メタン合成プロセスの運転状態を信頼性高く監視・制御することは重要な課題です。
- 合成メタンの高効率製造のために、CO2とH2原料混合比を1:4にすることが重要だが、一般的な流量制御では、ガス供給量に数％の誤差や変動が発生する場合がある。
- 排気CO2回収状況によってCO2量が変動するため、H2供給量をCO2変化量に追従させて原料混合比を制御したいが、プロセス中のH2 ・CO2濃度を検知するためのガス分析計は応答に1分以上かかりフィードバック制御の応答も遅れてしまう。
ガス密度を用いてガス混合比を推定することで容易にかつコストを抑えて製造効率課題を解決します。
課題解決による価値
- ガス密度計1台でガス混合比を測定できるため、シンプルな計装構成により、設備の運用コスト削減に貢献します。
- 高速応答によりプロセスガス混合比制御をフィードバックループに組み込むことができるため、合成メタンの純度向上と品質安定化に貢献します。
設置運用案
従来の操業は、プロセスガス成分ごとに分析手法が異なることが一般的でしたが、メタネーションプロセスの原料ガス成分はクリーンかつCO2、H2のみであるため、ガス密度から混合比の推定が可能です。
ガス密度計GDシリーズは繰り返し性±0.5%かつ応答約5秒でガス密度を測定するため、高速なプロセス運転状態の監視によりガス混合比に追従したフィードバック制御につなげることができます。
メタネーション設備概要と測定点
メタネーションプロセスにおけるガス密度計を用いた運転状態監視の応用
| 測定点 | 分析目的 | 測定対象 |
|---|---|---|
| 1 | 原料CO2純度監視 | CO2：空気 |
| 2 | 原料H2純度監視 | H2：空気 |
| 3 | メタン転化率監視 | CO2：H2：メタン |
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