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Application note A115-CM02

액화 가스 투여

"실시간으로 당신이 무엇을 펌핑하는지 알 수 있습니다."

추출 공정을 위한 고압 조건에서 수행되는 많은 화학 반응들에 있어 정확한 양의 유기 용매 공급이 필수적입니다. 기존의 유기 용매를 대체하기 위해, 액화가스와 같은 친환경적이고 효과적인 대안이 고려됩니다.

이러한 액체/가스 물질을 취급하는 어려움과 정량 투여의 낮은 정밀도는 기술적 응용 분야에서 액화 가스를 사용하는데 큰 장애물이었습니다. 그러나 브롱호스트 질량 흐름 컨트롤러(mass flow controllers)를 WADose 고압 펌프(WADose high pressure pumps)와 연결하면, 액화 가스를 고압에서 정확하게 투여할 수 있는 간단하고 완벽한 솔루션이 생성됩니다. 액화 가스는 대기압/상온에서 냉각이나 압축에 의해 액체로 변하는 기체입니다.

 


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Graphene structure

응용 조건

액화가스는 고압(수백 bar 까지)에서 작동하는 관련 응용에 액화 상태로 투여되어야 합니다. 액화 가스의 정확한 투여를 위해 공정 조건, 특히 압력과 온도는 액체의 탈가스화를 방지해야 합니다. 특히 저유량대에서는 필요한 양의 액체가 실제로 정량 투여되는지 모니터링 해야합니다.

중요 항목

  • 액체의 탈가스화를 방지
  • 고압에서의 투여
  • 저유량 투여의 정확한 측정


프로세스 솔루션

액화가스 투여를 위한 솔루션은 열교환기가 부착된 WADose 고압 Lite 펌프(WADose High Pressure Lite pump)와 브롱호스트 코리올리스 질량 흐름 컨트롤러(Coriolis mass flow controller)와 EL-PRESS 압력계(EL-PRESS pressure meter)를 조합한 것입니다. 열교환기의 기능은 펌프 헤드를 동결 온도 이하로 냉각하여 액체의 형성을 자극하고 캐비테이션 및 가스 배출을 방지하는 것입니다. 이는 화합물을 투여할 때 압력 변동과 불안정한 액체 흐름을 방지하기 위함입니다. FLOWBUS는 펌프와 질량 흐름 컨트롤러 사이의 표준 통신 프로토콜로 사용됩니다. 

WADose 피스톤 펌프(WADose piston pump)ㅘ 코리올리스 질량 흐름 컨트롤러(Coriolis mass flow controller)를 함께 사용하면 액화가스를 정확하게 투여할 수 있습니다. 독립형 피스톤 펌프는 밀폐성이 없으며 시간이 지남에 따라 마모가 발생합니다. 따라서 이들의 설정값은 특히 ml/min 범위의 저유량을 투여할 때, 실제 투여된 양과 차이가 있을 수 있습니다. 코리올리스 질량 흐름 컨트롤러를 사용하여 현장에서 정확한 투여 양을 측정할 수 있고, 이 장치는 유량을 조절하여 펌프를 제어합니다. 자체 모니터링 제어 회로는 지속적으로 솔루션이 수행해야하는 작업을 체크하면서 실시간으로 펌프가 구동되는 것을 알 수 있습니다. 이 솔루션을 사용하기 전에는 액화가스가 제대로 제어되지 않았고, 따라서 필요한 정밀도도 부족했습니다.

Flow scheme
Flow scheme

이 솔루션은 일반적으로 가스 실린더에서 액화가스를 약 200bar의 높은 압력의 액체로 승압합니다. 압력은 디지털 전자식 압력계(digital electronic pressure meter)를 통해 모니터링 되고, 프로세스 압력을 측정하고 안전 기능을 제공합니다. 이러한 구성 요소를 보호하기 위해 공정에서는 장치가 용기가 견딜 수 있는 수준보다 압력이 높아지지 않도록 해야합니다. 

질량 흐름 컨트롤러는 유체의 의존하지 않는 질량 유량 외에도 화합물의 밀도르르ㄹ 지속적으로 측정합니다. 이는 화합물이 완전히 액체 상태인지 아닌지를 모니터링하는 추가적인 조치이며, 빠른 대응을 가능하게 합니다. 또한 투여된 화합물의 온도는 질량 흐름 컨트롤러에 의해 모니터링 됩니다.

이 펌프/컨트롤러의 조합은 엔지니어링 시간이 필요없는 완벽한 Plug and Play 솔루션 입니다. 제어 매개 변수는 인터페이스를 사용하여 쉽게 수정이 가능합니다.

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WADose High Pressure pump with Coriolis mass flow meter
Special version WADose High Pressure Lite pump (with stainless steel pump and PEEK pressure sensor) with Coriolis mass flow meter

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