Bjørn Morland (t.v.) og Tommy Nordby demonstrerer måleriggen, som skal avdekke eventuell forurensing i CO2-strømmen under transport.
Bjørn Morland (t.v.) og Tommy Nordby demonstrerer måleriggen, som skal avdekke eventuell forurensing i CO2-strømmen under transport.

IFE CO2-analyse

IFEs analyserigg avslører mysterier ved transport av CO2.

Riggen er proppet med avansert, online analyseutstyr.

Analyseutstyr i måleriggen

Analysator Emerson Extream

  • Måleområde NO/NO2/SO2: 0-1000 ppmv.
  • Nøyaktighet/repeterbarhet: 0,5 prosent av full skala.
  • Maks flow: 1,5 l/min
  • Maks trykk: 1,5 bara.

Gasskromatograf SRI Instruments

  • Måleområde: 0,1 ppmv til 100 prosent.
  • Maks trykk: 20 bara.

Vannmåler Yokogawa TDLS

  • Måleområde: 10-12000 ppmv.
  • Nøyaktighet: 2 prosent av avlest verdi.
  • Maks flow: 3 l/min.
  • Maks trykk: 20 bara.

Institutt for Energiteknikk (IFE)

  • Internasjonal forskningsstiftelse for energi og nukleærteknologi.
  • Hovedformålet er samfunnsnyttig forskning og utvikling.
  • Arbeider for et mer klimavennlig energisystem, basert på fornybar og CO2-fri energi.

Halden: Kjemiingeniør Bjørn Morland hos IFE forteller til automatisering at det er forsket mye på både behandling og deponering av klimagassen. Men hva skjer med urenheter i rørledningene, som kan ha en lengde på flere hundre kilometer?

Gasser seg med analysatorer

Det vil forskerne på instituttet finne ut av, i samarbeid med blant annet Gassco, Gassnova, Shell, Statoil og Total. Morland og kollega og finmekaniker Tommy Nordby, skred til verket og konstruerte en avansert målerigg, fullspekket med instrumenter og analysatorer, som kan simulere CO2-transport under en rekke betingelser.

- Online analyse gir mye raskere resultater enn konvensjonelle laboratorieprøver, sier Morland.

Derfor er måleriggen fylt opp med snadder for gassene NOx, SO2, H2S, CO2, H2O, O2, N2, H2 og C1 til C8. Morland forklarer at analysemodulen består av tre instrumenter.

Les også: Væskeanalyse i skuddet på Kommunalteknikk 2013.

Multianalyse og gasskromatograf

Først ut er en vannmåler fra Yokogawa. Kjemiingeniøren opplyser at den er basert på såkalt Tunable Diode Laser Spectroscopi (TDLS).

Deretter følger en multianalysator fra Emerson (Xstream). Den modulære analysatoren kan håndtere online analyse av inntil fem parametere, men IFE klarer seg med tre.

- Instrumentet har fotometriske sensorer for NDIR (Nondispersive Infrarød) og UV (Ultrafiolett). Den benyttes for analyse av NO, NO2 og SO2, forklarer Morland.

Analysetrioen avsluttes med en gasskromatograf fra SRI Instruments. Ifølge Morland har den fire forskjellige detektorer, en TCD (Thermal Conductivity Detector), to FID (Flame Ionization Detector) og en FPD (Flame Photometric Detector). Gasskromatografen har også tre forskjellige kolonner kapillær, molsieve (”molekylær sil”) og såkalt Haysep-d.

- Gasskromatografen kan analysere det meste, kommenterer han.

Kontrollert gassmengde

Ettersom måleriggen er en nedskalert versjon av virkelige transportsystemer, blir gassmengden deretter. Kjemiingeniøren sier at gasstrømmen gjennom analysesystemet typisk vil være en halv til et par liter i minuttet. Den flytende fasen i transportlinjen kan bevege seg opp mot to meter per sekund. En massestrømsmåler fra Bronkhorst holder kontroll på volumet som går gjennom riggen.

Prosessanalysatoren fra Emerson og gasskromatografen blir kalibrert mot en kalibreringsgass. Vannmåleren fra Yokogawa blir kalibrert mot en duggpunktsmåler fra Michell, som benytter seg av såkalt chilled mirror for å gjøre jobben.

- Duggpunktsmåleren er også integrert i riggen, sier Morland.

Fjernoppkopling

IFE samler all informasjon fra analyseriggen, som til slutt havner i et regneark (Excel) for videre bearbeiding. På den måten håper forskerne å avdekke hva som skjer med CO2-strømmen på vei til deponiet. Kjemiingeniøren forteller at korrosjon i rørledningene er et av temaene som IFE setter under lupen.

Det kan som nevnt være store avstander mellom stedet hvor CO2 blir fanget og der det blir lagret. IFE-duoen har også tilrettelagt systemet for forskere som er langt unna måleriggen når de studerer hva som skjer.

- De viktigste instrumentene er tilgjengelig via fjernoppkopling med PC, avslutter Bjørn Morland.