„Lonnmeter Group“, pirmaujanti linijinių tankio matuoklių gamintoja ir tiekėja, dešimtmečius skyrė profesionalių sprendimų teikimui klientams visame pasaulyje. Šie sprendimai padėjo daugeliui pramonės gamyklų, elektrinių ir metalurgijos įmonių sumažinti išlaidas ir pagerinti efektyvumą.

Svarbus srutų maišymo vaidmuo

Vandenilio kuro elementų MEA veikimas labai priklauso nuo katalizatoriaus suspensijų vienodumo ir stabilumo. Pavyzdžiui, anodinėms suspensijoms reikia 15 % Pt-C katalizatoriaus, tolygiai disperguoto 40 % dejonizuoto vandens, 40 % metanolio ir 5 % jonomero tirpalo mišinyje; katodo suspensijoms reikalingos didesnės katalizatoriaus (20 %) ir rišiklio (10 %) proporcijos. Šis tikslus santykis turi įtakos ne tik suspensijos fizinėms savybėms, bet ir tiesiogiai veikia kataliziškai aktyvių vietų pasiskirstymą ir protonų laidumą.

Netinkamas tankio valdymas gali sukelti katalizatoriaus aglomeraciją arba nuosėdų susidarymą, dėl ko padengto katalizatoriaus storis gali būti nevienodas ir bendras akumuliatoriaus veikimas gali būti netolygus. Pavyzdžiui, didesnis tankis gali rodyti per didelį katalizatoriaus arba tirpiklio garavimą, dėl kurio padidėja suspensijos klampumas ir dengimo metu atsiranda „apelsino žievelės“ arba „duobučių“ defektų; mažesnis tankis gali rodyti nepakankamą katalizatoriaus kiekį, dėl kurio neužtikrinamos tinkamos reakcijos vietos ir sumažėja akumuliatoriaus efektyvumas.

Tradicinio srutų tankio kontrolės apribojimai

Tradicinis katalizatoriaus suspensijos maišymas remiasi rankiniu svėrimu ir neprisijungus atliekamu bandymu pirminiame etape. Šis metodas labai atsilieka nuo realaus laiko procesų – bandymų rezultatų gavimas iš mėginių ėmimo dažnai trunka 15–30 minučių, o per tą laiką suspensija gali būti perkelta į kitą procesą, todėl susidaro didelis pakartotinio apdorojimo atliekų kiekis.

Rankinio darbo metu sunku aptikti nanoskalės katalizatoriaus dalelių aglomeraciją. Be to, tokie veiksniai kaip temperatūros pokyčiai ir tirpiklio garavimas sukelia dinaminius tankio svyravimus suspensijose, kurių tradiciniai procesai negali kompensuoti realiuoju laiku, o tai dar labiau padidina kokybės nestabilumo riziką.

Veikimo principas ir techniniai privalumai

Siekdami išspręsti šiuos iššūkius, „Lonnmeter“ inžinieriai sukūrė linijinius tankio matuoklius, pagrįstus Koriolio jėgos principu, kurie matuoja skysčio virpesių dažnį ir gauna realiojo laiko tankio duomenis iki ±0,001 g/cm³ tikslumu. Vandenilio kuro elementų suspensijų maišymo metu šie didelio tikslumo stebėjimo įtaisai gali būti montuojami maišymo bakų arba cirkuliacinių vamzdynų išleidimo angose, kad būtų nuolat renkami tankio ir temperatūros duomenys, o kompensavimo algoritmai pašalina temperatūros įtaką tankiui.

Be Koriolio tankio matuoklių, „Lonnmeter“ taip pat sukūrė kitus integruotus tankio matuoklius, tokius kaip kamertoniniai tankio matuokliai ir ultragarsiniai tankio matuokliai, kad būtų galima naudoti išmaniuosius tankio stebėjimo jutiklius skirtingoms darbo sąlygoms. Aptikusi, kad katodo suspensijos tankis viršija tikslinę vertę, sistema automatiškai apskaičiuoja nuokrypį ir per dozavimo siurblį įpila atitinkamą tirpiklio kiekį; jei tankis per mažas, pridedamas iš anksto disperguotas katalizatoriaus motininis tirpalas. Šis dinaminis ciklo valdymas ne tik ištaiso formulės nuokrypius, bet ir numato galimas problemas, analizuodama istorinius duomenis. Kai tankio svyravimai viršija ribas, sistema įjungia signalizaciją, kad būtų galima įspėti apie galimą netolygų išsisklaidymą arba fazių atsiskyrimą, taip dar labiau išvengiant partijos kokybės avarijų.