Methan-Pyrolyse Korrosionsprüfung

• Korrosion kostet die Weltwirtschaft jedes Jahr etwa $2,5 Billionen, was sie zu einem der teuersten Probleme der Industrie macht.
• In einer neuen Studie werden fortschrittliche Legierungen unter den extremen Bedingungen der Methanpyrolyse bei 1200°C getestet, um zu sehen, wie sie sich abbauen.
• Die Ergebnisse könnten der Wasserstoffindustrie dabei helfen, widerstandsfähigere und langlebigere Materialien für Reaktoren, Rohrleitungen und andere kritische Anlagen auszuwählen.

Forscher der Universität bereiten für das nächste Jahr eine Studie darüber vor, wie fortschrittliche Legierungen auf die extremen thermischen und chemischen Belastungen der Methanpyrolyse reagieren. Im Gegensatz zu den meisten Arbeiten auf diesem Gebiet - die darauf abzielen, die Wasserstoffausbeute zu erhöhen oder die Katalysatoren zu optimieren - wird sich dieses Projekt auf die Materialkompatibilität konzentrieren, kritische Daten über die Grenzen von Hochleistungslegierungen liefern und die Gestaltung künftiger Experimente leiten.

Obwohl die Pyrolyse auch bei niedrigeren Temperaturen möglich ist, wird die Erhöhung der Temperatur auf 1200 °C beide Reaktionen beschleunigen und die Testdauer verkürzen, so dass die Forscher innerhalb eines praktischen Zeitfensters aussagekräftige Daten sammeln können.

Für das Experiment werden mehrere Gasgemische verwendet, darunter reines Argon, reiner Wasserstoff, ein 5% H₂/Argon-Gemisch und CH₄/H₂ Gemische, die 5% und 10% Methan enthalten. Jeder Strom wird von einem der vier separaten Alicat^® Massendurchflussregler der MC-Reihe (MFCs), die vor dem Muffelofen positioniert sind und 10 - 20 sccm Gas strömen lassen. Die Genauigkeit der MFCs - ± 0,5% des Messwerts oder ± 0,1% des Skalenendwerts, je nachdem, welcher Wert größer ist - sorgt für eine gleichmäßige Dosierung, um die Temperaturstabilität zu gewährleisten.

Die Verwendung des GasSelect™. und Komponist™. Funktionen werden die MFCs Gas-Swapping-Voreinstellungen unterstützen, so dass Forscher zwischen reinen Gasen und benutzerdefinierten Gasmischungen ohne Neukalibrierung oder Genauigkeitsverlust wechseln können. Diese Flexibilität bedeutet, dass die gleiche Hardware nahtlos zwischen Ar, H₂oder CH₄/H₂ mischt sich im Laufe des Experiments und ermöglicht so mehrere Testbedingungen mit weniger Instrumenten und minimalen Ausfallzeiten.

Ohne eine zentrale Messdatenerfassung protokollieren die Forscher die Sollwertdaten des Ofens, und der MFC zeigt die Messwerte in festen Intervallen an. Die Alarmfunktion des MFC kann verwendet werden, um die Forscher zu überwachen und vor Ausreißern bei der Durchflussrate, dem Versorgungsdruck oder der Temperatur zu warnen und sicherzustellen, dass der Prozess stabil bleibt.

Der Erfolg dieses Experiments hängt von einer präzisen, stabilen Gaszufuhr über einen langen Zeitraum ab. MFCs sorgen für eine genaue Durchflusskontrolle bei mehreren Gasen und halten die Ofenbedingungen konstant, wenn sich die Testatmosphäre ändert und der Druck leicht ansteigt. Ohne diese Präzision könnten unkontrollierte Schwankungen der Wasserstoff- oder Methankonzentration die Korrosionseffekte verschleiern. Die MFCs der MC-Serie von Alicat ermöglichen eine schnelle Anpassung der Gasmischung und bieten Echtzeit-Alarme, so dass die Tests mit weniger Unterbrechungen durchgeführt werden können.

Petrochemische Hersteller und Werkstoffentwickler stehen vor der Herausforderung, Legierungen auszuwählen, die hochreaktiven Bedingungen standhalten. Insbesondere in der Wasserstoffindustrie müssen Elektrolyseure, Pipelines und Reaktoren unter diesen extremen Bedingungen sicher arbeiten.

Die Methanpyrolyse ist die bereits erforscht werden in Reaktoren als zukünftiger Weg zu einer saubereren Wasserstoffproduktion. Weitere Tests wie dieser werden direkt zu diesen Fortschritten beitragen, indem sie zeigen, welche Legierungen dem Prozess standhalten können. Durch die Untersuchung der Korrosion bei der Methanpyrolyse und der chemischen Mechanismen, die den Materialabbau vorantreiben, können die Forscher die Legierungsauswahl und die Lebenszyklusvorhersagen verfeinern, was zu zuverlässigeren Materialien, einer längeren Lebensdauer der Anlagen und einer effizienteren Produktion führt.

• Hohe GenauigkeitGenauigkeit von ± 5% des Messwerts oder ± 0,1% des Skalenendwerts, je nachdem, welcher Wert größer ist, ermöglicht den Forschern genaue Messungen für jeden Versuch
• Gas - VielseitigkeitÄnderung der Gase, die durch den MFC fließen, hat keinen Einfluss auf seine Genauigkeit, da alle erforderlichen Kalibrierungen an Bord sind oder als Mischungen programmiert werden können.
• BildschirmMit einem Bildschirm, der auch als Bedienfeld für das MFC fungiert, brauchten die Forscher keine digitale Programmierung, um ihre Flüsse zu messen.
• Eingebauter‐AlarmAbweichungen bei den Prozessbedingungen, die außerhalb der Grenzen konsistenter Ergebnisse lagen, wurden durch Alarme signalisiert, die es den Forschern ermöglichen, sie zu bemerken.