Επιλογές
Εξοπλισμός
|
ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΠΙΛΟΤΙΚΩΝ ΜΟΝΑΔΩΝ
Ο κύριος σκοπός της πιλοτικής μονάδας είναι η παραγωγή ενέργειας συνολικής ισχύος 10 kW, με αυτόθερμη αναμόρφωση μεθανόλης (autothermal steam reforming) και χρήση του παραγόμενου υδρογόνου σε κυψέλη καυσίμου τύπου ΡΕΜ. Από τις τρεις κύριες μεθόδους παραγωγής υδρογόνου μέσω μεθανόλης, η αναμόρφωση μεθανόλης, μερική οξείδωση μεθανόλης και αυτόθερμη αναμόρφωση μεθανόλης η τελευταία, που αποτελεί και συνδυασμό των δύο πρώτων, συγκεντρώνει τα περισσότερα πλεονεκτήματα καθώς προστατεύει τον καταλύτη από υψηλές θερμοκρασίες (sintering) ενώ δεν απαιτείται και επιπλέον θέρμανση του αντιδραστήρα.
Η πιλοτική μονάδα παράγωγης αερίου σύνθεσης που σχεδιάστηκε από το επιστημονικό προσωπικό του εργαστηρίου και κατασκευάστηκε από τους τεχνικούς του εργαστηρίου, έχει σαν στόχο την μετατροπή του φυσικού αερίου, αερίων υδρογονανθράκων και υγρών οξυγονούχων συστατικών σε αέριο σύνθεσης. Αποτελείται από δύο αντιδραστήρες που μπορούν να λειτουργήσουν παράλληλα: ένα σταθερής κλίνης και ένα τύπου πίδακα. Η πιλοτική μονάδα είναι πλήρως αυτοματοποιημένη.
H μονάδα αυτή διαθέτει τον απαραίτητο εξοπλισμό για την μελέτη και έλεγχο της λειτουργίας μοναδιαίας ή συστοιχίας κυψέλης καυσίμου τύπου πολυμερικής μεμβράνης (ΡΕΜ). Παράλληλα χρησιμοποιείται για την λειτουργία μονολιθικών ηλεκτροχημικών αντιδραστήρων (MEPR) σε υψηλή θερμοκρασία ή κυψελών καυσίμου τύπου στερεού οξειδίου (SOFC). Στον εξοπλισμό της μονάδας περιλαμβάνονται το ολοκληρωμένο σύστημα ροής, αναλυτές αερίων IR, αέριος χρωματογράφος, ποτενσιοστάτης, φούρνος υψηλής θερμοκρασίας και αυτόματος έλεγχος της λειτουργίας της. Ο ρόλος της μονάδας είναι η βασική μελέτη της απόδοσης ηλεκτροδίων για τις διατάξεις που αναφέρονται παραπάνω.
Η μονάδα αυτή χρησιμοποιείται για την μελέτη μοναδιαίων κελίων και των υλικών που τα αποτελούν για την εφαρμογή τους σε SOFC. Αποτελείται από προηγμένη διάταξη (button cell) με δυνατότητα αυτόνομου ελέγχου της ατμόσφαιρας της ανόδου και της καθόδου και διαθέτει κυλινδρικό φούρνο για λειτουργία σε θερμοκρασία έως 1200oC. Η λειτουργία της μονάδας αυτής υποστηρίζεται, προς το παρόν, από την μονάδα SOFCU.
Ουσιαστικά πρόκειται για δύο αυτόνομες μονάδες. Η μία αφορά την παρασκευή membrane electrode assemblies για PEM και αποτελείται από μια πρέσα με δυνατότητα να λειτουργεί σε θερμοκρασίες έως 300 oC. Η δεύτερη διάταξη είναι μια συσκευή spray printing για την εναπόθεση καταλυτών σε μορφή ηλεκτροδίων.
H μονάδα αυτή χρησιμοποιείται για την μελέτη των προαναφερόμενων ηλεκτροκαταλυτικών διεργασιών και τον ηλεκτροχημικό χαρακτηρισμό των κελιών στερεού ηλεκτρολύτη. Στον εξοπλισμό της μονάδας περιλαμβάνονται το ολοκληρωμένο σύστημα ροής, ένας αέριος χρωματογράφος, ένας ποτενσιοστάτης/γαλβανοστάτης, και ο φούρνος υψηλών θερμοκρασιών.
ΕΙΔΙΚΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ Ο παρακάτω εξοπλισμός που έχει αποκτηθεί από ερευνητικά προγράμματα τπυ ΕΠΚΥ με την επίβλεψη της ομάαδς κατασκευών του εργαστηρίου έχει παραχωτηθεί για αποκλειστική χρήση στο ΕΑΝΟΣΥΣ. Σε χωριστό παράρτημα σημειώνεται η κάλυψη των τεχνικών αναγκών του ΕΠΚΥ κατα προτεραιότητα με τους αμοιβαία αποδεκτούς όρους χρήσης του εξοπλισμού.
Περιγραφή: Συσκευή διακρίβωσης οργάνων μέτρησης χαμηλής ροής αερίων. Ημιαυτόματη λειτουργία. Ψηφιακή ένδειξη θερμοκρασίας αερίου.
To σύστημα περιλαμβάνει φορητός πολυβαθμονομητή πεδίου μικρού βάρους, εργονομικής σχεδίασης και εύκολου στη χρήση που είναι κατάλληλος για βαθμονόμηση ή προσομοίωση αισθητηρίων, μεταδοτών, μετατροπέων και οργάνων πίεσης, θερμοκρασίας, ηλεκτρικών σημάτων και σημάτων συχνότητας, περιλαμβανομένων και παλμών.
Περιγραφή: Πρότυπος φούρνος διακρίβωσης αισθητηρίων και οργάνων θερμοκρασίας. Συνοδεύεται από εξωτερικό θερμόμετρο αναφοράς τύπου αντίστασης πλατίνας PT-100. Ηλεκτρονική ρύθμιση και ψηφιακή ένδειξη θερμοκρασίας του φούρνου καθώς και ψηφιακή ένδειξη θερμοκρασίας του θερμομέτρου αναφοράς.
Τα εργαστήρια μεγάλου ύψους (ΕΜΥ) διαθέτουν προηγμένα συστήματα που συμβάλλουν στην βελτίωση των συνθηκών εργασίας και ασφάλειας των χώρων. Μέριμνα της τεχνικής ομάδας του εργαστηρίου αποτελεί η καθημερινή εποπτεία της καλής λειτουργίας των υποστηρικτικών αυτών συστημάτων. Επιπλέον ο σχεδιασμός και εποπτεία Ψυχρού και Θερμού δωματίου διατήρησης τροφοδοσιών και δειγμάτων αποτελεί μια σημαντική μέριμνα του εργαστηρίου.
ΥΠΟΔΟΜΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Τα συστήματα αυτά έχουν αναπτυχθεί αποκλειστικά από το ΕΑΝΟΣΥΣ ώστε να εξυπηρετούν ανάγκες του ΕΠΚΥ και του ΕΑΧΣ και να παρέχουν υπηρεσίες προς τρίτους.
Η υπάρχουσα υποδομή διαθέτει βελτιστοποιημένα συστήματα διαχείρισης και συλλογής δεδομένων για την υποστήριξη υπηρεσιών Διαδικτυακής παρουσίας και βασίζεται σε κεντροποιημένα συστήματα Βάσεων Δεδομένων όπου αποθηκεύονται τα αποτελέσματα των πειραμάτων και των διεργασιών. H υλοποίηση των παραπάνω πραγματοποιείται με την χρήση λογισμικού Βάσεων Δεδομένων και ανάπτυξης δικτυακών εφαρμογών (DB & Application software). Το λογισμικό Δικτυακής παρουσίας και παρακολούθησης Πιλοτικών Μονάδων (iClient TS) αναφέρεται στην παροχή απομακρυσμένης πρόσβασης για εποπτεία και έλεγχο των Πιλοτικών Μονάδων με την χρήσης διαδικασιών ασφάλειας.
Η σύγχρονη Διαδικτυακή παρουσία επιτρέπει την παρουσίαση και προβολή στο ευρύ κοινό. Για την υλοποίηση των σχετικών υπηρεσιών αναπτύχθηκε ένα σύστημα διασφάλισης της αξιοπιστίας των δεδομένων (Firewall Server) που προστατεύει την υπολογιστική υποδομή. Η αρχιτεκτονική των εφαρμογών δικτύου αποτελείται από δύο αφιερωμένους εξυπηρετητές, ο ένας αποτελεί το σύστημα Βάσεων Δεδομένων (Database Server), ενώ ο 2ος αποτελεί την πλατφόρμα υλοποίησης των εφαρμογών και ιστοχώρων (Application Server). Για δικτυακή παρακολούθηση των μονάδων χρησιμοποιείται ένας εξυπηρετητής που αναλαμβάνει την διασύνδεση με τους εξυπηρετητές υποδομής του συστήματος των μονάδων. Η διαδικτυακή υποδομή συμπληρώνεται με έναν ειδικού σκοπού εξυπηρετητή που φιλοξενεί το λογισμικό μοντελοποίησης.
Η διαχείριση των δεδομένων πραγματοποιείται από ένα Εργαστηριακό Σύστημα Διαχείρισης Πληροφοριών (LIMS). Η αρχειοθέτηση και ανάκτηση των δεδομένων υλοποιείται μέσω του εργαστηριακού ΠΣ το οποίο ολοκληρώνεται με το σύστημα αυτοματισμού των μονάδων και τροφοδοτεί τις Διαδικτυκές υπηρεσίες. To ΠΣ αποτελείται από τον βασικό εξυπηρετητή στον οποίο συνδέονται οι περιφερειακοί κόμβοι συλλογής δεδομένων. Η υποδομή των εξυπηρετητών και των σταθμών εργασίας αποκτά δικτυακή υπόσταση με την διασύνδεση του κατάλληλου ενεργού δικτυακού εξοπλισμού και την υλικοτεχνική δομή του αντίστοιχου χώρου.
Το Πληροφοριακό Σύστημα διαχείρισης δεδομένων Πιλοτικών Μονάδων (Process Management Information System - PIMS) σχετίζεται με την λεπτομερή καταγραφή των δεδομένων λειτουργίας και των μετρήσεων των Πιλοτικών μονάδων. Με την χρήση του συστήματος αυτού καθίσταται εφικτή η ολοκλήρωση και διασύνδεση του Εργαστηριακού Πληροφοριακού Συστήματος (LIMS) με τα επιμέρους συστήματα αυτοματισμού του εργαστηρίου (SCADA PP Nodes), παρέχοντας ένα ενιαίο περιβάλλον αρχειοθέτησης και διαχείρισης λειτουργιών. Επιπρόσθετα μία από τις βασικότερες λειτουργίες του είναι η δυνατότητα στατιστικού ελέγχου των διεργασιών (SPC) και στατιστικού ελέγχου της ποιότητας των μετρήσεων (SQC).
Λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιαιτερότητες της διαδικασίας των πειραμάτων και των παραμέτρων που τίθενται λόγω της φύσης του συστήματος, η υποδομή που σχετίζεται με τα συστήματα αυτοματισμού αποτελείται από τα υποσυστήματα των πιλοτικών μονάδων και των οργάνων. Η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο πραγματοποιείται από το λογισμικό εποπτικού ελέγχου διεργασιών, του οποίου η δυναμικότητα συνδυάζεται με την εκάστοτε πιλοτική μονάδα. Το σύστημα καταγραφής αποτελείται από το υποσύστημα συλλογής των δεδομένων και υποσύστημα απεικόνισης και διάθεσης των στοιχείων.
ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ, ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΠΙΛΟΤΙΚΩΝ ΜΟΝΑΔΩΝ Επιπλέον το τμήμα Σχεδιασμού Κατασκευής και Συντήρησης Εξοπλισμού και Εγκαταστάσεων Διεργασιών έχει συμβάλλει για το σχεδιασμό και κατασκευή του παρακάτω εξοπλισμού που χρησιμοποιείται από το ΕΠΚΥ:
Η μονάδα CPS (Cyclic Propylene Steaming Unit), η οποία κατασκευάστηκε από στο Εργαστήριο Περιβαλλοντικών Καυσίμων και Υδρογονανθράκων (ΕΠΚΥ) του ΙΔΕΠ/ΕΚΕΤΑ, χρησιμοποιείται τόσο για την εναπόθεση μετάλλων Ni, V, μέσω της διεργασίας της ρευστοστερεάς κλίνης με σκοπό την απενεργοποίηση του αλλά και την υδροθερμική κατεργασία του. Ειδικότερα, τα μέταλλα αποτίθενται στον καταλύτη και ταυτόχρονα απενεργοποιούνται μέσω της έκθεσης του καταλύτη σε διαδοχικούς κύκλους αντίδρασης - αναγέννησης, με αποτέλεσμα τη σταδιακή απενεργοποίηση και τελική γήρανση του καταλύτη. Επιπλέον πρόσφατα η υπηρεσία απενεργοποίησης καταλυτών αναβαθμίστηκε πρόσφατα με την μονάδα LCDU (Large Catalyst Deactivation Unit). Ο ρόλος της μονάδας LCDU είναι η απενεργοποίηση του καταλύτη με σκοπό την περαιτέρω αξιολόγηση του τόσο στις πιλοτικές μονάδες όσο και στις πειραματικές μονάδες του εργαστηρίου.
Η πιλοτική μονάδα καταλυτικής πυρόλυσης (FCC) είναι συνεχούς λειτουργίας και έχει σαν στόχο την δοκιμασία σε σχετικά μεγάλη κλίμακα καταλυτών, τροφοδοσίας ή συνθηκών λειτουργίας με σκοπό την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών. Η μονάδα περιλαμβάνει τον αντιδραστήρα ανοδικής ροής (riser) εσωτερικής διαμέτρου 7mm, τον απογυμνωτή (stripper) εσωτερικής διαμέτρου 2.66cm και τον αναγεννητή (regenerator) εσωτερικής διαμέτρου 7.8cm. Η μονάδα περιλαμβάνει επίσης σταθεροποιητή των παραγομένων υγρών προϊόντων και σύστημα χρωματογράφων για on-line ανάλυση της σύστασης των προϊόντων πυρόλυσης και απαερίων της αναγέννησης. Η πιλοτική μονάδα είναι πλήρως αυτοματοποιημένη και το σύστημα ελέγχου βασίζεται σε ένα ειδικό βιομηχανικό υπολογιστή (DCS) που εκτελεί όλες τις δράσεις ελέγχου της μονάδας.
Η συγκεκριμένη μονάδα που δόθηκε από την εταιρεία BP/AMOCO αποτελείται από 4 αντιδραστήρες που λειτουργούν παράλληλα και συνεπώς έχει τη δυνατότητα να αξιολογεί ταυτόχρονα 4 καταλύτες. Ο μεγάλος αριθμός παράλληλης αξιολόγησης καταλυτών έχει μεγάλη σημασία καθόσον για τους καταλύτες υδρογονοαποθείωσης η αξιολόγηση διαρκεί πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα (περίπου δύο μήνες).
Η μονάδα χρησιμοποιείται για την ρευστοδυναμική προσομοίωση της διεργασίας αλκυλίωσης με στερεό καταλύτη.
Η μονάδα αυτή που αποτελεί πιστό αντίγραφο της πιλοτικής μονάδας FCC σχεδιάστηκε από το επιστημονικό προσωπικό του εργαστηρίου και κατασκευάστηκε από τους τεχνικούς του Ινστιτούτου. Χρησιμοποιείται για την ρευστοδυναμική προσομοίωση της διεργασίας καταλυτικής πυρόλυσης και προσομοιάζει πλήρως τη πιλοτική μονάδα FCC του ΙΔΕΠ.
ΥΠΟΣΤΗΡΙΚΤΙΚΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ
Ο εξοπλισμός του μηχανουργείου και του ηλεκτρονικού εργαστηρίου καλύπτει τις ανάγκες του τμήματος συντήρησης και ανάπτυξης πειραματικών συστημάτων του εργαστηρίου. Τα κυριότερα μηχανήματα είναι: ¤ ΤΟΡΝΟΣ (TRENS Mod.: SN 500 SA) ¤ ΤΟΡΝΟΣ (CCCP Mod.: 16K20) ¤ ΤΟΡΝΟΣ ΕΠΙΤΡΑΠΕΖΙΟΣ ΜΕ ΕΝΣΩΜΑΤΩΜΕΝΟ ΔΡΑΠΑΝΟ (HUVEMA HU-450A) ¤ ΔΡΑΠΑΝΟ ΚΟΛΟΝΑΤΟ (OPTIMUM Mod.: B 40 GSP) ¤ ΔΡΑΠΑΝΟ ΕΠΙΤΡΑΠΕΖΙΟ (Mod.: SC-16N) ¤ ΔΡΑΠΑΝΟ ΕΠΙΤΡΑΠΕΖΙΟ (VALEX Mod.: MG-16) ¤ ΤΡΟΧΟΣ ΕΠΙΤΡΑΠΕΖΙΟΣ (CREUSEN Mod.: PS 6125 T) ¤ ΤΡΟΧΟΣ ΕΠΙΤΡΑΠΕΖΙΟΣ (T.I.P. Mod.: WS 150) ¤ ΤΡΟΧΟΣ ΜΕ ΒΑΣΗ ¤ ΣΤΡΑΝΤΖΑ ΧΕΙΡΟΣ (UNICORN Mod.: XO-1000/3A) ¤ ΨΑΛΙΔΙ ΧΕΙΡΟΣ ¤ ΠΡΙΟΝΟΚΟΡΔΕΛΑ (CARIF Mod.: 260 BSA) ¤ ΦΡΕΖΑ (FIRST Mod.: LC-20VHS) ¤ ΥΔΡΟΨΥΚΤΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗΣ (KEMPPI) ¤ ΦΟΡΗΤΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗΣ (KEMPPI Mod.: MASTER 1500) ¤ ΣΥΣΚΕΥΗ ΚΟΠΗΣ ΜΕΤΑΛΛΩΝ (JACKLE Mod.: PLASMA 60) |
Η πιλοτική μονάδα υδρογόνωσης έχει στόχο την υδρογονοκατεργασία προϊόντων πετρελαίου με σκοπό την απομάκρυνση θείου, αζώτου ή και τον κορεσμό αρωματικών ενώσεων. Αποτελείται από δύο αντιδραστήρες σε σειρά σταθερής κλίνης εσωτερικής διαμέτρου 2.8 cm και μήκους 48 cm. Η πιλοτική μονάδα είναι πλήρως αυτοματοποιημένη.
Η μονάδα αυτή (που βρίσκεται στο τελικό στάδιο ολοκλήρωσης της κατασκευής της) αποτελεί ένα ολοκληρωμένο σύστημα για την λειτουργία και μελέτη των λειτουργικών παραμέτρων μιας διάταξης αναγεννούμενης κυψέλης καυσίμου (RPEMFC). Αποτελείται από συστοιχίες κυψέλης καυσίμου PEM και ηλεκτρολυτικής διάταξης τύπου PEM για παραγωγή υδρογόνου και οξυγόνου, ολοκληρωμένο σύστημα ροής και σύστημα ηλεκτρικού ελέγχου των συστοιχιών. Η μονάδα διαθέτει τους απαραίτητους αυτοματισμούς για συνεχή λειτουργία για μεγάλο χρονικό διάστημα.