Liuenneen hiilidioksidin in-line-määritys prosessilinjasta
| dc.contributor | Aalto-yliopisto | fi |
| dc.contributor | Aalto University | en |
| dc.contributor.advisor | Leinonen, Arttu | |
| dc.contributor.author | Chen, Liangyu | |
| dc.contributor.school | Sähkötekniikan korkeakoulu | fi |
| dc.contributor.supervisor | Visala, Arto | |
| dc.date.accessioned | 2016-11-02T09:32:11Z | |
| dc.date.available | 2016-11-02T09:32:11Z | |
| dc.date.issued | 2016-10-31 | |
| dc.description.abstract | Tässä työssä tutkittiin liuenneen hiilidioksidin pitoisuuden in-line-määrittämismenetelmää prosessiteollisuuden tarpeisiin. Menetelmässä mitattava neste erotetaan membraanilla kuivasta mittatilasta, josta pitoisuus määritellään huoneilman hiilidioksidipitoisuuden määrittämiseen tarkoitetulla analysaattorilla. Tutkimus tehtiin K-Patents Oy:n tiloissa Vantaalla työtä varten suunnitellulla mittausastialla. Tutkimukseen valittiin ei-huokoisia polymeerimembraaneja, jotka olivat taustatutkimuksen perusteella parhaiten soveltuvat kyseiseen sovellukseen. Membraanien suorituskykyä ja mekaanista kestävyyttä tutkittiin liuottamalla puhdasta hiilidioksidia deionisoituun veteen eri lämpötiloissa ja paineissa. Mittaukset suoritettiin jaksoittain siten, että mittaustila puhdistettiin ensin puhtaalla ilmalla, jonka jälkeen hiilidioksidin annettiin virrata mittaustilaan ja sen hiilidioksidipitoisuuden kasvua seurattiin. Menetelmään liittyvää laskentaa varten luotiin membraanien hiilidioksidin läpäisyn malli, jonka tarkoitus on kuvata mitattavan nesteen hiilidioksidipitoisuuden ja mittaustilan pitoisuuden kasvunopeuden yhteyttä. Laboratoriokokeiden tulosten perusteella määritettiin vakiot, joilla pitoisuus saadaan laskettua kokeissa käytetyillä membraaneilla. Mittatiedot kerättiin K-Patents Oy:n kehittämällä sulautetulla tiedonkeruuelektroniikalla, joka oli yhteydessä tietokoneeseen, johon tiedot tallennettiin ja jolla niiden analysointi suoritettiin. Tässä työssä kehitetyllä menetelmällä saatiin määritettyä nesteen hiilidioksidipitoisuus membraanin erottamasta mittaustilasta kohtuullisella tarkkuudella, joskin parannettavaa on erityisesti membraanin suorituskyvyssä korkeissa paineissa. Menetelmään perustuvan in-line-prosessimittalaitteen kehittäminen on mahdollista tutkimalla uusia membraanivaihtoehtoja, kehittämällä laitteen mekaanisia ominaisuuksia, ja selvittämällä mallin lämpötilariippuvuudet. | fi |
| dc.description.abstract | A method for in-line measuring of dissolved carbon dioxide for process industries was developed in this thesis. In the method a semipermeable membrane is used to separate process liquid from a dry measure chamber, where the measuring is done using a room air carbon dioxide probe. The research was done in K-Patents Oy's laboratory in Vantaa, Finland using the test vessel designed for this work. Non-porous polymer membranes were selected as the most suitable for this application based on literature research. Their performance and mechanical durability was studied by dissolving carbon dioxide gas into deionized water in different temperatures and pressures. The measurements were done in periods that can be divided into two stages: first the measurement chamber was purged with dry air and then the changes in concentration of the carbon dioxide was measured and analyzed. A model for the carbon dioxide permeation was created for calculating the carbon dioxide concentration indirectly. The model connects the concentration in the measured liquid and the concentration changes in the measure chamber. Data from the sensors was collected by using electronics designed by K-Patents and they were connected to a computer where the actual analyzing was done. The analyzed experiment results were used to define constants in the permeation model. The method created in this thesis was proven to work but it is noted that its accuracy needs improvements. Especially membranes' performance in high pressures must be improved. However, the method is promising and an in-line process sensor implementing this carbon dioxide measurement method is possible to develop by exploring better membrane materials, improving sensor's mechanical properties and defining the model's temperature dependencies. | en |
| dc.ethesisid | Aalto 8693 | |
| dc.format.extent | 72 + 8 | |
| dc.format.mimetype | application/pdf | en |
| dc.identifier.uri | https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/23268 | |
| dc.identifier.urn | URN:NBN:fi:aalto-201611025369 | |
| dc.language.iso | fi | en |
| dc.location | P1 | fi |
| dc.programme | Automaatio- ja systeemitekniikka | fi |
| dc.programme.major | Älykkäät tuotteet | fi |
| dc.programme.mcode | ETA3006 | fi |
| dc.rights.accesslevel | openAccess | |
| dc.subject.keyword | hiilidioksidi | fi |
| dc.subject.keyword | in-line-määritys | fi |
| dc.subject.keyword | polymeeri | fi |
| dc.subject.keyword | membraani | fi |
| dc.subject.keyword | laadunvalvonta | fi |
| dc.title | Liuenneen hiilidioksidin in-line-määritys prosessilinjasta | fi |
| dc.title | In-line measuring of dissolved carbon dioxide | en |
| dc.type | G2 Pro gradu, diplomityö | fi |
| dc.type.okm | G2 Pro gradu, diplomityö | |
| dc.type.ontasot | Master's thesis | en |
| dc.type.ontasot | Diplomityö | fi |
| dc.type.publication | masterThesis | |
| local.aalto.idinssi | 55835 | |
| local.aalto.openaccess | yes |
Files
Original bundle
1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
- Name:
- master_Chen_Liangyu_2016.pdf
- Size:
- 5.43 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
