Back to search

ENERGIX-Stort program energi

Massestrømsmåler for H2 og flytende CO2

Alternative title: Mass flow meter for H2 and liquid CO2

Awarded: NOK 9.9 mill.

Project Number:

327715

Project Period:

2021 - 2024

Funding received from:

Location:

High-accuracy mass flow measurement is important when valuable gases and liquids change owner. This is relevant in the future with large investments planned in production, transport and distribution of H2, as well as for carbon capture, transport and storage (CCS). Hydrogen is a very low density gas, even under high pressures. This means that the preferred transport from manufacturer to end user is through pipelines. Low density will require large pipes to achieve capacity without the need for energy-intensive pumps, and mass flow measurements are often required. For a CCS value chain, the fluid also has high value, and mass flow measurements are required when CO2 is transferred between parties. For efficient transport of CO2, it will be necessary to compress into a liquid form, which gives an extra requirement for low pressure drop in the meter to avoid boiling/gas bubble formation and thereby increased uncertainty. Our concept has advantages when measuring H2 and liquid CO2 flow. Cignus will develop new technology to measure flow of gases and liquids through pipelines. The concept is patented and uses the inertia of the fluids. A similar principle is used in Coriolis meters, considered as the industry standard for high precision flow meters, but these cannot be used for large pipes. Cignus technology will be developed for large diameters and high operation pressure, and will be suited for submerged applications. Cignus collaborates with several industry players to define requirements for such meters. In order to develop the technology, in addition to theoretical models, prototypes will be made to test as many details as possible, and to create a set of design rules for the flow meters. The prototypes will be smaller than the final products, but sufficient dimensions to verify the performance potential for the technology in independent test laboratories with the lowest possible scaling risk.

Nye former for energibærere vil være en stor del av det grønne skiftet. I tillegg til batterier, vil hydrogen bli en viktig energibærer. Når hydrogen overføres, er det behov for mengdemåling. Dette prosjektet går ut på å løfte en ny innovasjon for mengdemåler, fra konsept til demonstrert prototype, og hvor ytelsen verifiseres. Teknologi for slike målinger som finnes i dag er lite egnet for nettopp hydrogen. En annen bruk som det i dag ikke finnes gode løsninger for, er måling for rørtransport av CO2, spesielt i mengder som er nødvendige for at karbonfangst skal ha signifikans. Vårt konsept er også velegnet for slike CO2-målinger. Vår massestrømsmåler baserer seg på den effekten massetregheten til gassen/væsken gir på vibrerende systemer når massen er i bevegelse. Dette har mange likheter med coriolismålere, som har eksistert i ca. 50 år. Hovedbegrensningen til coriolismålere er at det trykkbærende røret også skal vibreres. Er rørdimensjonene store, blir også røret for stivt til å kunne få store nok utslag til en målbar effekt. Vår løsning er å beholde røret tykkvegget, og i stedet for å vibrere røret, vibrere en eller flere skillevegger inne i røret i torsjon (vridning). Skilleveggene kan være så myke som nødvendig for å få et godt målbart signal. Vårt konsept er basert på et torsjonselement som er opphengt i endepunktene i et rør. Torsjonsvibrasjon genereres av permanentmagneter i midtposisjon med elektromagnet plassert på utsiden av røret, mens permanentmagneter montert oppstrøms og nedstrøms driver med tilsvarende elektromagneter på utsiden av røret registrerer en tidsforskjell i utsving som er proporsjonal med massestrømmen i røret. Andre fordeler med prinsippet er lavt trykkfall, og at det er godt egnet for undervannsinstallasjoner. De viktigste utfordringene er å utvikle teknologi for å oppnå mekanisk stabilitet i torsjonselement, eksitering av torsjonsbevegelse gjennom rørvegger for høye operasjonstrykk, og oppnå høy nøyaktighet for komplett instrument.

Funding scheme:

ENERGIX-Stort program energi