绿色氨生产中的流量调节
氨和哈伯-博世工艺
20世纪，氨 (NH 3 ) 主要用于肥料开发。在 21 世纪，氨作为氢能源载体有了新的用途，因为氢可以很容易地与氨转化。由于氨需要更小的液化压力，并且在现有基础设施中比氢气更容易移动或储存，而氢气很容易泄漏，因此氨是氢气运输的潜在解决方案。
20世纪初发明的哈伯-博世氨生产工艺带来了农业领域的绿色革命，允许批量生产氮肥，从而成倍增加人类和动物的食物供应。然而，哈伯-博世工艺也是能源密集型的，需要高压和高温。 在全球范围内，哈伯-博世工艺产生的二氧化碳排放量占所有二氧化碳排放量的 1% 以上，将其列为全球气候变化的主要贡献者。
取代哈伯-博世
随着全球人口和能源需求的增长，全球化肥和氢的使用量将迅速增加，对氨的预期需求也将增加。由于人们对氨的兴趣日益浓厚，研究人员开发出了比使用哈伯-博世工艺更经济地生产氨的新方法。
加州大学伯克利分校化学家开发的一种此类方法使用金属有机框架（MOF），它能够在 175°C 左右的温度下吸附和释放氨。由于这些 MOF 不与任何反应物结合，因此可以通过较小的温度波动来捕获和释放氨，从而节省能源。
韩国机械与材料研究所 ( KIMM ) 最近开发的另一种方法需要更少的能量来生产氨，该方法使用等离子体催化剂集成系统，在大气压下与 H 2 O 和 N 2反应。在此过程中，氮等离子体分解水，水与氮反应生成NOx 和H 2。在加热至 100-110 °C 的催化剂存在下，这些中间体以 95% 的选择性转化为大约 85% 的氨。 由于所需能源足够低，可以通过太阳能或风能等可再生能源提供动力，因此该过程可以归类为“绿色”氨生产方法。
KIMM的绿色氨生产方法
在KIMM方法中，首先由流速为20升/分钟的氮气产生等离子体，然后将其送入腔室中。同时，水以50 mL/min的速率以水膜形式流入腔室的氮气排放区域。水膜被氮等离子体分裂成H 2和NO。此后，NO 通过加热 到 100−110 °C 的贵金属催化剂（ 连接到等离子体室的陶瓷整体上的 Pd/γ-Al 2 O 3催化剂）通过 H 2还原为氨。
采用气体和液体质量流量控制器可以对腔室内的氮等离子体、水和加热催化剂进行更可重复、更精确的流量控制和自动化。
气体流量调节
对于气流调节，Alicat 的MC 系列提供氮气和催化剂气流（在等离子体生成或催化剂加热之前），具有有用的规格和功能，例如：
- 0.5 SCCM 满量程至 5,000 SLPM 满量程，量程比为满量程的 0.01% – 100%
- NIST 可追踪精度高达读数的 ±0.5% 或满量程的 ±0.1%
- 重复性为满量程的 ±0.1% + 满量程的 0.02%
由于 KIMM 绿色氨生成过程需要通过气体加热来控制催化剂的温度，因此 PLC 或计算机可以自动控制加热气体的气流，根据与室内温度传感器的通信来调节流量。
另外，对于气流调节，Alicat 的 CODA KC 系列可以提供氮气和催化剂气流（在等离子体生成或催化剂加热之前），其属性将在下一节中讨论，因为 CODA KC 系列还可以提供液体流量调节。
液体流量调节
此外，为了调节进入腔室的水的液体流量，可以使用 Alicat 的LC 系列或 CODA KC 系列，其特性如下：
LC系列
- 0.5 CCM 至 10 LPM 满量程，调节比为满量程的 2% – 100%
- NIST 可追溯精度高达满量程的 ±2%
- 重复性为满量程的 ±2%
CODA KC 系列
- 40 g/h 满量程至 100 kg/h 满量程，调节范围为满量程的 2% – 100%
- NIST 可追踪液体精度高达读数的 ±0.6% 或满量程的 ±0.2%，以较大者为准
- 重复性为满量程的 ±0.1%
由于 CODA KC 系列同时适用于液体和气体，因此它可以用作该过程中气体和液体流量控制的一体化解决方案。
所有设备选项还包括通过 PLC 或计算机使用各种通信选项进行累加、批量和自动化定制。