氢气纯度分析仪和氢气传感器应用

日期：2024-05-07 06:54

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摘要：FTC320 EX氢气纯度分析仪和热导氢气传感器主要应用涡轮机中的氢气冷却剂、空分设备的产品质量、合成气生产、燃料电池研究等场合。我们经常被问及哪种分气体析技术*适合确保生产中氢气纯度。本文简要介绍了测量氢气纯度和检测氢气中微量杂质的可用技术和分析仪类型。对于非UHP氢气生产，Messkonzept FTC320氢气纯度分析仪二元气体分析仪和FTC130氢气传感器，99.9%的纯度是可以接受的，并且需要更具成本效益的解决方案。

FTC320 EX氢气纯度分析仪和氢气传感器应用

TCD-H2快速响应氢气传感器工作原理是利用各种气体不同的热导系数，即具有不同的热传导速率来进行测量的。当被测气体以恒定的流速流入氢气传感器时，热导池内的铂热电阻丝的阻值会因被测气体的浓度变化而变化，运用惠斯顿电桥将阻值信号转换成电信号，通过电路处理将信号放大、温度补偿、线性化，使其成为测量值。由于氢气的热导系数较高，一般测量氢气浓度的传感器和分析仪器都采用热导原理。混合氢中，氢气的热导系数要显著高于其它气体，其它各种气体的热导系数较为接近。由于混合气体的热导系数具有叠加性质，混合氢的热导系数几乎由氢气来决定，因此采用热导氢气分析仪原理来测量混合氢中的氢气浓度是较为合适的。

FTC320 EX氢气纯度分析仪和热导氢气传感器主要应用涡轮机中的氢气冷却剂、空分设备的产品质量、合成气生产、燃料电池研究等场合。我们经常被问及哪种分气体析技术*适合确保生产中氢气纯度。本文简要介绍了测量氢气纯度和检测氢气中微量杂质的可用技术和分析仪类型。

氢气中的典型杂质：由于大多数氢气（H2）都是通过蒸汽甲烷CH4）催化重整产生的，因此水分是一种主要污染物，这一点不足为奇。蒸汽重整将甲烷分解成氢气（H2）和二氧化碳(CH4)的混合物。变压吸附用于去除大部分CO2，但这不是一个**的过程，残留的潜在杂质包括微量甲烷、二氧化碳和其他碳氢化合物。
电解水过程中的氢气（H2）和氧气（O2）测量:电解是将水分解成氧和氢元素的过程。氢气用作储能器，例如用于动力转化为气体的过程。氢气测量的一个困难是湿度，这会影响测量结果，也会损坏氢气传感器。通过电解水产生的氢气，尽管清洁剂仍然不纯净。除了水分的存在，典型的污染物还包括微量气体，如氧气(O2)、氮气(N2)和氩气(Ar)。
蒸汽甲烷重整工艺：合成气(Syngas)测量点，该过程的**阶段是将天然气(主要成分是甲烷）转化为合成气（氢气和二氧化碳的混合物）。因为天然气的成分不同，所以**个测量点是使用气相色谱仪分析合成气的成分，该气相色谱仪被配置为选择性地测量氢气、二氧化碳和一氧化碳的背景气体混合物中的低ppm/ppb硫化氢和硫化羰。
变压吸收（PSA）测量点——氢气纯度分析，PSA后，热导率气体分析仪设置为90-100%范围，测量氢气纯度。对于纯度高达99.9%的氢气，我们推荐使用MESSKONZEPT GmbH的FTC320氢气纯度分析仪。它经认证为防爆型，可直接用于危险区域，体积小，易于安装。对于纯度为99.99%及以上的UHP高纯度氢气，我们推荐气相色谱（GC）来测量分析，其热导率检测器（TCD）设置为99至100%O2。

电力工业中的氢气应用趋于相当均匀，这允许开发高质量和标准化的气体分析解决方案。*好的例子是许多大型固定式发电机内部的气体气氛。当电流流过导体时，就会产生热量。根据同样的原理，流经发电机绕组的电流产生大量热量。热量积聚会导致绝缘体和导体变形和伸长，从而损坏发电机。即使没有损坏，也会有效率损失，因为与热相关的影响会限制流经发电机的电力量。为了控制这些损失并保持高效率，必须保持氢气纯度。即使氢气被油蒸气、水或空气轻微污染，也会增加发电机的风阻损失。例如，氢气纯度降低1%，风阻损失增加12%。纯度从99%降低到92%可使发电机输出减少2100 kW。显然，发电机效率的降低导致了更高的燃料成本和更换功率要求。

对于非UHP氢气生产，Messkonzept FTC320氢气纯度分析仪二元气体分析仪和FTC130氢气传感器，99.9%的纯度是可以接受的，并且需要更具成本效益的解决方案。

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