氧中氢分析仪在电解水制氢气中应用

认识氢气（H2）：氢气（Hydrogen）是氢元素形成的一种单质，化学式H2，分子量为2.01588。常温常压下氢气是一种无色无味极易燃烧且难溶于水的气体。氢气的密度为0.089g/L（101.325kpa,0°C），只有空气的1/14，是世界上已知的密度zui小的气体。氢气是无毒、无色气体，它是地球上zui丰富的元素。据估计，氢原子约占宇宙总质量的四分之三。氢气除了用于我们所了解发电、交通燃料等方面外，它还被广泛用作炼油，氨和甲醇生产以及钢铁制造中。每年全球对氢气的需求为7000万吨。随着未来氢能利用终端的增加，预计对于氢气需求量还有增长空间。
氢气是如何产生的？地球上没有天然氢沉积物，必须通过化学方法将其从其他化合物中提取出来，主要有甲醇制氢、水电解制氢、天然气制氢三种制氢方式。当前，绝大多数工业氢是通过称为蒸汽甲烷重整（SMR）的过程从天然气中产生的。

什么是灰氢、蓝氢、绿氢？灰氢是通过化石燃料（例如石油、天然气、煤炭等）燃烧产生的氢气，在生产过程中会有二氧化碳等排放。目前，市面上绝大多数氢气是灰氢，约占当今全球氢气产量的95％左右。蓝氢是将天然气通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整制成。虽然天然气也属于化石燃料，在生产蓝氢时也会产生温室气体，但由于使用了碳捕捉、利用与储存（CCUS）等先进技术，温室气体被捕获，减轻了对地球环境的影响，实现了低碳制氢。绿氢是通过使用再生能源（例如太阳能、风能、核能等）制造的氢气，例如通过可再生能源发电进行电解水制氢，在生产绿氢的过程中，完全没有碳排放。虽然氢能是清洁的可再能源，在释放能量的过程中没有碳排放，但目前生产氢能的过程却并不是“零碳“的。从灰氢过渡到蓝氢，再到实现绿氢，是氢能未来低碳化、无碳化的趋势。

质子交换膜（PEM）电解水制氢：PEM电解水制氢选用具有良好化学稳定性、质子传导性、气体分离性的质子交换膜作为固体电解质，能有效阻止电子传递，提高电解槽安 全性。

碱性（AWE）电解水制氢：碱性电解水制氢电解槽隔膜主要由石棉组成，起分离气体的作用。碱性电解水规模zui大、商业化程度zui高，它虽结构简单、技术成熟、成本低，但效率低、性能差，且其石棉隔膜存在着污染环境等缺陷。

固体氧化物（SOEC）电解水制氢：固体氧化物电解水制氢采用固体氧化物为电解质材料，工作温度800~1000℃，制氢过程电化学性能显著提升，效率更高，但其高温条件和启动慢等劣势限制其应用场景。

氧中氢分析仪和氢中氧分析仪在电解水制氢行业应用:不论那种制氢方法，要达到使用要求的话，都需要达到一定的纯度，那么如何判断氢气是否达标呢？这就需要用到气体分析仪表，等来检测氢气纯度。电解水制氢气产生的氢气纯度较高(99.9%以上)，远高其他制氢方式，所以绝大多数用氢气场所采用电解水制氢设备。但由于电解水制氧附带产生的氧气一旦和氧气混合超过一定比率，就会发生无法避免的危险事故，所以电解水制氧设备一般配套要求氧中氢分析仪和氢中氧分析仪，用来在线实时监测氢气和氧气的含量。

FTC320EX氧中氢分析仪|氢中氧分析仪

德国Messkonzept GmbH公司的FTC320氧中氢分析仪|氢中氧分析仪采用热导式原理，测试二元组份气体的量程可达到0-100%Vol，分辨率为1ppm,线性可达1%FS，响应时间非常快，可达到1秒（T90）。FTC320可以在特定的范围内对二元气体。传感器内部热导芯片经过特定的薄膜处理，可以在高湿和腐蚀性气体中测量。

FTC320EX氧中氢分析仪|氢中氧分析仪特点：

l  6次方线性化拟合，精度非常高。

l  隔离的4~20mA输出，在100%Vol.的范围内，可以任意设置量程

l  自由设置开始和结束

l  经典的2点校准或单点校准

l  可自由设置显示屏ppm或Vol.%显示，分辨率达到1ppm 

l   快速响应，T90响应时间小于1秒(取决于流量)

l  耐正压(20bar)和真空密封不锈钢(LF316i) 气体管路

l  三个隔离继电器分别显示警报和仪器状态

l  RS232数字接口，可以输出所有参数

l  在整个100%Vol.范围内，数字输出达到1ppm分辨率

l   小巧且坚固的变送器嵌入铝壳，适合野外作业（防护等级为IP65）

l   尺寸：145mm(宽)x 80mm (高，没有连接器)x 85 mm(深)

l  电源：18V-36VDC/700mA

填充隔爆玻璃细珠选项

易燃易爆气体可能会被引入充满玻璃细珠的FTC320分析仪中。在这里，外壳的内部空间密布着玻璃细珠（直径0.6mm）。在不太可能的泄漏导致爆炸性环境的情况下，玻璃细珠之间的很小的空间防止了由于分析仪的故障引起的同时点火。

当玻璃细珠松动时候，切勿打开FTC320的外壳。当分析仪外壳被打开时，它可能无法与易燃气体一起安 全工作，引起爆炸。

防冷凝和灰尘处理选项

当干燥剂或其他干燥设备和颗粒过滤失效或效率低时，被测气体可能冷凝或大的颗粒物进入分析仪，造成分析仪损坏。分析仪内部传感器采用一层PTFE涂层保护热导传感器。

FTC320EX氧中氢分析仪|氢中氧分析仪测量范围

测量气体	背景气	基本量程	Min.量程	Min.压缩零点量程
H2，氢气	O2，氧气	0~100% Vol.	0~0.5% Vol.	98%~100%
O2，氧气	H2，氢气	0~100% Vol.	0~3% Vol.	99.5%~100%