电解水制氢氧中氢分析仪注意事项
氧中氢分析仪和氢中氧传感器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。黛尔特(北京)科技有限公司提供FTC20EX氧中氢分析仪和TCD-H2氧中氢传感器,请联系我们。
电解水制氢是指水分子在直流电作用下被解离生成氧气和氢气,分别从电解槽阳极和阴极析出。根据电解槽隔膜材料的不同,可分为碱性电解(AWE),质子交换膜(PEM)电解以及固体氧化物(SOEC)电解三种技术路线。
PEM电解水制取氢气电解槽工作示意图
电解水氧中氢分析仪选型注意事项:
1、电解水的氧中氢浓度分析仪量程一般在5000ppm-5%Vol.之间,一般采用精度非常高的热导原理。
2、由于PEM质子膜方式产生氢气流量非常小,此时需要选择响应时间非常快的氧中氢分析仪。而电化学原理的氧中氢分析仪的响应时间一般在30秒左右,不适合被测样气流量小的场合。
3、氧中氢分析仪稳定性要非常好,一般5-6个月验证一次零点读数,无需频繁标定零点。而且在分析仪的生命周期内,在绝大部分情况下,无需进行满程标定,省掉繁琐的验证和标定流程,也无需周期性地更换传感器。
4、氧中氢分析仪可以有效防止冷凝水和微小颗粒污染,从而保护氧中氢分析仪和氢中氧分析仪,并且得到准确的测量值。
5、氢中氧分析仪和氧中氢分析仪寿命要长一般在8-10年;从整个生命周期来看,此时分析仪拥有成本还是比较低的。
6、要配置氧中氢分析仪的预处理系统。电解水制取氢气时,氢气从电解槽内流出,被测样气(氧气和氢气)被液态水饱和,湿度很大,甚至还带出液态水,这需要预处理装置对气体进行 气液分离和多次干燥处理和颗粒过滤,被测样气进行充分的干燥,使得被测样气很干燥和干净才能进入分析仪进行氢气浓度测量。
7、对于碱性电解水,对气体预处理时,一定要去除碱液气态凝胶,否则碱液会进入氧中氢分析仪或氢中氧分析仪,损坏仪器。
1、湿度对微量氧中氢测量的影响
电解水制氢氧中氢的含量很小,如果做膜研究时候,氢气测量会更小,有时候在1000-2000PPM左右,这种微量的氢气**测量起来非常困难,主要受被测样气的湿度、流量和压力影响。随着干燥剂的使用时间增长,样气中的湿度也会逐渐增大。尽管TCD-H2传感器做了湿度补偿,但湿度的变化,依然带来100ppm左右的影响,但对微量氢气测量,必须考虑湿度因素,同时减少零点验证或校准的频次。
2、TCD-H2氧中氢传感器稳定性
TCD-H2传感器性能是非常稳定的,以下为4只传感器连续运行90小时左右的记录曲线,传感器读数变化值在±60ppm范围内波动,说明传感器还是非常稳定的。
TCD-H2氧中氢传感器运行96小时的曲线
3、TCD-H2氧中氢传感器校准方法推荐
为了**测量电解水的微量氢气浓度,尽量减少湿度对TCD-H2传感器扰动,同时*大可能降低传感器的通入100% O2零点气进行验证或校准的频次。传感器很稳定,一般进行零点单点校准即可,一般不需要进行量程校准。
3.1、推荐零点的校准方法如下:
在制氢系统上设置一个校准气路接口,与被测样气通过三通阀切换。100% O2或标气由钢瓶通入校准接口进入系统,此时的干燥的气体被管路的水汽“打湿”,然后进入干燥剂,然后进行校准。这样就确保校准验证的气体的湿度与被测样气的湿度基本一致,这会减少传感器的校准频次。
3.2、强烈不推荐把100% O2或标气由钢瓶直接通入传感器,进行校准。钢瓶内的气体非常干燥,与被测的样气内湿度相差大,用这种直接把钢瓶气通入传感器的校准方法,再测量微量氢气样气,会带来一些测量误差。
氧中氢分析仪使用重要教训:液态水由于电解水制氢的氧气侧伴随的大量的液态水,被测样气的湿度非常大。如果气液分离不彻底,同时干燥剂没有及时更换,从而液态水进入氧中氢分析仪,会导致仪器立即损坏。根据我们几年的观察,氧中氢分析仪或传感器的损坏基本上都是由于进入液态会造成的。氧中氢分析仪的损坏,整个系统就停机了。电解水制氢氧中氢分析仪的用户一定要充分警惕液态水进入分析仪,否则会浪费大量的系统停机时间和花费费用去维修氧中氢分析仪。
氧中氢分析仪隐形杀手:碱液凝胶
采用碱液电解水制取氢气,碱性电解槽运行时,高温高湿的阳极氧气会裹挟电解液中的KOH/NaOH组分,形成分散在气相中的微米级碱雾凝胶,随气流进入后续取样管路。它是半流动态的气溶胶形态,粒径多在1~10μm,兼具液态碱的强腐蚀性,可随饱和水蒸气扩散,常规物理过滤难以完全拦截。若未做针对性脱除,碱液凝胶会直接污染氧中氢分析仪的热导传感器、堵塞气路,造成测量漂移、仪器损坏,大幅缩短设备使用寿命。在氧中氢分析仪的预处理流程中,必须设置专门的过滤单元,将其完全脱除后才能通入仪器开展氢气浓度测量。