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氢纯度监测

发布时间:2022-11-07   点击次数:69次
氢气既可用作化工原料和工业气体,又可用作能量载体。氢能源作为零碳能源,是实现 “碳达峰、碳中和” 双碳目标的理想解决方案。作为未来能源的发展新星,氢能的应用范围越来越广泛,主要应用领域有汽车、航空、船舶、冶金、建筑供热等。
一、制氢方式简介

 

目前国内制氢的方式主要有:煤制氢;天然气制氢;甲醇制氢;工业副产制氢;炼厂气制氢;焦炉煤气制氢;电解水制氢;氨分解制氢等。氢能按照生产来源分为灰氢、蓝氢和绿氢,灰氢是指利用化石燃料石油、天然气和煤制取的,这种方式虽然成本低,但是碳排放量大;蓝氢也是通过煤或天然气等化石燃料转化制取,但结合了碳捕集、利用与封存(CCUS)技术来减少碳排放,这个过程中碳捕集成本比较高;绿氢是通过使用再生能源(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,在制氢过程零碳排放。

 

虽然我国目前主要是依靠灰氢来获取氢气,占63.5%,但作为清洁能源的绿氢是未来发展之势,它在2022年北京冬奥会作为绿色能源被大量使用,冬奥会火炬燃料全部替换为氢能,并且氢燃料车辆投入是的两倍。

二、氢纯度监测

灰氢或蓝氢制取过程中,如煤制氢、焦炉气制氢、甲醇制氢等,会含有从原料中带进的杂质以及一些副产物,常见的微量杂质有水分、氧气、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物等。电解水等绿氢制取中会带有微量氧和水分。

氢纯度要求

氢气目前主要分为工业用氢和燃料电池用氢,分别都有相应的标准对氢纯度及杂质做出了规定。GB/T 3634.1-2006 是对工业用氢的标准要求;GB/T 3634.2-2011 氢气第2部分,规定了纯氢、高纯氢和超纯氢的技术要求等;GB/T16942-2009 中对电子工业用氢进行了规定;GB/T 37244-2018《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》和 ISO 14687:2019 Hydrogen fuel quality — Product specification 是对质子交换膜燃料电池汽车用氢品质技术指标要求进行了说明。

 

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来源:中国标准化研究院资源环境研究分院

 

案例分享

案例一:北京冬奥会风电制氢项目

 

冬奥会期间,张家口赛区运行着623辆氢燃料汽车,而为这些氢燃料汽车提供的氢便是从位于张家口崇礼区的风电制氢站传输过来的。通过风电制氢项目配建的光伏、风机发出的电输入到电解槽内,水被电解为氧气和氢气,再经过纯化设备吸附杂质,分离氧气,得到纯度为99.999%的氢气。在这个制氢过程,风电制氢项目用到了PST集团下密析尔的XTC601来监测氧中氢,XTP601监测氢中氧以及Easidew Pro I.S. 监测露点。

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案例二:北京冬奥会用氢质量检测

制氢站制出来的氢品质如何,需要专门的机构来检测,作为能源保障的中石化石油化工科学研究院有限公司(石科院)在冬奥会期间便担任了氢燃料全供应链质量监控的角色,保障冬奥会期间的能源保障。

 

石科院第一个加氢站内氢气品质检测实验室在河北崇礼西湾子加氢站顺利投用,2小时内即可完成从加氢枪取样到典型指标(水、氧、氦、氩、氮、烃类、CO、CO2、NH3、硫化物等)检测的全部流程。在对于水、氧的检测,石科院选择PST集团旗下品牌密析尔的MDM300便携式露点仪和AII的GPR-1200便携式氧分析仪,这些分析仪已在实践中证明了高规格的测量性能,基本可以满足实验室的高要求,保证氢能的品质。
另外,石科院下的国家石油产品质量检验检测中心,是我国成立的石油产品国家中心,是国内石油产品质量监督检验行业的先驱。受北京市市场监督管理局委托,从2021年11月起承接冬奥期间北京市全部供氢企业的抽检工作,并起草了产品质量监督抽查实施细则。质检中心选择密析尔露点仪来对供氢企业制氢过程中的水分等关键指标进行持续监测。
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dongaohui期间,从制氢站制氢到对氢进行检测全用到了我们的产品。

 

案例三:孟加拉博杜阿卡利项目

 

孟加拉博杜阿卡利火电站是典型的电厂用氢项目。氢在电厂常常被用作发电机内转子的冷却气体。氢气具有密度小,热传导率高的特点,发电机采用氢冷却可提高发电机效率,减少发电机损耗。在氢冷却过程中,对氢气纯度要求非常高,纯度下降、水分含量增加、氢中氧含量达到一定比例等都会给发电机的安全运行带来隐患,需要在线实时监测氢纯度、氧中氢、氢中氧、露点等参数。孟加拉博杜阿卡利火电站用到了PST集团旗下密析尔XTC601监测氢纯度和氧中氢,XTP601监测氢中氧,MDM100IS便携式露点仪和Easidew Pro I.S.本安型露点仪监测露点,AII GPR-2000氧分析仪监测氧。

PST集团为保证氢品质能提供哪些帮助?

PST集团包含密析尔、罗卓尼克、恩特龙、AII等品牌,分别在露点、湿度、氧等方面拥有先进的技术,可以为制氢过程中提供露点、氢纯度、氧等的精确监测,保证高品质氢。

 

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