深入了解：制氢过程中气体分析仪的关键作用？

深入了解：制氢过程中气体分析仪的关键作用

石化燃料是不可再生资源，像我们常见的有石油、天然气、煤炭、石油气等储量有限，且储量日益减少，新的替代能源迫在眉睫。氢能作为低碳和零碳能源，氢能是被公认的清洁能源。由于其储量最大，可再生和循环利用；生产途径多种多样。氢气制取可以从天然气、煤炭、生物质、废弃材料（如塑胶）和水分子中实现零碳排放。一系列清洁、高效、零碳和可持续利用的特点被视为未来清洁能源研究和发展的方向。根据中国煤炭工业协会公开数据显示，2020年中国氢气产量超过2500万吨，其中煤制氢所产氢气占62％、天然气制氢占19％，工业副产气制氢占18％，电解水制氢占1％左右。

煤或天然气制氢是在现有制氢技术中具有显著的成本优势，我国石化资源丰富，目前煤炭是制氢的主要来源。然而，使用化石能源作为原料是不可持续的，生产会产生污染；由于上游产品的限制，产量和价格波动较大，很难形成稳定且有效的供应。工业废气制氢也存在原料少、来源不稳定的问题。目前看来，能够支撑未来对氢能的巨大需求，原料来源稳定的制氢方该是电解水制氢。虽然目前由于成本高，电解水在氢能制备行业只占1%左右，与其他方式相比没有竞争优势，但从长远来看，电解水制氢可能是一个更好的出路。

无论采用哪种制氢方法，都要达到一定的纯度，那么如何判断氢气是否达标呢？这就需要用氢气气体分析仪来检测氢气的纯度。根据一系列系列与制氢有关的国家标准，再加上氢的特殊化学性质，分子量轻，需要对其痕量杂质(氢纯度)进行分析，对其取样和取样的技术要求非常高。

电厂制氢设备都是水电解制氢，产品氢气中的唯一杂质气体是氧气和水蒸气及非常微量的含碳气体（水中溶解）以及非常微量的油污、粉尘等杂质，所以一般现

气体分析仪及量程选择：以水电解制氢为例，制氢设备产出的粗氢一般纯度为99.5~99.9之间，粗氢纯度检测选择氢中氧分析仪HT-FX100-O2和氧中氢分析仪HT-FX100-H2，量程均选择0~2%之间即可满足要求，一般选用电化学原理。粗氢经过纯化干燥处理后，纯度可达到4个9或5个9的纯度，此时需要通过微量氧、露点仪来检测高纯氢的纯度是否合格，纯化后的氢气微量氧一般在0~10ppm（与气体流量、压力相关），露点要小于＜-50℃。

气路材质及预处理选择：气体分析仪进气口与气源之间的气路连接，是能够准确

检测气体指标极为重要的因素，需要注意取样管材质及气路连接的气密性。

气路材质：氢中氧、氧中氢、微量氧可选用聚四氟乙烯软管，露点仪必须采用内壁抛光的不锈钢管

预处理：整套制氢系统涉及到各类罐体、管路、阀门等，会导致气体中含有微量的油污、粉尘等杂质，长期的积累会导致气路堵塞、损坏气体分析仪传感器或导致测量不精准，所以有必要对气体进行预处理后再进行检测。

过滤器：检测露点时预处理的过滤器，可选择HT1002烧结金属过滤器（内部滤径小于10μm）或活性炭过滤器（内部滤径小于20μm-30μm）

气密性检查:气路连接的气密性是保证低浓度气体检测是否准确的前提,，如果气密性不佳导致空气进入会影响最终的检测结果。

电源及信号：氢气易燃易爆,现场的分析仪仪表需具备防爆能力,电源选择24V DC,模拟输出选择标准4-20mA信号连接至PLC。为保证分析仪的检测精度、稳定性等,模拟输出信号线选用屏蔽线,为防止干扰供电不建议与电动机、空调、等大功率设备公用电源。除了电源外还要加装安全隔离栅(隔离栅内部采用限压、限流、隔离等措施