天然氣中的氫監測：安全關鍵的應用

為什么注氫20%將需要更加關注安全

“氫是實現凈排放的核心，因為到2050年它可以減少800億噸二氧化碳的排放"，按照氫能委員會發布的“凈零氫能"報告。

氫能委員會并不是希望看到我們對氫的使用迅速普及的機構；各國政府、環保人士、非政府組織和工業界都在努力用氫作為一種綠色替代品來取代我們對化石燃料的消耗。

目前，我們生產的氫氣有很大一部分來自天然氣，使用蒸汽甲烷重整過程。這就是所謂的“灰氫"。如果這個過程的二氧化碳副產品被捕集并安全儲存，那么它被認為是碳中和的，最終產品被稱為“藍色氫"。真正的“綠色氫"必須使用可再生能源和電解過程來生產。

可以理解的是，大部分焦點都集中在我們如何能夠大規模生產和分配氫氣，以及哪些應用代表了很大的潛力。然而，這確實引發了另一個同樣重要的考慮：在保持——或者更好的是提高——安全標準的同時，需要有效和有利可圖地增加我們對氫的使用。

氫揮發

盡管氫氣作為工業過程氣體已經使用多年，但將其作為運輸、發電和家庭用氣的燃料是相對較新的。特別是，當注入天然氣網絡時，它可能會產生幾個潛在的問題。這些包括:

• 爆炸風險 氫氣是一種揮發性氣體，無臭無色，如果沒有專門的儀器，很難檢測到。

• 管道、壓縮機等金屬表面脆化 氣體會降低某些金屬的拉伸延展性，導致應力斷裂形成，有發生泄漏的危險。

• 彈性密封的滲透 氫氣是一種小分子，它可以滲透到管道設備中廣泛使用的彈性體密封中。如果壓力釋放，氫分子就會膨脹，增加氣體泄漏的風險。

• 過程效率 不正確的氫氣和天然氣混合會對燃氣輪機的燃燒效率產生影響，增加成本，并可能產生安全風險。




好消息是，所有這些問題都是已知的，并且可以使用適當的材料和管理技術來解決。特別是，對生產、分銷和燃燒過程中的過程條件進行在線監控至關重要。這包括一系列參數，其中微量水分測量是特別重要的參數之一。它在保持氣體質量，確保系統效率和安全性以及支持符合商業要求和監管標準方面發揮著關鍵作用。

用于氫氣監測的露點分析儀

測量烴和水露點的技術多種多樣；有些已經以不同的形式使用了很多年。然而，并不是所有的露點分析儀都適合用于監測天然氣中的注氫，特別是在電氣安全認證方面。

與天然氣相比，氫氣與空氣混合時的可燃性范圍更廣。它燃燒至需很少的量，僅為0.02兆焦耳（mJ），不到點燃天然氣所需能量（0.29 mJ）的10%。在某些情況下，即使是靜態放電也足以點燃氫-空氣混合物。與傳統的天然氣操作不同，在可能存在氫氣的環境中使用的任何電氣設備都必須具有較高的防爆安全級別，這一點至關重要。然而目前安裝在天然氣現場的電氣設備（包括分析系統）并非都符合氫氣的防爆（Ex）安全要求。

因此，仔細選擇設備非常重要。例如，我們新的密析爾儀器烴露點分析儀通過Ex認證，可在氫氣環境中使用，無需調整；其中包括含氫量至少為20%的天然氣應用。它們提供非常準確，可重復和一致的結果，并通過ATEX， IECEx， UKEX和NEC505標準認證。

產品系列包括:



OptiPEAK TDL600 可調諧半導體激光技術

自校準微水分析儀 - Michell QMA401



過程水分分析儀 - Michell QMA601 自校準快速測量

QMA401和QMA601晶體振蕩微平衡技術



Promet I.S. 金屬氧化物陶瓷傳感器



Condumax 露點分析儀 – Michell CD603



便攜式露點分析儀 – Michell CDP301

Condumax CD603 和 CDP301 冷鏡技術分析儀?