水电解制氢领域氢纯度氢露点氧中氢氢中氧分析仪表选型和使用注意

水电解制氢领域氢气纯度仪、氢气露点仪、氧中氢、氢中氧等气体分析仪表选型和使用注意事项

随着国家对环保的要求及政策，绿氢的利用规模及市场逐年加大，氢能主要优势在于环保、能量密度非常高（是汽油的3倍、酒精的3.9倍、焦炭的 4.5倍）、氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的。

工业用氢，对氢纯度及其杂质（微量氧、水分）有严格要求，国内电解水制氢领域，以碱水制氢为主且已经产业化；质子交换膜制氢还未产业化，多应用在加氢站现场制氢、风电等可再生能源电解水制氢、储能等领域示范应用并逐步推广

碱水制氢原理：

碱水电解制氢，其以氢氧化钾水溶液为电解质，以石棉膜为隔膜，通电将水分子进行电解得到氢气和氧气，碱水电解槽是碱水电解技术所需的核心装备，碱水制氢，产出的氢气含有水汽、碱液，需要进行脱碱、脱水处理，能耗较高且会污染环境。

质子交换膜制氢原理：

水（2H?O）在阳极上产生水解反应，在电 场和催化剂作用下，分裂成质子（4H+）、电子（4e-） 和气态氧；4H+ 质子在电势差的作用下，通过质子交换膜到达阴极；4e- 电子通过外部电路传导，在阴极上产生 4H+ +4e- 反应，析出氢气（2H?），实现氢气和氧气的分离。

区别于碱水电解制氢，质子交换膜制氢选用具有良好化学稳定性、质子传导性，没有碱液带来的污染产氢纯度高，能有效阻止电子传递，提高电解槽安全性，缺点是质子交换膜相关技术要求高相对碱水制氢成本大。

氢站气体分析仪表选型：

水电解制氢领域，一般用到的气体分析监测仪表有以下几种，氢纯度、氢露点、氢中氧、氧中氢、氢气检漏仪。

选型要点：

• 遵循国标50058-2014 爆炸危险环境电力装置设计规范
• 氢气易燃易爆，需在生产场所设置氢气检漏仪进行实时监测 警，并于风机连锁
• 碱水制氢工艺下需做好预处理措施，如水分含量过大会导致碱液随水分进入分析仪表损坏传感器压力过大也会损坏分析仪表传感器。
• 氢气易燃易爆,现场分析表需防爆
• 为保证分析仪的检测精度、稳定性，信号线应选用屏蔽线
• 为防止干扰供电不建议与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。

常见问题排查：

• 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。