Cuáles son las mejores técnicas de análisis para garantizar la calidad del hidrógeno en la producción?

Impurezas típicas del hidrógeno

Dado que la mayor parte del hidrógeno se genera mediante reformado de metano con vapor, no es sorprendente que la humedad sea uno de los principales contaminantes.

El reformado con vapor divide el metano en una mezcla de hidrógeno y dióxido de carbono. La absorción por oscilación de presión se utiliza para eliminar la mayor parte del CO₂, pero no es un proceso perfecto y entre las posibles impurezas que quedan se incluyen trazas de metano, dióxido de carbono y otros hidrocarburos.

El hidrógeno producido mediante electrólisis del agua, aunque es más limpio, sigue sin ser puro. Además de la presencia de humedad, los contaminantes típicos incluyen trazas de gases como oxígeno, nitrógeno y argón.

Desea conocer más detalles sobre estos procesos? Lea la nota de aplicación completa de LDetek Medición de trazas de impurezas en hidrógeno UHP para pilas de combustible

Analizadores de impurezas y puntos de medición recomendados para el proceso de reformado de metano con vapor

Este diagrama simplificado del proceso indica los puntos de medición clave en el proceso de reformado de metano con vapor.

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Punto de medición del gas de síntesis

La primera etapa del proceso consiste en convertir el gas natural en gas de síntesis (una mezcla de hidrógeno y dióxido de carbono). Dado que el gas natural varía en su composición, el primer punto de medición consiste en analizar el syngas de composición con un cromatógrafo de gases configuredo para medir selectivamente el sulfuro de hidrógeno y el sulfuro de carbonilo de bajas ppm/ppb en una mezcla gaseosa de fondo de hidrógeno, dióxido de carbono y monóxido de carbono.

Los sulfuros son pegajosos, por lo que las columnas utilizadas deben estar recubiertas con sulfinert, lo que permite medir trazas de sulfuros hasta niveles bajos de ppm/ppb.

Recomendamos el LDetek MultiDetek3 Cromatógrafo de gases, utilizando el detector PlasmaDetek2. Es posible instalar el instrumento directamente en la zona peligrosa con el modelo MultiDetek2 EX. Está certificado a prueba de explosiones.

Punto de medición de absorción por oscilación de presión - pureza del hidrógeno

Después de la PSA, un analizador de conductividad térmica ajustado al rango 90-100% mide la pureza del hidrógeno.

Para hidrógeno con una pureza de hasta el 99,9%, recomendamos el Michell XTC601 para esta aplicación. Está certificado a prueba de explosiones para su uso directo en zonas peligrosas y ocupa poco espacio, lo que facilita su instalación.

Para hidrógeno UHP, pureza del 99,99% y superior, recomendamos el LDetek MultiDetek3 con un detector de conductividad térmica (TCD) ajustado al Rango del 99 al 100% de O₂.

Punto de medición de hidrógeno puro - detección de trazas de impurezas

Un punto de medición final confirma la calidad del hidrógeno producido para determinar los niveles de impurezas traza individuales, incluida la humedad.

Recomendamos el sistema LDetek HyDetek. Se trata de una solución "todo en uno" desarrollada específicamente para la producción de hidrógeno. Mediante una combinación de sensores de emisión de plasma, conductividad térmica y microbalanza de cristal de cuarzo, controla todos los posibles contaminantes del hidrógeno.

Estos incluyen: N₂, Ar, He, O₂, CH₄, CO, CO₂, NMHC, azufres, formaldehído, amoníaco, ácido fórmico halogenado y H₂O.

Analizadores y puntos de medida recomendados para el hidrógeno producido por electrólisis del agua

Este diagrama simplificado muestra los puntos de medición clave para las impurezas y la pureza del hidrógeno en la electrólisis del agua.

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Punto de medición de hidrógeno puro

Para una solución "todo en uno", recomendamos el Sistema LDetek HyDetek. El hidrógeno puro se mide utilizando el detector TCD, configuredo en el Rango 99-100%.

Las impurezas traza como el argón, el oxígeno y el nitrógeno a niveles sub-ppb se miden utilizando un PED. Las mediciones de trazas de humedad se realizan con un sensor de humedad de microbalanza de cristal de cuarzo.

Alternativamente, para la producción de hidrógeno no UHP, se puede utilizar una combinación del Analizador de gas binario Michell XTC601 y el Transmisor de punto de rocío Easidew PRO I.S para medir la pureza del hidrógeno y la traza de humedad respectivamente. Se trata de una combinación eficaz cuando la pureza del 99,9% es aceptable y se necesita una solución más rentable.

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Vea nuestro Rango completo de Cromatógrafos de gases y Analizadores de hidrógeno y gases binarios aquí.

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