Quelles sont les meilleures techniques d'analyse pour garantir la qualité de l'hydrogène dans la production ?

Les impuretés typiques de l'hydrogène

Comme la plupart de l'hydrogène est généré par le reformage du méthane à la vapeur, il n'est pas surprenant que l'humidité soit un contaminant majeur.

Le reformage à la vapeur sépare le méthane en un mélange d'hydrogène et de dioxyde de carbone. L'absorption par variation de pression est utilisée pour éliminer la majeure partie du CO₂, mais il ne s'agit pas d'un processus parfait et les impuretés potentielles qui subsistent comprennent des traces de méthane, de dioxyde de carbone et d'autres hydrocarbures.

L'hydrogène produit par électrolyse de l'eau, bien que plus propre, n'est toujours pas pur. Outre la présence d'humidité, les contaminants typiques sont les gaz à l'état de traces tels que l'oxygène, l'azote et l'argon.

Vous voulez en savoir plus sur ces procédés ? Lisez la note d'application complète de LDetek. Mesure des traces d'impuretés dans l'hydrogène UHP pour les piles à combustible.

Analyseurs d'impureté et points de mesure recommandés pour le procédé de reformage du méthane à la vapeur

Ce diagramme simplifié du processus indique les points de mesure clés dans le processus de reformage du méthane à la vapeur.

Point de mesure des gaz de synthèse

La première étape du processus consiste à convertir le gaz naturel en gaz de synthèse (un mélange d'hydrogène et de dioxyde de carbone). Comme la composition du gaz naturel varie, le premier point de mesure consiste à analyser le gaz de synthèse à l'aide d'un chromatographe en phase gazeuse configuré pour mesurer sélectivement le sulfure d'hydrogène et le sulfure de carbonyle à faible ppm/ppb dans un mélange de gaz de fond composé d'hydrogène, de dioxyde de carbone et de monoxyde de carbone.

Les sulfures sont collants et les colonnes utilisées doivent donc être recouvertes de sulfinert, ce qui permet de mesurer les traces de sulfures jusqu'aux faibles niveaux de ppm/ppb.

Nous recommandons le LDetek MultiDetek3 Gas Chromatograph, en utilisant le logiciel PlasmaDetek2 detector . Il est possible d'installer l'instrument directement dans la zone dangereuse à l'aide de la fonctionMultiDetek3 EX modèle. Il est certifié antidéflagrant.

Point de mesure de l'absorption par oscillation de pression - pureté de l'hydrogène

Après l'EPS, un analyseur de conductivité thermique réglé sur la plage 90-100 % mesure la pureté de l'hydrogène.

Pour l'hydrogène d'une pureté allant jusqu'à 99,9 %, nous recommandons l'utilisation de l'instrument de mesure de la pureté de l'hydrogène. Michell XTC601 pour cette application. Il est certifié antidéflagrant pour une utilisation directement dans la zone dangereuse et présente un faible encombrement pour une installation aisée.

Pour l'hydrogène UHP, d'une pureté de 99,99 % et plus, nous recommandons l'utilisation de l'appareil de mesure de l'hydrogène UHP. LDetek MultiDetek3 avec un détecteur de conductivité thermique (TCD) réglé sur la plage de 99 à 100 % O₂.

Point de mesure de l'hydrogène pur - détection de traces d'impuretés

Un dernier point de mesure confirme la qualité de l'hydrogène produit afin de déterminer les niveaux d'impuretés à l'état de traces, y compris l'humidité.

Nous recommandons le système LDetek HyDetek. Il s'agit d'une solution tout-en-un développée spécifiquement pour la production d'hydrogène. Grâce à une combinaison de détecteurs d'émission plasma, de conductivité thermique et de microbalance à cristal de quartz, il surveille tous les contaminants potentiels dans l'hydrogène.

Il s'agit notamment de N₂, Ar, He, O₂, CH₄, CO, CO₂, NMHC, sulfurs, formaldehyde, ammonia, halogenated formic acid and H₂O.

Analyseurs et points de mesure recommandés pour l'hydrogène produit par électrolyse de l'eau

Ce diagramme simplifié montre les principaux points de mesure des impuretés et de la pureté de l'hydrogène dans l'électrolyse de l'eau.

Point de mesure de l'hydrogène pur

Pour une solution tout-en-un, nous recommandons le LDetek HyDetek System . L'hydrogène pur est mesuré à l'aide du détecteur TCD, configuré pour la plage 99-100%.

Les impuretés à l'état de traces telles que l'argon, l'oxygène et l'azote à des niveaux inférieurs au ppb sont mesurées à l'aide d'un PED. Les traces d'humidité sont mesurées à l'aide d'un capteur d'humidité à microbalance à cristal de quartz.

En revanche, pour la production d'hydrogène non UHP, une combinaison des éléments suivants est possible Michell XTC601 Binary Gas Analyzer et le Easidew PRO I.S Dew-Point Transmitter peuvent être utilisés pour mesurer respectivement la pureté de l'hydrogène et l'humidité à l'état de traces. Il s'agit d'une combinaison efficace lorsqu'une pureté de 99,9 % est acceptable et qu'une solution plus rentable est nécessaire.

Vous voulez en savoir plus ?

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