Quali sono le migliori tecniche di analisi per garantire la qualità dell'idrogeno in produzione?

Impurità tipiche dell'idrogeno

Dal momento che la maggior parte dell'idrogeno viene generato tramite reforming del metano a vapore, non sorprende che l'umidità sia uno dei principali contaminanti.

Il reforming a vapore scinde il metano in una miscela di idrogeno e anidride carbonica. L'assorbimento a pressione variabile viene utilizzato per rimuovere la maggior parte della CO₂, ma non è un processo perfetto e le potenziali impurità che rimangono includono tracce di metano, anidride carbonica e altri idrocarburi.

L'idrogeno prodotto tramite elettrolisi dell'acqua, sebbene più pulito, non è ancora puro. Oltre alla presenza di umidità, i contaminanti tipici includono tracce di gas come ossigeno, azoto e argon.

Volete conoscere ulteriori dettagli su questi processi? Leggete la nota applicativa completa di LDetek Misura delle impurità in tracce nell'idrogeno UHP per celle a combustibile

Analizzatori di impurità e punti di misura consigliati per il processo di steam reforming del metano

Questo diagramma semplificato del processo indica i punti di misurazione chiave nel processo di steam reforming del metano.

Punto di misura dei gas di sintesi

La prima fase del processo consiste nel convertire il gas naturale in syngas (una miscela di idrogeno e anidride carbonica). Poiché il gas naturale varia nella composizione, il primo punto di misurazione consiste nell'analizzare la composizione del syngas con un gascromatografo configurato per misurare selettivamente il solfuro di idrogeno e il solfuro di carbonile a basse ppm/ppb in una miscela di gas di fondo di idrogeno, anidride carbonica e monossido di carbonio.

I solfuri sono appiccicosi, quindi le colonne utilizzate devono essere rivestite con sulfinert - questo permette di misurare i solfuri in tracce fino a livelli bassi di ppm/ppb.

Consigliamo la LDetek MultiDetek3 Gas Chromatograph, utilizzando il PlasmaDetek2 detector. È possibile installare lo strumento direttamente nell'area pericolosa con il MultiDetek3 EX modello. È certificato come antideflagrante.

Punto di misura dell'assorbimento a oscillazione di pressione - purezza dell'idrogeno

Dopo la PSA, un analizzatore di conducibilità termica impostato sul range 90-100% misura la purezza dell'idrogeno.

Per l'idrogeno fino al 99,9% di purezza, si consiglia il sistema Michell XTC601 per questa applicazione. È certificato antideflagrante per l'uso direttamente nella zona pericolosa e ha un ingombro ridotto per facilitare l'installazione.

Per l'idrogeno UHP, con purezza pari o superiore al 99,99%, si consiglia di utilizzare il sistema LDetek MultiDetek3 con un rilevatore di conducibilità termica (TCD) impostato su un range compreso tra il 99 e il 100% di O₂.

Punto di misura dell'idrogeno puro - rilevamento di impurità in tracce

Un punto di misurazione finale conferma la qualità dell'idrogeno prodotto per determinare i livelli delle singole impurità in traccia, compresa l'umidità.

Si consiglia il sistema LDetek HyDetek. Si tratta di una soluzione all-in-one sviluppata appositamente per la produzione di idrogeno. Utilizzando una combinazione di rilevatori di emissioni al plasma, sensori di conducibilità termica e microbilancia a cristalli di quarzo, monitora tutti i potenziali contaminanti presenti nell'idrogeno.

Questi includono: N₂, Ar, He, O₂, CH₄, CO, CO₂, NMHC, sulfurs, formaldehyde, ammonia, halogenated formic acid e H₂O.

Analisi e punti di misura consigliati per l'idrogeno prodotto tramite elettrolisi dell'acqua

Questo diagramma semplificato mostra i punti chiave di misurazione delle impurità e della purezza dell'idrogeno nell'elettrolisi dell'acqua.

Punto di misura dell'idrogeno puro

Per una soluzione completa, si consiglia di utilizzare il sistema LDetek HyDetek System. L'idrogeno puro viene misurato con il rivelatore TCD, configurato per il range 99-100%.

Le impurità in tracce come argon, ossigeno e azoto a livelli sub-ppb sono misurate con un PED. Le misure di umidità in tracce vengono effettuate con un sensore di umidità a microbilancia a cristalli di quarzo.

In alternativa, per la produzione di idrogeno non UHP, una combinazione di Michell XTC601 Binary Gas Analyzer e il Easidew PRO I.S Dew-Point Transmitter possono essere utilizzati per misurare rispettivamente la purezza dell'idrogeno e l'umidità in tracce. Si tratta di una combinazione efficace quando la purezza del 99,9% è accettabile e occorre una soluzione più economica.

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