天然气中的氢监测：安全关键的应用

为什么注氢20%将需要更加关注安全

“氢是实现净排放的核心，因为到2050年它可以减少800亿吨二氧化碳的排放"，按照氢能委员会发布的“净零氢能"报告。

氢能委员会并不是希望看到我们对氢的使用迅速普及的机构；各国政府、环保人士、非政府组织和工业界都在努力用氢作为一种绿色替代品来取代我们对化石燃料的消耗。

目前，我们生产的氢气有很大一部分来自天然气，使用蒸汽甲烷重整过程。这就是所谓的“灰氢"。如果这个过程的二氧化碳副产品被捕集并安全储存，那么它被认为是碳中和的，最终产品被称为“蓝色氢"。真正的“绿色氢"必须使用可再生能源和电解过程来生产。

可以理解的是，大部分焦点都集中在我们如何能够大规模生产和分配氢气，以及哪些应用代表了很大的潜力。然而，这确实引发了另一个同样重要的考虑：在保持——或者更好的是提高——安全标准的同时，需要有效和有利可图地增加我们对氢的使用。

氢挥发

尽管氢气作为工业过程气体已经使用多年，但将其作为运输、发电和家庭用气的燃料是相对较新的。特别是，当注入天然气网络时，它可能会产生几个潜在的问题。这些包括:

• 爆炸风险 氢气是一种挥发性气体，无臭无色，如果没有专门的仪器，很难检测到。

• 管道、压缩机等金属表面脆化 气体会降低某些金属的拉伸延展性，导致应力断裂形成，有发生泄漏的危险。

• 弹性密封的渗透 氢气是一种小分子，它可以渗透到管道设备中广泛使用的弹性体密封中。如果压力释放，氢分子就会膨胀，增加气体泄漏的风险。

• 过程效率 不正确的氢气和天然气混合会对燃气轮机的燃烧效率产生影响，增加成本，并可能产生安全风险。




好消息是，所有这些问题都是已知的，并且可以使用适当的材料和管理技术来解决。特别是，对生产、分销和燃烧过程中的过程条件进行在线监控至关重要。这包括一系列参数，其中微量水分测量是特别重要的参数之一。它在保持气体质量，确保系统效率和安全性以及支持符合商业要求和监管标准方面发挥着关键作用。

用于氢气监测的露点分析仪

测量烃和水露点的技术多种多样；有些已经以不同的形式使用了很多年。然而，并不是所有的露点分析仪都适合用于监测天然气中的注氢，特别是在电气安全认证方面。

与天然气相比，氢气与空气混合时的可燃性范围更广。它燃烧至需很少的量，仅为0.02兆焦耳（mJ），不到点燃天然气所需能量（0.29 mJ）的10%。在某些情况下，即使是静态放电也足以点燃氢-空气混合物。与传统的天然气操作不同，在可能存在氢气的环境中使用的任何电气设备都必须具有较高的防爆安全级别，这一点至关重要。然而目前安装在天然气现场的电气设备（包括分析系统）并非都符合氢气的防爆（Ex）安全要求。

因此，仔细选择设备非常重要。例如，我们新的密析尔仪器烃露点分析仪通过Ex认证，可在氢气环境中使用，无需调整；其中包括含氢量至少为20%的天然气应用。它们提供非常准确，可重复和一致的结果，并通过ATEX， IECEx， UKEX和NEC505标准认证。

产品系列包括:



OptiPEAK TDL600 可调谐半导体激光技术

自校准微水分析仪 - Michell QMA401



过程水分分析仪 - Michell QMA601 自校准快速测量

QMA401和QMA601晶体振荡微平衡技术



Promet I.S. 金属氧化物陶瓷传感器



Condumax 露点分析仪 – Michell CD603



便携式露点分析仪 – Michell CDP301

Condumax CD603 和 CDP301 冷镜技术分析仪