氫純度監(jiān)測(cè)

氫氣既可用作化工原料和工業(yè)氣體，又可用作能量載體。氫能源作為零碳能源，是實(shí)現(xiàn) “碳達(dá)峰、碳中和” 雙碳目標(biāo)的理想解決方案。作為未來能源的發(fā)展新星，氫能的應(yīng)用范圍越來越廣泛，主要應(yīng)用領(lǐng)域有汽車、航空、船舶、軍事、冶金、建筑供熱等。

一、制氫方式簡(jiǎn)介

目前國(guó)內(nèi)制氫的方式主要有：煤制氫；天然氣制氫；甲醇制氫；工業(yè)副產(chǎn)制氫；煉廠氣制氫；焦?fàn)t煤氣制氫；電解水制氫；氨分解制氫等。氫能按照生產(chǎn)來源分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫，灰氫是指利用化石燃料石油、天然氣和煤制取的，這種方式雖然成本低，但是碳排放量大；藍(lán)氫也是通過煤或天然氣等化石燃料轉(zhuǎn)化制取，但結(jié)合了碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)來減少碳排放，這個(gè)過程中碳捕集成本比較高；綠氫是通過使用再生能源（如太陽能、風(fēng)能、核能等）制造的氫氣，例如通過可再生能源發(fā)電進(jìn)行電解水制氫，在制氫過程零碳排放。

雖然我國(guó)目前主要是依靠灰氫來獲取氫氣，占63.5%，但作為清潔能源的綠氫是未來發(fā)展之勢(shì)，它在2022年北京作為綠色能源被大量使用，Winter olympics火炬燃料全部替換為氫能，并且氫燃料車輛投入是東Winter olympics的兩倍。

二、氫純度監(jiān)測(cè)

灰氫或藍(lán)氫制取過程中，如煤制氫、焦?fàn)t氣制氫、甲醇制氫等，會(huì)含有從原料中帶進(jìn)的雜質(zhì)以及一些副產(chǎn)物，常見的微量雜質(zhì)有水分、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔锏取ｋ娊馑染G氫制取中會(huì)帶有微量氧和水分。

氫純度要求

氫氣目前主要分為工業(yè)用氫和燃料電池用氫，分別都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氫純度及雜質(zhì)做出了規(guī)定。GB/T 3634.1-2006 是對(duì)工業(yè)用氫的標(biāo)準(zhǔn)要求；GB/T 3634.2-2011 氫氣第2部分，規(guī)定了純氫、高純氫和超純氫的技術(shù)要求等；GB/T16942-2009 中對(duì)電子工業(yè)用氫進(jìn)行了規(guī)定；GB/T 37244-2018《質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣》和 ISO 14687:2019 Hydrogen fuel quality — Product specification 是對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用氫品質(zhì)技術(shù)指標(biāo)要求進(jìn)行了說明。

案例分享

案例一：北京Winter olympics風(fēng)電制氫項(xiàng)目

Winter olympics期間，張家口賽區(qū)運(yùn)行著623輛氫燃料汽車，而為這些氫燃料汽車提供的氫便是從位于張家口崇禮區(qū)的風(fēng)電制氫站傳輸過來的。通過風(fēng)電制氫項(xiàng)目配建的光伏、風(fēng)機(jī)發(fā)出的電輸入到電解槽內(nèi)，水被電解為氧氣和氫氣，再經(jīng)過純化設(shè)備吸附雜質(zhì)，分離氧氣，得到純度為99.999%的氫氣。在這個(gè)制氫過程，風(fēng)電制氫項(xiàng)目用到了PST集團(tuán)下密析爾的XTC601來監(jiān)測(cè)氧中氫，XTP601監(jiān)測(cè)氫中氧以及Easidew Pro I.S. 監(jiān)測(cè)露點(diǎn)。

案例二：北京Winter olympics用氫質(zhì)量檢測(cè)

制氫站制出來的氫品質(zhì)如何，需要專門的機(jī)構(gòu)來檢測(cè)，作為能源保障的中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司（石科院）在Winter olympics期間便擔(dān)任了氫燃料全供應(yīng)鏈質(zhì)量監(jiān)控的角色，保障Winter olympics期間的能源保障。

石科院先個(gè)加氫站內(nèi)氫氣品質(zhì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室在河北崇禮西灣子加氫站順利投用，2小時(shí)內(nèi)即可完成從加氫槍取樣到典型指標(biāo)（水、氧、氦、氬、氮、烴類、CO、CO2、NH3、硫化物等）檢測(cè)的全部流程。在對(duì)于水、氧的檢測(cè)，石科院選擇PST集團(tuán)旗下品牌密析爾的MDM300便攜式露點(diǎn)儀和AII的GPR-1200便攜式氧分析儀，這些分析儀已在實(shí)踐中證明了高規(guī)格的測(cè)量性能，可以滿足實(shí)驗(yàn)室的高要求，保證氫能的品質(zhì)。

另外，石科院下的國(guó)家石油產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心，是我國(guó)前幾家成立的石油產(chǎn)品國(guó)家中心，是國(guó)內(nèi)石油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)行業(yè)的前幾位。受北京市市場(chǎng)監(jiān)督管理局委托，從2021年11月起承接冬奧期間北京市全部供氫企業(yè)的抽檢工作，并起草了產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督抽查實(shí)施細(xì)則。質(zhì)檢中心選擇密析爾露點(diǎn)儀來對(duì)供氫企業(yè)制氫過程中的水分等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。

Winter olympics 期間，從制氫站制氫到對(duì)氫進(jìn)行檢測(cè)全用到了我們的產(chǎn)品。

案例三：孟加拉博杜阿卡利項(xiàng)目

孟加拉博杜阿卡利火電站是典型的電廠用氫項(xiàng)目。氫在電廠常常被用作發(fā)電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子的冷卻氣體。氫氣具有密度小，熱傳導(dǎo)率高的特點(diǎn)，發(fā)電機(jī)采用氫冷卻可提高發(fā)電機(jī)效率，減少發(fā)電機(jī)損耗。在氫冷卻過程中，對(duì)氫氣純度要求非常高，純度下降、水分含量增加、氫中氧含量達(dá)到一定比例等都會(huì)給發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行帶來隱患，需要在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫純度、氧中氫、氫中氧、露點(diǎn)等參數(shù)。孟加拉博杜阿卡利火電站用到了PST集團(tuán)旗下密析爾XTC601監(jiān)測(cè)氫純度和氧中氫，XTP601監(jiān)測(cè)氫中氧，MDM50便攜式露點(diǎn)儀和Easidew Pro I.S.本安型露點(diǎn)儀監(jiān)測(cè)露點(diǎn)，AII GPR-2000氧分析儀監(jiān)測(cè)氧。