制氫站氫氣泄漏監(jiān)測(cè)中H2傳感器的應(yīng)用

氫燃燒的產(chǎn)物是水，與其他燃料相比，氫燃料是世界上最干凈的能源，被譽(yù)為21世紀(jì)最具發(fā)展前景的二次能源。如果作為汽車的能源，在考慮全生命周期后，氫燃料電動(dòng)車的能源效率約為29%，高于鋰離子電動(dòng)車的28%及燃油車的14%。在“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)下，氫能汽車成為了各車企競(jìng)相爭(zhēng)奪的賽道。

氫能源與電能、太陽(yáng)能、風(fēng)能等同屬于清潔能源，在制氫站生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)氫氣的過(guò)程中，為防止過(guò)量泄漏的氫氣發(fā)生爆炸，需要安裝氫氣儲(chǔ)罐區(qū)氣體檢測(cè)儀，2022年七月下旬，?？诠夥茪?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/873/" target="_blank">高壓加氫一體站更換一批氫氣管道氣體報(bào)警器用于氫站儲(chǔ)罐區(qū)，氫氣傳感器用于制氫站氫氣泄漏監(jiān)測(cè)，并入PLC、DCS系統(tǒng)，聯(lián)鎖報(bào)警自動(dòng)控制電磁閥風(fēng)機(jī)等設(shè)備的啟停。

工業(yè)制氫站制氫工藝流程原理主要有以下4種：
1、甲醇裂解制氫
甲醇轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)是以甲醇、脫鹽水為主要原料,甲醇水蒸汽在催化劑床層轉(zhuǎn)化成主要含氫氣和二氧化碳的轉(zhuǎn)化氣,該轉(zhuǎn)化氣再經(jīng)變 壓吸附技術(shù)提純,得到純度為 99.9～99.999%的產(chǎn)品氫氣的工藝技術(shù)。

2、天然氣制氫
天然氣制氫工藝流程主要包括凈化系統(tǒng)與轉(zhuǎn)化系統(tǒng)和提純系統(tǒng).凈化系統(tǒng)主要包括對(duì)原料氣的烯烴、含硫進(jìn)行凈化(原因是轉(zhuǎn)化催化劑的敏感).轉(zhuǎn)化系統(tǒng)主要是以凈化氣、蒸汽在轉(zhuǎn)化催化劑的作用下,轉(zhuǎn)化成氫氣、CO/CO2,然后經(jīng)過(guò)以Fe3O4為催化劑使得CO轉(zhuǎn)化成C02和氫氣,最后經(jīng)過(guò)凈化系統(tǒng),得到純度較高的氫氣。

3、氨分解制氫
利用液氨為原料,氨經(jīng)裂解后,每公斤液氨裂解可制得2.64Nm3 混合氣體,其中含75%的氫氣和25%的氮?dú)?。所得的氣體含雜質(zhì)較少(雜質(zhì)中含水汽約2克/立方 米,殘余氨約1000ppm), 再通過(guò)分子篩獲得高純度的氫氣。

4、水電解制氫
水電解制氫系統(tǒng)的工作原理是由浸沒(méi)在電解液中的一對(duì)電極中間隔以防止氣體滲透的隔膜而構(gòu)成的水電解池，當(dāng)通以一定的直流電時(shí)，水就發(fā)生分解，在陰極析出氫氣， 陽(yáng)極析出氧氣。然后再通過(guò)氣液分離器、冷卻洗滌器、脫氧系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、壓縮儲(chǔ)存后得到高純度氫氣。

海口光伏制氫高壓加氫一體站（海馬制氫加氫一體站）采用的是水電解制氫工藝，在所有生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，凡是能夠產(chǎn)生氫氣，或設(shè)備管道內(nèi)有氫氣存在的廠房車間都是必須安裝氫氣泄漏濃度探測(cè)報(bào)警器，并且按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求規(guī)定進(jìn)行定期計(jì)量檢定，以確保儀器的準(zhǔn)確性和有效性。

在這里工采網(wǎng)技術(shù)工程師給大家推薦一款氫氣傳感器TGS2615-E00用于氫氣泄漏濃度探測(cè)報(bào)警器，TGS2615是半導(dǎo)體原理傳感器，響應(yīng)快速、功耗低、體積小，TGS2615-E00 為了消除酒精等大分子干擾氣體的影響而設(shè)置了過(guò)濾層，顯示出對(duì)氫氣極高選擇性的靈敏度特性。一般不帶過(guò)濾的傳感器都會(huì)受到干擾從而誤報(bào)，因此TGS2615-E00非常適用于氫氣泄漏監(jiān)測(cè)。

同時(shí)，TGS2615-E00的應(yīng)用電路也十分簡(jiǎn)單。

給傳感器提供穩(wěn)定的加熱電壓，串聯(lián)一個(gè)固定電阻分壓，對(duì)固定電阻分壓進(jìn)行采樣處理即可。

同時(shí)推薦甲烷傳感器CH4傳感器TGS6814，TGS6814是催化燃燒式的氣體傳感器,是TGS6812的升級(jí)版本?？梢詸z測(cè)100%LEL水平爆炸下限的甲烷氣體，亦可以檢測(cè)H2，此傳感器不但具有優(yōu)異的耐久性與快速響應(yīng)能力，與此同時(shí),線性輸出與輸出的高度穩(wěn)定性也是其主要特征。也可以用于檢測(cè)氫氣泄漏。

氫氣化學(xué)式為H2，分子量只有2.01588，氫氣的密度為0.089g/L（101.325kpa,0°C），只有空氣的1/14，屬于比空氣輕的氣體，在安裝氫氣管道氣體報(bào)警器時(shí)，其位置應(yīng)在其釋放源（管道連接處、密封面、法蘭縫等）的正上方2.0米之內(nèi)。而且氫氣如果是在室內(nèi)的話，通風(fēng)狀況不良時(shí)，泄漏逸散的氫氣極易在廠房屋頂高點(diǎn)積聚，因此還應(yīng)在制氫站廠房最頂端位置安裝氫氣泄漏濃度報(bào)警探測(cè)器

審核編輯黃昊宇