制氫站氫氣泄漏監(jiān)測中H2傳感器的應用

氫燃燒的產物是水，與其他燃料相比，氫燃料是世界上最干凈的能源，被譽為21世紀最具發(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，氫燃料電動車的能源效率約為29%，高于鋰離子電動車的28%及燃油車的14%。在“碳達峰”“碳中和”目標下，氫能汽車成為了各車企競相爭奪的賽道。

氫能源與電能、太陽能、風能等同屬于清潔能源，在制氫站生產儲運氫氣的過程中，為防止過量泄漏的氫氣發(fā)生爆炸，需要安裝氫氣儲罐區(qū)氣體檢測儀，2022年七月下旬，?？诠夥茪?a href="http://www.ttokpm.com/v/tag/873/" target="_blank">高壓加氫一體站更換一批氫氣管道氣體報警器用于氫站儲罐區(qū)，氫氣傳感器用于制氫站氫氣泄漏監(jiān)測，并入PLC、DCS系統(tǒng)，聯(lián)鎖報警自動控制電磁閥風機等設備的啟停。

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
甲醇轉化制氫技術是以甲醇、脫鹽水為主要原料,甲醇水蒸汽在催化劑床層轉化成主要含氫氣和二氧化碳的轉化氣,該轉化氣再經變 壓吸附技術提純,得到純度為 99.9～99.999%的產品氫氣的工藝技術。

2、天然氣制氫
天然氣制氫工藝流程主要包括凈化系統(tǒng)與轉化系統(tǒng)和提純系統(tǒng).凈化系統(tǒng)主要包括對原料氣的烯烴、含硫進行凈化(原因是轉化催化劑的敏感).轉化系統(tǒng)主要是以凈化氣、蒸汽在轉化催化劑的作用下,轉化成氫氣、CO/CO2,然后經過以Fe3O4為催化劑使得CO轉化成C02和氫氣,最后經過凈化系統(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%的氮氣。所得的氣體含雜質較少(雜質中含水汽約2克/立方 米,殘余氨約1000ppm), 再通過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在電解液中的一對電極中間隔以防止氣體滲透的隔膜而構成的水電解池，當通以一定的直流電時，水就發(fā)生分解，在陰極析出氫氣， 陽極析出氧氣。然后再通過氣液分離器、冷卻洗滌器、脫氧系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、壓縮儲存后得到高純度氫氣。

?？诠夥茪涓邏杭託湟惑w站（海馬制氫加氫一體站）采用的是水電解制氫工藝，在所有生產儲運過程中，凡是能夠產生氫氣，或設備管道內有氫氣存在的廠房車間都是必須安裝氫氣泄漏濃度探測報警器，并且按照國家標準中的相關要求規(guī)定進行定期計量檢定，以確保儀器的準確性和有效性。

在這里工采網技術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報警器，TGS2615是半導體原理傳感器，響應快速、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置了過濾層，顯示出對氫氣極高選擇性的靈敏度特性。一般不帶過濾的傳感器都會受到干擾從而誤報，因此TGS2615-E00非常適用于氫氣泄漏監(jiān)測。

同時，TGS2615-E00的應用電路也十分簡單。

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

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

氫氣化學式為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警器時，其位置應在其釋放源（管道連接處、密封面、法蘭縫等）的正上方2.0米之內。而且氫氣如果是在室內的話，通風狀況不良時，泄漏逸散的氫氣極易在廠房屋頂高點積聚，因此還應在制氫站廠房最頂端位置安裝氫氣泄漏濃度報警探測器

審核編輯黃昊宇