天然氣中的氫監(jiān)測(cè)：安全關(guān)鍵的應(yīng)用

　　為什么注氫20%將需要更加關(guān)注安全：

　　“氫是實(shí)現(xiàn)凈0排放的核心，因?yàn)榈?050年它可以減少800億噸二氧化碳的排放"，按照氫能委員會(huì)發(fā)布的“凈零氫能"報(bào)告。

　　氫能委員會(huì)并不是望看到我們對(duì)氫的使用迅速普及的機(jī)構(gòu)；各國政府、環(huán)保人士、非政府組織和工業(yè)界都在努力用氫作為一種綠色替代品來取代我們對(duì)化石燃料的消耗。

　　目前，我們生產(chǎn)的氫氣有很大一部分來自天然氣，使用蒸汽甲烷重整過程。這就是所謂的“灰氫"。如果這個(gè)過程的二氧化碳副產(chǎn)品被捕集并安全儲(chǔ)存，那么它被認(rèn)為是碳中和的，最終產(chǎn)品被稱為“藍(lán)色氫"。真正的“綠色氫"必須使用可再生能源和電解過程來生產(chǎn)。

　　可以理解的是，大部分焦點(diǎn)都集中在我們?nèi)绾文軌虼笠?guī)模生產(chǎn)和分配氫氣，以及哪些應(yīng)用代表了很大的潛力。然而，這確實(shí)引發(fā)了另一個(gè)同樣重要的考慮：在保持——或者更好的是提高——安全標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，需要有效和有利可圖地增加我們對(duì)氫的使用。

　　氫揮發(fā)：

　　盡管氫氣作為工業(yè)過程氣體已經(jīng)使用多年，但將其作為運(yùn)輸、發(fā)電和家庭用氣的燃料是相對(duì)較新的。特別是，當(dāng)注入天然氣網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它可能會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)潛在的問題。這些包括:

　　1.爆炸風(fēng)險(xiǎn)氫氣是一種揮發(fā)性氣體，無臭無色，如果沒有專門的儀器，很難檢測(cè)到。

　　2.管道、壓縮機(jī)等金屬表面脆化氣體會(huì)降低某些金屬的拉伸延展性，導(dǎo)致應(yīng)力斷裂形成，有發(fā)生泄漏的危險(xiǎn)。

　　3.彈性密封的滲透氫氣是一種小分子，它可以滲透到管道設(shè)備中廣泛使用的彈性體密封中。如果壓力釋放，氫分子就會(huì)膨脹，增加氣體泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

　　4.過程效率不正確的氫氣和天然氣混合會(huì)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒效率產(chǎn)生影響，增加成本，并可能產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。

　　好消息是，所有這些問題都是已知的，并且可以使用適當(dāng)?shù)牟牧虾凸芾砑夹g(shù)來解決。特別是，對(duì)生產(chǎn)、分銷和燃燒過程中的過程條件進(jìn)行在線監(jiān)控至關(guān)重要。這包括一系列參數(shù)，其中微量水分測(cè)量是特別重要的參數(shù)之一。它在保持氣體質(zhì)量，確保系統(tǒng)效率和安全性以及支持符合商業(yè)要求和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

　　用于氫氣監(jiān)測(cè)的露點(diǎn)分析儀：

　　測(cè)量烴和水露點(diǎn)的技術(shù)多種多樣；有些已經(jīng)以不同的形式使用了很多年。然而，并不是所有的露點(diǎn)分析儀都適合用于監(jiān)測(cè)天然氣中的注氫，特別是在電氣安全認(rèn)證方面。

　　與天然氣相比，氫氣與空氣混合時(shí)的可燃性范圍更廣。它燃燒至需很少的量，僅為0.02兆焦耳（mJ），不到點(diǎn)燃天然氣所需能量（0.29 mJ）的10%。在某些情況下，即使是靜態(tài)放電也足以點(diǎn)燃?xì)?空氣混合物。與傳統(tǒng)的天然氣操作不同，在可能存在氫氣的環(huán)境中使用的任何電氣設(shè)備都必須具有較高的防爆安全級(jí)別，這一點(diǎn)至關(guān)重要。然而目前安裝在天然氣現(xiàn)場(chǎng)的電氣設(shè)備（包括分析系統(tǒng)）并非都符合氫氣的防爆（Ex）安全要求。

　　因此，仔細(xì)選擇設(shè)備非常重要。例如，我們新的密析爾儀器烴露點(diǎn)分析儀通過Ex認(rèn)證，可在氫氣環(huán)境中使用，無需調(diào)整；其中包括含氫量至少為20%的天然氣應(yīng)用。它們提供非常準(zhǔn)確，可重復(fù)和一致的結(jié)果，并通過ATEX，IECEx，UKEX和NEC505標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。