การผลิตไฮโดรเจนอาจดูเหมือนตรงไปตรงมา: สร้างไฮโดรเจน แยกมันออกมา ทำให้บริสุทธิ์ และส่งไปยังกระบวนการถัดไป อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ การผลิตไฮโดรเจนที่มีความบริสุทธิ์ตามที่ต้องการ ในขณะที่รักษากระบวนการให้ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพนั้นยากกว่ามาก การปนเปื้อนของออกซิเจน ความชื้นที่ตกค้าง มีเทนที่ไม่ถูกแปลงสภาพ คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ และสภาวะกระบวนการที่เปลี่ยนแปลง ล้วนส่งผลต่อคุณภาพของไฮโดรเจนและประสิทธิภาพของโรงงาน หากไม่มีการวัดก๊าซที่เชื่อถือได้ ผู้ปฏิบัติงานอาจไม่ทราบว่าเกิดความผิดปกติขึ้นจนกว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์จะเสื่อมลงหรือความปลอดภัยของกระบวนการได้รับผลกระทบ นี่คือเหตุผลที่การเลือกอุปกรณ์วิเคราะห์ก๊าซที่เหมาะสมเป็นส่วนสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตไฮโดรเจน
โดยทั่วไป การผลิตไฮโดรเจนต้องใช้เครื่องวิเคราะห์ไฮโดรเจน เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจน เครื่องวิเคราะห์ความชื้น และขึ้นอยู่กับวิธีการผลิต อาจต้องใช้เครื่องวิเคราะห์ CO, CO₂, CH₄ และก๊าซอื่นๆ ในกระบวนการผลิต โรงงานอิเล็กโทรไลซิสส่วนใหญ่จะตรวจสอบ H₂, O₂ และความชื้น ในขณะที่โรงงานผลิตไฮโดรเจนด้วยกระบวนการรีฟอร์มมีเทนด้วยไอน้ำและการทำให้เป็นแก๊สโดยทั่วไปต้องการการวิเคราะห์หลายองค์ประกอบของ H₂, CO, CO₂, CH₄ และก๊าซที่เกี่ยวข้อง เพื่อการควบคุมกระบวนการ ความปลอดภัย และการตรวจสอบความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจน
การรู้ว่าต้องวัดก๊าซชนิดใดบ้างเป็นเพียงขั้นตอนแรกเท่านั้น คำถามทางวิศวกรรมที่สำคัญกว่าคือ ควรติดตั้งเครื่องวิเคราะห์แต่ละเครื่องไว้ที่ใด ช่วงการวัดที่ต้องการคือเท่าใด และหลักการวัดใดเหมาะสมกับองค์ประกอบของก๊าซ ณ จุดนั้น ที่ ESEGAS เราพิจารณาการวิเคราะห์ไฮโดรเจนจากกระบวนการผลิตเอง เพราะการกำหนดค่าเครื่องวิเคราะห์ที่ถูกต้องนั้นขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการผลิต วัตถุประสงค์ในการวัด สภาพแวดล้อมของก๊าซ และความแม่นยำที่ต้องการ
เหตุใดเครื่องวิเคราะห์ก๊าซจึงมีความจำเป็นในกระบวนการผลิตไฮโดรเจน?
โรงงานผลิตไฮโดรเจนสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องแม้ว่าองค์ประกอบของก๊าซ ประสิทธิภาพการแยก ความบริสุทธิ์ หรือความปลอดภัยของกระบวนการจะเปลี่ยนแปลงไป หากไม่ตรวจพบการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ตั้งแต่เนิ่นๆ ผู้ปฏิบัติงานอาจเผชิญกับไฮโดรเจนที่ไม่ได้มาตรฐาน ประสิทธิภาพกระบวนการลดลง หรือส่วนผสมของก๊าซที่ไม่ปลอดภัย การวิเคราะห์ก๊าซอย่างถูกต้องจะให้ข้อมูลอย่างต่อเนื่องซึ่งช่วยระบุปัญหาเหล่านี้ก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของโรงงาน
ในโรงงานผลิตไฮโดรเจน เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ โดยทั่วไปแล้ว เครื่องวิเคราะห์ถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์หลักสามประการ ได้แก่ การควบคุมกระบวนการ การตรวจสอบคุณภาพผลิตภัณฑ์ และการตรวจสอบความปลอดภัย หน้าที่เหล่านี้มักทับซ้อนกัน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเครื่องวิเคราะห์เพียงเครื่องเดียวจึงไม่เพียงพอสำหรับโรงงานผลิตทั้งหมด
สำหรับการควบคุมกระบวนการ เครื่องวิเคราะห์ก๊าซสามารถช่วยผู้ปฏิบัติงานประเมินประสิทธิภาพการเกิดปฏิกิริยา อัตราการแปลง ประสิทธิภาพการแยก และสภาวะการทำให้บริสุทธิ์ ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการปฏิรูปมีเทนด้วยไอน้ำ การวัด H₂, CO, CO₂ และ CH₄ สามารถบ่งชี้ได้ว่าปฏิกิริยาการปฏิรูปและการเปลี่ยนสถานะทำงานได้ตามที่คาดไว้หรือไม่
เพื่อการควบคุมคุณภาพ เครื่องวิเคราะห์จะตรวจสอบความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจนและตรวจจับสิ่งเจือปนที่อาจส่งผลกระทบต่อการใช้งานในขั้นตอนต่อไป โดยขึ้นอยู่กับการใช้งานขั้นสุดท้าย สิ่งเจือปนเหล่านี้อาจรวมถึงออกซิเจน ความชื้น คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน หรือไนโตรเจน
สำหรับการตรวจสอบความปลอดภัย การวิเคราะห์ก๊าซมีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการที่ไฮโดรเจนและออกซิเจนอาจสัมผัสกัน การวัดอย่างต่อเนื่องสามารถระบุการปนเปื้อนหรือการผสมข้ามสายพันธุ์ที่ผิดปกติได้ก่อนที่ความเข้มข้นจะเพิ่มสูงขึ้นจนอยู่ในระดับที่ไม่ปลอดภัย
ต้องใช้เครื่องวิเคราะห์ก๊าซชนิดใดบ้างในการผลิตไฮโดรเจนด้วยกระบวนการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า?
การแยกน้ำด้วยไฟฟ้ามักถูกมองว่าเป็นวิธีการผลิตไฮโดรเจนที่สะอาดและค่อนข้างง่าย แต่การตรวจสอบก๊าซยังคงมีความสำคัญ เครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าจะผลิตไฮโดรเจนและออกซิเจนพร้อมกัน และประสิทธิภาพของเยื่อกรอง ความแตกต่างของความดัน ภาระการทำงาน และประสิทธิภาพการแยกก๊าซสามารถส่งผลต่อการปนเปื้อนระหว่างก๊าซทั้งสองชนิดได้
ที่สำคัญที่สุด เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ โดยทั่วไปแล้ว โรงงานผลิตไฮโดรเจนด้วยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสจะประกอบด้วยเครื่องวิเคราะห์ไฮโดรเจน เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจน และเครื่องวิเคราะห์ความชื้น
เครื่องวิเคราะห์ไฮโดรเจน
เครื่องวิเคราะห์ไฮโดรเจนใช้สำหรับวัดความเข้มข้นของ H₂ หรือความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจน ณ จุดต่างๆ ในกระบวนการ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน อาจติดตั้งไว้หลังอุปกรณ์แยกก๊าซ อุปกรณ์ทำให้บริสุทธิ์ หรือก่อนการส่งไฮโดรเจนขั้นสุดท้าย
สำหรับการวัดค่าการนำความร้อนของกระแสไฮโดรเจนที่มีความเข้มข้นสูง มักจะเหมาะสมกว่า เนื่องจากไฮโดรเจนมีค่าการนำความร้อนที่แตกต่างอย่างมากเมื่อเทียบกับก๊าซพื้นฐานอื่นๆ หลายชนิด
ที่ ESEGAS เราสามารถกำหนดค่าเครื่องวิเคราะห์ไฮโดรเจนให้เหมาะสมกับช่วงไฮโดรเจนที่คาดการณ์ไว้ ก๊าซพื้นหลัง ความดัน อุณหภูมิ และสภาวะกระบวนการ แทนที่จะมองว่าการวัดไฮโดรเจนทุกครั้งเป็นการใช้งานแบบเดียวกัน
เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจน
การวัดปริมาณออกซิเจนมีความสำคัญอย่างยิ่งในด้านไฮโดรเจนของเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า แม้แต่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของความเข้มข้นของออกซิเจนก็อาจบ่งชี้ถึงการรั่วไหลของก๊าซ ประสิทธิภาพของตัวแยกเสื่อมลง ปัญหาของเมมเบรน หรือสภาวะการทำงานที่ไม่เสถียร
ดังนั้น เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจนจึงอาจใช้ในการตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้:
- O₂ ในกระแสไฮโดรเจน
- ปริมาณออกซิเจนหลังการแยกก๊าซ
- ความเข้มข้นของออกซิเจนก่อนการทำให้ไฮโดรเจนบริสุทธิ์
- ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีสิ่งเจือปนออกซิเจน
ช่วงการตรวจวัดที่ต้องการนั้นขึ้นอยู่กับว่าการวัดนั้นมีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจสอบกระบวนการผลิต การควบคุมความปลอดภัย หรือคุณภาพผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
เครื่องวิเคราะห์ไฮโดรเจนในออกซิเจน
ต้องตรวจสอบกระแสออกซิเจนด้วยเช่นกัน เนื่องจากไฮโดรเจนอาจไหลเข้าไปทางด้านออกซิเจนได้
การวัดนี้แตกต่างจากการวัดออกซิเจนในไฮโดรเจน ในกรณีหนึ่ง เครื่องวิเคราะห์จะตรวจจับ O₂ ในพื้นหลังที่มี H₂ มาก ในอีกกรณีหนึ่ง เครื่องวิเคราะห์จะตรวจจับ H₂ ในพื้นหลังที่มี O₂ มาก เมทริกซ์ก๊าซที่แตกต่างกันเหล่านี้อาจต้องการการกำหนดค่าเครื่องวิเคราะห์และกลยุทธ์การสอบเทียบที่แตกต่างกัน
การตรวจสอบการไหลผ่านทั้งสองทิศทางช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานเข้าใจประสิทธิภาพการแยกสารด้วยไฟฟ้าได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
เครื่องวิเคราะห์ความชื้น
โดยปกติไฮโดรเจนที่ออกจากเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าจะมีไอน้ำปนอยู่ ซึ่งจะต้องลดปริมาณไอน้ำลงในระหว่างขั้นตอนการอบแห้งและการทำให้บริสุทธิ์ในขั้นตอนถัดไป
สามารถติดตั้งเครื่องวิเคราะห์ความชื้นหลังเครื่องอบแห้งหรือหน่วยกรองอากาศเพื่อตรวจสอบ:
- ความเข้มข้นของความชื้นที่เหลืออยู่
- ประสิทธิภาพของเครื่องอบแห้ง
- ความเสถียรของคุณภาพไฮโดรเจน
- การปฏิบัติตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
สำหรับไฮโดรเจนที่ส่งไปยังกระบวนการปลายทางที่ต้องการความแม่นยำสูง การวัดความชื้นอาจมีความสำคัญไม่แพ้การวัดความบริสุทธิ์โดยรวมของไฮโดรเจนเลย
ต้องใช้เครื่องวิเคราะห์ก๊าซชนิดใดบ้างในการผลิตไฮโดรเจนด้วยกระบวนการปฏิรูปมีเทนด้วยไอน้ำ?
การปฏิรูปมีเทนด้วยไอน้ำทำให้เกิดส่วนผสมของก๊าซที่ซับซ้อนกว่าการแยกด้วยไฟฟ้ามาก ไฮโดรเจนถูกสร้างขึ้นพร้อมกับคาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทนที่เหลืออยู่ ไอน้ำ และส่วนประกอบอื่นๆ ของกระบวนการ ดังนั้น การวัดไฮโดรเจนเพียงอย่างเดียวจึงไม่สามารถให้ข้อมูลเพียงพอสำหรับการควบคุมกระบวนการอย่างมีประสิทธิภาพ
ในโรงงาน SMR นั้น มีส่วนประกอบหลายอย่าง เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ โดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องมีความรู้ดังกล่าว เนื่องจากผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องเข้าใจว่าองค์ประกอบของก๊าซเปลี่ยนแปลงอย่างไรในระหว่างกระบวนการปฏิรูปก๊าซ เครื่องปฏิกรณ์เปลี่ยนเฟส และระบบการทำให้ไฮโดรเจนบริสุทธิ์
การวิเคราะห์ทางออกของเครื่องปฏิกรณ์
ที่ทางออกของเครื่องปฏิรูปก๊าซ ก๊าซเป้าหมายทั่วไปได้แก่:
- ฮ
- CO
- CO₂
- ช₄
การวัดเหล่านี้ช่วยประเมินประสิทธิภาพการปฏิรูปและระบุการเปลี่ยนแปลงในการแปลงมีเทน
หากความเข้มข้นของมีเทนเพิ่มขึ้นอย่างไม่คาดคิด อาจบ่งชี้ถึงการปฏิรูปที่ไม่สมบูรณ์หรือสภาวะกระบวนการที่เปลี่ยนแปลงไป ในขณะเดียวกัน ความเข้มข้นของ CO และ CO₂ จะให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสมดุลของปฏิกิริยา
การวิเคราะห์ทางออกของการเปลี่ยนแปลงน้ำ-ก๊าซ
หลังจากการปรับสภาพแล้ว ก๊าซโดยปกติจะเข้าสู่ขั้นตอนการเปลี่ยนก๊าซน้ำหนึ่งขั้นตอนหรือมากกว่านั้น ในส่วนนี้ คาร์บอนมอนอกไซด์จะทำปฏิกิริยากับไอน้ำเพื่อสร้างไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มเติม
การวัดทั่วไปประกอบด้วย:
- CO
- CO₂
- ฮ
ความเข้มข้นของ CO ที่เหลืออยู่นั้นมีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากบ่งชี้ถึงประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน
การวิเคราะห์ทางเข้าและทางออกของ PSA
การดูดซับแบบสลับความดัน (Pressure swing adsorption) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำให้ไฮโดรเจนบริสุทธิ์หลังจากการปฏิรูปและการแปลงสภาพแบบชิฟต์ (shift conversion)
ที่ทางเข้าของเครื่อง PSA การวิเคราะห์ก๊าซหลายองค์ประกอบสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับส่วนผสมของก๊าซที่เข้าสู่ขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ได้
ที่จุดจำหน่าย PSA วัตถุประสงค์ของการวัดจะเปลี่ยนไป โดยจะให้ความสำคัญกับความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจนและการกำจัดสิ่งเจือปนตกค้าง เช่น:
- CO
- CO₂
- ช₄
การตรวจสอบอย่างต่อเนื่องสามารถช่วยระบุการเสื่อมสภาพของสารดูดซับ การเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของวงจร หรือสภาวะการทำให้บริสุทธิ์ที่ผิดปกติได้
ต้องใช้เครื่องวิเคราะห์ก๊าซชนิดใดสำหรับกระบวนการผลิตก๊าซจากถ่านหินหรือชีวมวล?
กระบวนการผลิตก๊าซสังเคราะห์ประกอบด้วยไฮโดรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และส่วนประกอบอื่นๆ องค์ประกอบของก๊าซอาจแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบ สภาวะการทำงานของเครื่องผลิตก๊าซ อุณหภูมิ ปริมาณสารออกซิไดซ์ และการบำบัดขั้นต่อไป
สิ่งนี้ทำให้เกิดส่วนประกอบหลายอย่าง เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ มีคุณค่าอย่างยิ่งในการผลิตไฮโดรเจนโดยใช้กระบวนการแปรสภาพเป็นแก๊ส
ส่วนประกอบเป้าหมายทั่วไป ได้แก่:
- ฮ
- CO
- CO₂
- ช₄
- โอ₂
แทนที่จะพึ่งพาการวัดปริมาณไฮโดรเจนเพียงครั้งเดียว ผู้ปฏิบัติงานสามารถใช้ข้อมูลองค์ประกอบทั้งหมดของก๊าซสังเคราะห์เพื่อประเมินประสิทธิภาพการผลิตก๊าซ พฤติกรรมการแปลงสภาพ ประสิทธิภาพการทำงานในขั้นตอนถัดไป และข้อกำหนดในการทำให้บริสุทธิ์ได้
ที่ ESEGAS เราแนะนำให้ประเมินเมทริกซ์ก๊าซทั้งหมดก่อนเลือกเครื่องวิเคราะห์ โดยทั่วไปแล้ว สำหรับการใช้งานก๊าซสังเคราะห์ที่ซับซ้อน อาจมีการผสมผสานหลักการวัดที่แตกต่างกันภายในระบบวิเคราะห์เดียว เพื่อให้สามารถตรวจสอบก๊าซหลายชนิดพร้อมกันได้
ควรตรวจสอบสิ่งเจือปนใดบ้างในไฮโดรเจนที่ผลิตได้?
ความเข้มข้นของไฮโดรเจนสูงไม่ได้หมายความว่าก๊าซนั้นจะตรงตามข้อกำหนดสำหรับการใช้งานขั้นสุดท้ายเสมอไป แม้แต่สิ่งเจือปนเพียงเล็กน้อยก็อาจส่งผลกระทบต่อเซลล์เชื้อเพลิง ตัวเร่งปฏิกิริยา อุปกรณ์อัดก๊าซ ระบบจัดเก็บ หรือกระบวนการทางเคมีในขั้นตอนถัดไปได้
ดังนั้น การวัดปริมาณสิ่งเจือปนที่จำเป็นจึงขึ้นอยู่กับว่าจะนำไฮโดรเจนไปใช้อย่างไร
| สิ่งที่ไม่บริสุทธิ์ | เหตุใดจึงควรมีการติดตามตรวจสอบ | แหล่งที่มาทั่วไป |
| โอ₂ | ความปลอดภัยและความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ | การเปลี่ยนเส้นทางด้วยไฟฟ้า, การรั่วไหลของอากาศ |
| โฮว | คุณภาพของผลิตภัณฑ์และการคุ้มครองผู้บริโภคในขั้นตอนถัดไป | กระบวนการแยกด้วยไฟฟ้า, ก๊าซจากกระบวนการเปียก, ขั้นตอนการอบแห้ง |
| CO | ความบริสุทธิ์และการปกป้องตัวเร่งปฏิกิริยา | SMR, การทำให้เป็นแก๊ส |
| CO₂ | ความบริสุทธิ์และการควบคุมกระบวนการ | SMR, การทำให้เป็นแก๊ส |
| ช₄ | การปรับปรุงประสิทธิภาพและความบริสุทธิ์ | ปฏิรูปมีเทนด้วยไอน้ำ |
| นู๋ | ความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจน | อากาศรั่วซึมหรือการปนเปื้อนของอาหาร |
ด้วยเหตุนี้ คุณภาพของไฮโดรเจนจึงไม่ควรประเมินจากค่าความบริสุทธิ์โดยรวมเพียงค่าเดียว กระแสไฮโดรเจนอาจดูบริสุทธิ์มากในขณะที่ยังคงมีสิ่งเจือปนในปริมาณเล็กน้อยที่มีผลต่อการใช้งานในขั้นตอนต่อไป
การเลือกไฟล์ เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการวัดความเข้มข้นและการวิเคราะห์เฉพาะสารปนเปื้อนไปพร้อมกัน
เทคโนโลยีการวัดใดบ้างที่ใช้ในการวิเคราะห์ก๊าซที่ใช้ในกระบวนการผลิตไฮโดรเจน?
ก๊าซชนิดต่างๆ มีปฏิกิริยากับเทคโนโลยีการวัดแตกต่างกัน ด้วยเหตุนี้ จึงไม่มีหลักการตรวจวัดใดหลักการเดียวที่เหมาะสมที่สุดสำหรับทุกการใช้งานในการผลิตไฮโดรเจน
ที่ ESEGAS การกำหนดค่าเครื่องวิเคราะห์จะขึ้นอยู่กับก๊าซเป้าหมาย ช่วงความเข้มข้น ก๊าซพื้นหลัง การรบกวนที่อาจเกิดขึ้น เวลาตอบสนอง และสภาวะของกระบวนการ
การวัดค่าการนำความร้อน
เทคโนโลยีการนำความร้อนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดความเข้มข้นของไฮโดรเจน เนื่องจากไฮโดรเจนมีค่าการนำความร้อนสูงกว่าก๊าซอื่นๆ หลายชนิด
เหมาะสำหรับ:
- การวัดความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจน
- การวิเคราะห์ H₂ ที่มีเปอร์เซ็นต์สูง
- การตรวจสอบไฮโดรเจนในกระบวนการผลิต
- ส่วนผสมก๊าซไบนารีหรือกึ่งไบนารีที่เลือกไว้
อย่างไรก็ตาม ต้องประเมินก๊าซพื้นหลังอย่างระมัดระวัง เนื่องจากความเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของก๊าซอื่นๆ อาจส่งผลต่อผลการวัดได้
การวัด NDIR
เทคโนโลยีอินฟราเรดแบบไม่กระจายแสง มักนำไปใช้กับก๊าซที่ไวต่อรังสีอินฟราเรด เช่น:
- CO
- CO₂
- ช₄
ด้วยเหตุนี้ NDIR จึงมีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานด้าน SMR, การแปลงพลังงานหมุนเวียน, ก๊าซสังเคราะห์ และการทำให้เป็นก๊าซ
เครื่องวิเคราะห์กระบวนการแบบหลายองค์ประกอบอาจรวมช่องสัญญาณ NDIR สำหรับ CO, CO₂ และ CH₄ เข้ากับหลักการวัดอื่นสำหรับ H₂ หรือ O₂
เทคโนโลยีการวัดออกซิเจน
สามารถวัดปริมาณออกซิเจนได้โดยใช้เทคโนโลยีหลายวิธี ขึ้นอยู่กับการใช้งาน
ซึ่งอาจรวมถึง:
- การวัดพาราแมกเนติก
- เซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมี
- การวัดโดยใช้เซอร์โคเนีย
เทคโนโลยีที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับช่วงความเข้มข้นของออกซิเจน ก๊าซพื้นหลัง สภาพการทำงาน ความเร็วในการตอบสนองที่ต้องการ และไม่ว่าการวัดนั้นจะใช้เพื่อการควบคุมกระบวนการหรือการตรวจจับออกซิเจนในปริมาณน้อยมาก
การวัด TDLAS
สเปกโทรสโกปีการดูดกลืนแสงด้วยเลเซอร์ไดโอดแบบปรับได้นั้นมีประโยชน์สำหรับการวัดก๊าซบางชนิดที่ต้องการการตอบสนองรวดเร็วและมีความเข้มข้นต่ำ
TDLAS อาจใช้เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ดังนี้:
- การวัดความชื้น
- การวิเคราะห์ก๊าซติดตามที่เลือก
- การตรวจสอบกระบวนการในสถานที่หรือกระบวนการสกัด
ด้วยการตอบสนองที่รวดเร็ว จึงเป็นที่น่าสนใจสำหรับกระบวนการผลิตไฮโดรเจนแบบไดนามิก
ควรติดตั้งเครื่องวิเคราะห์ก๊าซไว้ที่ใดในโรงงานผลิตไฮโดรเจน?
แม้แต่เทคโนโลยีการวิเคราะห์ที่ถูกต้องก็จะไม่ให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์หากเลือกจุดวัดไม่เหมาะสม ดังนั้น ตำแหน่งของเครื่องวิเคราะห์ก๊าซจึงควรถูกกำหนดควบคู่ไปกับวัตถุประสงค์ของกระบวนการ
กระบวนการผลิตไฮโดรเจนแบบย่ออาจมีลักษณะดังนี้:
สารตั้งต้นหรือน้ำ → ปฏิกิริยาหรือการแยกด้วยไฟฟ้า → การแยกก๊าซ → การทำให้บริสุทธิ์ → การอบแห้ง → ผลิตภัณฑ์ไฮโดรเจนขั้นสุดท้าย
ตำแหน่งติดตั้งเครื่องวิเคราะห์โดยทั่วไป ได้แก่:
- ช่องระบายไฮโดรเจนของเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า
- ช่องจ่ายออกซิเจนของเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า
- ช่องทางรีฟอร์มเมอร์
- ทางออกการเปลี่ยนก๊าซน้ำ
- ทางเข้า PSA
- ร้าน PSA
- ช่องเสียบเครื่องอบผ้า
- สายผลิตภัณฑ์ไฮโดรเจนขั้นสุดท้าย
จุดวัดแต่ละจุดมีวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน
ตัวอย่างเช่น เครื่องวิเคราะห์ที่ติดตั้งทันทีหลังเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าอาจเน้นที่การรั่วไหลและความปลอดภัยของกระบวนการ ในขณะที่เครื่องวิเคราะห์ที่ติดตั้งหลังเครื่องอบแห้งขั้นสุดท้ายอาจเน้นที่คุณภาพของไฮโดรเจนและข้อกำหนดด้านความชื้น
เมื่อออกแบบ เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ สำหรับการใช้งานเหล่านี้ การปรับสภาพตัวอย่างก็มีความสำคัญเช่นกัน ความดัน อุณหภูมิ หยดน้ำ อนุภาค อัตราการไหล และส่วนประกอบที่กัดกร่อน ล้วนส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของเครื่องวิเคราะห์ได้
คุณควรใช้เครื่องวิเคราะห์ก๊าซแบบก๊าซเดี่ยวหรือแบบหลายองค์ประกอบ?
โรงงานผลิตไฮโดรเจนมักต้องการทั้งเครื่องวิเคราะห์ก๊าซเดี่ยวโดยเฉพาะและระบบวิเคราะห์หลายองค์ประกอบ การเลือกใช้ระบบใดนั้นขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการวัดมากกว่าจำนวนก๊าซเพียงอย่างเดียว
| เครื่องวิเคราะห์ก๊าซเดี่ยว | เครื่องวิเคราะห์ก๊าซหลายองค์ประกอบ |
| มุ่งเน้นไปที่องค์ประกอบสำคัญหนึ่งอย่าง | วัดก๊าซในกระบวนการผลิตหลายชนิด |
| เหมาะสำหรับจุดที่ต้องการความปลอดภัยหรือความบริสุทธิ์เป็นพิเศษ | เหมาะสำหรับกระบวนการผลิตที่ซับซ้อน |
| วัตถุประสงค์การวัดแบบง่าย | ให้ข้อมูลกระบวนการที่ครอบคลุมมากขึ้น |
| มักใช้สำหรับวัด O₂, H₂ หรือความชื้น | มักใช้สำหรับสารประกอบ H₂, CO, CO₂ และ CH₄ |
สำหรับโรงงานอิเล็กโทรไลซิส อาจจำเป็นต้องใช้เครื่องวิเคราะห์เฉพาะทางสำหรับการวัดปริมาณออกซิเจนในไฮโดรเจนและไฮโดรเจนในออกซิเจนที่สำคัญ
สำหรับโรงงาน SMR และโรงงานผลิตก๊าซแบบแก๊สซิฟิเคชัน จะใช้ส่วนประกอบหลายชนิด เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ โดยทั่วไปแล้ว การวิเคราะห์ก๊าซหลายชนิดร่วมกันมักให้ผลลัพธ์ที่มีคุณค่ามากกว่า เพื่อทำความเข้าใจประสิทธิภาพของกระบวนการ
ในหลายๆ โครงการ วิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการผสมผสานทั้งสองแนวทางเข้าด้วยกัน
จะเลือกเครื่องวิเคราะห์ก๊าซที่เหมาะสมสำหรับการผลิตไฮโดรเจนได้อย่างไร?
การเลือกเครื่องวิเคราะห์โดยพิจารณาจากชื่อก๊าซเพียงอย่างเดียว อาจนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการวัดหรือต้นทุนระบบที่ไม่จำเป็น เครื่องวิเคราะห์ไฮโดรเจนที่เหมาะสมสำหรับกระบวนการผลิตหนึ่ง อาจทำงานไม่ถูกต้องในอีกกระบวนการผลิตหนึ่ง เนื่องจากก๊าซพื้นหลัง ช่วงความเข้มข้น ความชื้น ความดัน และก๊าซรบกวนแตกต่างกัน
ที่ ESEGAS เราแนะนำให้พิจารณาปัจจัยต่อไปนี้ก่อนเลือก เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ สำหรับโครงการผลิตไฮโดรเจน:
- วิธีการผลิตไฮโดรเจน
กระบวนการอิเล็กโทรไลซิส, SMR, การทำให้เป็นแก๊ส และกระบวนการผลิตไฮโดรเจนอื่นๆ จะสร้างองค์ประกอบของแก๊สที่แตกต่างกัน - ส่วนประกอบก๊าซเป้าหมาย
พิจารณาว่าแอปพลิเคชันนั้นต้องการ H₂, O₂, CO, CO₂, CH₄, ความชื้น หรือส่วนประกอบหลายอย่างพร้อมกันหรือไม่ - ช่วงการวัด
การวัดกระบวนการในระดับเปอร์เซ็นต์และการตรวจจับสิ่งเจือปนในปริมาณน้อยมาก จำเป็นต้องใช้การกำหนดค่าเครื่องวิเคราะห์ที่แตกต่างกัน - องค์ประกอบของก๊าซพื้นหลัง
ก๊าซที่เป็นตัวกลางอาจส่งผลต่อความเหมาะสมและความแม่นยำของหลักการวัดที่เลือกใช้ - แรงดันและอุณหภูมิของตัวอย่าง
เงื่อนไขเหล่านี้จะกำหนดว่าจำเป็นต้องมีการปรับสภาพตัวอย่าง การลดความดัน การทำความเย็น หรือการให้ความร้อนหรือไม่ - เวลาตอบสนองที่ต้องการ
การวัดที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยและกระบวนการที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วอาจต้องการการตอบสนองของเครื่องวิเคราะห์ที่รวดเรวยิ่งขึ้น - วัตถุประสงค์ของการวัด
การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ การตรวจสอบความปลอดภัย และการตรวจสอบคุณภาพขั้นสุดท้าย มักต้องการกลยุทธ์การวัดที่แตกต่างกัน
การตรวจสอบเงื่อนไขเหล่านี้ก่อนการเลือกเครื่องมือ จะช่วยให้เราสามารถกำหนดค่าระบบวิเคราะห์ก๊าซที่มีความน่าเชื่อถือและเหมาะสมกับการใช้งานเฉพาะด้านได้ดียิ่งขึ้น
ESEGAS สามารถนำเสนอโซลูชันเครื่องวิเคราะห์ก๊าซแบบใดบ้างสำหรับการผลิตไฮโดรเจน?
การผลิตไฮโดรเจนนั้นไม่ค่อยมีข้อกำหนดการวิเคราะห์ก๊าซแบบเดียวที่ใช้ได้กับทุกกรณี เครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้า เครื่องปฏิรูป เครื่องผลิตก๊าซ หน่วย PSA และสายการผลิตไฮโดรเจนขั้นสุดท้าย อาจต้องการช่วงการวัดและเทคโนโลยีการวิเคราะห์ที่แตกต่างกัน
ที่ ESEGAS เราให้บริการโซลูชันการวิเคราะห์ก๊าซที่สามารถปรับแต่งให้เหมาะสมกับการใช้งานต่างๆ เช่น:
- การวัดความเข้มข้นและความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจน
- การตรวจติดตามออกซิเจน
- การวิเคราะห์ครอสโอเวอร์ H₂/O₂
- การวิเคราะห์กระบวนการ CO, CO₂ และ CH₄
- การวิเคราะห์ก๊าซกระบวนการหลายองค์ประกอบ
- การวิเคราะห์ซินกาส
- การตรวจสอบความชื้นและก๊าซติดตามบางชนิด
- ระบบปรับสภาพตัวอย่างแบบกำหนดเอง
แนวทางของเราเริ่มต้นจากการพิจารณาสภาพกระบวนการจริงมากกว่าการเลือกแบบเครื่องมือวัดก่อน เราประเมินก๊าซเป้าหมาย ช่วงความเข้มข้น องค์ประกอบของก๊าซพื้นหลัง ความดัน อุณหภูมิ จุดวัด และเวลาตอบสนองที่ต้องการ ก่อนที่จะแนะนำโซลูชันที่เหมาะสม
สิ่งนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับ เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ ใช้ในการผลิตไฮโดรเจน เนื่องจากส่วนประกอบเป้าหมายเดียวกันอาจต้องการการกำหนดค่าการวัดที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ทำการวัด
สรุป
การผลิตไฮโดรเจนไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องวิเคราะห์ก๊าซแบบเดียวที่ใช้ได้กับทุกกรณี ระบบวิเคราะห์ที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิต จุดวัด องค์ประกอบของก๊าซ และข้อกำหนดด้านคุณภาพไฮโดรเจนขั้นสุดท้าย
โรงงานผลิตไฮโดรเจนด้วยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสโดยทั่วไปต้องการการตรวจสอบ H₂, O₂ และความชื้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการควบคุมการปนเปื้อนและคุณภาพไฮโดรเจนขั้นสุดท้าย โรงงานผลิตไฮโดรเจนด้วยกระบวนการรีฟอร์มมีเทนด้วยไอน้ำโดยทั่วไปต้องการการวิเคราะห์ H₂, CO, CO₂ และ CH₄ ตลอดกระบวนการรีฟอร์ม การแปลงสภาพ และการทำให้บริสุทธิ์ โรงงานผลิตไฮโดรเจนด้วยกระบวนการแก๊สซิฟิเคชันจะได้รับประโยชน์จากการวิเคราะห์ซินแก๊สแบบหลายองค์ประกอบ ในขณะที่สายการผลิตไฮโดรเจนขั้นสุดท้ายอาจต้องการการตรวจสอบสิ่งเจือปนและความชื้นโดยเฉพาะ
ที่ ESEGAS เราคัดเลือกและกำหนดค่าระบบ เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ โดยพิจารณาจากสภาพกระบวนการจริง แทนที่จะใช้โซลูชันมาตรฐานเดียวกับโรงงานผลิตไฮโดรเจนทุกแห่ง ด้วยการจับคู่เทคโนโลยีเครื่องวิเคราะห์กับวิธีการผลิต ช่วงการวัด เมทริกซ์ก๊าซ และวัตถุประสงค์การใช้งาน เราช่วยให้ผู้ผลิตไฮโดรเจนสามารถควบคุมกระบวนการได้อย่างน่าเชื่อถือมากขึ้น การดำเนินงานปลอดภัยยิ่งขึ้น และได้คุณภาพไฮโดรเจนที่สม่ำเสมอ
