岛津企业管理(中国)有限公司/岛津(香港)有限公司
400-6699-1176666

分析测试百科网 认证会员,请放心拨打!

分析测试百科网 > 岛津 > 新闻动态 > “氢”装上阵┃BID检测器轻松应对杂质分析
皇冠会员

诚信认证:

工商注册信息已核实!
为了庆祝岛津制作所创业140周年,岛津在“逐梦科学140载 厚积薄发 共创未来”......
 “十二五”期间,中国将把农村饮水安全工程作为社会主义新农村建设的重点内容之一,......
扫一扫即可访问手机版展台

“氢”装上阵┃BID检测器轻松应对杂质分析

发布时间: 2022-09-22 13:39 来源:岛津企业管理(中国)有限公司/岛津(香港)有限公司

导读

近几年,我国高纯氢气(纯度99.999%)需求量快速增长,2017年需求量已达到2.58亿立方米,预计2022年中国高纯氢气需求量就超过4亿立方米。高纯氢气广泛应用于电子、精细化工、冶金、食品加工、建材浮法玻璃制造等领域。当前,我国已经成为全球重要的氢气生产国,氢气的生产方法以煤制气、天然气制氢、甲醇裂解制氢为主。随着光伏产业的复苏和风电制氢稳步推进,水电解制氢将迎来新的发展机遇。政策扶持和技术进步双引擎驱动着氢能产业发展:

2016年1月,《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》首次提出氢能发展路线;

2019年3月,推动加氢站建设首次写入政府工作报告;

2022年3月,国家发展改革委、国家能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》。

 

数据来源:中国氢气行业现状分析与发展前景展望报告

灰氢、蓝氢和绿氢 

根据制备方式的不同,可将氢气分为灰氢、蓝氢和绿氢。灰氢,是通过化石燃料燃烧产生的氢气,市面上绝大多数氢气是灰氢,约占当今全球氢气产量的95%左右。蓝氢,是将天然气通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整制成,在生产蓝氢时也会产生温室气体。绿氢,是通过使用再生能源(例如太阳能、风能、核能等)制造的氢气,例如通过可再生能源发电进行电解水制氢,在生产绿氢的过程中,没有碳排放。从灰氢过渡到蓝氢,再到最终实现绿氢,是氢能未来低碳化、无碳化的趋势。在我国灰氢和蓝氢占有很高的比例,导致氢气中杂质相当复杂,只有满足《GB/T 37244-2018 质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气》质量要求的氢气才能允许用于氢燃料电池车;不满足该标准的氢气在运输、储存、加氢和燃料电池工作过程很可能会引起各种安全事故。

 

高纯氢气中杂质危害

高纯氢气中可能含有的杂质有O2N2CH4CO、CO2,这些杂质的存在对产品品质、后续工艺都会存在负面影响。

PSA工艺中,氢气的CO、CO2含量超标会引起聚丙烯、聚乙烯装置反应中止,从而导致装置停车;

半导体工业,微量杂质的“惨入”,将会改变半导体的表面特性;

氢燃料电池,引起催化剂中毒,降低膜的使用寿命。

GB/T 3634.2-2011氢气第2部分:纯度、高纯氢和超纯氢》对杂质含量做了比较严格的规定。按标准要求,高纯氢气中O2N2CH4CO、CO2的指标均在5ppm或5ppm以下,对于常规的TCD检测器,显然很难满足分析需求。在常规配置里,需要通过甲烷转化炉将CO、CO2转化成CH4后,再通过FID检出,因此在一套方案里,需同时配置TCD和FID两个检测器,同时借助MTN等部件。岛津BID检测器,代替这两个检测器,同时实现无机气体和轻烃类混合物的高灵敏度分析。

 

BID与TCD、FID的检测浓度范围对比

岛津解决方案

气相色谱(BID检测器)轻松应对高纯氢气中杂质分析

BID检测器(Barrier Discharge Ionization Detector 介质阻挡放电等离子体检测器),在氦气中,通过在石英玻璃管(绝缘介质)上加高电压,产生氦等离子体。色谱柱流出的组分在氦等离子体的能量轰击下离子化,收集极收集产生的离子,形成电流,输出色谱峰。氦等离子体具有极高的光子能量(17.7eV),因此BID检测器可以高灵敏度检测除Ne和载气He之外的全部化合物,是真正意义上的下一代通用型检测器。

 

 

案例分享

对于有机化合物,BID检测器的灵敏度是FID的两倍以上,对于无机气体,BID检测器的灵敏度是TCD的100倍,本文采用岛津BID检测器,建立了针对高纯氢气中杂质的分析系统,具有配置简单,灵敏度高,重复性好的特点。

 

标准气体由大连大特气体有限公司提供。标气组分浓度如表1。将标准气体钢瓶样品通过专用减压阀减压后与气相色谱仪连接,并置换管路中残留气体后进样分析。一次进样,O2N2CH4CO、CO2BID检测器上依次出峰。谱图如图1。结果显示目标组分峰面积RSD%(n=3)均小于1,检出限小于0.5ppm。

1. 高纯氢气中各组分含量表(μL/L)

 

 

1. BID的色谱图

2. 气体组分的峰面积重复性RSD%(n=3)及检出限

 

结语

发展氢能产业,对构建清洁低碳安全高效的能源体系、实现碳达峰碳中和目标,具有重要意义。为了实现这个目标,技术创新在整个氢能产业链构建过程中至关重要。岛津GC结合BID检测器,实现对高纯氢气中微量O2N2CH4CO、CO2含量的分析,和常规的TCD+FID多阀多柱系统相比,几个指标在一个检测器上实现检测,降低了设备成本和操作维护难度,同时具有配置简单、灵敏度高、重复性好的特点。

本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。




关于岛津


      岛津企业管理(中国)有限公司是(株)岛津制作所于1999年100%出资,在中国设立的现地法人公司,在中国全境拥有13个分公司,事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心,并拥有覆盖全国30个省的销售代理     商网络以及60多个技术服务站,已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念,始终致力于为用户提供更加先进 的产品和更加满意的服务,为中国社会的进步贡献力量。

  更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/

  岛津官方微博地址http://weibo.com/chinashimadzu

岛津.jpg

标签:岛津,氢气,检测器,杂质分析
移动版: 资讯 直播 仪器谱

Copyright ©2007-2024 ANTPEDIA, All Rights Reserved

京ICP备07018254号 京公网安备1101085018 电信与信息服务业务经营许可证:京ICP证110310号