Procesowy analizator wodoru ZS6300-H2

TCD mierzy niezrównoważenie mostka Wheatstone’a powstające, gdy H2 zastępuje matrycę odniesienia w ogniwie pomiarowym. H2 ma około 7× większą przewodność cieplną niż powietrze, dlatego sygnał jest silny i liniowy w zakresie od kilku procent do 100 %vol — jest to zakres czystości głównego składnika, dla którego dobrano ten wariant. Przy dolnej granicy praktyczny poziom szumów wynosi około 100 ppm; wyznaczają go dryft elementu cienkowarstwowego, stabilność samonagrzewania i dopasowanie ogniwa odniesienia. Wymuszanie pomiaru TCD poniżej tej granicy pogarsza powtarzalność zamiast ujawniać rzeczywisty sygnał. Pomiary śladowych stężeń ppm / ppb wymagają sprzętu przeznaczonego do takich pomiarów — EC, układu z jonizacją helu przez wyładowanie impulsowe albo chromatografu GC z dedykowanym kanałem TCD — i nie wchodzą w zakres tego wariantu.

Gaz katodowy z ogniw składa się głównie z H2, z resztkową ilością O2 i N2 oraz śladową ilością Cl2 przenikającą przez membranę. TCD mierzy właściwość fizyczną i nie rozróżnia gazów na podstawie ich składu chemicznego, dlatego każdy gaz o przewodności cieplnej innej niż matryca odniesienia wpływa na wskazanie mostka — O2 i N2 mają właściwości wystarczająco zbliżone do odniesienia w postaci suchego powietrza, aby uwzględnić je w kalibracji matrycy, natomiast Cl2 (o przewodności cieplnej wynoszącej w przybliżeniu jedną trzecią przewodności powietrza) musi mieścić się w zaprojektowanym zakresie matrycy potwierdzanym przy składaniu zamówienia. Kondycjonowanie przed urządzeniem (ZS-SCS-600 z chłodzeniem i osuszaniem oraz dedykowany separator Cl2) usuwa wilgotny Cl2 przed ogniwem pomiarowym próbki, a producent konfiguruje fabrycznie ładunek ogniwa odniesienia i kompensację matrycy na podstawie składu gazu z ogniwa zadeklarowanego przez klienta. Dokładność jest określana względem zadeklarowanej matrycy, a nie dowolnych mieszanin.

Tak w przypadku ciągłego monitorowania czystości, ale nie w przypadku oczyszczania CO2-H2. Podczas pracy generator zawiera 97–99 %vol H2, a progi alarmowe wynoszą około 95 %vol; zakres pomiarowy 0–100 %vol z łatwością obejmuje te wartości. Podczas oczyszczania, rozruchu i przedmuchiwania stojana gaz wewnątrz przechodzi przez mieszaniny CO2 / powietrza / H2 o stężeniu 0–30 %vol, w przypadku których oprogramowanie układowe z wieloma zakresami przełącza się na zakres 0–10 %vol lub 0–25 %vol bez zmiany układu optycznego. Procedury czystości instalacji oparte na IEEE C50.13 / ASTM D7968, zawartości wody w oleju uszczelniającym i testach szczelności chłodnicy są elementami procesu po stronie zastosowania — ZS6300-H2 dostarcza tym procedurom pomiar H2 w %vol, ale ich nie zastępuje.

Nie. Norma ISO 14687-2 Grade D określa wymagania dla H2 klasy ogniw paliwowych, w tym obowiązkowe limity wielu zanieczyszczeń śladowych — CO: 0,2 ppm, siarka całkowita: 0,004 ppm, NH3: 0,1 ppm, halogeny ogółem: 0,05 ppm, a także zawartość wilgoci, THC i gazów obojętnych. Jest to audyt zanieczyszczeń śladowych, a nie pomiar czystości głównego składnika; nie można go wykonać za pomocą TCD, którego granica wykrywalności wynosi około 100 ppm H2. Audyty jakości H2 do ogniw paliwowych wymagają sprzętu laboratoryjnego EC, układu z jonizacją helu przez wyładowanie impulsowe albo chromatografu GC oraz wzorców zanieczyszczeń o identyfikowalnym składzie. To zastosowanie pozostaje warunkową ścieżką wymagającą przeglądu inżynieryjnego i nie jest deklarowane w karcie danych ZS6300-H2.

Oba zastosowania dotyczą wodoru, ale obejmują inne procedury. ZS6300-H2 jest analizatorem czystości procesowej w %vol, montowanym na kolektorze gazu z ogniw, wylocie reformera lub pętli generatora. Przekazuje pomiar w %vol do DCS i nie należy do systemu przeciwpożarowego i gazowego. Stacjonarne i przenośne detektory wycieków wodoru %LEL to przyrządy pomiarowe bezpieczeństwa — z czujnikami katalitycznymi / EC kalibrowanymi w %LEL do monitorowania stref, alarmowania o wyciekach i kontroli przed wejściem do przestrzeni zamkniętych, zgodnie z logiką IEC 60079 / ATEX dla systemów przeciwpożarowych i gazowych. W zakładzie przemysłowym często stosuje się oba rozwiązania: analizator procesowy mierzy czystość na potrzeby uzysku, a detektory bezpieczeństwa sygnalizują alarmy, chroniąc personel. Nie należy zamieniać ich funkcji — ZS6300-H2 nie jest detektorem wycieków, a detektory bezpieczeństwa %LEL nie służą do pomiaru czystości procesowej.