测量氢气仪

日本东京电力公司24日确认，经过再次调查，发现福岛第一核电站1号机组连接安全壳的两处管道内几乎充满了氢气。不过由于没有火源和氧气，爆炸的风险较低。日本经产省原子能安全保安院已经要求彻底调查。 　　东电公司23日上午曾宣布，在连接1号机组安全壳的管道中意外地检测出了浓度超过1%的氢气。由于在核泄漏事故处理中一直向安全壳内注入较安全的氮气，因此东电公司认为爆炸的危险很低。 　　氢气是在向安全壳注水的喷淋系统的两处管道内检测出来的。东电公司认为，氢气有可能是今年3月核泄漏事故初期燃料棒套管与水反应以及此后水被放射线照射分解产生的，然后逆流到了管道中。 　　23日当天，东电公司利用可燃性气体浓度仪再次测量了1号机组的两处管道，结果显示可燃气体的浓度已经超出了仪器的上限。东电公司认为，气体几乎全部是氢气，其他可燃性气体的可能性很低，今后将准确测定氢气浓度，并采取向管道内注入氮气等措施。 　　在氢气浓度超过4%，同时氧气浓度超过5%的时候，就有爆炸的危险，但东电公司说管道内几乎没有氧气，所以爆炸的危险很低。 　　东电公司准备为1号机组安全壳安装净化设备，用于清除安全壳内空气中含有的放射性物质，为此对管道进行了检查，上述两处管道已计划截断。东电公司认为预定安装同样净化设备的2号和3号机组的管道内也可能含有大量氢气，正准备调查。

近年来，随着我国氢能产业的快速发展，加氢机的性能要求、控制方法等都有了新要求。为将进一步规范和提升加氢机产品质量，助力氢能产业高质量发展，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会于近日正式批准发布GB/T 31138-2022《加氢机》国家标准，为加氢机的设计、生产、制造、检验、安装与维护提供标准依据。新版《加氢机》国家标准规定了加氢机的技术要求、试验方法、标志、包装、运输和贮存、安装、维护的要求，适用于氢能汽车加氢设施用公称工作压力不大于70MPa的加氢机，氢能船舶、有轨电车、飞行器、工程车辆、发电装置等的加氢设施也可参照该标准。　　众所周知，氢气是一种非常活泼的易燃易爆气体，氢能产业的发展离不开氢气的检测，从制氢站、储氢站、运输车、加氢站都需要氢气的检测。此次《加氢机》新标准的发布，强调了加氢机内部氢气易积聚处应设置氢气检测报警装置——当氢气在空气中含量达0.4%（体积分数）时，应向加氢站内控制系统发出报警信号；当氢气在空气中含量达1.6%（体积分数）时，应向加氢站内控制系统发出停机信号，并自动关闭阀门停止加氢，这无疑为氢气泄露检测仪发展加速度积蓄政策力量，助力氢气检测企业新周期发展。　　据悉，目前市场上做氢气检测的厂商和品牌很多，其中有个深耕气体检测行业16年的逸云天，凭借优质的产品、过硬的品质、一站式的气体安全检测整体解决方案服务和贴心的售后，赢得市场和客户的一致好评，在众多氢气检测仪品牌中脱颖而出。其在氢气检测这块，有MS400便携式氢气检测报警仪、MS104K便携式氢气测试仪、MS500手持式氢气检测仪、MS600便携式氢气检测仪、PTM600手提式氢气分析仪、MIC-600固定式氢气检测仪、MIC-500S-H2 在线式氢气检测仪等优质氢气检测产品，都可用于快速检测氢气浓度、温湿度测量及氢气超标报警。　　有客户表示，逸云天的氢气检测仪可以准确的测量环境中的氢气浓度，保障作业安全，具有信号稳定，灵敏度及精度高、操作简单，好维护等优点，产品类型也比较多样，可根据自己的需求及实际情况选择适合自己的产品。　　作为专业气体检测监控解决方案商，逸云天深知人民的生命财产高于一切。因此，公司的所有产品都经过严格的质量检测和评估，公司通过ISO9001质量管理体系认证、IS014001环境管理体系认证、CCEP中国环保产品认证；并取得相应产品防爆合格证、CPA型式批准证书、CMC计量许可证、外观专利证书、软件著作权登记证书等。除了氢气检测仪产品，逸云天生产的有毒有害、易燃易爆气体检测报警仪、气体分析仪、气体在线监测预处理系统、TVOC在线监测系统、差分紫外光谱气体分析仪、激光气体分析仪、环保安监气体监测云平台等产品已在石油、化工、燃气输配、仓储、市政燃气、消防、环保、冶金、生化医药、能源电力等行业得到广泛应用，而且产品的稳定性和优良性得到客户的一致认可。　　针对此次《加氢机》新国标的公布，逸云天相关负责人表示：公司将积极响应国家新标准，会用优质的氢气检测仪产品和服务守护氢能源行业的安全生产，让生活和工作环境变得更环保、更安全，同时也将一如既往地发挥行业引领作用，助力氢气检测行业的加速发展。

关于氢气生成技术的技术考量为气相色谱和气相色谱/质谱应用提供载气的氢气发生器利用多项技术提供高纯度氢气。本文将探讨各种氢气提纯方法。前 3 种方法结合使用 PEM（质子交换膜）和多种提纯技术，第 4 种方法使用综合钯电解槽。PEM/钯扩散钯薄膜氢气提纯器利用压力驱动跨钯薄膜扩散原理工作。只有氢气能够扩散穿过钯扩散器。钯扩散器款式多样，包括管、螺旋管或薄膜箔阵列。钯扩散器由钯银合金材料制成，该材料在加热到标称 300oC 以上时具有只允许单原子氢穿过其晶格的独特属性。与钯薄膜表面接触的氢分子离解为单原子氢并穿过薄膜。在钯薄膜的另一侧，单原子氢重新组合为双原子氢。 PEM/钯扩散过程特点与优势 超高纯度氢气，几乎无水分或氧气携带。纯度超过 99.99999%。 无需例行维护。 提纯器中钯扩散器的预计正常使用寿命约为 5 年，取决于具体应用以及使用情况（来源： http://pureguard.net/cm/Library/FAQs.html）问题 使用钯银合金时，意外断电会对扩散器造成无法逆转的损害。 钯银合金会吸收氢气，导致体积增加或变形变脆。 如果扩散器因孔洞而破裂，对此进行维修无经济优势。 在氢气存在时保证钯薄膜不冷却对于延长使用寿命至关重要。即使提纯器短时间内在最佳工作温度范围外运行，也会使其耐用性下降。 氢气进入扩散器“提纯”侧后，需定期清理电解槽“未提纯”侧遗留氢气（仍包含氧气和水分等杂质）。这样可以确保有充足数量的氢分子可进行跨钯薄膜传递，以便维持扩散器效率。这一过程非常复杂，如果系统设计不佳，会使扩散器输出压力/流量产生脉冲效应。 反应在超高温度下进行，该过程中出现任何火源都非常危险，由此会引发安全顾虑。用于驱动加热器盒的电流在此温度下非常危险，如果发生任何问题都有可能产生明显电弧。 需要更换提纯器中的钯薄膜，更换间隔约为 5 年。 推荐使用备用电解槽消除停机时间。 碳排放量更大，因为需要用电将钯合金加热至工作温度。 钯电解槽/提纯器综合系统采用金属钯阳极，由于水无法有效传导电流，因此添加强水溶性电解质，通常使用 20% 的氢氧化钠 (NaOH)。钯管束作为阴极，只有氢及其同位素能够穿过阴极，生成超高纯度氢气。钯电解槽/提纯器综合系统特点与优势超高纯度氢气，几乎无水分和氧气携带问题 每 12 个月必须更换电解槽中的电解质溶液。使用的电解质为 NaOH（氢氧化钠），氢氧化钠为腐蚀性物质，必须小心处理。更换过程至少需要 8 个小时的冷却时间和 4 个小时的启动时间。必须事先排空所有之前使用的电解质溶液。 含硫化合物和不饱和碳氢化合物会降低渗透性。 氢氧化钠会腐蚀设备，久而久之会造成损害。 使用质量较差的电解质会损害电解槽的电化学装置。 存在电解质泄漏风险，会灼伤皮肤。 PEM/吸附剂变压吸附变压吸附技术利用改变通过两个充满吸附材料（珠状）柱的流量的原理工作，其中的吸附材料作为分子筛。氢通过一个柱时，少量干燥气体沿另一柱传递。无吸附能力时，吸附材料会强制再生。该动作会在柱中完全再生吸附材料，因此无需更换材料。少量产品氢气冲走废物后，容器为下一生产周期准备就绪。生产的氢气干燥程度极高，水分含量仅为 1ppm。 PEM/吸附 PSA 过程特点与优势 稳定性高，可再生技术。 无高压或与之关联的高电流。 连续氢气流，无压力波动或脉冲效应。 维护要求限于消电离器盒的更换。无需更换干燥剂或危险的腐蚀剂。 启动和停机程序简短方便。 操作简便，运行可靠。 与其他氢气提纯方法相比，能耗较低，因此运行成本更低。 行业研究表明使用钯技术能够生产最干燥的氢气，但根据 Agilent 技术公司的纯度建议，PSA 足以满足气相色谱/质谱的要求。问题电解槽更换成本更高。用于再生分子筛的氢气会排入空气。也可选择市场中将此部分氢气通过催化剂以消除向空气排放氢气的氢气发生器。 PEM/硅胶干燥系统使用硅胶干燥柱是另一常用提纯方法并且因其简便易行而被广泛采用。使用 PEM 技术产生的氢气会流过不锈钢干燥盒去除水分。干燥柱通常由硅胶珠组成，硅胶珠在氢气中作为干燥剂，可产生满足行业纯度要求的高纯度氢气。 PEM/硅胶干燥过程特点与优势干燥器（硅胶）和消离子器盒更换简便。满足气相色谱纯度的一般要求。与其他提纯方法相比，性价比高。问题通常会存在一些水分或氧气携带。干燥剂（硅胶）需要连续监控并定期更换，具体取决于系统使用情况。使用频繁时，干燥盒可能需要每周更换。