一、        背景：站內(nèi)制氫加氫站  站內(nèi)在線不純物監(jiān)測(cè)確保氫氣品質(zhì)。

•      嚴(yán)格的ISO標(biāo)準(zhǔn)

•    對(duì)城市燃?xì)獾牟患兾餂]有嚴(yán)格的品質(zhì)控制指引，因此供氣的品質(zhì)難以穩(wěn)定

•    不能長(zhǎng)期進(jìn)行手工分析

•    監(jiān)測(cè)所有不純物成分的話耗費(fèi)高昂

•    有些不純物的濃度低于檢測(cè)極限

•    希望確保氫氣品質(zhì)同時(shí)費(fèi)用合理

二、        提純工藝的4個(gè)循環(huán)交替的工序

1.    吸收Absorption

2.    降壓Decompression

3.    吹掃Purging

4.    升壓Boosting

a. 氣體在壓力下，進(jìn)入吸收塔并停留預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，從而使其中的不純物得到吸收并去除，獲得更純凈的氫氣,工藝溫度：15~60℃

b. 通入一部分高純氫氣進(jìn)入吸收塔

由于排氣，系統(tǒng)壓力可降至接近大氣壓水平，吸收塔內(nèi)留存的不純氣體也同時(shí)從出氣端被排出。

c. 再通入一部分高純氫氣，同時(shí)打開閥門，氣體經(jīng)吸收塔從排氣端流出，塔內(nèi)吸收劑則可得吹掃再生

d. 利用吸收工序獲得的部分高純氫氣提升吸收塔內(nèi)的壓力直至達(dá)到壓力平衡，準(zhǔn)備進(jìn)入下一個(gè)提純工藝的循環(huán)

三、質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣標(biāo)準(zhǔn)

四、一氧化碳對(duì)電壓下降的影響

濃度為1 ppm時(shí)，電壓降為33%

      濃度為0.2 ppm時(shí)，電壓降為3%

五、PSA工藝中不純物的穩(wěn)定管理

金絲雀不純物管理法

•         金絲雀由于其對(duì)一氧化碳的毒性作用比人類敏感，在20世紀(jì)的歐洲常被用于煤礦中一氧化碳的探測(cè)，對(duì)礦區(qū)危險(xiǎn)氣體的檢測(cè)管理法由此得名。

?   “金絲雀不純物”：在氫氣提純過程中最難去除且最易殘留在產(chǎn)品中的不純物

?   僅對(duì)一種不純物進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)

•         節(jié)省其他不純物監(jiān)測(cè)的費(fèi)用

•         滿足連續(xù)的品質(zhì)控制要求

六、提純吸附工藝穿透機(jī)制

吸收提純工藝中，吸收劑會(huì)隨著使用發(fā)生劣化，當(dāng)吸收劑中的吸收質(zhì)（不純物）濃度達(dá)到飽和時(shí)，不純物將進(jìn)入產(chǎn)品氫氣中，這一現(xiàn)象稱為“穿透”。

影響穿透現(xiàn)象的三大因素：吸附強(qiáng)度、吸附容量、擴(kuò)散模式。

七、嚴(yán)苛條件驗(yàn)證

•    條件1

•      氫氣提純工序入口處雜質(zhì)濃度的增加

•      模擬：

•         原料氣體中雜質(zhì)增加

•         制氫設(shè)備重整催化劑劣化

•         氣體分離的換熱性能降低等情況

•    條件2

•      氫氣提純工序中使用的吸附劑的劣化

•      模擬：

•         氫氣提純工序中PSA吸附劑劣化

八、結(jié)論

1. CO在常規(guī)條件下和嚴(yán)苛條件下都是最早穿透的不純物，因此可將其作為“金絲雀不純物”用于對(duì)氫氣提純工藝的管理。

2. 經(jīng)ENEOS公司的經(jīng)驗(yàn)，利用金絲雀不純物管理法則，對(duì)CO進(jìn)行連續(xù)在線監(jiān)測(cè)，可節(jié)省88%的質(zhì)量控制成本