露点是指气体中的水蒸气在冷却过程中开始凝结的温度,它反映了气体中水分的含量。

在电解水制氢过程中,氢气的纯度与露点之间存在直接的关联,因为电解水制氢中的杂质几乎全部是水蒸气,露点越低,意味着氢气中的水蒸气含量越少,氢气的纯度通常就越高。也就是说产品气露点的高低,反映了纯化系统的能力,露点越低,说明经过纯化系统处理后的氢气纯度更高。

电解水制氢的重要指标—露点,露点仪的工作原理

各种露点仪的工作原理

1、镜面式露点仪:

不同水分含量的气体在不同温度下的镜面上会结露。样气进入测量室时掠过镜面,当镜面温度高于湿气的露点温度时,镜面呈干燥状态。此时光电检露装置中光源发出的光照在镜面上,几乎全反射,光电传感器感应到较强的光电信号,并输出该信号。随着镜面温度不断降低,当降至湿气露点温度时,镜面上开始结露(或结霜),光照在镜面上出现漫反射,光电传感器感应到的反射信号随之减弱。镜面温度由一紧贴在冷镜面下方的铂电阻温度传感器感应,此时的温度就是露点温度。

冷镜式露点仪可以作为标准露点仪使用,精度可达到±0.1℃(露点温度)

2、电传感器式露点仪:

采用亲水性材料或憎水性材料作为介质,构成电容或电阻。当含水蒸气的气体流经后,介电常数或电导率发生相应变化,通过测量电容值或电阻值来确定气体中的水分含量。

精度可达到±1.0℃(露点温度),一般精度可达到±3℃以内。

3、电解法露点仪:

利用五氧化二磷等材料吸湿后分解成极性分子,从而在电极上积累电荷的特性进行测量。当气体中的水分被五氧化二磷吸收后,会发生电解反应,产生氢气和氧气排出。电解电流的大小与水分含量成正比,通过检测该电流即可测得样气的湿度,进而得出气体的露点。

精度可达到±1.0℃(露点温度),一般精度可达到±3℃以内。

4、晶体振荡式露点仪:

利用晶体沾湿后振荡频率改变的特性来工作。晶体在干燥状态和被水分沾湿后的物理特性会发生变化,导致其振荡频率不同,通过测量晶体的振荡频率变化,可以间接得到气体的露点温度。

该技术目前尚处于不太成熟的阶段,国外虽有相关产品,但精度较差且成本很高。

5、红外露点仪:

利用气体中的水份对红外光谱吸收的特性。不同水分含量的气体对红外光的吸收程度不同,通过检测气体对特定红外波长的吸收情况,可以分析出气体中的水分含量,从而确定露点温度。

目前该仪器很难测到低露点,主要是因为红外探测器的峰值探测率还不能达到微量水吸收的量级,并且气体中其他成份含量也会对红外光谱吸收产生干扰。

6、半导体传感器露点仪:

原理:每个水分子都具有其自然振动频率,当水分子进入半导体晶格的空隙时,会和受到充电激励的晶格产生共振,其共振频率与水的摩尔数成正比。水分子的共振能使半导体结放出自由电子,从而使晶格的导电率增大,阻抗减小。通过测量半导体的导电率或阻抗变化,就可以确定气体中的水分含量,进而得到露点温度。

这种露点仪可测到-100℃露点的微量水份。

电解水制氢的重要指标—露点,露点仪的工作原理


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根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书(2020)》预测,2030年中国氢气需求量达3715万吨,2050年达9690万吨。有分析认为,电解水制氢将逐步作为中国氢能供应的主体,在氢能供给结构的占比将在2040、2050年分别达到45%、70%。 因此,在“双碳”背景下,电解水制氢项目成为了市场关注的热点话题。为促进行业信息流通,艾邦建有制氢产业交流群,聚焦氢气生产、碱水/PEM电解槽(隔膜、极板、催化剂、极框、密封垫片等)、PPS、质子交换膜、钛金属、镍网等产业链上下游,设备,材料,配件等配套资源,欢迎大家加入

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