Анализаторы MOD-1060 для измерения концентрации водорода в технологических процессах

Измерение концентрации водорода в газовых потоках необходимо для управления различными процессами нефтехимии и нефтепереработки. Этот важный параметр измеряется обычно с помощью термокондуктометрических детекторов, так как теплопроводность водорода заметно отличается от теплопроводности других компонентов газового потока. Такой метод отлично подходит для анализа двухкомпонентных смесей. Для многокомпонентных смесей, особенно в тех случаях, когда их состав переменный, использование этого метода не столь очевидно. Если знание истиной концентрации водорода критически важно для управления установкой, например, в процессах риформинга, зачастую используются хроматографы. Современный поточный хроматограф легко справляется с этой задачей, однако, его использование для измерения только содержания водорода не всегда экономически оправдано.

В связи с этим на протяжении многих лет ведется разработка альтернативных датчиков водорода, работающих на других принципах измерения. Наиболее простое решение – применение разнообразных электрохимических ячеек. В силу известных причин, такие датчики не очень подходят  для  измерений  на  потоке,  особенно при  наличии  в  нем  разных  примесей.  Поэтому решение должно быть основано на других уникальных свойствах молекул водорода.

Одним  из  таких  свойств  является  способность  водорода  растворяться  в  металлах  и проникать через металлические мембраны, что связано с аномально быстрой диффузией атомов водорода в кристаллической решетке. Это свойство известно давно, и в свое время были сделаны успешные попытки использовать его для создания датчиков водорода. В той или иной степени растворение водорода присуще разным металлам, но наиболее ярко оно проявляется для палладия и его сплавов. Если поместить вакуумированную тонкостенную колбу из палладия в газ, содержащий водород, то через некоторое время водород из газа (и только он!) проникнет внутрь колбы, и давление в ней будет равно парциальному давлению водорода в газовой смеси. Тем самым, измеряя  давление в  колбе можно измерить  и  концентрацию водорода  в  смеси.  Такие датчики иногда используются для этого измерения, однако, очевидная инерционность приводит к невозможности их применения для управления процессами.