利用微型气相色谱融合技术监测天然气管道质量中的 H2

Monitoring H2

天然气管道质量的或用于消费的天然气中,甲烷的比例高于 85%,二氧化碳、氮气和 C2-C6+ 碳氢化合物的浓度较低。天然气分析对各种用户都至关重要,包括公用事业公司、发动机制造商、家电制造商和其他工业用户。

最近,为提高可持续性和减少温室气体(GHG)排放,人们开始研究在天然气管道中注入氢气。氢在燃烧时不会排放温室气体,是一种潜在的绿色能源,也是一种脱碳解决方案。氢气的添加量最多只能达到 30%,以维持当前消费电器(如燃气灶)的使用。使用气相色谱法可以很容易地识别和量化天然气中的氢。

Micro GC Fusion 以摩尔百分比为单位测量和报告气体成分数据,这对于了解燃料成分、计算热值和其他气体特性至关重要。高质量的分析数据有利于产品开发、性能、环境合规性和报告。Micro GC Fusion 分析精度高、体积小、分析速度快,是一款理想的 BTU 分析仪,能够监测添加了氢气的天然气。

Micro GC 天然气管道的气体分析

采用双模块配置进行天然气管道质量氢气分析--10 米长的 Molsieve 模块和 12 米长的 Q-Bond 模块。 每个模块的管道都是分开的,从而实现了最大的通用性。

在双模块 Micro GC Fusion 上运行天然气校准标准,以确定保留时间、分离能力、载气对峰值的影响以及重复性。在该校准标准中添加了 1% 至 30% 的氢气,以研究不同载气中的峰值表现以及总热值的总体变化。

氢气检测中的氦气与氩气对比

氦气对碳氢化合物和固定气体具有出色的灵敏度,但氢气除外。氢气的热导率非常接近氦气,导致灵敏度降低。此外,当氢气浓度较高时,峰值开始分裂并出现峰值反转,这使得积分变得困难和不准确。注入量也对这一现象有影响,注入时间越长,峰值扭曲越大。

当使用氦气作为载气时,Q-Bond 模块显示出出色的灵敏度和可重复性,但只有当氢气含量在 1% 到 10% 之间,且进样时间小于 15 毫秒时,它才是 Molsieve 色谱柱的可行选择。

用于氢气检测的氩气载气可提供更强的氢气信号,在更宽的浓度范围内线性更好,但会降低对所有其他化合物的灵敏度。此外,Q-Bond 模块可显示丁烷、戊烷和正己烷的反转。利用负积分事件,Micro GC Fusion 可以分析这些化合物,但灵敏度会降低。

如色谱图所示,最理想的载气组合是 Molsieve 模块使用氩气,Q-Bond 模块使用氦气。Micro GC Fusion 可对每个模块进行配置,使其独立运行载气,这种配置可实现对氢气和其他天然气成分的最佳灵敏度。此外,不会出现任何峰值倒置现象。

chromatogram
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快速简便地测量天然气中的氢含量

在天然气流中加入氢气时,需要使用 Molsieve 模块来分析氢气浓度及其对天然气热值的影响。Micro GC Fusion 采用带温度编程的双模块配置,可在数分钟内分析氢气和高达 C6+ 的各种天然气成分。载气的选择非常重要;在某些情况下仅使用氩气或氦气是可行的,但最佳配置是同时使用氩气和氦气,以获得最佳灵敏度和可重复性。对于较多的丁烷、戊烷和正己烷,应配置额外的 Rxi-1ms 模块。

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