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Absolutdruckregelung für eine präzise Wasserstoffanalyse

Alicat stellt die schnellsten Druckregler der Welt her. Dieser „Alicats in the Wild“ -Beitrag diskutiert H2scans Echtzeit-Wasserstoff-Gasanalysatoren und deren Verwendung von schnellen Alicat-Absolutdruckreglern für die Systemstabilität.

Die H2scan Corporation ist ein führender Hersteller von Wasserstoffdetektoren und -analysatoren zur Wasserstofflecksuche und Prozessgasüberwachung. H2scan mit Sitz in Valencia, Kalifornien, hat die exklusiven kommerziellen Rechte an einer Festkörper-Palladium-Nickel-Sensortechnologie (Pa-Ni), die zuerst vom Sandia National Laboratory und dem US Department of Energy entwickelt wurde. Diese Technologie nutzt sowohl Widerstands- als auch Kondensator-Messschaltungen auf einem einzelnen Pa-Ni-Film und zählt Wasserstoffatome durch Messung der Änderungen im Widerstand oder der Ladungsdichte in der Matrix. Da nur Wasserstoffatome auf die Pa-Ni-Filme reagieren, können H2Scan-Instrumente den Wasserstoffgehalt von Gasen detektieren, die mehrere Bestandteile enthalten. Diese Benutzerfreundlichkeit in Verbindung mit Echtzeitmessungen macht die H2scan-Technologie zu einer der effektivsten und effizientesten Wasserstoff-Sensortechnologien auf dem heutigen Markt.

Pressure calibration for H2scan HY-ALERTA hydrogen analyzers

Druckkalibrierung für H2scan HY-ALERTA Wasserstoffanalysatoren

H2Scan’s HY-ALERTA product-Produktlinie umfasst sowohl portable als auch stationäre Wasserstoff-Lecksuchgeräte. Die HY-OPTIMA-Produktlinie des Unternehmens besteht aus Echtzeit-Inline-Wasserstoffmonitoren für die Gasprozessanalyse in industriellen Anwendungen. Alle H2scan-Geräte sind sowohl in eigensicherer als auch in explosionsgeschützter Ausführung erhältlich. Darüber hinaus können HY-OPTIMA-Analysatoren entweder als Einzelinstrumente oder als komplette Analysesysteme gebaut werden.

Die Wasserstoffanalysatoren von H2scan werden unter anderem in der Gasherstellung, der chemischen Herstellung und der Elektrolyseüberwachung eingesetzt. Die Hälfte ihres Geschäfts kommt aus der Öl- und Gasindustrie, wo H2scan-Analysatoren Wasserstoff in Gasströmen von Entschwefelung, Reformierung und Hydrocracking überwachen. Im letzten Fall zeigt zu viel Wasserstoff im Ausgangsstrom Ineffizienzen im Hydrocracking-Prozess, und zu wenig Wasserstoff zeigt eine Verringerung des Durchsatzes und des verschwendeten katalytischen Materials an. Ungenauigkeiten bei der Wasserstoffüberwachung können daher eine Raffinerie von Hunderttausenden bis Millionen Dollar kosten

Stabiler Druck: Die Grundlage für eine genaue Wasserstoffanalyse

H2scan-Analysatoren arbeiten typischerweise sehr nahe am atmosphärischen Druck. Vor einiger Zeit erhielt das Unternehmen Anfragen zu einigen hochreinen Analysegeräten, die vor Ort keine genauen Berichte lieferten, obwohl die Kalibrierung und Inspektion vor dem Versand bestanden wurde. H2scan schickte Ingenieure zu Kundeninstallationen und sie entdeckten, dass diese Gasanalysatoren aufgrund des sich ändernden Luftdrucks unregelmäßigen Druckschwankungen ausgesetzt waren.

Druckschwankungen führten zu ungenauen Messwerten für diese Wasserstoffanalysatoren, da die Anzahl der Moleküle in einem Gasvolumen proportional zum Druck des Gases ist. Je höher der Druck, desto mehr Gasmoleküle befinden sich im gleichen Raum. Bei hohen Wasserstoffkonzentrationen könnte bereits eine geringe Änderung des Luftdrucks die Anzahl der im Gasstrom vorhandenen Wasserstoffmoleküle signifikant verändern. Veränderungen des gemeldeten Wasserstoffs sind direkt proportional zu Druckänderungen; Eine 1% ige Änderung des Drucks führt zu einer 1% igen Veränderung des gemeldeten Wasserstoffs. Stabiler Druck oder ein kompensiertes Signal ist kritisch, insbesondere bei hohen Wasserstoffkonzentrationen.

Die Lösung für dieses Problem bestand darin, einen konstanten Druck am H2scan-Sensor aufrechtzuerhalten, was eine absolute Drucksteuerung bedeutete. Im Gegensatz zur Überdruckregelung, bei der der aktuelle barometrische Druck als Nullreferenz verwendet wird, verwendet die Absolutdruckregelung das absolute Vakuum als Nullreferenz. Die Regelung auf absoluten Druck eliminiert atmosphärische Druckschwankungen aus der Gleichung, was zu wiederholbarer Drucksteuerung und genauer Wasserstoffgasanalyse führt.

Die Magie der absoluten Druckregelung für die Wasserstoffanalyse in Raffinerien

Auf Empfehlung eines Kollegen wandte sich H2scan zuerst an die Absolutdruckregler der PC-Serie von Alicat, um den Druck am H2scan-Sensor aufrechtzuerhalten. Das für die Gegendruckkontrolle konfigurierte Alicat wurde nach dem H2scan-Analysator installiert, um einen konstanten Absolutdruck am Analysator aufrechtzuerhalten. Das schnelle Proportional-Regelventil erreicht neue Durchflussraten in nur 50 ms, um sicherzustellen, dass der gewählte Absolutdruck eingehalten wird. Als die Ingenieure von H2scan Alicats zu den Wasserstoffanalysesystemen ihrer Kunden hinzufügten, waren ihre Analysatoren genauso leistungsfähig wie im Labor, unabhängig vom Luftdruck.

H2scan spezifiziert nun regelmäßig einen Alicat-Gegendruckregler, der seine HY-OPTIMA-Analysatoren begleitet, wenn der Kunde Gasflüsse mit höheren Wasserstoffkonzentrationen überwacht. Da Alicat-Druckregler mit NeSSI-kompatiblen Durchflusskörpern und CSA Class 1 Division 2 (ATEX Zone 2) -Zertifizierung erhältlich sind, integriert H2scan diese Einheiten auch in komplette HY-OPTIMA-Analysesysteme, die auf NeSSI-Substraten basieren. Die native RS-232-Kommunikation dieses „intelligenten“ Druckreglers ermöglicht eine Echtzeit-Sollwertsteuerung und Rückmeldung des beobachteten Absolutdrucks.

H2scan verwendet auch die RS-232 von Alicat zur einfachen Echtzeit-Aufzeichnung von Drücken während der Kalibrierung von Nicht-Standard-Analysatoren, die bei höheren Drücken arbeiten oder eine höhere Genauigkeit erfordern. Alicat unterstützt diese einfach zu bedienenden elektronischen Druckregler mit einer lebenslangen Garantie und einem großzügigen Kundendienst. Ingenieure bei H2scan sind in der Lage, echte Leute zu erreichen, die unsere Produkte innerhalb von drei Ringen kennen. Ein Alicat ist daher ein kleiner Preis, um eine größere Genauigkeit in einem Analysesystem von 20.000 bis 40.000 USD zu erreichen.

Was bringt die Zukunft für H2scan

Die nächste Generation von H2scan-Analysatoren kompensiert automatisch Wasserstoffmesswerte für Echtzeit-Druckänderungen am Eingang des Analysators. Um dies zu erreichen, benötigt der Analysator einen Druckwandler, der Echtzeitdaten an den nachgeschalteten elektronischen Druckregler liefern kann. Alicats PC-Serie bietet diese Lösung in einem Gerät. Der Gegendruckregler befindet sich unmittelbar hinter dem H2scan-Analysator und seine native RS-232-Kommunikation ermöglicht eine Echtzeitkommunikation mit dem H2scan-Analysator.

Weitere Informationen über die H2scan Corporation und die Echtzeit-Wasserstoffanalyse finden Sie unter www.h2scan.com.

 

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