合成气(也称为合成气)的生产和使用在世界范围内迅速增长，特别是在气化可用于从低价值原料生产高价值产品的地方。通过将火炬、废气和伴生气转化为有价值的合成气产品，如甲醇或能源，也越来越强调减少排放。

 

合成气主要由一氧化碳和氢气组成，有时也有二氧化碳。有各种生产合成气的方法，例如从不同原料(煤、天然气或生物质/废物)气化、部分氧化、蒸汽甲烷重整或自热重整。它广泛用于发酵和热解过程，并应用于各种领域，如能源生产、化肥和化学工业。合成气的一个新用途是直接为氢燃料电池提供动力。

 

监测挑战:在一氧化碳存在的情况下检测氢气

 

合成气生产中的主要监控挑战是其一氧化碳(CO)的存在；如果存在极高水平的一氧化碳(25%-50%)，合成气产品如果泄漏会很快变得致命。监控合成气中的氢气/一氧化碳比率对于满足任何下游工艺的需求也至关重要。对于典型的应用，如生产甲醇、使用费托工艺的液体燃料或气液比，氢/一氧化碳比必须保持在2:1。

 

 

氢的测量可以直接进行，也可以通过测量其他气体得到。然而，如果不能正确测量气体输出的变化，推导过程可能会导致过程中的低效率。这些低效率会导致合成气过程失控。在该过程中改变氢气/一氧化碳气体比率可能导致化学性质不正确的合成气产品。监控这种气体比例可以触发警报，允许员工对制造过程进行更改，以使气体水平保持平衡。每种监控技术都有不同的响应时间，即使一分钟的延迟也足以让一个过程变坏。

 

历史上，合成气一直使用三种技术之一进行监控:

 

热导装置:热导装置的工作原理是检测目标气体的热导率变化，然后将结果与载气的参考流量进行比较。

 

气相色谱仪:气相色谱仪分离混合物的化学成分，然后检测它们，以确定它们的存在与否和/或存在多少。这些成分必须具有挥发性和热稳定性。它们通常能够以良好的精度测量多种气体，响应时间以分钟为单位。

 

氢气在线过程监测器:氢气在线过程监测器是测量合成气流中氢气的氢气专用分析仪。固态非消耗性传感器提供实时连续的氢气浓度数据，不会对气流中的任何其他气体(包括一氧化碳)产生交叉敏感性

 

选择其中一种技术所需的关键特性和功能包括响应时间延迟、准确性、复杂性、维护要求以及前期和持续成本。

 

气相色谱是一种适用于所有气体的整体解决方案，但它没有最快和最准确的全面性能。例如，内联过程监视器和TCD返回结果的速度都快得多。由于氢气是合成气工厂中非常重要的测量元素，因此针对该应用，通过最佳的全方位H2监控性能来优化产品的整个解决方案是有意义的。

 

结论

 

通过消除与氢气测量相关的不确定性并实时获得该信息，合成气过程可以得到严格控制，以确保过程优化。实时监控是氢分析仪最大的优势。如果出了问题，开始形成化学失衡，监控器几乎立即显示是否有任何氢含量开始变化，并在几秒钟内产生报告。