气体质量流量传感器在制氢机中的应用解决方案详解

作者: 小小笔者 来源: 工采网 查看评论 2020/4/29 11:48:46

随着时代的不断发展,技术和经济地发展以及人口地增长,使得人们对能源地需求越来越大。以煤、石油为代表的地化石燃料仍然是能源地主要来源,然而一方面化石燃料的使用给地球带来了严重的环境污染,大量的CO2,SO2,NOX气体以及其它污染物导致温室效应的产生和酸雨的形成,另一方面,由于化石燃料的不可再生性和有限性的储量,日益增长的能源需求带来了严重的能源危机。

可再生新能源的要求越来越被迫切,技术的发展,太阳能、风能、生物质、地热能、潮汐能被开发出来,这些能源具有可再生性、丰富、清洁等优点,备受国际设备的青睐。虽然可再生能有效的解决了环境污染问题,但是其可再生能源具有间歇性、地域性,并且不容易储存和运输,所以,氢能源以其清洁无污染、高效、可储存和运输等优点被视为理想的能源载体。目前各国都投入大量的研究经费用于发展氢能源系统。下面工采网小编和大家一起来了解质量流量传感器在制氢机中的应用解决方案。

过去,也曾有人研究过用氧化亚铜催化剂从水中制取氢的方法,但在实验中氧化亚铜在阳光的作用下很容易还原成金属。因此制氢机依靠的PSA变压吸附原理获得了工业生产者的青睐。

制氢机是一种利用的PSA变压吸附原理,通过吸附塔内吸附剂在一定压力下对不同气体的吸附能力有所差异,从而从氨分解混合气中分离出高纯度的氢气的装置。

制氢机是以液氨为原料,经液氨减压阀减压后在汽化器内汽化再进入分解炉,分解炉内装有活化过的镍触媒,在800-850℃温度下进行分解,分解后高温气体在热交换器内与气态氨进行热交换,分解气降温,气氨回收热量并升温后进入分解炉分解。同时得到了75%的氢和25%的氨的混合气。混合气一般需要进入气体纯化(干燥)系统,除去残余水分及其它杂质。而干燥器一般设置二台,一台吸附混合气中的水分及其它杂质,另一台在加热状态下(一般在300-350℃)解吸出其中的水分及残余氮,从而达到再生,重复使用的效果。

那么日常我们用哪些手段测量氢气流量效果比较好呢?

我们都知道,在工业生产过程中,因为物料的平衡、热储存、经济核算等方面的计算都需要质量流量计,而不是采用体积,那是因为在测量的时候经常需要将体积测量结果换算成质量流量而且因为密度随着温度与压力变化而变化,所以在测量流量体体积的时候需要同时测量流体密度和压力,然后求出质量流量。测量氢气自然也不例外。

对于测量氢气所使用的的质量流量传感器工采网推荐的美国Siargo 气体质量流量传感器 - FS4001可用于广泛的应用范围包括仪器(如气相色谱质谱法)、泄漏检测、过程控制、气体流量计量以及医疗应用。FS4001需要8 ~ 24 VDC电源提供一个模拟和/或数字用户接口。模拟输出是线性的从0.54.5 VDC0到满刻度流量相应。数字输出是通过RS232传输。另一方面FS4001质量流量传感器包装盒是由化学惰性和热稳定的聚碳酸酯材料制成的,使用siargo专有的MEMS流量传感器与封装技术,压力等级较高是5BAR73 PSI),得受益于siargo独特的MEMS芯片结构、特殊包装技术和坚固耐用的传感器外壳,以便达到适宜的灵敏度。

气体质量流量传感器-FS4001主要特性:

1)传感器灵敏度高,有极小的始动流量

2)传感器芯片采用热质量流量计量,无需温度压力补偿,保证了传感器的高精度计量

3)在单个芯片上实现了多传感器集成,使传感器的量程比大大提高

4)传感器的零点稳定度高

5)全量程高稳定性

6)全量程高度和优良的重复性

7)低功耗

8)低压损

9)响应时间快

气体质量流量传感器-FS4001框图:

功能框图如下图所示。MEMS传感器芯片的传感器驱动电路供电和发送流量相关的电压转换器。微控制器处理英文字母表的第19个字母;
(放大、滤波等)将电压转换成流量。流量信号被发送通过模拟或模拟和数字格式(RS232)。

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