Os analisadores de impurezas em hidrogênio são usados para detectar vários componentes de impurezas no hidrogênio, garantindo que a pureza do hidrogênio atenda aos padrões para aplicações industriais. As impurezas podem incluir água, oxigênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono, nitrogênio, hélio, etc. Os métodos comuns de análise de impurezas em hidrogênio incluem os seguintes:
Cromatografia de Gás (GC)
Princípio: a cromatografia de gás é uma técnica comumente usada de análise de gás, usando diferentes fatores de distribuição de gás para separar os componentes individuais da amostra de gás.
Aplicação: é adequado para a detecção de oxigênio, metano, monóxido de carbono, dióxido de carbono e outras impurezas no hidrogênio.
Vantagens: alta sensibilidade, boa resolução e capacidade de analisar quantitativamente vários componentes de gás.
Desvantagens: a operação é relativamente complexa e requer manutenção periódica.
Método de condução térmica (TCD)
Princípio: o método de condutividade térmica baseia-se na diferença de condutividade térmica de diferentes gases para detectar a concentração de diferentes componentes em amostras de gases.
Aplicação: Amplamente utilizado para a detecção de água, nitrogênio e oxigênio em hidrogênio, especialmente para a detecção de baixas concentrações de impurezas.
Vantagens: equipamento simples, baixo custo, monitoramento on-line em tempo real, adequado para uso em produção em massa.
Desvantagens: baixa sensibilidade a certos gases (como hélio, hidrogênio, etc.).
Método de absorção infravermelha (NDIR)
Princípio: com base nas propriedades de absorção de diferentes gases para comprimentos de onda infravermelhos específicos, a concentração do gás é analisada medindo a absorção.
Aplicação: comumente usado para detectar dióxido de carbono, monóxido de carbono e outros gases no hidrogênio.
Vantagens: análise rápida, alta sensibilidade e adequada para monitoramento on-line.
Desvantagens: Somente gases específicos podem ser detectados e uma calibração mais precisa é necessária.
Sensores para hidrogênio
Princípio: Medir a concentração de hidrogênio usando as propriedades eletroquímicas ou semicondutoras do hidrogênio através da reação do hidrogênio com a superfície do sensor para gerar sinais elétricos.
Aplicação: principalmente para medição de concentração de hidrogênio e detecção de impurezas, aplicável à produção e armazenamento de hidrogênio.
Vantagens: alta sensibilidade, tempo de resposta rápido e equipamento simples para uso no local.
Desvantagens: Os sensores podem ser afetados por fatores ambientais como temperatura e umidade.
Espectrometria de Massa (MS)
Princípio: A espectrometria de massa permite medir com precisão as impurezas em amostras de hidrogênio ionizando as moléculas de gás e analisando-as de acordo com a relação massa-carga dos íons.
Aplicação: adequado para análise de impurezas de hidrogênio de alta precisão e alta sensibilidade, capaz de detectar impurezas em concentrações extremamente baixas, incluindo hélio, nitrogênio, etc.
Vantagens: alta sensibilidade, capacidade de analisar uma variedade de impurezas de gases, adequado para pesquisas científicas e aplicações industriais exigentes.
Desvantagens: equipamento caro e operação complexa.
6. Análise eletroquímica
Princípio: geração de sinais elétricos através de reações químicas na superfície do eletrodo, medindo as mudanças no sinal para analisar impurezas como oxigênio e monóxido de carbono no hidrogênio.
Aplicação: Aplicável à detecção de impurezas como oxigênio e dióxido de carbono em hidrogênio.
Vantagens: equipamento simples, baixo custo, fácil operação, adequado para uso portátil.
Desvantagens: a sensibilidade e seletividade podem ser baixas e os eletrodos precisam ser substituídos regularmente.
Espectrometria Infravermelha Transformada de Fourier (FTIR)
Princípio: O sinal do espectro infravermelho é convertido em dados fáceis de analisar através da transformação de Fourier para a identificação e análise quantitativa da composição do gás.
Aplicação: Aplicável a vários gases impuros no hidrogênio, incluindo água, dióxido de carbono, monóxido de carbono, etc.
Vantagens: alta resolução, capaz de detectar vários componentes de gás simultaneamente.
Desvantagens: o equipamento é mais caro e requer operações mais complexas.
Resumo:
Diferentes métodos de análise de impurezas têm diferentes vantagens e desvantagens e âmbitos de aplicação. Ao escolher um analisador de impurezas de hidrogênio, é necessário escolher a tecnologia de teste mais adequada de acordo com as necessidades da aplicação real (como precisão, monitoramento em tempo real, custo, etc.). Para aplicações com requisitos de alta precisão, a espectrometria de massa e a cromatografia de gás são opções comuns; Para o monitoramento industrial em geral, o método de condução térmica e os sensores eletroquímicos são mais comuns.