[实用新型]氢气中卤化物和氨的气体吸收装置

说明书

本实用新型提出一种氢气中卤化物和氨的气体吸收装置，第一至第三储液罐分别贮存酸性吸收液、清洗液和碱性吸收液；对于第一六通阀，第五和第二通道分别连接于第一和第二储液罐，第四和第六通道连接于定量环；对于第二六通阀，第二和第四通道分别连接于第三储液罐和吸收瓶，第一和第三通道连接于定量环；第一六通阀的第三通道连接于第二六通阀的第五通道；六通阀能在第一和第二状态之间切换，第一状态下，第一和第六通道连通、第二和第三通道连通、第四和第五通道连通，第二状态下，第一和第二通道连通、第三和第四通道连通、第五和第六通道连通；通过分别切换两个六通阀的第一和第二状态，气体吸收装置能在三种模式之间切换。

技术领域

本实用新型涉及气体分析技术领域，尤其涉及一种氢气中卤化物和氨的气体吸收装置。

背景技术

氢能作为二次能源，具有来源多样、终端零排、用途广泛等多重优势，而燃料电池汽车(FCV)是氢能的重要载体之一。FCV是氢气在燃料电池内部(质子交换膜PEMFC为核心组件)通过电化学催化转化释放出电能，再通过电能驱动汽车运行的电动车。FCV所用氢工业用氢不同，除对氢气纯度有一定要求外，更要求控制氢气中影响电池性能和寿命的痕量杂质含量。氢气中的卤化物对氢燃料电池的性能有不可逆的影响，卤化物吸附在催化剂层上，减少了催化表面积，降低了电池性能。氯化物通过形成可溶性氯化物络合物并随后沉积在燃料电池膜中来促进铂的溶解。潜在的来源包括氯碱生产过程中使用的制冷剂和加工清洗剂。氨通过降低离聚物的质子传导性而导致某些不可逆的燃料电池性能下降。氨迁移到膜中并与质子反应生成NH₄⁺，然后吸收并阻断离聚物的官能团。同时氨吸附在催化剂表面，阻断活性位点，使电池性能下降。国家在2018年制定了GB/T 37244《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》，标准中对影响电池性能的13种杂质种类和含量给出了明确说明，规定氢气中总卤化物含量＜0.05μmol/mol，氨含量＜0.1μmol/mol。

氢气中卤化物和氨的含量极低，在测定前需要对样品进行前级吸收。卤化物和氨一般分别采用碱性吸收液和酸性吸收液进行吸收，中间需要更换吸收瓶和吸收液，操作繁琐。对于卤化物的吸收，GB/T 37244《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》串联两支各装100ml去离子水的PFA气体洗涤瓶，对氢气瓶中的卤化物进行前级吸收。专利文献CN108072732A公开了一种氢气中微量氯化氢的检测方法，用硅胶管连接采样口和流量计，再用硅胶管连接流量计和串联的两个多孔玻板吸收瓶，利用氢氧化钾的多孔玻板吸收瓶吸收氢气中的氯化氢。对于氨的吸收，HJ 1076《环境空气氨、甲胺、二甲胺和三甲胺的测定离子色谱法》采用稀硫酸作为吸收液，多孔玻板吸收管吸收环境空气中的氨。专利文献CN111773897A公开了一种氨气吸收装置及方法，在吸收塔体的进气口处设置第一氨气检测仪和进气流量计，在吸收塔体的出气口处设置第二氨气检测仪，吸收塔体内底部的吸收液储存室与第一pH监测仪连接，控制系统保证氨气吸收效果，降低装置运行和吸收液的消耗。

总体而言，现有的测定氢气中卤化物和氨的吸收装置无法做到不同种类吸收液的自动切换，未能形成专业的分析设备，难以满足氢气测定需求。

实用新型内容

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够实现不同种类的吸收液的自动切换的气体吸收装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：