Catalytic Ammonia Cracking: Reaction Monitoring Using the Agilent 990 Micro GC System
Aplikace | 2024 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Ammoniak (NH3) představuje perspektivní nosič energie i vodíku v kontextu dekarbonizace průmyslu a dopravy. Jeho katalytické štěpení na dusík a vodík umožňuje čistou výrobu vodíku bez emisí CO2 a usnadňuje skladování i transport vysokohustotního paliva. Spolehlivý monitoring reaktantů a produktů (NH3, H2, N2, H2O) je klíčový pro optimalizaci katalytické účinnosti, posouzení konverze a zajištění provozní bezpečnosti.
Cílem studie bylo ukázat schopnost Agilent 990 Micro GC systému simultánně sledovat koncentrace NH3, H2, N2 a H2O v rozsahu od jednotek ppm až po 100 % NH3 během katalytického štěpení. Studie hodnotila opakovatelnost, linearitu, detekční mez a přetížení (carryover), přičemž doba separace každého cyklu nepřesahovala jednu minutu.
Agilent 990 Micro GC systém vybavený:
Linearity všech komponent dosahovaly koeficientu R2 ≥ 0,999 (u H2O 0,998). Detekční mez pro NH3 byla odvozena na cca 0,65 ppm. Robustnost opakovaných analýz 100 % NH3 (21 030 cyklů během tří týdnů) prokázala opakovatelnost plochy píků 0,13 % RSD a retenčních časů 0,07 % RSD. Při střídání mezi 100 % NH3 a nízkou hladinou (~300 ppm) bylo dosaženo vyrovnání výsledků do 20–30 cyklů bez zásadního přetížení. Separation píků: NH3 a H2O na Volamine, H2 a N2 na Molsieve s excelentní symetrií a rozlišením.
Krátký cyklus (< 1 min), široký dynamický rozsah a vysoká opakovatelnost umožňují real-time kontrolu katalytických procesů a rychlé vyhodnocení konverze NH3. Kompaktní mikrogas chromatograf je vhodný pro pilotní i průmyslové aplikace, multi-reaktorová uspořádání a kontinuální QA/QC monitorování.
Očekává se rozšíření nasazení pro procesní optimalizaci reaktorů, integraci s online datovými platformami a rozvoj senzorů pro vyšší odpor vůči korozi. Dalšími kroky mohou být zlepšení automatizace přípravy vzorků a rozšíření uspořádání na ostatní plyny ve vodíkových sítích.
Agilent 990 Micro GC s kanály CP-Volamine a CP-Molsieve nabízí rychlou a spolehlivou analýzu NH3, H2, N2 a H2O s vysokou citlivostí, linearitou a dlouhodobou stabilitou. Metoda podporuje informace pro vývoj čistých energetických řešení na bázi amoniaku.
GC
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Ammoniak (NH3) představuje perspektivní nosič energie i vodíku v kontextu dekarbonizace průmyslu a dopravy. Jeho katalytické štěpení na dusík a vodík umožňuje čistou výrobu vodíku bez emisí CO2 a usnadňuje skladování i transport vysokohustotního paliva. Spolehlivý monitoring reaktantů a produktů (NH3, H2, N2, H2O) je klíčový pro optimalizaci katalytické účinnosti, posouzení konverze a zajištění provozní bezpečnosti.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo ukázat schopnost Agilent 990 Micro GC systému simultánně sledovat koncentrace NH3, H2, N2 a H2O v rozsahu od jednotek ppm až po 100 % NH3 během katalytického štěpení. Studie hodnotila opakovatelnost, linearitu, detekční mez a přetížení (carryover), přičemž doba separace každého cyklu nepřesahovala jednu minutu.
Použitá instrumentace
Agilent 990 Micro GC systém vybavený:
- kanál CP-Volamine 15 m (přímý průtok) pro separaci NH3 a H2O,
- kanál CP-Molsieve 10 m s backflushem pro separaci H2 a N2,
- plynové nosiče: argon pro Molsieve, helium pro Volamine,
- volitelný čtyřcestný ventil pro přepínání mezi zdrojem NH3, reaktanty a kalibračními plyny.
Hlavní výsledky a diskuse
Linearity všech komponent dosahovaly koeficientu R2 ≥ 0,999 (u H2O 0,998). Detekční mez pro NH3 byla odvozena na cca 0,65 ppm. Robustnost opakovaných analýz 100 % NH3 (21 030 cyklů během tří týdnů) prokázala opakovatelnost plochy píků 0,13 % RSD a retenčních časů 0,07 % RSD. Při střídání mezi 100 % NH3 a nízkou hladinou (~300 ppm) bylo dosaženo vyrovnání výsledků do 20–30 cyklů bez zásadního přetížení. Separation píků: NH3 a H2O na Volamine, H2 a N2 na Molsieve s excelentní symetrií a rozlišením.
Přínosy a praktické využití metody
Krátký cyklus (< 1 min), široký dynamický rozsah a vysoká opakovatelnost umožňují real-time kontrolu katalytických procesů a rychlé vyhodnocení konverze NH3. Kompaktní mikrogas chromatograf je vhodný pro pilotní i průmyslové aplikace, multi-reaktorová uspořádání a kontinuální QA/QC monitorování.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření nasazení pro procesní optimalizaci reaktorů, integraci s online datovými platformami a rozvoj senzorů pro vyšší odpor vůči korozi. Dalšími kroky mohou být zlepšení automatizace přípravy vzorků a rozšíření uspořádání na ostatní plyny ve vodíkových sítích.
Závěr
Agilent 990 Micro GC s kanály CP-Volamine a CP-Molsieve nabízí rychlou a spolehlivou analýzu NH3, H2, N2 a H2O s vysokou citlivostí, linearitou a dlouhodobou stabilitou. Metoda podporuje informace pro vývoj čistých energetických řešení na bázi amoniaku.
Reference
- Marrin, P.; Moss, J. Ammonia as an Essential Energy Carrier for the Energy Transition. Amogy, 3Q 2023.
- Geng, S. Ammonia Analysis Using the Agilent 990 Micro GC; Agilent Technologies Application Note 5994-4346EN, 2021.
- Amogy. Ammonia as an Essential Energy Carrier: Essential for the Energy Transition. Amogy, September 5, 2023.
- Zhang, J. Analysis of Fischer-Tropsch Syngas and Tail Gas with the Agilent 990 Micro GC; Agilent Technologies Application Note 5994-6904EN, 2023.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Coal Mine Gas Analysis with the Agilent 990 Micro GC
2023|Agilent Technologies|Aplikace
Application Brief Energy & Chemicals Coal Mine Gas Analysis with the Agilent 990 Micro GC Author Jie Zhang Agilent Technologies (Shanghai) Co. Ltd. Abstract In this application brief, a fast coal mine gas analysis was performed on an Agilent 990…
Klíčová slova
ppu, ppumolsieve, molsievechannel, channelresponse, responseppq, ppqbackflush, backflushgas, gasmine, minecoal, coalagilent, agilentcarrier, carrierhelium, heliumtime, timemol, molargon
990 Micro GC - Data Sheet Compendium
2025|Agilent Technologies|Brožury a specifikace
990 Micro GC Data Sheet Compendium Table of Contents Data sheets for 990 Micro GC 990 Micro GC 3 990 Mobile Micro GC 6 990-PRO Micro GC 9 Data sheets for 990 analytical channels CP-Molsieve 5Å 12 Hayesep A 14…
Klíčová slova
channel, channelyes, yesmicromachined, micromachinedtcd, tcdselectable, selectabledetector, detectorprecolumn, precolumnlength, lengthinjector, injectorfilaments, filamentsbackflush, backflushsea, seaporaplot, poraplothayesep, hayesepcontrol
Ammonia Analysis Using the Agilent 990 Micro GC
2021|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Energy and Chemicals Ammonia Analysis Using the Agilent 990 Micro GC Author Sheng Geng Agilent Technologies, Inc. (Shanghai) Co. Ltd. Shanghai 200131 P. R. China Abstract The Agilent 990 Micro GC with the Agilent J&W CP-Volamine column is…
Klíčová slova
ammonia, ammoniarsd, rsdmonths, monthstime, timearea, areaminutes, minutesretention, retentionbalance, balancecontaining, containinggeng, gengconcentration, concentrationmpd, mpdsheng, shengpath, pathvolamine
Micro GC Analysis of Permanent Gas Impurities in PEM Fuel Cell-Grade Hydrogen
2025|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Energy Micro GC Analysis of Permanent Gas Impurities in PEM Fuel Cell-Grade Hydrogen According to SAE J2719, ISO 14687, EN 17124, and ISO 19880-8 Authors Abstract Shannon Coleman, Rob de Jong, Brandon Jones, Kelly Beard, and Jie Zhang…
Klíčová slova
µgc, µgcppm, ppmhydrogen, hydrogenargon, argonpermanent, permanentpem, pemmeth, methfuel, fuelneon, neonfid, fidhelium, heliumgatzke, gatzkemcpherson, mcphersonsenia, seniarepeatabilty