Wodór ma długą historię wykorzystania jako źródło energii. Tradycyjnie był wykorzystywany jako składnik paliwa rakietowego i w turbinach gazowych do produkcji energii elektrycznej lub spalany w silnikach spalinowych do wytwarzania energii. W przemyśle naftowym i gazowym rafinerie wykorzystują nadmiar wodoru powstający w procesie reformingu katalitycznego benzyny ciężkiej jako paliwo do innych procesów jednostkowych. Ponadto powstaje również wodór jako produkt uboczny: na przykład w przemyśle chemicznym, w przemyśle chloro-alkalicznym wodór jest wytwarzany jako produkt uboczny przy produkcji chloru, a w zakładach petrochemicznych wodór jest uwalniany jako produkt uboczny przy produkcji olefin.
Wodór jest powszechnie stosowany jako surowiec do produkcji amoniaku i metanolu dla rolnictwa, górnictwa i zastosowań morskich. Czysty wodór gazowy jest również stosowany jako środek redukujący w wielkich piecach w hutach, jako część wysiłków przemysłu w celu zmniejszenia emisjiCO2.
Chociaż wodór i energia mają wspólną historię, a wodorowe ogniwo paliwowe (w którym wodór i tlen są mieszane w obecności elektrolitu w celu wytworzenia energii elektrycznej i wody jako produktów ubocznych) zostało wynalezione prawie 200 lat temu, patrz poniższy schemat wodorowego ogniwa paliwowego. Wodór jako paliwo do pojazdów i do zasilania gospodarstw domowych w gaz jest stosowany stosunkowo od niedawna. Wodór spala się czysto po zmieszaniu z tlenem i jest postrzegany jako ekologiczna alternatywa paliwowa w transporcie, żegludze i ogrzewaniu (zarówno domowym, jak i przemysłowym).
Typowe procesy i związane z nimi kwestie wykrywania gazów
Wodór ma szeroki zakres palności (4%-74% obj. w powietrzu), więc nawet małe ilościH2 mogą powodować eksplozje po zmieszaniu z powietrzem atmosferycznym. Wystarczy iskra elektryczności statycznej z palca człowieka, aby wywołać eksplozję w obecności wodoru, a w wielu miejscach, w których stosuje się wodór, zapłon iskry z komponentów elektrycznych lub czynności konserwacyjnych jest stale obecnym ryzykiem.
Wodór jest nietoksyczny, ale w środowiskach wewnętrznych, takich jak magazyny akumulatorów, może się gromadzić i powodować uduszenie poprzez wypieranie tlenu. W stosach ogniw paliwowych wodór jest podatny na wycieki z uszczelek znajdujących się na połączeniach procesowych w pobliżu butli do przechowywaniaH2 .
Innym problemem związanym z palnością wodoru i jego wykrywaniem jest fakt, że płomienie wodoru mają bladoniebieski kolor i są prawie niewidoczne dla ludzkiego oka. Płomienie wodoru emitują również słabe promieniowanie cieplne, więc ludzie mogą nie odczuwać tego ciepła, dopóki nie znajdą się bardzo blisko płomienia. Dlatego detektory płomienia są stosowane jako uzupełnienie punktowych detektorów gazu, ponieważ obejmują swoim zasięgiem duży obszar. Płomień wodoru można wykrywać za pomocą wielospektralnych detektorów podczerwieni.
Podsumowując, wykrywanie gazu stanowi pierwszą linię obrony przed wyciekiem wodoru. Należy podjąć działania zapobiegające uwolnieniu wodoru, zanim dojdzie do płomienia lub wybuchu. Detektory płomienia są wykorzystywane do monitorowania obwodu w celu zapewnienia wykrycia płomienia wodoru i wysłania odpowiednich sygnałów ostrzegawczych/alarmowych w celu uświadomienia operatorów.
Obecnie dostępna jest norma ISO 22734-1:2019, dotycząca generatorów wodoru wykorzystujących elektrolizę wody do wytwarzania wodoru i tlenu. Ta norma ISO określa, że w pobliżu generatora wodoru musi być zainstalowany system wykrywania gazu wodorowego, który inicjuje wentylację przy wodorze o stężeniu 0,4%v/v (100%LEL). W związku z tym detektor gazu powinien być wyposażony w wyjście przekaźnikowe, które uruchamia system wentylacyjny, gdy poziom wodoru w powietrzu przekroczy 0,4% v/v. Norma ISO określa również, że detektory gazu powinny być instalowane w optymalnych miejscach, tj. takich, które umożliwiają jak najwcześniejsze wykrycie wodoru.
