ICS 75.060 SY CCS E 24 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T 7657.42021 天然气 利用光声光谱一红外光谱一 燃料电池联合法测定组成 第4部分：燃料电池法测定氢含量 Natural gasComposition analysis using photoacoustic spectroscopy infrared spectrum-fuel cell combining method- Part4 : Determination of hydrogen content by fuel cell method 2021一11一16 发布 2022－02—16 实施 国家能源局 发布 SY/T 7657.4 2021 目 次 前言· 引言· 1范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4原理 试验条件 6 试剂与材料 6.1 零点气 6.2 气体标准物质 7 仪器与设备 7.1 燃料电池氢气分析仪 7.2 干燥剂 7.3 颗粒物过滤器 7.4 压力调压阀 7.5 流量调节阀 8 取样 9 试验步骤 9.1 准备 9.2 预热 9.3 零点校正 9.4 校准 9.5 进样 9.6 测定 10 数据处理· 11 精密度 11.1 重复性 11.2 再现性 12报告 附录A (规范性) 硫化氢的脱除 参考文献 SY/T 7657.42021 前 言 本文件按照 GB/T 1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的 规定起草。 本文件是SY/T 7657《天然气利用光声光谱一红外光谱一燃料电池联合法测定组成》的第4部 分。SY/T 7657 分为以下四个部分 ： a）第1部分：总则; b）第2部分：光声光谱法测定甲烷含量； c）第3部分：红外光谱法测定乙烷及以上烷烃、二氧化碳、一氧化碳含量； d）第4部分：燃料电池法测定氢含量。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国天然气标准化技术委员会（SAC/TC 244）提出并归口。 本文件起草单位：零碳智慧（北京）能源科技有限公司、中国石油天然气股份有限公司西南油气 田分公司天然气研究院、中国计量科学研究院、北京北分麦哈克分析仪器有限公司、中国石油化工股 份有限公司天然气榆济管道分公司、中石油管道有限责任公司西气东输分公司南京计量研究中心、费 曼（北京）能源科技有限公司。 本文件主要起草人：范冲冲、罗勤、闫保磊、吴海、陈森、张葛倩、刘明亮、姜琛、吴岩、刘喆、 海舟、崔丽莉、周代兵、张佩颖。 II SY/T 7657.42021 引言 SY/T 7657《天然气利用光声光谱一红外光:谱一燃料电池联合法测定组成》（所有部分）描述 了使用联合方法测定天然气组成的方法。该方法结合光谱和燃料电池等新型技术，能够实现对天然气 组成便捷快速的测定，并作为对现有天然气组成分析方法的一种补充。 该联合法中各方法的原理和测定组分的范围不同，因此将文件分为四部分分别进行说明。各部分 方法可组合使用，也可作为测定固定某类或某几类组分单独使用。 SY/T 7657.1给出了利用光声光谱一红外光谱一燃料电池联合法测定天然气组成的总则，描述了 联合法的原理及对氮气等不可直接测定组分的数据处理方法。 SY/T 7657.2、SY/T 7657.3 和 SY/T 7657.4分别描述了光声光谱法测定甲烷含量，红外光谱法测 定乙烷及以上烷烃、二氧化碳、一氧化碳含量，燃料电池法测定氢含量。这些测定方法只能够与SY/T 7657.1 联合使用。 III AS SY/T 7657.42021 天然气，利用光声光谱一红外光谱一燃然料电池联合法测定组成 第4 部分：燃料电池法测定氢含量 警告：本文件不涉及与其应用有关的所有安全问题。在使用本文件前，使用者有责任制定相应的 安全和健康操作规程，并明确其限定的适用范围。 1 范围 本文件规定了用红外光谱法测定天然气及类似混合气体中氢含量的方法，包括原理、试验条件、 试剂与材料、仪器与设备、样品、试验步骤、试验数据处理和方法精密度等要求。 本文件适用于氢气摩尔分数0～3%的天然气及类似混合气体的分析。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适 用于本文件。 GB/T 5274.1 气体分析‧校准用混合气体的制备第1部分：称量法制备一级混合气体 GB/T 13609 ）天然气取样导则 GB/T 20604 天然气词汇 GB/T 30490 天然气自动取样方法 3术语和定义 GB/T 20604界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 质子交换膜 proton exchange membrane 一种离子聚合物的半透膜，用于质子传导隔绝氧或氢，也可称为高分子电解质膜。 3.2 电解质electrolyte 在水溶液或熔融状态可以产生自由离子而导电的化合物。 4原理 由电解质或质子交换膜隔开两个电极，氢气在一个电极被氧化，氧气在另外一个电极被还原，通 过氧化还原反应，将化学能转变为电能，传感器输出正比于待分析气体中氢气浓度的电流信号，原理 示意图见图1。 1