Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Development of a sensor for monitoring hydrogen in humid chlorine gas : selection of sheathing materials

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การศึกษาหาวัสดุที่มีคุณสมบัติที่เหมาะสมที่จะนำไปเคลือบลงบนเครื่องมือที่ใช้วัดความเข้มข้นของก๊าซไฮโดรเจนในก๊าซคลอรีนอย่างชื้น

Year (A.D.)

2001

Document Type

Thesis

First Advisor

Steward, Frank R.

Second Advisor

Thirasak Rirksomboon

Faculty/College

The Petroleum and Petrochemical College (วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Petrochemical Technology

DOI

10.58837/CHULA.THE.2001.1846

Abstract

The monitoring of hydrogen in the electrolysis cell gas is important in a chlor-alkali plant. An increase in hydrogen concentration in the chlorine gas indicates a lower efficiency in operation of the electrolytic cell. The explosion limit for hydrogen is 6% which can occur in the chlorine liquefaction section of the plant. It is undesirable to permit access of the chlorine to the sensor that catalyzes the reaction between hydrogen and chlorine. Such a reaction would clearly alter the detection of hydrogen and nullify the principle of the sensor. Thus, an acceptable sheathing material is required. Various materials have been tested at 80℃ with a 5% hydrogen gas mixture in dry chlorine gas to determine the permeability coefficients of hydrogen and chlorine. One of the criteria of the acceptable sheathing material is expected to have the ratio of the hydrogen to chlorine permeability coefficients of mor than 10000. In the present study, epoxy vinyl ester resin is currently a most acceptable sheathing material since it has no Breakthrough Time of chlorine in 160 hours.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

โรงงานคลอร์อัลคาไลมีความจำเป็นที่จะต้องทำการตรวจวัดปริมาณความเข้มข้นของก๊าซไฮโรเจน เนื่องจากอัตราการเพิ่มขึ้นของไฮโดรเจนในก๊าซที่เป็นผสมระหว่างไฮโดรเจนและคลอรีน บ่งชี้ถึงประสิทธิภาพการทำงานที่ลดต่ำลงของอิเล็คโทรไลซิสเซลล์ ซึ่งมีผลต่อความปลอดภัยของโรงงาน ทั้งนี้หากความเข้มข้นของไฮโดรเจนเพิ่มขึ้นเกินกว่า 6% ซึ่งเป็นค่าความเข้มข้นที่ต่ำสุดของไฮโดรเจนในคลอรีน อาจก่อให้เกิดการระเบิดขึ้นในโรงงานได้ นอกจากนี้ก่อนทำการตรวจวัดความเข้มข้นของไฮโดรเจน จะต้องทำการแยกก๊าซไฮโดรเจนออกจากคลอรีน เนื่องจากก๊าซคลอรีนจะทำปฏิกิริยากับก๊าซไฮโดรเจนในเครื่องวัด ซึ่งส่งผลให้เครื่องวัดแสดงค่าที่ผิดพลาดของค่าความเข้มข้นของไฮโดรเจน จึงมีการศึกษาเพื่อค้นหาวัสดุเพื่อนำมาเคลือบลงบนเครื่องวัดที่จะทำให้ไฮโดรเจนแทรกผ่านแต่ในขณะเดียวกันก็สามารถป้องกันคลอรีนไม่ให้ผ่านเข้าไปยังเครื่องวัดได้ โดยมีเกณฑ์ว่าวัสดุประเภทนี้จะต้องมีอัตราการให้ไฮโดรเจนแทรกผ่านสูงกว่าคลอรีนประมาณ 10000 เท่า ในการศึกษานี้ได้ทำการทดลองวัสดุประเภทต่าง ๆ ได้แก่ สารละลายฟลูออโรดีน ฟลูออโรดีนคอล์ค อิพอกซี่ไวนิลเอสเทอร์เรซินและแผ่นฟลูออโรดีนสำเร็จรูปซึ่งมีความหนา 0.7 มิลลิเมตร โดยวัสดุสามชนิดแรกจะต้องทำการเคลือบลงบนแผ่นเทฟลอนหนา 0.15 มิลลิเมตร ก่อนที่จะนำวัสดุทั้งหมดไปทำการทดลองหาอัตราการแทรกผ่านของไฮโดรเจนและคลอรีนที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส โดยใช้ก๊าซที่ประกอบด้วยไฮโดรเจน 5% และก๊าซคลอรีนบริสุทธิ์ตามลำดับ จากผลการทดลอง สามารถสรุปได้ว่าวัสดุประเภทอิพอกซี่ไวนิลเอสเทอร์เรซินเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติเหมาะสมที่จะนำไปเคลือบลงบนเครื่องตรวจวัดค่าความเข้มข้นของไฮโดรเจนมากที่สุด เนื่องจากสามาถสกัดกั้นคลอรีนไม่ให้แทรกผ่านเนื้อวัสดุไว้ได้ภายในระยะเวลา 160 ชั่วโมง

Link to Full Text

Share

COinS