L’idrogeno è un gas incolore e inodore e in questi anni è in atto un incremento esponenziale per le applicazioni veicolari e stazionarie sia domestiche e che industriali (ceramiche, acciaierie, agri-food industry etc.). Diventa quindi fondamentale controllare questo gas non solo nelle applicazioni ma anche nelle fasi di generazione (esempio elettrolisi) e di accumulo (a pressione media e alta), negli idruri metallici e allo stato liquido criogenico). Da quasi 25 anni Precision Fluid Controls distribuisce e fornisce prodotti per la misurazione di pressione, calore e portata prodotti dalle migliori marche del Mondo. Precision Fluid Controls è un distributore serio e preparato che non si limita a fornire prodotti ma è un vero e proprio partner per chiunque abbia dei progetti basati sull’idrogeno e non solo.
Vediamo qui di seguito una panoramica su alcuni dei prodotti e delle soluzioni che Precision Fluid Controls offre per l’idrogeno.
CONTROLLO DELLA QUALITA’ DELL’IDROGENO DA ELETTROLISI
La produzione dell’idrogeno verde da elettrolisi parte dall’acqua e utilizzando degli stack e dei serbatoi di separazione porta ad ottenere sia idrogeno che ossigeno.
Uno dei temi più dibattuti è la capacità di misurare e controllare la qualità dell’idrogeno prodotto da elettrolisi
L’idrogeno verde, prodotto da fonti rinnovabili per elettrolisi prevede l’utilizzo di acqua (con diversi livelli di purezza in funzione della tipologia di elettrolizzatori) che una volta entrata all’interno dell’elettrolizzatore viene separata generando molecole di H2 e O2. Essendo l’acqua la nostra unica fonte di alimentazione assieme all’energia elettrica necessaria a produrre la reazione di separazione gli unici inquinanti sono: O2 nella linea di H2 e H2 nella linea di O2
Conoscendo questo verifichiamo che non vi sia questa presenza di un inquinante nella linea sbagliata andando a installare un analizzatore che verifica la presenza di ossigeno nella linea di idrogeno e di idrogeno nella linea di ossigeno. A tal proposito molti clienti ci chiedono di installare sulla linea dell’H2 due analizzatori: uno che vada a identificare la presenza di ppm di O2 (normalmente nell’ordine di 0-10 ppm o 0 -100 ppm) e uno che vada invece ad accertare che la percentuale di O2 sia al di sotto del livello di sicurezza (normalmente 0 – 2,5%). Spesso nella linea di idrogeno ci viene anche richiesto di installare un trasmettitore di dew point come ulteriore check del funzionamento dell’impianto. Sulla linea di O2, invece la soluzione più diffusa è quella di fare un check solamente dal punto di vista della sicurezza. Normalmente si prevede l’installazione di un analizzatore di H2 con una concentrazione compresa tra 0-5% o 0-10%. Ecco l soluzione Precision per controllare la qualità dell’idrogeno prodotto da elettrolisi
Analizzatore di O2 con cella elettrochimica con range in ppm (da 0 -10 a 0 -1000 ppm) o in percentuale (da 0 – 2,5 a 0 -100%).
MISURAZIONE DELLA QUALITA’ DELL’IDROGENO
Precision Fluid Controls offre una nuova soluzione che prevede l’utilizzo di un sensore di ossigeno in idrogeno o in altre applicazioni direttamente nelle tubazioni senza la necessità di avere sistemi di campionamento e di riduzione della pressione.
MOD-1040
L’analizzatore di ossigeno è progettato per fornire misurazioni accurate e affidabili dei livelli di ossigeno in condotte ad alta pressione. Con la sua tecnologia avanzata di sensori ottici e la costruzione robusta, il MOD-1040 offre misurazioni precise anche nelle condizioni più difficili.
Caratteristiche principali:
Elevata accuratezza da ppm a % di Ossigeno
Esecuzione idonea per applicazioni fino a 150 Bar (in caso di pressioni più alte ci sono soluzioni customizzate su richiesta)
Certificato ATEX explosion proof
Temperatura ambienta da -10°C a +60°C precise anche nelle
CONTROLLI PRECISION FLUID PER H2 STOCCATO IN IDRURI METALLLICI
Per una massima densità energetica, l’idrogeno immagazzinato deve essere sottoposto a pressioni fino a 700 bar per poter essere contenuto nello spazio limitato del serbatoio e garantire ai veicoli un’autonomia adeguata. Questi serbatoi devono essere sufficientemente resistenti per sopportare l’alta pressione e devono anche essere impermeabili all’idrogeno per evitare che il gas fuoriesca. Il DLR, l’agenzia aerospaziale tedesca di Stoccarda, si occupa di studiare metodi alternativi per immagazzinare l’idrogeno da utilizzare nelle celle a combustibile o nei veicoli. Per lo stoccaggio di idrogeno in serbatoi di idruro metallico, è stato richiesto a Wagner Mess- und Regeltechnik, distributore Bronkhorst, di individuare una soluzione per l’immissione controllata di idrogeno gassoso all’interno del serbatoio, e di misurare l’idrogeno gassoso rilasciato dal contenitore.Nei serbatoi di idruro metallico, l’idrogeno viene immagazzinato grazie alle reazioni chimiche reversibili che avvengono tra una lega metallica e l’idrogeno gassoso. L’idruro metallico solido agisce come una spugna in grado di assorbire e rilasciare idrogeno. Per il processo il carico/scarico di idrogeno è necessario misurare e controllare accuratamente i flussi di idrogeno e la pressione di processo.
Punti fondamentali
Controllo del flusso-pressione
Riproducibilità
Metodo sicuro per conservare l’idrogeno
Applicazione a pressione relativamente bassa rispetto al sistema di stoccaggio tradizionale
Soluzione di processo
La soluzione Bronkhorst proposta da Precision Fluid Control consiste in una serie di strumenti di misurazione della portata installati all’ingresso e all’uscita del serbatoi di idruro metallico. Per l’immissione dell’idrogeno nell’idruro metallico, vengono utilizzati gli strumenti della famiglia di misuratori di portata IN-FLOW in combinazione con le valvole Vary-P. Per studiare la reazione di stoccaggio, la pressione all’interno del serbatoio di idruro metallico viene mantenuta a un determinato livello. A tal fine, all’ingresso e all’uscita del serbatoio di idruro metallico, sono presenti regolatori di pressione della serie IN-PRESS, collegati a valvole Vary-P. La valvola parallela all’uscita è una valvola a sfera che permette di ridurre la pressione a quella atmosferica. L’intera configurazione è disponibile anche per aree pericolose ATEX Zona2.
La pressione di esercizio tipica per funzionamento del serbatoio di idruro metallico è 30 bar. Lo stoccaggio dell’idrogeno è un processo esotermico che necessita che il calore generato venga dissipato. D’altra parte, la reazione di rilascio è endotermica, il che significa che l’idrogeno viene rilasciato solo quando viene fornito sufficiente calore. All’ingresso del serbatoio di idruro metallico, il regolatore di pressione e il regolatore di portata massica lavorano insieme come un regolatore di flusso-pressione. Quando l’idrogeno viene immesso, le valvole sul lato in uscita vengono chiuse e il carburante comincia ad accumularsi. Quando l’idrogeno viene rilasciato, il lato in ingresso viene chiuso mentre le valvole sul lato in uscita si aprono.
CONTROLLO DELL’IDROGENO STOCCATO ALLO STATO LIQUIDO – 253 °C
Sebbene l’idrogeno presenti la massa energetica più elevata rispetto a qualsiasi altro combustibile, in condizioni standard di pressione (pressione atmosferica) occupa un volume considerevole. Per questo motivo, per immagazzinare e trasportare l’idrogeno in modo efficiente, è necessario ridurne significativamente il volume. Questo può avvenire in tre modi. Il primo è sotto forma di idrogeno compresso ad alta pressione in serbatoi ad alta pressione; il secondo è in forma solida ottenuto grazie alla reazione o all’assorbimento con composti chimici, metalli o in una forma chimica diversa; e il terzo è in forma liquida all’interno di serbatoi criogenici (a temperature inferiori a -253°C). Di questi tre metodi, il più ideale per immagazzinare una maggiore quantità di idrogeno (energia) in un determinato volume è quello di convertirlo in forma liquida (LH2). Mentre l’idrogeno liquido viene ancora utilizzato principalmente nelle industrie spaziali e aeronautiche come combustibile primario per razzi insieme a ossigeno e fluoro, ora sta acquistando popolarità anche in altri settori come lo stoccaggio e il trasporto di idrogeno come combustibile destinato ai mezzi di trasporto. In questo metodo di stoccaggio, l’idrogeno gassoso viene compresso ad alta pressione e poi liquefatto a temperature criogeniche (-253°C) all’interno di un serbatoio per idrogeno liquido. le valvole utilizzate in simili condizioni rappresentano una componente critica per il controllo del flusso di idrogeno liquido, e possono rappresentare una potenziale fonte di rilascio o perdita, oltre che rivelarsi essenziali per arrestare il sistema in caso di emergenza. Inoltre potrebbero sorgere potenziali pericoli e problemi di sicurezza durante la movimentazione e nel caso in cui l’idrogeno venisse rilasciato nell’atmosfera perchè l’idrogeno migra rapidamente attraverso piccole aperture, si incendia facilmente, e brucia con fiamma quasi invisibile. I potenziali pericoli includono incendio, ustioni da idrogeno, esplosione ed esposizione a temperature estremamente basse. Per questo motivo, tutte le attrezzature utilizzate nelle applicazioni con idrogeno liquido devono essere assolutamente testate e osservare gli standard.
Habonim, proposto da Precision Fluid Control, vanta oltre 25 anni di esperienza nella progettazione, produzione e fornitura di soluzioni avanzate di valvole per la gestione di gas liquefatti a bassa temperatura in condizioni operative estreme per l’industria del gas, criogenica e spaziale. Habonim è coinvolta in diversi progetti con aziende leader nello sviluppo di sistemi unici nel loro genere per l’utilizzo di idrogeno liquido come combustibile. . Habonim vanta inoltre una profonda conoscenza delle proprietà uniche e delle questioni di sicurezza inerenti all’idrogeno liquido, e offre una dotazione specifica per l’idrogeno presente in tutte le sue valvole standard, criogeniche e ad alta pressione per minimizzare i rischi e prevenire potenziali perdite di idrogeno. Tutte le valvole criogeniche Habonim ad alta pressione per l’uso con gas naturale compresso e liquido sono progettate, prodotte e testate secondo gli standard generali del sistema di qualità, tra cui API-6D (n. 6D-1278) e gestione della qualità ISO 9001 e gli standard specifici per applicazioni di gas criogenici, applicazioni ad alta pressione, segmento gas e petrolio, settore marino e ambienti esplosivi e a rischio di incendio.
Il mercato dell’idrogeno è in crescita e Precision Fluid Controls S.p.a. è pronto con soluzioni complete per il suo controllo !
✅ Controllori di portata e pressione di Bronkhorst
✅ Regolatori di pressione di Tescom
✅ Valvole e raccordi di UCT Fluid Solutions
✅ Manometri Bourdon – Baumer Group
Fonte: Precision Fluid Control
