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La strumentazione per H2 Idrogeno
Paolo Ferrario - Precision Fluid Controls
Sommario
- Quali sono le principali applicazioni: Produzione, compressione, stoccaggio e distribuzione di H2
- Produzione di H2: Qualità del gas, misura della portata, controllo della pressione
- Compressione e stoccaggio di H2
Produzione di H2: Qualità del gas
La produzione di H2 e le sue definizioni. Ad oggi non c'è una classificazione univoca sulla produzione di H2, ma si tende a differenziare tra tre tipologie di Idrogeno prodotto:
1. Idrogeno Grigio
2. Idrogeno Blu
3. Idrogeno Verde
Quali sono le differenze e il trend di mercato per il futuro. Dato che a nostro avviso è indiscutibile come l'elettrolisi rappresenti al momento la principale tendenza di mercato, abbiamo deciso di focalizzarci su questo processo, identificando tre macro categorie di applicazioni per la strumentazione:
- Analisi della qualità
- Misura della portata
- Controllo e regolazione della pressione
A valle degli elettrolizzatori è necessario verificare sempre il gas prodotto. Questa verifica è suggerita per soddisfare due esigenze: qualità del gas e sicurezza. Per quanto concerne il discorso di qualità è presto detto che maggiore sarà il livello di purezza di H2 prodotto, maggiore sarà l'efficienza dell'elettrolizzatore.
Una corretta analisi invece ci permette di monitorare e prevenire eventuali perdite fra le membrane e di conseguenza verificare che non via sia H2 nel catodo e O2 nell'anodo, prevenendo così eventuali problemi di sicurezza e favorendo una manutenzione preventiva dell'impianto.
La nostra soluzione
Prevede l'installazione di uno o più analizzatori sulla linea di H2 per verificare non vi sia presenza di O2 e di uno o più analizzatori sulla linea di O2 per verificare appunto non vi sia la presenza di H2. Un ulteriore analizzatore, in questo caso del punto di rugiada, può essere installato sulla linea di H2 per un'ulteriore analisi della qualità del gas prodotto.
Pannello di analisi installato a bordo di un elettrolizzatore alcalino: sistema di riduzione e controllo portata e pressione, sistema di filtrazione con sylica gel e valvola di sicurezza.
Due analizzatori di O2 per linea H2: uno per verifica presenza ppm e uno con percentuale fino a 2,5%. Su una linea è installato anche un trasmettitore di dew point. 1 analizzatore di H2 con percentuale fino a 2,5% sulla linea di O2. Esecuzione ATEX.
Cabinet di analisi per collaudi elettrolizzatori: sistema analogo a quello riportato nell'immagine a SX con aggiunta della modalità ridondata per conformità SIL 2.
Produzione di H2: Misura della portata
Se produciamo idrogeno oltre a verificare la qualità del gas prodotto avremo certamente l'esigenza di conoscere la resa del nostro sistema e quanto gas sia davvero in grado di produrre in un determinato periodo di tempo.
La nostra soluzione:
Prevede l'installazione di un misuratore o regolatore di portata sulla linea di H2 per misurare appunto la quantità di H2 prodotto. La tecnologia che siamo in grado di offrire, in funzione della tipologia di applicazione e delle condizioni di processo è duplice:
- Misuratori massici termici
- Misuratori massici ad effetto Coriolis
In entrambi i casi siamo dunque in grado di dare un risultato espresso in portata massica senza ulteriori compensazioni e senza aspettarci deviazioni della misura al variare delle condizioni di processo, come pressione e temperatura.
Un altro esempio di applicazione con l'inserimento di un misuratore di portata massico termico a valle di un elettrolizzatore alcalino. Il modello F-113AI era calibrato per monitorare portate fino a 120 Nm3/h. Alcune delle principali caratteristiche dei nostri sistemi:
- No limite di portata
- Ampia Rangeability fino a 100:1
- Pressioni fino a 700 Bar
- Esecuzioni ATEX
-? Principali bus di campo disponibili
- Possibilità di montaggio con valvola di regolazione integrata
- Connessioni al processo con raccordi a compressione o flangiate
All'interno della presentazione, si parla anche di controllo di pressione, compressione e stoccaggio, valvole fino a 1000 Bar, Liquid Organic Hydrogen Carrier, idruri metallici.
In allegato, è possibile scaricare il pfd dell'atto completo.
La produzione di H2 e le sue definizioni. Ad oggi non c'è una classificazione univoca sulla produzione di H2, ma si tende a differenziare tra tre tipologie di Idrogeno prodotto:
1. Idrogeno Grigio
2. Idrogeno Blu
3. Idrogeno Verde
Quali sono le differenze e il trend di mercato per il futuro. Dato che a nostro avviso è indiscutibile come l'elettrolisi rappresenti al momento la principale tendenza di mercato, abbiamo deciso di focalizzarci su questo processo, identificando tre macro categorie di applicazioni per la strumentazione:
- Analisi della qualità
- Misura della portata
- Controllo e regolazione della pressione
A valle degli elettrolizzatori è necessario verificare sempre il gas prodotto. Questa verifica è suggerita per soddisfare due esigenze: qualità del gas e sicurezza. Per quanto concerne il discorso di qualità è presto detto che maggiore sarà il livello di purezza di H2 prodotto, maggiore sarà l'efficienza dell'elettrolizzatore.
Una corretta analisi invece ci permette di monitorare e prevenire eventuali perdite fra le membrane e di conseguenza verificare che non via sia H2 nel catodo e O2 nell'anodo, prevenendo così eventuali problemi di sicurezza e favorendo una manutenzione preventiva dell'impianto.
La nostra soluzione
Prevede l'installazione di uno o più analizzatori sulla linea di H2 per verificare non vi sia presenza di O2 e di uno o più analizzatori sulla linea di O2 per verificare appunto non vi sia la presenza di H2. Un ulteriore analizzatore, in questo caso del punto di rugiada, può essere installato sulla linea di H2 per un'ulteriore analisi della qualità del gas prodotto.
Pannello di analisi installato a bordo di un elettrolizzatore alcalino: sistema di riduzione e controllo portata e pressione, sistema di filtrazione con sylica gel e valvola di sicurezza.
Due analizzatori di O2 per linea H2: uno per verifica presenza ppm e uno con percentuale fino a 2,5%. Su una linea è installato anche un trasmettitore di dew point. 1 analizzatore di H2 con percentuale fino a 2,5% sulla linea di O2. Esecuzione ATEX.
Cabinet di analisi per collaudi elettrolizzatori: sistema analogo a quello riportato nell'immagine a SX con aggiunta della modalità ridondata per conformità SIL 2.
Produzione di H2: Misura della portata
Se produciamo idrogeno oltre a verificare la qualità del gas prodotto avremo certamente l'esigenza di conoscere la resa del nostro sistema e quanto gas sia davvero in grado di produrre in un determinato periodo di tempo.
La nostra soluzione:
Prevede l'installazione di un misuratore o regolatore di portata sulla linea di H2 per misurare appunto la quantità di H2 prodotto. La tecnologia che siamo in grado di offrire, in funzione della tipologia di applicazione e delle condizioni di processo è duplice:
- Misuratori massici termici
- Misuratori massici ad effetto Coriolis
In entrambi i casi siamo dunque in grado di dare un risultato espresso in portata massica senza ulteriori compensazioni e senza aspettarci deviazioni della misura al variare delle condizioni di processo, come pressione e temperatura.
Un altro esempio di applicazione con l'inserimento di un misuratore di portata massico termico a valle di un elettrolizzatore alcalino. Il modello F-113AI era calibrato per monitorare portate fino a 120 Nm3/h. Alcune delle principali caratteristiche dei nostri sistemi:
- No limite di portata
- Ampia Rangeability fino a 100:1
- Pressioni fino a 700 Bar
- Esecuzioni ATEX
-? Principali bus di campo disponibili
- Possibilità di montaggio con valvola di regolazione integrata
- Connessioni al processo con raccordi a compressione o flangiate
All'interno della presentazione, si parla anche di controllo di pressione, compressione e stoccaggio, valvole fino a 1000 Bar, Liquid Organic Hydrogen Carrier, idruri metallici.
In allegato, è possibile scaricare il pfd dell'atto completo.
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Fonte: Fiera Idrogeno ottobre 2022 Idrogeno: prospettive industriali, sicurezza, riscontri concreti
Mercati: Strumentazione industriale
Parole chiave: Idrogeno
