Filtración de Hidrógeno y Electrólisis
Protección de stacks de electrolizadores, sistemas de secado e instalaciones aguas abajo frente a aerosol de KOH, partículas y humedad — para plataformas de electrólisis alcalina, PEM y AEM desde 10 kW hasta 100 MW.
The Challenge
La electrólisis del agua genera corrientes de gas hidrógeno y oxígeno que distan mucho de ser puras. Los electrolizadores alcalinos con electrolito de KOH generan arrastre de aerosol corrosivo tanto en la línea de gas hidrógeno como en la de oxígeno. Incluso los sistemas PEM, que emplean membranas poliméricas sólidas, producen corrientes de gas saturadas de vapor de agua con particulado fino procedente de la degradación de la membrana.
Sin filtrar, estas impurezas corroen tuberías aguas abajo, envenenan etapas de purificación catalítica, dañan lechos desecantes en secadores, ensucian válvulas de compresores y ponen en riesgo las especificaciones de pureza para aplicaciones de celdas de combustible, industriales y de inyección a red. El aerosol de KOH es especialmente agresivo — ataca materiales de junta estándar, se deposita en sensores de instrumentación y provoca rápida degradación de cualquier componente no resistente.
El reto de filtración se ve agravado por fluctuaciones de presión (1–30 bar según el diseño del stack), la presencia de hidrógeno (se requiere equipo certificado ATEX, no generador de chispas) y la necesidad de materiales compatibles con oxígeno en el lado O₂, donde cualquier contaminación por hidrocarburos representa un riesgo de ignición.
Our Solution
R+F FilterElements suministra un concepto completo de purificación de gas multietapa para las líneas de hidrógeno y oxígeno de sistemas de electrólisis del agua. Nuestro enfoque combina desniebla, coalescencia y separación por membrana para entregar pureza de gas adecuada para celdas de combustible PEM, inyección a tubería o uso industrial — empleando carcasas de acero inoxidable 316L probadas, diseñadas para las presiones de operación de stacks de electrolizadores modernos.
Cada componente se selecciona por resistencia química frente a electrolito de KOH (con juntas de Kalrez® o PTFE donde sea necesario), compatibilidad con oxígeno en el lado O₂ y conformidad ATEX para operación con hidrógeno. Desde sistemas piloto compactos hasta plantas de producción de múltiples megavatios, la arquitectura de filtración escala mediante conexión en paralelo de trenes de carcasas sin rediseño del concepto.
Eliminación de aerosol de KOH
Desniebla y coalescencia multietapa elimina el aerosol corrosivo de hidróxido de potasio de las corrientes de gas de electrolizadores alcalinos y protege todas las instalaciones aguas abajo.
Secado de hidrógeno
Separadores de membrana (serie GMS) reducen el contenido de humedad a puntos de rocío por debajo de −40 °C y protegen lechos desecantes, además de cumplir especificaciones de tubería o celda de combustible.
Materiales compatibles con oxígeno
Todos los componentes del lado O₂ emplean carcasas limpiadas para oxígeno con juntas de EPDM-O₂ o Kalrez — sin lubricantes de hidrocarburos ni polímeros incompatibles.
Arquitectura escalable
El mismo concepto de filtración funciona desde stacks piloto de 10 kW hasta plantas de producción de 100 MW — escalado mediante conexión en paralelo, no mediante rediseño.
Certificado ATEX para operación con H₂
Todas las carcasas y elementos aprobados para uso en atmósferas de hidrógeno potencialmente explosivas según Directiva ATEX 2014/34/UE.
Probado en Alcalina, PEM y AEM
Conceptos de filtración probados en campo para las tres principales tecnologías de electrólisis, adaptados al perfil de contaminación específico de cada plataforma.
Sistema típico de purificación de gas de electrolizador
Un tren completo de purificación de hidrógeno desde la salida del stack del electrolizador hasta la especificación de tubería o celda de combustible. El mismo enfoque escalonado se aplica a la línea de oxígeno con materiales compatibles con oxígeno en todo momento.
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Etapa 1 — Desniebla/lavador: Separación de aerosol de KOH y electrolito arrastrado mediante desniebla RF-DM con lavado de agua DI. Reduce la carga corrosiva en >95 % antes de que el gas entre en etapas de purificación adicionales.
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Etapa 2 — Filtro coalescente: Pulido de aerosol fino mediante carcasa RF-H-132 con elementos coalescentes RF-C-25064-ME (0,01 µm, 99,99 % de eficiencia). Elimina niebla residual de KOH y particulado submicrónico para proteger secadores y compresores aguas abajo.
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Etapa 3 — Separador de membrana: Módulos de membrana de fibra hueca RF-M-GMS para deshidratación de gas. Reduce el contenido de humedad desde saturado hasta puntos de rocío de −20 °C a −40 °C sin calor ni partes móviles.
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Etapa 4 — Filtro de partículas final: Elemento de partículas RF-P como etapa de pulido antes de que el gas entre en compresores, almacenamiento o celdas de combustible. Captura cualquier particulado procedente de etapas aguas arriba.
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Monitorización: Monitorización de presión diferencial en cada etapa para cambio predictivo de elementos. Analizadores de humedad tras el separador de membrana verifican el rendimiento de secado.
Productos Recomendados
Descubra los productos de filtración especificados con mayor frecuencia para esta aplicación.
Industrias Atendidas
Electrólisis alcalina
Eliminación de aerosol de KOH, secado de gas y purificación para stacks de electrolizadores alcalinos atmosféricos y presurizados hasta 30 bar.
Electrólisis PEM
Eliminación de arrastre de agua desionizada, separación de partículas de membrana y secado de gas para sistemas de membrana de intercambio de protones.
Electrólisis AEM
Gestión de aerosol de KOH diluido y acondicionamiento de gas para electrolizadores de membrana de intercambio aniónico — la más reciente tecnología de electrólisis.
Power-to-Gas / Inyección a red
Purificación final a especificaciones de tubería (p. ej. DVGW G 260/G 262) para inyección de hidrógeno en redes de gas natural.
Estaciones de repostaje de hidrógeno (HRS)
Filtración previa a compresión para asegurar pureza de hidrógeno ISO 14687 en estaciones de repostaje de vehículos de celda de combustible.
Usuarios industriales de hidrógeno
Vidrio flotado, semiconductores, hidrogenación y procesos metalúrgicos que requieren gas de alimentación de hidrógeno de alta pureza.
Amoníaco verde y e-fuels
Purificación de hidrógeno antes de síntesis Haber-Bosch, producción de metanol y procesos de e-fuel Fischer-Tropsch.
Aplicaciones de oxígeno
Oxígeno médico, generación de ozono y suministro industrial de oxígeno — todas requieren materiales de filtración compatibles con oxígeno en todo momento.
Resolución de Problemas
Problemas comunes que resolvemos
¿Necesita una recomendación específica para su aplicación?
Nuestros ingenieros recomiendan la configuración de filtración óptima para sus condiciones de proceso específicas, caudales y perfiles de contaminación.