Filtrazione per Idrogeno ed Elettrolisi
Protezione di stack elettrolizzatori, sistemi di essiccazione e impianti a valle da aerosol di KOH, particolato e umidità — per piattaforme di elettrolisi alcalina, PEM e AEM da 10 kW a 100 MW.
The Challenge
L'elettrolisi dell'acqua genera flussi di gas idrogeno e ossigeno tutt'altro che puri. Gli elettrolizzatori alcalini con elettrolita KOH producono trascinamento di aerosol corrosivo sia nella linea del gas idrogeno che in quella dell'ossigeno. Anche i sistemi PEM, che utilizzano membrane polimeriche solide, producono flussi di gas saturi di vapore acqueo con particolato fine derivante dalla degradazione della membrana.
Se non filtrate, queste impurità corrodono le tubazioni a valle, avvelenano gli stadi di purificazione catalitica, danneggiano i letti di essiccante negli essiccatori, contaminano le valvole dei compressori e compromettono le specifiche di purezza per applicazioni di celle a combustibile, industriali e di immissione in rete. L'aerosol di KOH è particolarmente aggressivo — attacca i materiali di tenuta standard, si deposita sui sensori degli strumenti e causa rapida degradazione di qualsiasi componente non resistente.
La sfida della filtrazione è amplificata dalle fluttuazioni di pressione (1–30 bar a seconda del design dello stack), dalla presenza di idrogeno (richiesta apparecchiatura non generante scintille, certificata ATEX) e dalla necessità di materiali compatibili con l'ossigeno sul lato O₂, dove qualsiasi contaminazione da idrocarburi rappresenta un rischio di accensione.
Our Solution
R+F FilterElements fornisce un concetto completo di purificazione del gas multistadio per le linee di idrogeno e ossigeno dei sistemi di elettrolisi dell'acqua. Il nostro approccio combina denebulatione, coalescenza e separazione a membrana per fornire purezza del gas adatta a celle a combustibile PEM, immissione in pipeline o utilizzo industriale — utilizzando corpi filtro in acciaio inossidabile 316L collaudati, progettati per le pressioni operative degli stack elettrolizzatori moderni.
Ogni componente è selezionato per resistenza chimica all'elettrolita KOH (con guarnizioni Kalrez® o PTFE ove necessario), compatibilità con l'ossigeno sul lato O₂ e conformità ATEX per il funzionamento con idrogeno. Da sistemi pilota compatti a impianti di produzione multi-megawatt, l'architettura di filtrazione scala mediante parallelizzazione di treni di corpi filtro senza riprogettazione del concetto.
Rimozione aerosol di KOH
Denebulatione e coalescenza multistadio rimuove l'aerosol corrosivo di idrossido di potassio (KOH) dai flussi di gas degli elettrolizzatori alcalini e protegge tutti gli impianti a valle.
Essiccazione dell'idrogeno
Separatori a membrana (serie GMS) riducono il contenuto di umidità a punti di rugiada inferiori a −40 °C e proteggono i letti di essiccante e soddisfano le specifiche di pipeline o celle a combustibile.
Materiali compatibili con ossigeno
Tutti i componenti lato O₂ utilizzano corpi filtro puliti per ossigeno con guarnizioni EPDM-O₂ o Kalrez — nessun lubrificante a base di idrocarburi o polimeri incompatibili.
Architettura scalabile
Lo stesso concetto di filtrazione funziona da stack pilota da 10 kW a impianti di produzione da 100 MW — scala mediante parallelizzazione, non mediante riprogettazione.
Certificato ATEX per funzionamento H₂
Tutti i corpi filtro ed elementi approvati per l'uso in atmosfere di idrogeno potenzialmente esplosive secondo la direttiva ATEX 2014/34/UE.
Collaudato in Alcalino, PEM e AEM
Concetti di filtrazione testati sul campo per tutte e tre le principali tecnologie di elettrolisi, adattati al profilo di contaminazione specifico di ciascuna piattaforma.
Sistema tipico di purificazione del gas per elettrolizzatore
Un treno completo di purificazione dell'idrogeno dall'uscita dello stack elettrolizzatore alla specifica di pipeline o cella a combustibile. Lo stesso approccio a stadi si applica alla linea dell'ossigeno con materiali compatibili con l'ossigeno per tutta la durata.
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Stadio 1 — Denebulatatore/Scrubber: Separazione di aerosol di KOH ed elettrolita trascinato mediante denebulatatore RF-DM con lavaggio ad acqua DI. Riduce il carico corrosivo di oltre il 95 % prima che il gas entri in ulteriori stadi di purificazione.
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Stadio 2 — Filtro a coalescenza: Finitura di aerosol fine mediante corpo filtro RF-H-132 con elementi a coalescenza RF-C-25064-ME (0,01 µm, efficienza 99,99 %). Rimuove nebbia residua di KOH e particolato sub-micronico per proteggere essiccatori e compressori a valle.
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Stadio 3 — Separatore a membrana: Moduli a membrana a fibra cava RF-M-GMS per disidratazione del gas. Riduce il contenuto di umidità da saturo a punti di rugiada da −20 °C a −40 °C senza calore o parti mobili.
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Stadio 4 — Filtro antiparticolato finale: Elemento antiparticolato RF-P come stadio di finitura prima che il gas entri in compressori, stoccaggio o celle a combustibile. Cattura qualsiasi particolato proveniente dagli stadi a monte.
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Monitoraggio: Monitoraggio della pressione differenziale su ciascuno stadio per sostituzione predittiva degli elementi. Analizzatori di umidità dopo il separatore a membrana verificano le prestazioni di essiccazione.
Prodotti consigliati
Scopra i prodotti di filtrazione specificati più frequentemente per questa applicazione.
Settori serviti
Elettrolisi alcalina
Rimozione aerosol di KOH, essiccazione del gas e purificazione per stack elettrolizzatori alcalini atmosferici e pressurizzati fino a 30 bar.
Elettrolisi PEM
Rimozione trasferimento acqua deionizzata, separazione particolato da membrana ed essiccazione del gas per sistemi a membrana a scambio protonico.
Elettrolisi AEM
Gestione aerosol di KOH diluito e condizionamento del gas per elettrolizzatori a membrana a scambio anionico — la più recente tecnologia di elettrolisi.
Power-to-Gas / Immissione in rete
Purificazione finale a specifiche di pipeline (ad es. DVGW G 260/G 262) per immissione di idrogeno in reti di gas naturale.
Stazioni di rifornimento idrogeno (HRS)
Filtrazione pre-compressione per garantire la purezza dell'idrogeno ISO 14687 per stazioni di rifornimento veicoli a celle a combustibile.
Utilizzatori industriali di idrogeno
Vetro float, semiconduttori, idrogenazione e processi metallurgici che richiedono gas di alimentazione idrogeno ad alta purezza.
Ammoniaca verde ed E-Fuels
Purificazione dell'idrogeno prima della sintesi Haber-Bosch, produzione di metanolo e processi di e-fuel Fischer-Tropsch.
Applicazioni ossigeno
Ossigeno medicale, generazione di ozono e fornitura di ossigeno industriale — tutte richiedono materiali di filtrazione compatibili con l'ossigeno per tutta la durata.
Risoluzione dei problemi
Problemi comuni che risolviamo
Necessita di una raccomandazione specifica per l'applicazione?
I nostri ingegneri consigliano la configurazione di filtrazione ottimale per le Sue specifiche condizioni di processo, portate e profili di contaminazione.