Produzione di idrogeno verde: vantaggi e opportunità.
Questa nota applicativa illustra il ruolo degli analizzatori di processo Modcon-Systems nella produzione di idrogeno verde e in particolare nel monitoraggio del processo di elettrolisi, in cui l’acqua viene scissa in idrogeno e ossigeno in strutture specializzate, note come impianti di produzione di “idrogeno verde”.
La produzione di idrogeno verde prevede la decomposizione dell’acqua in idrogeno e ossigeno mediante elettrolizzatori. L’acqua di elevata purezza viene immessa nell’elettrolizzatore per garantire la qualità dell’idrogeno gassoso ottenuto.
Gli elettrolizzatori possono essere suddivisi in due tipi principali:
- Elettrolizzatori alcalini: Utilizza un elettrolita liquido alcalino, in genere idrossido di potassio.
- Elettrolizzatori a membrana a scambio protonico (PEM): Utilizza una membrana polimerica solida come elettrolita
PANORAMICA DEL PROCESSO DI ELETTROLISI
Le celle di elettrolisi sono costituite da un anodo e da un catodo separati dall’elettrolita.
Per gli elettrodi vengono utilizzati materiali speciali come il nichel o il platino, per resistere alle condizioni difficili dell’elettrolisi.
Le reazioni elettrochimiche sugli elettrodi producono idrogeno gassoso al catodo e ossigeno gassoso all’anodo.
Gli impianti di produzione di idrogeno verde sono alimentati da fonti di energia rinnovabili come l’energia solare, eolica e idroelettrica.
Questo rende il processo sostenibile e rispettoso dell’ambiente.
Collocando strategicamente gli analizzatori di ossigeno e idrogeno in diversi punti critici dic ampionamento, è possibile monitorare e controllare da vicino il funzionamento degli elettrolizzatori, garantendo una produzione di idrogeno sicura ed efficiente.
Tuttavia, i metodi tradizionali di analisi del processo che prevedono l’estrazione del campione, la riduzione della pressione e lo sfiato nell’atmosfera possono compromettere la sicurezza e l’integrità ambientale nei sistemi di idrogeno ad alta pressione, comportando ulteriori rischi.
PUNTI OTTIMALI PER LA MISURAZIONE DI OSSIGENO E IDROGENO NEGLI ELETTROLIZZATORI
Il contenuto di ossigeno e idrogeno viene tipicamente misurato in diversi punti critici del campione per garantire la sicurezza, l’efficienza del processo e la purezza del prodotto.
Questi punti includono:
Uscita Anodica: Poiché l’ossigeno viene prodotto all’anodo, la misurazione del contenuto di ossigeno all’uscita dell’anodo è fondamentale per monitorare il processo di elettrolisi e garantire che l’ossigeno venga raccolto e gestito in modo sicuro.
Uscita Catodica: L’idrogeno viene prodotto al catodo, pertanto la misurazione del contenuto di idrogeno all’uscita del catodo è essenziale per valutare la purezza e la quantità di idrogeno generato.
Uscita Cella Elettrolizzatore: Nel punto in cui i gas escono dall’elettrolizzatore, vengono misurate le concentrazioni di ossigeno e idrogeno per rilevare eventuali crossover o perdite all’interno della cella. In questo modo si garantisce che i gas siano separati correttamente e che l’elettrolizzatore funzioni in modo efficiente.
Ingresso e Uscita del Sistema di Depurazione dei Gas: Prima e dopo il sistema di purificazione dei gas, è importante misurare il contenuto di idrogeno e ossigeno per verificare l’efficacia del processo di purificazione e garantire che il prodotto finale soddisfi gli standard di purezza richiesti.
Punti di Stoccaggio e Distribuzione: Prima che l’idrogeno sia immagazzinato o distribuito, la sua purezza viene misurata per confermare che soddisfi le specifiche per l’uso previsto, che si tratti di celle a combustibile, processi industriali o altre applicazioni.
Punti di Monitoraggio della Sicurezza: In tutto l’impianto di produzione dell’idrogeno, soprattutto nelle aree in cui i gas vengono stoccati o gestiti, il monitoraggio continuo dei livelli di idrogeno e ossigeno è essenziale per rilevare le perdite e prevenire la formazione di miscele esplosive.
ANALIZZATORI DI OSSIGENO E IDROGENO IN LOCO NEGLI ELETTROLIZZATORI
L’analizzatore di ossigeno MOD-1040 utilizza un’avanzata tecnologia di sensori ottici, che lo rende ideale per il monitoraggio in loco. L’analizzatore di idrogeno MOD-1060 si basa sul principio della conducibilità termica, ideale per misurare gas con conducibilità termica significativamente diversa, come H2 e O2.
BENEFICI DELLE ANALISI IN LOCO
√ Ampio campo di misura: Capacità di misurare un ampio spettro.
√ Tempo di risposta rapido: Essenziale per il monitoraggio in tempo reale.
√ Alta precisione e accuratezza: Assicura misurazioni affidabili per la sicurezza e la qualità.
√ Bassa manutenzione: Richiede calibrazioni e sostituzioni meno frequenti.
√ Versatilità: Adatto per il monitoraggio dei gas in diversi settori industriali.
√ Riduzione delle interferenze: Letture accurate con interferenze incrociate minime da parte di altri gas.
√ Sicurezza migliorata: Riduce il rischio di esplosioni e incendi grazie alle approvazioniATEX / IECEX / SIL2.
√ Efficienza operativa: Migliora il controllo del processo e la purezza del prodotto.
√ Risparmio sui costi: Semplifica la progettazione del sistema e riduce la necessità di classificare le apparecchiature in aree pericolose.
