Welche Messungen gewährleisten die Sicherheit und Reinheit von Wasserstoffgas bei Lagerung und Transport?

Es gibt mehrere mögliche Speicher- und Transportmethoden für Wasserstoffgas, abhängig von der endgültigen Verwendung. Alle diese Methoden erfordern eine sorgfältige Planung und Kontrolle, um die Qualität und Sicherheit des Gases zu gewährleisten, und, nicht überraschend, spielen Präzisionsmessungen des Gases an kritischen Punkten eine wichtige Rolle.

Wasserstoffmoleküle sind nicht nur hochentzündlich, sondern auch sehr klein, was die Vermeidung von Lecks zu einer besonderen Herausforderung macht. Aus diesem Grund sind die beiden Hauptanliegen für jeden, der mit dem Transport oder der Lagerung von Wasserstoff zu tun hat:

• Vermeiden oder Aufspüren von Wasserstofflecks
• Vermeiden des Risikos einer Explosion durch Vermischung von Sauerstoff oder Luft mit Wasserstoff

Die dritte Sorge gilt für den Transport oder die Lagerung jedes Industriegases:

• Gewährleistung der Reinheit des Wasserstoffs

Wasserstoff-Reinheits- und Spurenverunreinigungs-Analysatoren sind ein unverzichtbares Hilfsmittel für Betreiber, um die Integrität ihrer Pipelines und anderer Systeme zu überwachen und für Anwender, um die Reinheit des Wasserstoffs in ihren Prozessen zu überprüfen. Sauerstoffspuren-Analysatoren werden verwendet, um winzige Mengen von Sauerstoff im Wasserstoff zu erkennen, um Betreiber auf mögliche Lecks im System aufmerksam zu machen und eine frühzeitige Warnung zu geben, bevor der Sauerstoffgehalt eine Explosionsgefahr darstellt.

In jeder Industrie, in der große Mengen von Industriegas gelagert oder transportiert werden, besteht auch ein Risiko für das Personal, das in engen Räumen in der Umgebung arbeitet, wie z.B. in Kontrollräumen. Im Falle von Lecks könnte der Sauerstoffgehalt im Raum auf gefährlich niedrige Werte absinken. Aus diesem Grund sind Umgebungssauerstoffmonitore unerlässlich, um das Personal vor dem Risiko des Erstickens zu schützen.

Wie wird Wasserstoffgas gelagert und transportiert?

Bei der Aufbereitung von Wasserstoff für den Transport oder die Speicherung können je nach Aufbereitungstechnik unterschiedliche Mengen an Verunreinigungen hinzukommen. Zum Beispiel kann ein Ölkompressor typischerweise 1-3ppm Restöl hinzufügen, ebenso beeinträchtigen Schwefelwasserstoff oder Feuchtigkeitsverunreinigungen aus einer Salzkaverne die chemische Integrität des Wasserstoffs. Gasverunreinigungen können sich einschleichen und die Gasreinheit verringern, wann immer Wasserstoff gehandhabt wird, sei es bei der Lagerung oder beim Transport.

Wasserstoff muss zur richtigen Zeit am richtigen Ort zur Verfügung stehen, aber nicht nur das, er benötigt auch genügend Druck in der richtigen Reinheitsstufe und in ausreichender Menge. Akzeptable Verunreinigungsgrade sind anwendungsabhängig und ihre Messung ist entscheidend, um sicherzustellen, dass der Wasserstoff seine Reinheit entlang der Lieferkette behält.

Nachfolgend listen wir die wichtigsten Speicher- und Transportmethoden für Wasserstoff auf, zusammen mit den wichtigsten Analyse- und Messtechniken, die benötigt werden, um Sicherheit und Qualität in jeder Phase zu gewährleisten.

Speicherung von Wasserstoff in unterirdischen Kavernen

Wasserstoffgas wird in Kavernen, ausgebeutete Ölfelder oder Salzstöcke gepumpt, die einen fertigen unterirdischen Speicher darstellen. Diese Methode wird oft von Unternehmen genutzt, die den Wasserstoff zur Stromerzeugung oder zur Einspeisung in das nationale Übertragungsnetz verwenden.

Wichtige Bedenken:

Der Wasserstoff wird mit Feuchtigkeit gesättigt und muss vor der Verwendung getrocknet werden, was für den Betreiber mit hohen Kosten verbunden ist. Er kann auch mit chemischen Spuren aus der Kaverne verunreinigt werden. Spurenfeuchtemessgeräte mit entsprechender Ex-Zertifizierung messen den Feuchtigkeitsgehalt des Gases vor und nach dem Trocknungsprozess, um maximale Energieeffizienz zu gewährleisten.

Wasserstoff-Reinheitsanalysatoren geben einen Hinweis auf den Grad der Reinheit. Wenn genaue Informationen über die Art und den Gehalt der einzelnen Verunreinigungen benötigt werden, empfiehlt sich ein industrieller Gaschromatograph.

Lagerung von Wasserstoff in Drucktanks

Der Wasserstoff wird als komprimiertes Gas unter hohem Druck zwischen 5.000 und 10.000 psi gespeichert. Dadurch wird das Volumen des Gases reduziert und es ist eine kostengünstige Methode zu verwenden.

Wichtige Bedenken:

Bei diesen Drücken muss der Wasserstoff trocken sein, damit sich kein flüssiges Wasser im Tank bildet - genaue Spurenfeuchtemessungen zur Überwachung der Trockner vor der Druckbeaufschlagung optimieren die zur Trocknung eingesetzte Energie. Eigensichere oder explosionsgeschützte Taupunkt-Transmitter zusammen mit geeigneten Probenahmesystemen werden empfohlen.

Durch die Komprimierung des Gases können Spuren von Öl in das Gas gelangen. Je nach dem Reinheitsgrad, der für die endgültige Anwendung erforderlich ist, ermöglichen zuverlässige Wasserstoff-Reinheitsanalysatoren oder Spurenverunreinigungsanalysatoren den Betreibern und Endanwendern die Bestätigung der Qualität des bereitgestellten Gases.

Es ist von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass es keine Lecks im Tank gibt. Da der Wasserstoff unter hohem Druck gespeichert wird, tritt er aus dem Tank aus und kann mit einem H2-Monitor in der Umgebung nachgewiesen werden. Lecks treten auch dort auf, wo lose Rohrleitungen vorhanden sind, die das Eindringen von Feuchtigkeit oder Luft ermöglichen. Wasserstoff-Reinheits-Analysatoren, die am Ort des Geschehens installiert werden, liefern eine Bestätigung der Wasserstoff-Reinheit.

Lagerung von Wasserstoff in kryogenen Tanks

Wasserstoff wird als Flüssigkeit bei -253 °C gelagert. Dadurch wird das Volumen weiter reduziert, aber die Beibehaltung der niedrigen Temperatur macht diese Methode zu einer teureren Option.

Wichtige Bedenken:

Nach wie vor muss das Gas vor der Verflüssigung getrocknet werden, um Eisbildung und Schäden an der Ausrüstung zu vermeiden. Nach der Wiedervergasung und vor der Verwendung sorgen Wasserstoff-Reinheitsanalysatoren für die Sicherung der Gasqualität.

Wasserstoff in Feststoffen oder als chemische Verbindungen speichern:

Wasserstoff kann auch durch Absorption oder Adsorption an einen Feststoff oder durch Speicherung in einer festen chemischen Form gespeichert werden, was dem Wasserstoff eine hohe Dichte verleiht, was es einfacher macht, einen geeigneten Speicherplatz zu finden. Diese Methode wird für den Einsatz bei der Speicherung von Wasserstoff für Brennstoffzellen erforscht.

Wichtige Bedenken:

Chemische Verbindungen sind nicht stabil und Wasserstoffgas wird freigesetzt, wenn sich der Feststoff zersetzt. Sicherheit ist das Hauptanliegen bei der Speicherung, und es werden Umgebungsmonitore zur Überwachung von Wasserstoff benötigt: sowohl Sauerstoff- als auch Wasserstoff-Umgebungsmonitore sind erforderlich.

Transport von Wasserstoffgas in Pipelines

Gasförmiger Wasserstoff wird über eine Pipeline transportiert. Diese Methode wird aufgrund der geringen Größe des Wasserstoffmoleküls und der Notwendigkeit, auf Lecks zu achten und diese zu vermeiden, meist für kurze Strecken verwendet. Für den Transport über längere Strecken wird Wasserstoff manchmal mit Erdgas gemischt und in der gleichen Pipeline transportiert und entweder als Brennstoff im Stromnetz verwendet oder vor der Verwendung als reiner Wasserstoff getrennt.

Wichtige Bedenken:

Das Aufspüren von Lecks in der Pipeline ist die Hauptsorge für die Sicherheit - wenn Wasserstoff in die Atmosphäre entweicht, besteht Explosionsgefahr. Es gibt jedoch auch ein Qualitätsproblem: Wenn Luft und Feuchtigkeit in die Pipeline eindringen, sinkt der Reinheitsgrad des Gases.

Online-Spurenfeuchte- und Prozess-Binärgas-Analysatoren überwachen sowohl die Reinheit des Wasserstoffs als auch eine frühzeitige Warnung vor Lecks, wenn Luft in der Pipeline entdeckt wird.

Wenn der Wasserstoff für den Transport mit Erdgas gemischt wurde, bestätigen Spurenverunreinigungs-Analysatoren und Wasserstoff-Reinheits-Analysatoren die Reinheit des Gases nach der Trennung.

Transport von Wasserstoff in Gasflaschen oder in chemischer/fester Form

Der Transport von Wasserstoff auf der Straße oder auf der Schiene als komprimiertes Gas in Flaschenform ist die häufigste Form des Transports.

Wichtige Bedenken:

Wie bei jedem in Flaschen abgefüllten Gas ist es für die meisten Prozesse unerlässlich, die Qualität am Ort der Verwendung zu bestätigen. Dies kann leicht mit einem binären Gasanalysator, der für reines H2 kalibriert ist, und einem stationären oder tragbaren Hygrometer zur Überprüfung des Feuchtigkeitsgehalts erfolgen.

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In diesem Beitrag wurden kurz die gängigen Lager- und Transportmethoden sowie die häufigsten Bedenken behandelt. Jeder Standort und jede Anwendung ist anders, und unsere Experten beraten Sie gerne über die effektivste Lösung für Ihre speziellen Anforderungen, egal ob es sich dabei um ein Standardgerät oder ein kundenspezifisches Analysatorpaket handelt. Warum kontaktieren Sie uns nicht noch heute mit Ihrer Frage?