Qué mediciones garantizan la seguridad y pureza del gas hidrógeno en su almacenamiento y transporte?

Son varios los métodos de almacenamiento y transporte posibles para el gas hidrógeno, en función de su uso final.Todos estos métodos requieren una planificación y un control minuciosos para garantizar la calidad y la seguridad del gas y, como es lógico, las mediciones de precisión del gas en los puntos críticos desempeñan un papel importante.

Además de ser altamente inflamable, las moléculas de hidrógeno son muy pequeñas, lo que hace que evitar las fugas sea especialmente difícil. Por ello, las dos principales preocupaciones de cualquiera que se dedique al transporte o almacenamiento de hidrógeno son:

• Prevenir o detectar fugas de hidrógeno
• Evitar el riesgo de explosión por mezcla de oxígeno o aire con hidrógeno

La tercera preocupación se comparte con el transporte o almacenamiento de cualquier gas industrial:

• Asegurar la pureza del hidrógeno

Los analizadores de pureza de hidrógeno y los analizadores de trazas de impurezas son una herramienta esencial para ayudar a los operadores a controlar la integridad de sus tuberías y otros sistemas y para que los usuarios comprueben la pureza del hidrógeno en sus procesos. Los analizadores de trazas de oxígeno se utilizan para detectar cantidades minúsculas de oxígeno presente en el hidrógeno, alertar a los operarios de posibles fugas en el sistema y proporcionar una alerta temprana antes de que el nivel de oxígeno suponga un riesgo de explosión.

En cualquier industria en la que se almacenen o transporten grandes cantidades de gases industriales, también existe un riesgo para el personal que trabaja en espacios confinados de la zona, como las salas de control. En caso de fugas, los niveles de oxígeno en la sala podrían descender hasta niveles peligrosamente bajos. Por este motivo, los monitores de oxígeno ambiental son esenciales para proteger al personal del riesgo de asfixia.

¿Cómo se almacena y transporta el gas hidrógeno?

El procesamiento del hidrógeno para su transporte o almacenamiento puede añadir distintos niveles de impurezas en función de la técnica de acondicionamiento. Por ejemplo, un compresor de aceite puede añadir 1-3ppm de aceite residual, del mismo modo que el sulfuro de hidrógeno o la contaminación por humedad de una caverna de sal afectarán a la integridad química del hidrógeno. Las Impurezas gaseosas pueden introducirse y reducir la pureza del gas cada vez que se manipula el Hidrógeno, tanto si se almacena como si se transporta.

El hidrógeno tiene que estar disponible en el lugar adecuado, en el momento adecuado, pero no sólo eso, sino que requiere suficiente presión con el nivel de pureza adecuado y en cantidad suficiente. Los niveles de impurezas aceptables dependen de la aplicación y su medición es crucial para garantizar que el hidrógeno conserve su pureza a lo largo de la cadena de suministro.

A continuación, enumeramos los principales métodos de almacenamiento y transporte de hidrógeno junto con las técnicas clave de análisis y medición necesarias para garantizar la seguridad y la calidad en cada etapa.

Almacenamiento de hidrógeno en cavernas subterráneas

El hidrógeno gaseoso se bombea a cavernas, yacimientos petrolíferos agotados o cúpulas de sal que proporcionan una instalación de almacenamiento subterráneo ya preparada. Las empresas que utilizan el hidrógeno para generar electricidad o inyectarlo en la red nacional de transporte suelen recurrir a este método.

Preocupaciones clave:

El hidrógeno se saturará de humedad y habrá que secarlo antes de utilizarlo, lo que supondrá un coste importante para el operador. También puede contaminarse con trazas de productos químicos procedentes de la caverna. Los analizadores de trazas de humedad con certificación de zona peligrosa adecuada miden el contenido de humedad del gas antes y después del proceso de secado para garantizar la máxima eficiencia energética.

Los analizadores de pureza del hidrógeno darán una indicación del nivel de pureza. Si se necesita información exacta sobre los tipos y niveles de cada impureza, se recomienda un Cromatógrafo de gases industrial.

Almacenamiento del hidrógeno en tanques presurizados

El hidrógeno se almacena como gas comprimido a alta presión, entre 5.000 y 10.000 psi. Esto reduce el volumen del gas y es un método rentable de utilizar.

Preocupaciones clave:

A estas presiones, el hidrógeno debe estar seco para evitar que se forme agua líquida en el depósito: unas mediciones precisas de la traza de humedad para controlar los secadores antes de la presurización optimizan la energía utilizada para el secado. Se recomiendan transmisores del punto de rocío intrínsecamente seguros o a prueba de explosiones, junto con sistemas de muestreo adecuados.

La compresión del gas puede introducir trazas de aceite en el gas. Dependiendo del nivel de pureza requerido para la aplicación final, los analizadores fiables de pureza del hidrógeno o los analizadores de impurezas traza permiten a los operadores y usuarios finales confirmar la calidad del gas suministrado.

Asegurarse de que no haya fugas en el depósito es de vital importancia. Dado que el hidrógeno se almacena a alta presión, se producirán fugas del depósito que pueden detectarse con un monitor de H2 ambiental. Las fugas también se producen cuando hay tuberías sueltas que permiten la entrada de humedad o aire. Los analizadores de pureza del hidrógeno instalados en el punto de suministro confirman la pureza del hidrógeno.

Almacenamiento de hidrógeno en tanques criogénicos

El hidrógeno se almacena como líquido a -253 °C. Esto reduce aún más el volumen, pero el mantenimiento de la baja temperatura hace que este método sea una opción más cara.

Preocupaciones clave:

Al igual que antes, el gas debe secarse antes de la licuefacción para evitar la formación de hielo y daños en los equipos. Tras la regasificación y antes de su uso, los analizadores de pureza del hidrógeno garantizan la calidad del gas.

Almacenamiento de hidrógeno en sólidos o como compuestos químicos:

El hidrógeno también puede almacenarse por absorción o adsorción en un sólido, o almacenándolo en una forma química sólida, lo que confiere al hidrógeno una alta densidad que facilita encontrar un espacio de almacenamiento adecuado. Este método se está estudiando para utilizarlo en el almacenamiento de hidrógeno para pilas de combustible.

Preocupaciones clave:

Los compuestos químicos no son estables y se liberará gas hidrógeno a medida que el sólido se degrade. La Seguridad es la principal preocupación en el almacenamiento, y se necesitan monitores ambientales para controlar el hidrógeno: se necesitan monitores ambientales tanto de Oxígeno como de Hidrógeno.

Transporte de hidrógeno gaseoso por tuberías

El hidrógeno gaseoso se transporta a través de una tubería. Este método es el más utilizado para distancias cortas debido al pequeño tamaño de la molécula de hidrógeno y a la necesidad de controlar y evitar las fugas. Para el transporte a distancias más largas, el hidrógeno se mezcla a veces con gas natural y se transporta en la misma tubería, bien para utilizarlo como combustible en la red eléctrica, bien para separarlo antes de su uso como hidrógeno puro.

Preocupaciones clave:

Detectar fugas en el gasoducto es la principal preocupación en materia de Seguridad: si el hidrógeno se filtra a la atmósfera, existe riesgo de explosión. Sin embargo, también existe un problema de calidad: si entra aire y humedad en el gasoducto, el nivel de pureza del gas disminuye.

Los analizadores en línea de trazas de humedad y gas binario de proceso controlan tanto la pureza del hidrógeno como la detección temprana de fugas si se detecta aire en la tubería.

Cuando el hidrógeno se ha mezclado con gas natural para su transporte, los analizadores de trazas de impurezas y los analizadores de pureza del hidrógeno confirmarán la pureza del gas tras la separación.

Transporte de hidrógeno en botellas de gas o en forma química/sólida

El transporte de hidrógeno por carretera o ferrocarril como gas comprimido en forma embotellada es la forma más común de transporte.

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Preocupaciones clave:

Como con cualquier gas embotellado, confirmar la calidad en el punto de uso es esencial para la mayoría de los procesos. Esto puede hacerse fácilmente utilizando un analizador de gas binario calibrado para H2 puro y un Hidrómetro fijo o portátil para comprobar los niveles de humedad.

Obtenga asesoramiento experto y específico para cada aplicación

En este post se han tratado brevemente los métodos habituales de almacenamiento y transporte junto con las preocupaciones más comunes. Cada lugar y aplicación son diferentes, y nuestros expertos estarán encantados de asesorarle sobre la solución más eficaz para satisfacer sus necesidades específicas, ya se trate de un instrumento disponible en el mercado o de un paquete de analizadores diseñado a medida. Por qué no se pone en contacto con nosotros hoy mismo para plantearnos su pregunta?