Quali misure garantiscono la sicurezza e la purezza del gas idrogeno nello stoccaggio e nel trasporto?

Oltre 70 milioni di tonnellate di idrogeno vengono prodotte ogni anno per soddisfare la domanda dell'industria manifatturiera, chimica, della produzione di energia e automobilistica. Questo è un sacco di idrogeno (a pressione atmosferica, riempirebbe lo stadio di Wembley 2.000.000 di volte) - quindi lo stoccaggio e il trasporto sicuro di questo gas altamente infiammabile è una preoccupazione fondamentale.

Ci sono diversi metodi di stoccaggio e trasporto possibili per il gas idrogeno, a seconda dell'uso finale. Tutti questi metodi hanno bisogno di un'attenta pianificazione e controllo per garantire la qualità e la sicurezza del gas e, non a caso, le misurazioni di precisione del gas nei punti critici giocano un ruolo importante.

Oltre ad essere altamente infiammabile, le molecole di idrogeno sono molto piccole, il che rende particolarmente difficile prevenire le perdite. Per questo motivo, le due principali preoccupazioni per chiunque sia coinvolto nel trasporto o nello stoccaggio dell'idrogeno sono:

  • Prevenire o rilevare le perdite di idrogeno
  • Evitare il rischio di un'esplosione dovuta alla miscelazione di ossigeno o aria con l'idrogeno

La terza preoccupazione è condivisa con il trasporto o lo stoccaggio di qualsiasi gas industriale:

  • Assicurare la purezza dell'idrogeno

Gli analizzatori di purezza dell'idrogeno e gli analizzatori di impurità in tracce sono uno strumento essenziale per aiutare gli operatori a monitorare l'integrità delle loro condutture e altri sistemi e per gli utenti a controllare la purezza dell'idrogeno nei loro processi. Gli analizzatori di ossigeno in tracce sono utilizzati per rilevare minuscole quantità di ossigeno presenti nell'idrogeno per avvisare gli operatori di potenziali perdite nel sistema e fornire un avviso tempestivo prima che il livello di ossigeno comporti un rischio di esplosione.

In qualsiasi industria in cui vengono immagazzinate o trasportate grandi quantità di gas industriali, c'è anche un rischio per il personale che lavora in spazi confinati nella zona, come le sale di controllo. In caso di perdite, i livelli di ossigeno nella stanza potrebbero scendere a livelli pericolosamente bassi conducendo. Per questo motivo, i monitor di ossigeno ambientale sono essenziali per proteggere il personale dal rischio di asfissia.

Come viene immagazzinato e trasportato l'idrogeno gassoso?

Il trattamento dell'idrogeno per il trasporto o lo stoccaggio può aggiungere vari livelli di impurità a seconda della tecnica di condizionamento. Per esempio, un compressore di petrolio può tipicamente aggiungere 1-3ppm di olio residuo, allo stesso modo il solfuro di idrogeno o la contaminazione da umidità di una caverna di sale influenzerà l'integrità chimica dell'idrogeno. Le impurità del gas possono insinuarsi e ridurre la purezza del gas ogni volta che l'idrogeno viene manipolato, sia in fase di stoccaggio che di trasporto.

L'idrogeno deve essere disponibile nel posto giusto, al momento giusto, ma non solo, richiede una pressione sufficiente al giusto livello di purezza e in quantità sufficiente. I livelli di impurità accettabili dipendono dall'applicazione e la loro misurazione è fondamentale per garantire che l'idrogeno mantenga la sua purezza lungo la catena di fornitura.

Di seguito, elenchiamo i principali metodi di stoccaggio e trasporto dell'idrogeno insieme alle principali tecniche di analisi e misurazione necessarie per garantire sicurezza e qualità in ogni fase.

Stoccaggio dell'idrogeno in caverne sotterranee

Il gas idrogeno viene pompato in caverne, campi petroliferi esauriti o cupole di sale che forniscono un impianto di stoccaggio sotterraneo pronto all'uso. Questo metodo è spesso usato dalle aziende che usano l'idrogeno per la produzione di energia o per iniettarlo nella rete di trasmissione nazionale.

Preoccupazioni chiave:

L'idrogeno si saturerà di umidità e dovrà essere asciugato prima dell'uso, il che sarà un costo importante per l'operatore. Potrebbe anche essere contaminato da tracce di sostanze chimiche provenienti dalla caverna. Gli analizzatori di tracce di umidità con adeguata certificazione di area pericolosa misurano il contenuto di umidità del gas prima e dopo il processo di essiccazione per garantire la massima efficienza energetica.

Gli analizzatori di purezza dell'idrogeno daranno un'indicazione del livello di purezza. Se sono necessarie informazioni esatte sui tipi e sui livelli di ogni impurità, allora si raccomanda un gascromatografo industriale.

Stoccaggio dell'idrogeno in serbatoi pressurizzati

L'idrogeno viene immagazzinato come gas compresso ad alta pressione tra 5.000 e 10.000 psi. Questo riduce il volume del gas ed è un metodo economico da usare.

serbatoio di gas bianco con un logo H2 blu
Serbatoio di idrogeno
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Preoccupazioni chiave:

A queste pressioni l'idrogeno deve essere secco per evitare la formazione di acqua liquida nel serbatoio - accurate misurazioni dell'umidità in tracce per monitorare gli essiccatori prima della pressurizzazione ottimizzano l'energia utilizzata per l'essiccazione. Si raccomandano trasmettitori del punto di rugiada a sicurezza intrinseca o a prova di esplosione insieme a sistemi di campionamento adeguati.

La compressione del gas può introdurre tracce di olio nel gas. A seconda del livello di purezza richiesto per l'applicazione finale, affidabili analizzatori di purezza dell'idrogeno o analizzatori di impurità in tracce permettono agli operatori e agli utenti finali di confermare la qualità del gas fornito.

Assicurarsi che non ci siano perdite nel serbatoio è di fondamentale importanza. Poiché l'idrogeno è immagazzinato ad alta pressione, esso fuoriesce dal serbatoio e può essere rilevato con un monitor H2 ambientale. Le perdite si verificheranno anche dove ci sono tubazioni allentate che permettono l'ingresso di umidità o aria. Gli analizzatori di purezza dell'idrogeno installati al punto di fornire la conferma della purezza dell'idrogeno.

Stoccaggio dell'idrogeno in serbatoi criogenici

L'idrogeno è immagazzinato come liquido a -253 °C. Questo riduce ulteriormente il volume, ma il mantenimento della bassa temperatura rende questo metodo un'opzione più costosa.

Preoccupazioni chiave:

Come prima, il gas deve essere asciugato prima della liquefazione per evitare la formazione di ghiaccio e danni alle attrezzature. Dopo la ri-gassificazione e prima dell'uso, gli analizzatori di purezza dell'idrogeno assicurano la qualità del gas.

Stoccaggio dell'idrogeno in solidi o come composti chimici:

L'idrogeno può anche essere immagazzinato per assorbimento o adsorbimento su un solido, o immagazzinandolo in una forma chimica solida, che dà all'idrogeno un'alta densità che rende più facile trovare uno spazio di stoccaggio adatto. Questo metodo viene esplorato per l'uso nello stoccaggio dell'idrogeno per le celle a combustibile.

Preoccupazioni chiave:

I composti chimici non sono stabili e l'idrogeno gassoso sarà rilasciato quando il solido si degrada. La sicurezza è la preoccupazione principale per lo stoccaggio, e sono necessari dei monitor ambientali per monitorare l'idrogeno: sono necessari sia monitor ambientali di ossigeno che di idrogeno.

Trasportare l'idrogeno gassoso nelle condutture

L'idrogeno gassoso è trasportato tramite un gasdotto. Questo metodo è solitamente usato per brevi distanze a causa delle piccole dimensioni della molecola di idrogeno e della necessità di monitorare e prevenire le perdite. Per il trasporto su distanze più lunghe, l'idrogeno è talvolta mescolato con il gas naturale e trasportato nello stesso gasdotto e usato come combustibile nella rete elettrica, o separato prima dell'uso come idrogeno puro.

natural gas pipeline
Natural Gas Pipeline

Preoccupazioni chiave:

Rilevare le perdite nel gasdotto è la principale preoccupazione per la sicurezza - se l'idrogeno fuoriesce nell'atmosfera c'è un rischio di esplosione. Tuttavia, c'è anche un problema di qualità: se l'aria e l'umidità entrano nella conduttura, il livello di purezza del gas scende.

Gli analizzatori di tracce di umidità e di gas binari di processo monitorano sia la purezza dell'idrogeno che forniscono un allarme preventivo per le perdite se viene rilevata dell'aria nella conduttura.

Quando l'idrogeno è stato miscelato con il gas naturale per il trasporto, gli analizzatori di impurità in tracce e di purezza dell'idrogeno confermeranno la purezza del gas dopo la separazione.

Trasportare l'idrogeno in bombole di gas o in forma chimica/solida

Il trasporto dell'idrogeno su strada o su rotaia come gas compresso in bottiglia è la forma di trasporto più comune.

Bottiglie di idrogeno gialle su uno scaffale
Bottiglie di idrogeno

Preoccupazioni chiave:

Come per qualsiasi gas in bottiglia, confermare la qualità al punto di utilizzo è essenziale per la maggior parte dei processi. Questo può essere fatto facilmente usando un analizzatore di gas binario calibrato per H2 puro e un igrometro fisso o portatile per controllare i livelli di umidità.

Ottieni un consiglio esperto e specifico per l'applicazione

Questo post ha coperto brevemente i metodi comuni di stoccaggio e trasporto insieme alle preoccupazioni più comuni. Ogni sito e applicazione sono diversi, e i nostri esperti sono felici di consigliarvi la soluzione più efficace per soddisfare le vostre esigenze specifiche, sia che si tratti di uno strumento pronto all'uso o di un pacchetto di analizzatori progettato su misura. Perché non ti metti in contatto con la tua domanda oggi?




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