Quais medições garantem a segurança e a pureza do gás hidrogênio no armazenamento e no transporte?

Existem vários métodos de armazenamento e transporte possíveis para o gás hidrogênio, dependendo do uso final. Todos esses métodos precisam de planejamento e controle cuidadosos para garantir a qualidade e a segurança do gás e, não surpreendentemente, as medições de precisão do gás em pontos críticos desempenham um papel importante.

Além de serem altamente inflamáveis, as moléculas de hidrogênio são muito pequenas, o que torna a prevenção de vazamentos especialmente desafiadora. Por isso, as duas principais preocupações de qualquer pessoa envolvida no transporte ou armazenamento de hidrogênio são:

• Prevenção ou detecção de vazamentos de hidrogênio
• Evitar o risco de explosão devido à mistura de oxigênio ou ar com hidrogênio

A terceira preocupação é compartilhada com o transporte ou o armazenamento de qualquer gás industrial:

• Garantir a pureza do hidrogênio

Os analisadores de pureza de hidrogênio e os analisadores de traços de impureza são uma ferramenta essencial para ajudar os operadores a monitorar a integridade de suas tubulações e outros sistemas e para os usuários verificarem a pureza do hidrogênio em seus processos. Os analisadores de traços de oxigênio são usados para detectar pequenas quantidades de oxigênio presentes no hidrogênio para alertar os operadores sobre possíveis vazamentos no sistema e fornecer um aviso antecipado antes que o nível de oxigênio represente um risco de explosão.

Em qualquer setor em que grandes quantidades de gás industrial são armazenadas ou transportadas, há também um risco para o pessoal que trabalha em espaços confinados na área, como salas de controle. Em caso de vazamentos, os níveis de oxigênio na sala podem cair para níveis perigosamente baixos. Por esse motivo, os monitores de oxigênio ambiente são essenciais para proteger o pessoal do risco de asfixia.

Como o gás hidrogênio é armazenado e transportado?

O processamento do hidrogênio para transporte ou armazenamento pode adicionar níveis variados de impurezas, dependendo da técnica de condicionamento. Por exemplo, um compressor de óleo pode adicionar tipicamente de 1 a 3 ppm de óleo residual; da mesma forma, o sulfeto de hidrogênio ou a contaminação por umidade de uma caverna de sal afetará a integridade química do hidrogênio. As impurezas do gás podem se infiltrar e reduzir a pureza do gás sempre que o hidrogênio for manuseado, seja armazenado ou transportado.

O hidrogênio precisa estar disponível no lugar certo, no momento certo, mas não apenas isso, ele requer pressão suficiente no nível de pureza certo e em quantidade suficiente. Os níveis de impureza aceitáveis dependem da aplicação e sua medição é crucial para garantir que o hidrogênio mantenha sua pureza ao longo da cadeia de suprimento.

Abaixo, listamos os principais métodos de armazenamento e transporte de hidrogênio, juntamente com as principais técnicas de análise e medição necessárias para garantir a segurança e a qualidade em cada estágio.

Armazenamento de hidrogênio em cavernas subterrâneas

O gás hidrogênio é bombeado para cavernas, campos de petróleo esgotados ou cúpulas de sal que fornecem uma instalação de armazenamento subterrâneo pronta para uso. Esse método é frequentemente usado por empresas que utilizam o hidrogênio para geração de energia ou para injetar na rede de transmissão nacional.

Principais preocupações:

O hidrogênio ficará saturado de umidade e precisará ser secado antes do uso, o que representará um grande custo para o operador. Ele também pode ficar contaminado com traços de produtos químicos da caverna. Os analisadores de traços de umidade com certificação adequada para áreas de risco medem o teor de umidade do gás antes e depois do processo de secagem para garantir a máxima eficiência energética.

Os analisadores de pureza de hidrogênio darão uma indicação do nível de pureza. Se forem necessárias informações exatas sobre os tipos e níveis de cada impureza, recomenda-se um cromatógrafo a gás industrial.

Armazenamento de hidrogênio em tanques pressurizados

O hidrogênio é armazenado como gás comprimido a alta pressão, entre 5.000 e 10.000 psi. Isso reduz o volume do gás e é um método econômico a ser usado.

Principais preocupações:

Nessas pressões, o hidrogênio deve estar seco para evitar a formação de água líquida no tanque - medições precisas de traços de umidade para monitorar os secadores antes da pressurização otimizam a energia usada para a secagem. Recomenda-se o uso de transmissores de ponto de orvalho intrinsecamente seguros ou à prova de explosão, juntamente com sistemas de amostragem adequados.

A compressão do gás pode introduzir traços de óleo no gás. Dependendo do nível de pureza exigido para a aplicação final, analisadores confiáveis de pureza do hidrogênio ou analisadores de traços de impureza permitem que os operadores e usuários finais confirmem a qualidade do gás fornecido.

Garantir que não haja vazamentos no tanque é de importância fundamental. Como o hidrogênio é armazenado em alta pressão, ele vazará do tanque e poderá ser detectado com um monitor de H2 ambiente. Também ocorrerão vazamentos quando houver tubulações com folga, o que permitiria a entrada de umidade ou ar. Os analisadores de pureza do hidrogênio instalados no ponto de fornecimento confirmam a pureza do hidrogênio.

Armazenamento de hidrogênio em tanques criogênicos

O hidrogênio é armazenado como um líquido a -253 °C. Isso reduz ainda mais o volume, mas a manutenção da baixa temperatura torna esse método uma opção mais cara.

Principais preocupações:

Como antes, o gás deve ser seco antes da liquefação para evitar a formação de gelo e danos ao equipamento. Após a regaseificação e antes do uso, os analisadores de pureza do hidrogênio garantem a qualidade do gás.

Armazenamento de hidrogênio em sólidos ou como compostos químicos:

O hidrogênio também pode ser armazenado por absorção ou adsorção em um sólido, ou por armazenamento em uma forma química sólida, o que dá ao hidrogênio alta densidade, facilitando a localização de um espaço de armazenamento adequado. Esse método está sendo explorado para uso no armazenamento de hidrogênio para células de combustível.

Principais preocupações:

Os compostos químicos não são estáveis e o gás hidrogênio será liberado à medida que o sólido se degrada. A segurança é a principal preocupação com o armazenamento, e são necessários monitores ambientais para monitorar o hidrogênio: são necessários monitores ambientais de oxigênio e hidrogênio.

Transporte de gás hidrogênio em tubulações

O hidrogênio gasoso é transportado por meio de uma tubulação. Esse método é normalmente usado para distâncias curtas devido ao pequeno tamanho da molécula de hidrogênio e à necessidade de monitorar e evitar vazamentos. Para o transporte em distâncias maiores, o hidrogênio às vezes é misturado com gás natural e transportado na mesma tubulação e usado como combustível na rede de energia ou separado antes de ser usado como hidrogênio puro.

Principais preocupações:

A detecção de vazamentos na tubulação é a principal preocupação com a segurança - se houver vazamento de hidrogênio na atmosfera, há risco de explosão. No entanto, há também uma preocupação com a qualidade: se o ar e a umidade entrarem na tubulação, o nível de pureza do gás cairá.

Os analisadores on-line de traços de umidade e de gás binário de processo monitorarão a pureza do hidrogênio e também fornecerão um aviso antecipado de vazamentos se for detectado ar na tubulação.

Quando o hidrogênio é misturado ao gás natural para transporte, os analisadores de traços de impurezas e os analisadores de pureza do hidrogênio confirmam a pureza do gás após a separação.

Transporte de hidrogênio em garrafas de gás ou na forma química/sólida

O transporte de hidrogênio por rodovia ou ferrovia como gás comprimido em forma de garrafa é a forma mais comum de transporte.

Principais preocupações:

Como acontece com qualquer gás engarrafado, a confirmação da qualidade no ponto de uso é essencial para a maioria dos processos. Isso pode ser feito facilmente com o uso de um analisador de gás binário calibrado para H2 puro e um higrômetro fixo ou portátil para verificar os níveis de umidade.

Obtenha orientação especializada e específica para o aplicativo

Esta postagem abordou brevemente os métodos comuns de armazenamento e transporte, juntamente com as preocupações mais comuns. Cada local e aplicação são diferentes, e nossos especialistas têm o prazer de aconselhá-lo sobre a solução mais eficaz para atender às suas necessidades específicas, seja um instrumento pronto para uso ou um pacote de analisador projetado sob medida. Por que não entrar em contato com sua pergunta hoje?