Sovralimentazione di idrogeno, da 30 a 150 Bar.

Perché l’idrogeno richiede una compressione costruita apposta

L’idrogeno è la molecola più piccola e leggera della gestione dei gas industriali, e si comporta di conseguenza — diffonde attraverso guarnizioni che trattengono altri gas senza problemi, e infragilisce molti metalli comuni nel tempo attraverso un processo in cui gli atomi di idrogeno assorbiti riducono la duttilità e la tenacità a frattura del reticolo metallico. Un compressore costruito per aria o azoto e semplicemente ridimensionato per l’idrogeno eredita entrambi i problemi. La stazione di sovralimentazione di idrogeno è progettata attorno all’idrogeno fin dall’inizio: ogni superficie a contatto, guarnizione e caratteristica di isolamento dell’azionamento riflette quel punto di partenza.

Azionamento idraulico con fluido glicole

La corsa di compressione è azionata idraulicamente, usando un fluido glicole anziché il gas stesso, con 500W–750W di potenza elettrica in ingresso. Ciò offre cicli di compressione a doppio effetto fluidi e controllati nell’intervallo da 30 Bar a 150 Bar, senza la pulsazione e l’usura di un compressore alternativo ad azionamento diretto. Una barriera aperta tra il circuito di azionamento a glicole e il percorso del gas è una scelta progettuale deliberata: impedisce al fluido di azionamento di contaminare mai il flusso di idrogeno, così la purezza del gas è mantenuta per tutta la vita dell’unità.

Ingegneria dei materiali specifica per l’idrogeno

Ogni componente a contatto con l’idrogeno — alesaggi dei cilindri, corpi valvola, raccordi — è specificato in ottone, con gomma NBR (nitrile) per guarnizioni e componenti elastomerici. Questa combinazione è scelta specificamente per mitigare l’infragilimento da idrogeno, una modalità di guasto reale e ben documentata nelle leghe ferrose esposte all’idrogeno sotto pressione e carico ciclico. I componenti della corsa dei cilindri sono a loro volta specificati in acciaio resistente alla corrosione in grado di sopportare la pressione e la sollecitazione ciclica del servizio di compressione continuo.

Raffreddamento e stabilità termica

Comprimere qualsiasi gas genera calore, e l’elevato rapporto tra i calori specifici dell’idrogeno lo rende più pronunciato che con gas più pesanti. L’HGBS include un circuito di raffreddamento dedicato per gestire il calore generato durante la compressione, mantenendo l’intero sistema entro limiti sicuri di temperatura di esercizio e prevenendo il degrado termico di guarnizioni e fluido di azionamento durante il funzionamento continuo.

Meccanismi di sicurezza per un funzionamento affidabile

Nella configurazione standard sono integrati due livelli di sicurezza. Primo, una valvola di sfogo sul circuito del glicole rilascia automaticamente la pressione in eccesso per impedire al sistema di superare il valore nominale di 150 Bar, proteggendo sia le apparecchiature sia il personale. Secondo, controlli ridondanti a prova di guasto monitorano continuamente le condizioni del sistema e attivano un arresto di emergenza automatico nell’istante in cui viene rilevata un’anomalia — senza richiedere l’intervento dell’operatore per arrestare una condizione di guasto.

Una configurazione a due cilindri per servizio combinato H₂/O₂

L’unità standard è costruita attorno a due rami di cilindri che condividono un’unica base, azionamento idraulico e pannello di controllo: un ramo idrogeno con corsa di 100 mm e un secondo ramo idoneo all’ossigeno con corsa di 50 mm. Questa disposizione è adatta a siti che devono sovralimentare entrambi i gas da uno skid comune — per esempio impianti di elettrolisi dell’acqua, dove idrogeno e ossigeno sono prodotti insieme ed entrambi possono richiedere compressione per lo stoccaggio o l’uso a valle. Ogni ramo ha i propri manometri e isolamenti, così i due flussi di gas restano controllati in modo indipendente anche condividendo un azionamento.

Applicazioni lungo la filiera dell’idrogeno

La combinazione di basso assorbimento di potenza, ingombro compatto dello skid e costruzione sicura per l’idrogeno rende l’HGBS adatto a una gamma di servizi: compressione di idrogeno per l’infrastruttura di erogazione delle stazioni di rifornimento, alimentazione di reti di distribuzione di gas industriali, pressione controllata per la R&S su stoccaggio di idrogeno e celle a combustibile e supporto a progetti di energia rinnovabile che immagazzinano idrogeno generato da energia eolica o solare in eccesso. Nei processi chimici, la stessa unità sovralimenta l’idrogeno per reazioni di idrogenazione che richiedono una fornitura di gas ad alta pressione.

Per le infrastrutture idrogeno correlate, il banco dinamico di prova perdite per idrogeno ad alta pressione di Neometrix convalida l’integrità di bombole e componenti per idrogeno fino a 1000 Bar, la camera di scoppio per prove su bombole per idrogeno offre capacità di prova distruttiva per le bombole di stoccaggio dell’idrogeno, e il banco prova per motori a pistoni a idrogeno supporta lo sviluppo di motori bifuel H₂ — coprendo insieme i lati compressione, prova di sicurezza e uso finale dell’infrastruttura dell’idrogeno.