Mantenere la purezza dell'idrogeno gassoso per il rifornimento di idrogeno
La qualità del carburante a idrogeno, utilizzato per alimentare auto, camion, autobus e altri veicoli a celle a combustibile, è fondamentale per il corretto funzionamento delle celle a combustibile. I contaminanti provenienti dalla fornitura di idrogeno possono danneggiare le celle a combustibile, pertanto è fondamentale che la purezza sia gestita in modo efficace durante i processi di rifornimento di idrogeno per ridurre il rischio.
Stewart Anderson, Engineering Manager di Haskel, spiega come il compressore idraulico H-Drive di Haskel, la tecnologia alla base delle stazioni di rifornimento Geno della grande flotta di Haskel, sia stato progettato per mantenere la purezza dell'idrogeno gassoso ed evitare la contaminazione.
Ridurre al minimo la contaminazione
Haskel è consapevole dell'importanza di mantenere la pulizia del gas durante le attività di compressione. Sappiamo che le celle a combustibile sono sensibili a qualsiasi tipo di contaminazione del gas ed è per questo che è imperativo mantenere la purezza del gas entro i livelli indicati negli standard ISO 14687 e SAE J2719.
Riconosciamo che la contaminazione da gas è una preoccupazione particolare per il settore, soprattutto per quanto riguarda la tecnologia ad azionamento idraulico. La gamma completa di compressori per idrogeno Haskel è progettata specificamente per evitare qualsiasi contaminazione incrociata del gas, per garantire il mantenimento della purezza del gas durante l'intero processo di rifornimento.
Progettazione dei rischi durante la compressione dell'idrogeno
Durante il processo di rifornimento l'idrogeno viene compresso, trasportato e immagazzinato fino al punto di utilizzo. La compressione si ottiene spostando l'idrogeno attraverso un compressore che riduce il volume del gas tra l'ingresso e lo scarico, talvolta in più fasi. La riduzione del volume aumenta la pressione statica del gas e consente di trasportare l'idrogeno in modo economico per poterlo stoccare in serbatoi, mentre la compressione aumenta la pressione del gas fino ai livelli necessari per alimentare un veicolo. La purezza del gas deve essere mantenuta durante tutto il processo di compressione.
Per raggiungere questo obiettivo, il nostro H-Drive e tutti i booster Haskel ad azionamento idraulico hanno due sezioni distinte, il gruppo del cilindro idraulico e la sezione del gas.
Il gruppo del cilindro idraulico aziona il pistone tramite l'olio idraulico ad alta pressione che spinge i pistoni, comprimendo a sua volta il gas nella sezione del gas e aumentando la pressione. Tra il pistone del gas e il gruppo del cilindro idraulico è presente un apposito elemento di separazione o distanziatore (sezione 1), che isola la sezione del gas dall'azionamento idraulico e impedisce qualsiasi contaminazione incrociata.
Il gruppo del cilindro idraulico al centro del booster comprende tre tipi di guarnizioni su entrambi i lati dello stelo del pistone per mantenere l'olio all'interno del gruppo del cilindro. La guarnizione primaria, la guarnizione tampone e la guarnizione tergicristallo impediscono la fuoriuscita di olio che potrebbe causare contaminazione.
Le sezioni del gas del booster si trovano alle due estremità e all'interno del cilindro del gas si trova un pistone alternativo con una tenuta primaria e secondaria del gas. Le guarnizioni del gas sono progettate per mantenere il gas di processo davanti al pistone.
Le guarnizioni del pistone del gas sono elementi di consumo e con il tempo iniziano a usurarsi e il gas fuoriesce dalla parte anteriore del pistone verso quella posteriore. Il gas che fuoriesce dalla guarnizione del gas viene espulso attraverso la linea di bypass della guarnizione (voce A) nel distanziatore. Data la differenza di pressione tra l'ingresso del gas positivo e la linea di bypass della tenuta atmosferica, è impossibile che i gas di processo si mescolino e si contaminino.
Il distanziatore comprende anche una serie di guarnizioni idrauliche, tra cui una guarnizione a stelo che costituisce la barriera finale per garantire che l'olio idraulico sia tenuto lontano dal gas di processo. Come le guarnizioni del gas, si tratta di elementi di consumo che si usurano con il tempo, ma che, se sottoposti a una corretta manutenzione, non si guastano mai.
Nell'improbabile caso di un guasto o se inizia a passare un po' d'olio, il sistema è stato progettato in modo che l'olio che fuoriesce dall'azionamento idraulico defluisca dalla porta di bypass dell'olio nella parte inferiore del distanziatore (voce B); anche in questo caso, la pressione positiva dal lato del gas impedirà il passaggio dell'olio nella sezione del gas.
Test e garanzia di qualità
Grazie a test approfonditi sull'idrogeno e al funzionamento, Haskel ha scoperto che la nostra tecnologia di sigillatura è efficace per evitare la contaminazione del gas di processo. La purezza del gas viene mantenuta entro i livelli indicati dalle norme ISO 14687 e SAE J2719.
Naturalmente, essendo un materiale di consumo, le guarnizioni si degradano con il tempo e il profilo di utilizzo, ma con intervalli di manutenzione regolari è possibile mantenere l'efficienza per tutta la durata del sistema.
In qualità di produttore leader di apparecchiature altamente ingegnerizzate per il trattamento di fluidi e gas, progettate per generare, immagazzinare e controllare gas e liquidi ad alta pressione per un'ampia gamma di applicazioni mission critical da oltre 75 anni, i clienti possono essere certi che i booster idraulici di Haskel sono adatti alle applicazioni di rifornimento di idrogeno.
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