Afsluiters voor waterstof
Afsluiters voor waterstof
Waterstof is een uitstekende energiedrager en zal hierdoor op verschillende manieren van groot belang zijn voor de energietransitie. Wanneer het duurzaam wordt aangemaakt, kan waterstof zorgen voor minder emissies en een lagere afhankelijkheid van fossiele brandstoffen. Waterstof is een licht element dat geen energiebron, maar een energiedrager is. Het element kan met meerdere bronnen worden geproduceerd en het heeft -indien gecomprimeerd en in kleine volumes- een grote capaciteit voor de opslag van energie. Om deze redenen wordt het waterstof vaak als de oplossing voor de energietransitie genoemd.
Veel industriële processen leiden tot waterstof als bijproduct. Hiernaast kan waterstof worden geproduceerd uit aardgas. Ten slotte kan het element worden geproduceerd uit elektrolyse uit wind of uit zonne-energie; zogenaamde duurzame of groene waterstof. Waterstof zelf, kan op zijn beurt worden gebruikt als brandstof voor verscheidende productieprocessen, als input voor energiecentrales, als brandstof voor mobiliteit of als energiedrager voor de opslag van piekcapaciteit. Door energiecentrales te laten draaien met groene waterstof geproduceerd uit windmolenparken in Eemshaven of de Maasvlakte, of door bussen, treinen en auto’s te laten rijden op groene waterstof geproduceerd door lokale zonneparken, kan de wereldwijde emissie van CO2 significant worden gereduceerd. Gelijktijdig kan dit doel worden bereikt door pijpleidingen aan te leggen tussen chemische bedrijven die waterstof als bijproduct produceren en bedrijven die waterstof kunnen gebruiken als input voor verscheidene productieprocessen. Het feit dat bestaande aardgasleidingen kunnen worden aangepast voor het vervoeren van waterstof draagt bij aan de mogelijkheden om de energietransitie mogelijk te maken.
De toepassing van waterstof in de industrie kan onderverdeeld worden in enkele globale categorieën:
- Waterstofproductie (‘’groen’’, ‘’blauw’’, of ‘’grijs’’)
- Waterstof conditionering (compressie en liquifaction)
- Waterstofdistributie / -transport (via pijpleidingen of tanks)
- Waterstof voor mobiliteit (H2 als nieuwe brandstof)
De omstandigheden en eisen die gesteld worden aan componenten zoals afsluiters verschillen enorm tussen deze verschillende toepassingsgebieden. Afhankelijk van de exacte toepassing kunnen drukniveaus variëren van 5 barg tot 1500 barg en kunnen temperatuur niveaus variëren van ambiant naar cryogeen.
Naast de grote verschillen in druk en temperatuur is de aard van het waterstof atoom zelf een reden voor specifieke aandacht. Waterstof is net als andere energiedragers niet alleen licht ontvlambaar maar ook zeer klein en licht. Dit laatste aspect stelt specifieke eisen aan de selectie van materialen en aan de vereiste dichtheid van, onder andere, afsluiters.
Bij de selectie van de juiste materialen zijn de volgende aandachtspunten van belang:
- H2 is een zeer licht en klein molecuul, wat specifieke eisen stelt aan het ontwerp en de selectie van afdichtingsystemen. Vaak zijn specifieke afdichtingssystemen vereist die aan specifieke testen met helium worden onderworpen om de dichtheid te garanderen
- Doordat het H2 molecuul op de lange termijn in staat is om metaaloppervlaktes te penetreren ontstaat het gevaar op HGE (H2 gas embrittlement). Bij hogere drukniveaus kan dit op termijn leiden tot degradatie van staalwerk en zelfs tot scheurvorming en het breken van de structuur. De selectie van de juiste materialen voorkomt HGE.
- H2 brandstofcellen kunnen op termijn worden aangetast door onzuiverheden in het medium. Dit vereist een hoog niveau van purity volgens ISO 16232 waarbij onder andere het gebruik van vetten, smeermiddelen en onzuiverheden moeten worden voorkomen.
In samenwerking met Habonim Industrial Valves levert Hanwel een brede range aan afsluiters voor waterstof die allen rekening houden met de bovenstaande aspecten.
Afsluiters voor waterstof op lage druk (max. 90 barg)
De materialen van onze kogelkranen voor waterstof op lage druk worden zorgvuldig geselecteerd om HGE te voorkomen. Tevens worden ze geassembleerd en getest volgens ISO 16232 om aan de hoogste standaarden op het gebied van purity te voldoen. Deze kogelkranen zijn standaard gecertificeerd conform ISO 15848-1 voor fugitive emissions (500.000 schakelingen), API 607 (fire safe) en ATEX classificering. Elke afsluiter wordt onderheven aan een vacuum Helium test (<10-⁶ mg/sec/m) om de dichtheid van de spindelafdichting te garanderen. Dit betreft onze H47 serie kogelkranen.
Afsluiters voor waterstof op middelhoge druk (max. 500 barg)
Onze series H24 en H28 waterstofafsluiters zijn geschikt voor waterstof tot een maximale druk van 500 bar. De basis kenmerken en certificeringen zijn identiek aan de H47 afsluiters voor lage druk met als aanvulling dat het risico op HGE voor deze drukklasse groter wordt. Hierdoor wordt er ten allen tijde gebruik gemaakt van materialen als RVS 316L voor het huis en zorgvuldig geselecteerde materialen voor de spindel. Naarmate de druk rating groter wordt, daalt normaliter de doorlaat van de leiding en dus van de afsluiters. Veelgebruikte connecties als cone and thread behoren tot de standaard uitvoering van Habonim. De serie H24 is TPED gecertifieerd voor gebruik in toepassingen op het gebeid van wegtransport.
Afsluiters voor waterstof op hoge druk (max. 1050 barg / 15.000Psi)
De drukniveaus binnen processen in H2 fueling kunnen stijgen tot 1050 bar(g). Dit stelt specifieke eisen aan de componenten die worden gebruikt. Onze H29 floating ball design en H99 trunnion ball kogelkranen voorzien in deze vraag. Beide afsluiters zijn volledig gecertificeerd conform ISO 19880-3, ISO 23826 en TPED. Met een werktemperatuur van -60⁰ tot 230⁰C, is de H29 geschikt voor een maximale werkdruk van 1.000 bar en de H99 tot een maximale werkdruk tot 1.050 bar. Het verschil zit hem echter in de gecertificeerde druk. De H29 is ISO 19880-3, ISO 23826 en TPED- gecertificeerd tot 700 bar / 10.000 Psi terwijl de H99 ISO 19880, ISO 23826 en TPED- gecertificeerd is voor 1.050 bar / 15.000 Psi.
Onze specialisten helpen u graag met de selecte van de juiste afsluiter voor uw toepassing.
