Prozessarmaturen für Wasserstoff Bereit für grünen Wasserstoff? Mit den passenden Armaturen auf der sicheren Seite

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Bürkert GmbH & Co. KG

GEMÜ Gebrüder Müller Apparatebau GmbH & Co. KG

Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG

Schubert & Salzer Control Systems GmbH

Wasserstoff ist ein Schlüsselbaustein einer postfossilen Wirtschaft – zugleich ist das Gas anspruchsvoll und erfordert die passende Ausrüstung. Insbesondere die Fluidik ist durch die aggressiven Eigenschaften des Gases gefordert.

Wasserstoff gilt als umweltfreundlicher Energieträger der Zukunft, weil er sehr flexibel einsetzbar ist, mit regenerativen Technologien hergestellt werden kann und sich gut transportieren sowie speichern lässt. Fluidische Komponenten, wie Ventile oder Durchflussregler, sind in der gesamten Wertschöpfungskette unerlässlich, bei der Wasserstofferzeugung ebenso wie bei der -verteilung und -nutzung. Sie müssen dabei hohe Anforderungen erfüllen.

Neben Präzision und Wasserstoffbeständigkeit für einen sicheren Betrieb sind Langlebigkeit und vor allem auch Skalierbarkeit wichtig, damit zum Beispiel neue Anlagen zur Wasserstofferzeugung den Sprung vom Labormaßstab zur Industrieanwendung mit Leistungen im Gigawatt-Bereich überhaupt schaffen können.

Davon überzeugt sind auch die Fluidik-Experten von Bürkert, die ein speziell auf H2-Anwendungen abgestimmtes Portfolio in Stellung bringen, das hilft, Versprödungen und Undichtheiten zu vermeiden. Bewiesen haben das die Prozessregel- und Magnetventile, Ventilinseln, Sensoren und Durchflussregler bereits in den unterschiedlichsten Applikationen, zum Beispiel bei der Methan-Plasmalyse, in mobilen Tankstellen oder in Testanlagen von Brennstoffzellensystemen.

Die Wasserstoff-Alternative: Prozessregelung bei der Methan-Plasmalyse

Es gibt unterschiedliche Technologien zur Wasserstofferzeugung, nicht nur die energieintensive Elektrolyse. Methan-Plasmalyseure beispielsweise erzeugen aus Solar- oder Windenergie ein hochfrequentes Spannungsfeld, um Methan aus Schmutzwasser in seine molekularen Komponenten Wasserstoff (H2) und Kohlenstoff (C) aufzuspalten. Damit der Prozess sicher und in hoher Qualität abläuft, sind eine Vielzahl an Prozessarmaturen notwendig, zum Beispiel Prozessventile mit pneumatischem Antrieb in unterschiedlichen Nennweiten und in Schräg- oder Geradsitz-Ausführung (Typ 2000 und Typ 2012). Sie ermöglichen durch ihre hohe Zuverlässigkeit lange Standzeiten bei minimalem Druckabfall.

Hinzu kommen Prozessregelsysteme mit Stellungsregler vom Typ 8802 sowie Kugelventile mit pneumatischem Schwenkantrieb (Typ 8805). Die Ansteuerung übernehmen Ventilinseln vom Typ 8652 AirLINE, die sich dank ihrer kompakten Abmessungen gut in Schaltschänken in unmittelbarer Nähe zum Prozess einbauen lassen. Die entsprechenden Schränke kann Bürkert ebenfalls fertigen und individuell auf die jeweiligen Bedürfnisse anpassen. Auch nachträgliche Erweiterungen sind einfach realisierbar zum Beispiel für eine höhere Produktionskapazität.

Dossier Wasserstoff 6

Was brauchen Wasserstoff-Experten?

Kompakte und ATEX-gerechte Ventiltechnik und flexible Prüfstände

Die Verteilung von Wasserstoff über Tankstellen bringt aufgrund der oft fehlenden Infrastruktur immer noch große Herausfoderungen mit sich. Damit Wasserstoff z.B. an mobilen Tankstellen zügig und sicher getankt werden kann, ist der richtige Druckausgleich wichtig. Hier leistet Ventiltechnik einen bedeutenden Beitrag. Zur weiteren Technik zählen Sensoren, z.B. für Temperatur und Druck, entsprechende IO-Systeme und die Pneumatik-Ventile, die die medienführenden Ventile präzise schalten und so für den richtigen Druckausgleich sorgen. Alle Komponenten müssen sowohl bei Sommerhitze als auch bei Kälte im Winter zuverlässig funktionieren und zudem ATEX-konform untergebracht sein.

Brennstoffzellen-Systeme müssen unter unterschiedlichsten Bedingungen und mit einer Vielzahl an Parametern getestet werden, um einen optimalen Wirkungsgrad und eine maximale Lebensdauer sicherzustellen. Die Testeinrichtungen müssen sehr flexibel sein, gleichzeitig gilt es, die Durchflussmengen auf den einzelnen Gasstrecken feinfühlig zu regeln und präzise zu steuern. Bürkert unterstützt Brennstoffzellen-Prüfstände beispielsweise mit elektromagnetischen Proportionalventilen, elektromotorische Prozessregelventile, Massendurchflussreglern (MFC) sowie mit Füllstand-Schwimmerschalter. Durch den Einsatz von positionierbaren Stellventilen mit jeweils integrierter Absperrfunktion wird die Anlage flexibel für jede Prüfaufgabe. Bei den Ventilen für Wasserstoff ist die Eignung genauso nachgewiesen wie bei Ventilen für Sauerstoff. Der Einsatz unterschiedlicher Gase in den Prüfständen ist damit kein Problem.

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