Soluciones integrales para la cadena de valor del hidrógeno
Con una amplia gama de válvulas de control, aislamiento y alivio, reguladores y actuadores, Emerson ofrece soluciones avanzadas para aplicaciones de hidrógeno en toda la cadena de valor: producción, transporte, inyección, abastecimiento y distribución.
Nuestra experiencia impulsa sus operaciones, ayudándole a alcanzar sus objetivos de bajas emisiones, seguridad y productividad.
Experiencia y soluciones en la cadena de valor
Hidrógeno verde
La producción de electrolizadores de hidrógeno utiliza agua y electricidad para producir hidrógeno mediante electrólisis, separando el agua en hidrógeno y oxígeno en un electrolizador. Los electrolizadores varían desde pequeños dispositivos hasta instalaciones a gran escala. La electrólisis a gran escala requiere diseños escalables para operaciones eficientes, seguras y rentables. Las soluciones de válvulas de Emerson desempeñan un papel crucial en los electrolizadores y la electrólisis a gran escala, ya que proporcionan tecnologías confiables y avanzadas que garantizan un funcionamiento seguro, eficiente y rentable.
Sistema de válvula de control y actuador Fisher™ GX
Cumplimiento de los requisitos de dimensionamiento de caudales y tuberías. Los conductos diseñados dentro del cuerpo de la válvula ofrecen una capacidad óptima y un patrón de caudal estable para un funcionamiento fluido.
Válvula de mariposa Keystone™ K-LOK serie 38
Válvula de mariposa de alto desempeño adecuada para aplicaciones de ciclo alto. La válvula cumple con la norma EN 558, cuenta con servicio bidireccional sin salida, eje resistente a explosiones y diseño doble excéntrico para mayor durabilidad.
Válvulas de seguridad modulares de piloto LP Anderson Greenwood™ tipo 9300
Válvulas de alivio de presión pilotadas con una capacidad y un sellado sin igual, diseñadas específicamente para buques transportadores de GNL y GLP, FSRU y FLNG.
Hidrógeno azul
El reformador de metano a vapor (Steam Methane Reformer, SMR), el método más común para producir hidrógeno, utiliza metano, un gas natural, y un catalizador de níquel para reaccionar con vapor a altas temperaturas.
La adsorción por oscilación de presión (Pressure Swing Adsorption, PSA) produce cíclicamente hidrógeno puro a partir de los gases residuales del reformador de metano a vapor (SMR) mediante la adsorción de las impurezas presentes en la corriente de gas.
La adsorción por oscilación al vacío (Vacuum Swing Adsorption, VSA) purifica el hidrógeno procedente del reformado del metano con vapor (SMR). Al eliminar los contaminantes, el VSA consigue hidrógeno de alta pureza.
El tratamiento con gas amínico elimina el dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno del gas producido por SMR, lo que permite obtener hidrógeno de alta pureza sin los gases ácidos no deseados.
El reformado autotérmico (Autothermal Reforming, ATR) combina el reformado con vapor y la oxidación parcial para convertir hidrocarburos en hidrógeno, lo que ofrece una mayor eficiencia térmica y menores requisitos de calentamiento externo que el reformado con vapor tradicional.
Las soluciones de válvulas de Emerson están diseñadas para ayudar a los operadores en estas etapas del proceso de producción de hidrógeno, garantizando la confiabilidad, la seguridad y el desempeño óptimo en estas operaciones esenciales, incluyendo la estabilización de la combustión, la reducción de la variabilidad de la temperatura y la gestión de las emisiones y los costos energéticos.
Válvulas de bola flotante de cuerpo dividido EB1 de la serie KTM™
Válvula de bola flotante con diseño de cuerpo bridadado de dos piezas y diversos materiales de asiento, adecuada para altas presiones y amplios rangos de temperatura.
Sistema de válvula de control y actuador Fisher™ GX
Cumplimiento de los requisitos de dimensionamiento de caudales y tuberías. Los conductos diseñados dentro del cuerpo de la válvula ofrecen una capacidad óptima y un patrón de caudal estable para un funcionamiento fluido.
Válvulas de seguridad Anderson Greenwood™ tipo 400 y 800
Acceda a desempeño premium y tecnología avanzada que lo protejan contra la sobrepresión.
Tuberías
Las tuberías de hidrógeno suministran hidrógeno de manera eficiente a los usuarios industriales y a las estaciones de servicio, aprovechando la infraestructura existente o diseñada especialmente para ello. Entre los desafíos se encuentran la fragilización del metal, que requiere materiales y recubrimientos avanzados, y normas estrictas de detección de fugas y seguridad. A pesar de estos problemas, el transporte por tuberías es prometedor para integrar el hidrógeno en la red energética. Las soluciones de válvulas de Emerson, diseñadas para aplicaciones exigentes con hidrógeno, mejoran la eficiencia del transporte y respaldan los esfuerzos de descarbonización. Nuestras válvulas de control garantizan la eficiencia de la planta desde la producción hasta el uso final, ya que se adaptan a diversas presiones y temperaturas.
Válvulas de triple excentricidad Vanessa Serie 30 000
Diseño con asiento por torque, que proporciona un sellado confiable mediante la deformación elástica del anillo de sello. Ideal para aplicaciones con hidrógeno, cuenta con un asiento duradero de metal sobre metal (Stellite® grado 21) y un diseño sin fricción.
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Operador electrohidráulico inteligente (EHO) Bettis™
Actuador electrohidráulico autónomo diseñado para accionar válvulas de cuarto de vuelta.
Actuadores eléctricos Bettis™
Soluciones de cero emisiones para sus necesidades de automatización de válvulas, diseñadas para una amplia gama de tamaños de válvulas y ciclos de trabajo.
Compresión y licuefacción de hidrógeno
La compresión del hidrógeno aumenta la presión del gas para su almacenamiento y transporte, normalmente utilizando cilindros o tubos de alta presión en camiones. La licuefacción enfría el hidrógeno a -254 °C para su transporte en camiones especializados o buques marítimos. Las soluciones de válvulas de Emerson mejoran la compresión y la licuefacción con productos confiables, precisos y ampliamente probados, que satisfacen las exigentes necesidades de las aplicaciones de hidrógeno para un desempeño y una eficiencia óptimos.
Válvula de control Fisher™ IC2
Una válvula de control de paso total diseñada desde cero con funciones para el control de la presión, el caudal y el proceso.
Válvula criogénica de triple excentricidad Vanessa™ Serie 30 000
Válvula de triple excentricidad que ofrece estanqueidad bidireccional sin fugas y operatividad sin verse afectada por condiciones criogénicas.
Válvula de seguridad de modulación verdadera con piloto Anderson Greenwood™ tipo 400 para compresores
Acceda a desempeño premium y tecnología avanzada que lo protejan contra la sobrepresión.
Almacenamiento de hidrógeno a alta presión
El almacenamiento de hidrógeno a alta presión utiliza tanques o contenedores especialmente diseñados para un almacenamiento compacto, esencial para los vehículos de pila de combustible y los procesos industriales. Las soluciones de válvulas de Emerson mejoran la seguridad, la confiabilidad y la eficiencia, minimizan las fugas, garantizan un control preciso y satisfacen las necesidades de parada de emergencia. Las soluciones de Emerson también mejoran las tasas de captura de CO2, reducen el consumo de energía y aumentan la confiabilidad de los equipos.
Válvula de control Fisher™ V260
Una válvula de control de paso total diseñada desde cero con funciones para el control de la presión, el caudal y el proceso.
Válvula de triple excentricidad Vanessa™ serie 30 000
Diseño con asiento por torque, que proporciona un sellado confiable mediante la deformación elástica del anillo de sello. Ideal para aplicaciones con hidrógeno, cuenta con un asiento duradero de metal sobre metal (Stellite® grado 21) y un diseño sin fricción.
Válvula de seguridad con resorte Anderson Greenwood™ tipo 84
Acceda a desempeño premium y tecnología avanzada que lo protejan contra la sobrepresión.
Estaciones de mezcla de hidrógeno
Emerson diseña y personaliza estaciones de inyección y mezcla para cumplir con las especificaciones de los clientes y los estándares de la industria, lo que garantiza un control preciso y una integración eficiente del hidrógeno en las tuberías de gas natural. Dando prioridad a la seguridad, las tecnologías de automatización avanzadas de Emerson detectan fugas y mitigan riesgos, manteniendo altos estándares de seguridad. Estas tecnologías permiten realizar operaciones remotas con monitorización en tiempo real, seguimiento de productos y composición de fluidos, lo que mejora la seguridad, optimiza la capacidad y aumenta la eficiencia y la confiabilidad de los procesos de mezcla de hidrógeno.
Estaciones personalizadas y skids
Estaciones de reducción de presión y medición personalizadas según las necesidades del cliente.
Sistema de válvula de control y actuador Fisher™ GX
Cumplimiento de los requisitos de dimensionamiento de caudales y tuberías. Los conductos diseñados dentro del cuerpo de la válvula ofrecen una capacidad óptima y un patrón de caudal estable para un funcionamiento fluido.
Operador electrohidráulico inteligente (EHO) Bettis™
Actuador electrohidráulico autónomo diseñado para accionar válvulas de cuarto de vuelta.
Reabastecimiento y dispensación
El reabastecimiento y la distribución de hidrógeno suministran gas a vehículos con pilas de combustible o tanques comprimidos de forma rápida y segura, lo que resulta adecuado para autobuses, camiones y automóviles. Las soluciones de válvulas de seguridad de presión de Emerson ofrecen un desempeño excepcional a prueba de fugas para aplicaciones de hidrógeno gaseoso a alta presión, así como para aplicaciones de hidrógeno líquido, lo que garantiza un funcionamiento seguro y confiable. Además, ayudan a optimizar las operaciones, reducir los costos de mantenimiento y garantizar un control preciso del hidrógeno comprimido, lo que los hace ideales para las estaciones de servicio de hidrógeno.
Válvula de seguridad con resorte Anderson Greenwood™ tipo 84
Válvulas de alivio de presión de alto desempeño con accionamiento directo por resorte que utilizan componentes internos especiales y asientos blandos para proporcionar un desempeño óptimo y preciso.
Válvula de seguridad con resorte Anderson Greenwood™ tipo 81
Válvulas de alivio de presión de alto desempeño con accionamiento directo por resorte que utilizan componentes internos especiales y asientos blandos para proporcionar un desempeño óptimo y preciso.
Pilas de combustible
Emerson ofrece soluciones de válvulas que se pueden utilizar en aplicaciones de pilas de combustible para mejorar la seguridad, la confiabilidad y la eficiencia con miras a un futuro sostenible. Los reguladores de presión, las válvulas de control de caudal y las cajas de conexiones de seguridad de Emerson ayudan a maximizar el uso del hidrógeno, garantizan una regulación estable de la presión y reducen el espacio total que ocupa el sistema de pilas de combustible.
Válvula de control Baumann™ 24000CVF
Un diseño que incorpora las mejores tecnologías de su clase para ofrecer un alto desempeño confiable en un paquete compacto.
Sistema de válvula de control y actuador Fisher™ GX
Cumplimiento de los requisitos de dimensionamiento de caudales y tuberías. Los conductos diseñados dentro del cuerpo de la válvula ofrecen una capacidad óptima y un patrón de caudal estable para un funcionamiento fluido.
Preguntas frecuentes
La fragilidad por hidrógeno (también conocida como agrietamiento asistido por hidrógeno o inducido por hidrógeno) se produce cuando los átomos de hidrógeno son absorbidos por un metal, lo que hace que se vuelva frágil y se fracture. A medida que aumenta la concentración de hidrógeno transportado en una tubería, también aumenta el riesgo de fragilidad por hidrógeno. Para gestionar este riesgo, es necesario considerar cuidadosamente el diseño y la fabricación tanto de las válvulas como de los actuadores para su uso con hidrógeno. Por ejemplo, los actuadores eléctricos de válvulas no utilizan gas de tubería como fuente de energía, lo que limita su contacto con el hidrógeno que se transporta en el sistema.
Hay tres aplicaciones básicas aplicables a todos los tipos de electrolizadores: válvula de control de caudal de agua ultrapura, válvula de control de caudal de hidrógeno y válvula de control de caudal de oxígeno. Cada aplicación plantea diversos desafíos para una válvula de control, como posibles fugas, desgasificación, seguridad, integridad y controlabilidad. Póngase en contacto con nuestros expertos si desea obtener más información sobre los desafíos y soluciones relacionados con la producción de hidrógeno.
Actualmente, el porcentaje de hidrógeno en la mezcla de GN/H2 oscila entre el 5 % y el 10 %, y en algunos casos excepcionales puede alcanzar el 20 %.
Los componentes principales de la estación de mezcla de hidrógeno son: dispositivos de control de presión y caudal para ajustar la cantidad de GN y H2 y su presión, medidores de caudal para medir la cantidad de GN e hidrógeno inyectado, un GC para evaluar la composición de la mezcla y un sistema de control con su lógica programable. Además, se puede incluir un sistema de inyección de odorante si se inyecta hidrógeno en la red de distribución.
En la mayoría de las aplicaciones de CO2, existe el riesgo de que se forme CO2 sólido (“hielo seco”) en la salida de la válvula debido al enfriamiento del gas por el efecto Joule-Thomson. Si no se elimina, este hielo seco se acumulará en el tubo de salida y restringirá peligrosamente el caudal. Dado que una válvula de seguridad moduladora solo dejará pasar el caudal necesario para el sistema protegido, existe un alto riesgo de que el caudal que atraviese la válvula de seguridad moduladora durante un episodio de sobrepresión sea demasiado pequeño para eliminar eficazmente el hielo seco de las tuberías. Por el contrario, una válvula de acción rápida (o de “pop”) siempre se abre completamente y descarga toda su capacidad en cada caso de sobrepresión: este gran caudal expulsará fácilmente cualquier resto de hielo seco, evitando una acumulación peligrosa en la tubería de escape. Por supuesto, si las condiciones son tales que no es probable que se forme hielo seco (en algunos casos de aplicaciones de CO2 supercrítico, por ejemplo), entonces se preferirá el uso de una válvula de seguridad moduladora.
Debido a la estandarización del diseño, los márgenes de seguridad y los diversos escenarios potenciales de sobrepresión, las válvulas de seguridad siempre son sobredimensionadas: a menudo descargan mucho más de lo que el sistema protegido requiere para mantenerse dentro de los límites de presión seguros. En los compresores de hidrógeno, este alivio excesivo representa un gran desperdicio de gas y energía, pero también puede causar interacciones indeseables en los sistemas de control del compresor. Una válvula de seguridad pilotada de modulación real es capaz de descargar desde 0 hasta su caudal máximo, de forma totalmente proporcional, en función de las necesidades del sistema. Por lo tanto, una válvula de seguridad pilotada con modulación real mantendrá el inventario descargado al mínimo estrictamente necesario para proteger el equipo y, al hacerlo, limitará las perturbaciones en el sistema compresor.
La proximidad del hidrógeno para su uso final requiere un transporte seguro y eficiente, por lo que se están llevando a cabo investigaciones y desarrollos para encontrar la solución más viable y escalable desde el punto de vista económico. Actualmente existen cuatro soluciones principales para transportar hidrógeno: 1) tuberías, 2) hidrógeno comprimido, 3) hidrógeno licuado, 4) conversión de hidrógeno en otros productos químicos como amoníaco, metanol o portadores orgánicos líquidos de hidrógeno (Liquid Organic Hydrogen Carrier, LOHC).
El hidrógeno gaseoso se comprime a altas presiones, por ejemplo, 300 bar, 500 bar, 700 bar y 1000 bar, dependiendo de la capacidad requerida. El hidrógeno a alta presión se almacena en tubos especialmente diseñados y se transporta en un camión. Es común ver un compresor de diafragma para aumentar la presión del hidrógeno gaseoso al nivel deseado. Se requiere una válvula de control de presión para controlar la presión de salida en los patines de compresión de hidrógeno.
El hidrógeno gaseoso se licua a -254 °C y su volumen en esa forma es 1/800 del estado gaseoso. Por lo tanto, el hidrógeno licuado es adecuado para el transporte de grandes cantidades en un tanque criogénico con aislamiento al vacío. El proceso de licuefacción requiere control criogénico, caja fría y válvulas de servicio general.
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Soluciones de válvula, regulador y actuador de hidrógeno azul
Los equipos eficientes y el mantenimiento regular por parte de un proveedor de servicios OEM ayudan a garantizar un tiempo de actividad prolongado y a minimizar los desafíos operativos. Garantice la confiabilidad y la seguridad en sus procesos de producción de hidrógeno azul. Elija soluciones de válvulas que:
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