La versatilidad de los compresores de tornillo en la compresión de hidrógeno

14 de junio de 2023

Numerosas son las ventajas económicas que ofrecen los compresores de tornillo en el rango de baja presión, especialmente en procesos de generación de hidrógeno por electrólisis. A medida que el hidrógeno necesita ser comprimido a una presión específica para procesos posteriores, los compresores destacan por su capacidad de adaptarse a flujos volumétricos crecientes, condiciones de operación fluctuantes y eficiencia. Descubre las ventajas de la tecnología AERZEN en el campo del hidrógeno.

COMPRESIÓN DE HIDRÓGENO CON COMPRESORES DE TORNILLO

AERZEN considera que el hidrógeno verde es un mercado futuro importante, ya que evitar el CO2 es cada vez más importante. Se abren nuevas perspectivas en la generación de energía. El hidrógeno como vector de energía y medio de almacenamiento, puede permitir un mayor aumento en la participación y disponibilidad de energías renovables. Otras áreas son el transporte, especialmente el transporte pesado y de larga distancia, pero también el transporte ferroviario, marítimo y aéreo, así como la calefacción y el uso de calor de proceso, principalmente en la industria metalmecánica.

Si el hidrógeno se genera por electrólisis, debe comprimirse a una determinada presión para los procesos posteriores. Los compresores de tornillo tienen ventajas económicas en el rango de baja presión, especialmente con flujos volumétricos crecientes y condiciones de operación fluctuantes.

El hidrógeno se presenta en forma unida en la naturaleza y, por lo tanto, debe producirse usando energía. Hasta ahora, el hidrógeno se ha producido principalmente a partir de gas natural y el carbón ha dominado como portadores de hidrógeno. Alternativamente, el hidrógeno se puede producir por electrólisis del agua. Si la electricidad utilizada para ello procede de fuentes de energía renovables, se denomina hidrógeno verde, que es neutro en CO2.

FORTALEZAS DE LA TECNOLOGÍA DE TORNILLOS

Gracias al principio de desplazamiento, los compresores de tornillo también son adecuados para comprimir gases muy ligeros, a diferencia de las turbomáquinas. Además, los compresores de tornillo son máquinas rotativas que, en comparación con los compresores de pistón, tienen menos piezas móviles, requieren mucho menos espacio y requieren mucho menos mantenimiento y compensación por las pulsaciones inducidas en la tubería.

Otra ventaja importante radica en la posibilidad de inyectar agua en la cámara de bombeo. Por un lado, esto permite una reducción del calor de compresión y, por otro lado, el agua puede actuar como un medio de sellado entre las cámaras de aceite y gas, por ejemplo, cuando se usa un sello mecánico sellado con agua. Dado que el hidrógeno sale de la electrólisis en un estado saturado de agua de todos modos, la inyección de agua no es crítica.

Los compresores de tornillo pueden desempeñar un papel decisivo, especialmente para la pre-compresión en sistemas de electrólisis atmosférica, especialmente con grandes capacidades de electrólisis instaladas de alrededor de 50MW, lo que corresponde a un caudal volumétrico de alrededor de 11.000 m3/h. Los compresores alternativos suelen alcanzar sus límites en términos de tamaño con estas cantidades. Las plantas de hoy alcanzan hasta varios 100MW.

Michael Leitsch (Jefe de Ingeniería de Oportunidades AERZEN).

SOLUCIONES AERZEN

Como especialista en gases de proceso, AERZEN se ha ocupado del tema de la compresión de hidrógeno durante décadas, ya que se presenta como componente en mezclas de gases para aplicaciones típicas de gases de proceso, por ejemplo, en la recuperación de hidrógeno en aplicaciones de PSA o en plantas de reducción directa para la producción de acero.

AERZEN ofrece series de compresores inundados con aceite y sin aceite (con inyección de agua y secos) para una amplia variedad de gases de proceso. También suministra soplantes de gas de proceso tipo Roots en varios rangos de presión. Estos pueden, por ejemplo, transportar el oxígeno húmedo de la electrólisis del agua a clientes industriales como plantas de tratamiento de aguas residuales, fábricas de cemento o fabricantes de vidrio.