Bühler Technologies GmbH
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Elektrolysekomponenten

Gasanalyse in der Elektrolyse:

Komponenten für Wasserstoff- & Sauerstoffmessungen

Elektrolyse ist DAS Trendthema der letzten Jahre und eine Schlüsseltechnologie für die Transformation hin zu einer nachhaltigen Wirtschaft. Dabei spielt Wasserstoff nicht nur als Energieträger, sondern auch für stoffliche Anwendungen (z.B. bei der Direktreduktion von Stahl) eine tragende Rolle. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf der Reinheit des zu verwendenden Gases — die spezifischen Anforderungen je nach Anwendung sind in der ISO 14687 festgelegt. Für die Kontrolle der Einhaltung dieser Grenzwerte bedarf es einer entsprechenden Gasanalytik und damit auch Messgasaufbereitung.

Hierfür hat Bühler in den letzten zwei Jahren ein Produktsortiment entwickelt, welches für Anwendungen mit hochreinem Wasser- und Sauerstoff geeignet ist. Dieses umfasst Messgaskühler, Messgaspumpen und automatische Kondensatableiter.

Für die Anwendungen, in denen Wasser- und Sauerstoffkonzentrationen oberhalb der UEG vorliegen entstehen besondere Anforderungen an die verwendeten Materialien und Produktionsverfahren. Die auftretenden Probleme und ergriffenen Maßnahmen von Bühler sind dabei wie folgt:

Wasserstoff

Problem: Wasserstoff-Embrittlement:
  • Einlagern von atomarem Wasserstoff in Metalle und Verändern der mechanischen Eigenschaften
  • Einschluss von Wasserstoffblasen (Flocken oder Fischaugen) im Metall beim Schweißen
Lösung:
  • Auswählen geeigneter Materialien (hochfeste Stähle mit hohem Chrom- und Nickel-Anteil)
  • Wasserstoff-Effusionsglühen bei Schweißbaugruppen, um elementaren Wasserstoff und Gasblasen auszutreiben


Problem: Wasserstoff-Diffusion:
  • Wasserstoff ist aufgrund der geringen Molekülgröße sehr leicht flüchtig und besitzt im Speziellen in Metallgittern eine hohe Beweglichkeit und Permeabilität
Lösung:
  • Auswählen geeigneter Materialien mit geeigneter Oberflächenbehandlung
  • Verwenden einer dicht abschließenden Verschraubung
  • Serienmäßige Dichtigkeitsprüfung


Sauerstoff

Problem: Stark oxidierende Eigenschaften
  • Sauerstoff ist hochreaktives Gas, welches im Besonderen bei Anwesenheit von Wasser stark korrosiv wirkt und zu Materialversagen führen kann
Lösung:
  • Auswahl geeigneter Materialien, welche von der BAM (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung) für die Verwendung mit hohen Konzentrationen an Sauerstoff freigegeben wurden


Problem: Brand- und Explosionsgefahr
  • Als Hauptkomponente im Verbrennungsdreieck wirkt Sauerstoff stark brandfördernd und kann bei Stäuben, organischen Substanzen wie Fetten oder Ölen zu einer Selbstentzündung führen
  • Herabsetzen der Zündgrenze von organischen Verbindungen
Lösung:
  • Einrichten eines Sauberraumes und Etablieren einer Produktionsanweisung für die Herstellung der Produkte
  • Verschweißen der fertigen Produkte, um die Sauberkeit bis zur Installation zu gewährleisten
  • Reinigen der Artikel in Anlehnung an EIGA DOC 33/18 und VDA Band 19 und Ausstellen einer entsprechenden Anwendungsfreigabe, welche Öl-, Fett- und Partikelfreiheit garantiert
  • Die Baureihe RC 1.1 mit Wärmetauscher -H2/-O2 wurde speziell für die Anwendung mit hochreinem Wasserstoff oder Sauerstoff entwickelt.
    Gaskühler Baureihe RC 1.1 -H2/-O2
    Der RC 1.1 mit Wärmetauscher -H2/-O2 ist ein Kompressor Messgaskühler für bis zu 2 Gaswege und ein unverzichtbarer Baustein für die Kühlung in von Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) in der extraktiven Gasanalyse, wenn eine hohe Kühlleistung gefordert ist.
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  • Die Baureihe TC-MIDI mit Wärmetauscher -H2/-O2 wurde speziell für die Anwendung mit hochreinem Wasserstoff und Sauerstoff entwickelt.
    Gaskühler Baureihe TC-MIDI -H2/-O2
    Die oberste Leistungsklasse der Bühler Halbleiterkühler mit ein oder zwei Gaswegen. Mit Wärmetauschern, welche für die Kühlung von Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) geeignet sind, kann er durch umfangreiches Zubehör zu einem autonomen Gasaufbereitungszentrum zur Überwachung der UEG ausgebaut werden.
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  • Die Baureihe TC-Standard mit Wärmetauscher -H2/-O2 wurde speziell für die Anwendung mit hochreinem Wasserstoff und Sauerstoff entwickelt.
    Gaskühler Baureihe TC-Standard -H2/-O2
    Leistungsstarker Gaskühler mit einem Gasweg und für Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) optimierten Wärmetauscher zur Überwachung der UEG. Stromversorgung 24 V DC, 115 V oder 230 V AC. Umfangreiches Zubehör direkt anbaubar.
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  • Pumpe zur Förderung von Messgas für die Gas-Analyse in Kategorie 2 ATEX Bereichen
    Messgaspumpe P2.2 ATEX-H2/-O2
    Diese ATEX-Gaspumpe besitzt eine Förderleistung von 400 l/h und wurde für den Einsatz für Gase mit Wasser- und Sauerstoffanteilen oberhalb der UEG optimiert. Sie ist für den Einsatz in Ex-gefährdeten Bereichen nach dem Geltungsbereich der ATEX Vorschriften zugelassen. Stromversorgung 115 oder 230 V AC 50/60 Hz.
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  • Alle Vorzüge der Standard Messgaspumpe P2.x AMEX
    Messgaspumpe P2.2 AMEX-H2/-O2
    Diese Pumpen wurden für den Einsatz mit H2 und O2 konzipiert. Sämtliche Werkstoffe wurden für den speziellen Anwendungsfall zugelassen und die O2-Variante durchläuft ein spezielles Reinigungsverfahren. Ansonsten entspricht die Pumpe der P2.2 AMEX.
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  • Pumpe zur Förderung von Messgas für die Gas-Analyse in Kategorie 2 ATEX Bereichen
    Messgaspumpe P2.4 ATEX-H2/-O2
    Diese ATEX-Gaspumpe besitzt die Leistungsdaten der P2.2 und zusätzlich einen Zwischenflansch. Sie wurde für Gase mit Wasser- und Sauerstoffanteilen oberhalb der UEG optimiert. Sie ist für den Einsatz in Ex-gefährdeten Bereichen nach dem Geltungsbereich der ATEX Vorschriften zugelassen. Stromversorgung 115 oder 230 V AC 50/60 Hz.
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  • Alle Vorzüge der Standard Messgaspumpe P2.x AMEX
    Messgaspumpe P2.4 AMEX-H2/-O2
    Diese Pumpen wurden für den Einsatz mit H2 und O2 konzipiert. Sämtliche Werkstoffe wurden für den speziellen Anwendungsfall zugelassen und die O2-Variante durchläuft ein spezielles Reinigungsverfahren. Ansonsten entspricht die Pumpe der P2.4 AMEX.
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  • Pumpe zur Förderung von Messgas für die Gas-Analyse in Kategorie 2 ATEX Bereichen
    Messgaspumpe P2.72 ATEX-H2/-O2
    Diese ATEX-Gaspumpe weist eine Förderleistung von 700 l/h auf und wurde für Gase mit Wasser- und Sauerstoffanteilen oberhalb der UEG optimiert. Sie ist für den Einsatz in Ex-gefährdeten Bereichen nach dem Geltungsbereich der ATEX Vorschriften zugelassen. Stromversorgung 115 oder 230 V AC 50/60 Hz.
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  • Pumpe zur Förderung von Messgas für die Gas-Analyse in Kategorie 2 ATEX Bereichen
    Messgaspumpe P2.74 ATEX-H2/-O2
    Diese ATEX-Gaspumpe besitzt die Leistungsdaten der P2.72 und zusätzlich einen Zwischenflansch. Sie wurde für Gase mit Wasser- und Sauerstoffanteilen oberhalb der UEG optimiert. Sie ist für den Einsatz in Ex-gefährdeten Bereichen nach dem Geltungsbereich der ATEX Vorschriften zugelassen. Stromversorgung 115 oder 230 V AC 50/60 Hz.
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  • Kondensatableiter sind zum Einbau in Gasanalysesystemen bestimmt. Sie dienen zur Ableitung von Kondensat aus geschlosse- nen Gassystemen.
    Kondensatableiter 11 LD V 38 (-O2)
    Zur zuverlässigen Kondensatentfernung bei Anwendungen mit Sauerstoff- und Wasserstoffgehältern oberhalb der UEG. O2-Variante gereinigt in Anlehnung an EIGA Doc 33/18 bzgl. Partikel-, Öl- und Fettfreiheit.
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  • Die Anschluss- und Verbindungselemente werden dafür nach ASTM-G93 gereinigt, um Partikel-, Öl- und Fettfreiheit sicher zu stellen.
    Rohrverschraubungen aus Edelstahl (-O2)
    Für Anwendungen mit hochreinem Sauerstoff geeignet durch Spezialreinigung nach dem ASTM-G93-Standardverfahren für Sauerstoffanwendungen der Stufe C. Die Werkstoffe wurden auf ihre Eignung für die Verwendung mit hohen Sauerstoffkonzentrationen hin geprüft. Es werden verschiedene Optionen für Gewinde und Rohre in zölligen und metrischen Maßen angeboten.
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