es.wedoany.com Noticia: Parker Hannifin Corporation publicó recientemente un artículo técnico que describe las consideraciones de seguridad en el diseño, construcción y operación del lado de oxígeno de los electrolizadores de hidrógeno. Mientras el electrolizador descompone el agua para producir hidrógeno, también genera oxígeno con una pureza cercana al 100%. Este entorno enriquecido en oxígeno altera significativamente las características de combustión de los materiales; incluso materiales normalmente estables pueden volverse inflamables, provocando incendios catastróficos. El artículo señala que tres factores —concentración de oxígeno, presión y temperatura— afectan la velocidad de reacción de oxidación: una concentración de oxígeno superior al 23,5% se considera un entorno enriquecido en oxígeno; las presiones de operación comunes en electrolizadores comerciales alcanzan hasta 30 barg y las temperaturas de operación superan los 80 °C. Estas condiciones reducen la temperatura de autoignición de los materiales y aceleran la combustión.
El modelo del triángulo del fuego (calor, combustible, oxígeno) explica el mecanismo de inicio de un incendio. Cuando la concentración de oxígeno aumenta, combustibles comunes como madera y plásticos, así como metales como el acero inoxidable y el aluminio, pueden arder. Las temperaturas de los incendios de metales pueden superar los 3000 °C. La teoría de colisiones y la distribución de Maxwell-Boltzmann muestran que un aumento en el número de moléculas de oxígeno conduce a una mayor probabilidad de colisiones exitosas y a una disminución de la temperatura de autoignición. Por ejemplo, el acero inoxidable 316 tiene una temperatura de autoignición de solo 435 °C en oxígeno al 100% a 1,38 bar de presión, mientras que no arde en el aire atmosférico. El espesor del material también es un parámetro importante: con la misma energía, los materiales más delgados se encienden más fácilmente y pueden provocar una falla catastrófica a través de una cadena de ignición.
Los componentes críticos en el lado de oxígeno del electrolizador son el recipiente separador gas-líquido y el medio filtrante coalescente. Los medios filtrantes tradicionales como el polipropileno (temperatura de autoignición 174 °C) y el poliéster (temperatura de autoignición 181 °C), presentes como fibras finas de 80 micrómetros de diámetro, no cumplen con los estándares de la industria a una temperatura de operación de 90 °C (que generalmente exigen una diferencia de al menos 100 °C entre la temperatura de autoignición y la de operación, y una temperatura de autoignición no inferior a 300 °C a una presión mínima de prueba de 103 bar). Parker Hannifin ha desarrollado recipientes separadores para servicio con oxígeno, utilizando materiales compatibles como acero inoxidable serie 300, cobre, aleaciones a base de níquel (como Inconel 625 y Monel) y PTFE, y controlando estrictamente la velocidad del gas (EIGA Doc 13 recomienda un límite superior de 30 m/s, requiriendo velocidades reducidas por encima de 15 bar).
En cuanto a las fuentes de ignición, además de las llamas abiertas, se deben considerar la compresión adiabática, la fricción, el impacto mecánico, las chispas electrostáticas o eléctricas, y el impacto de partículas a alta velocidad contra las paredes de la tubería. Parker verificó la compatibilidad de sus cartuchos filtrantes coalescentes en entornos enriquecidos con oxígeno mediante consultoría con expertos independientes, con un precio de estos cartuchos comparable al de los productos convencionales. La compañía afirma que puede proporcionar soluciones de seguridad viables, independientemente de los requisitos de diseño del sistema.
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