Unité de séparation des gaz (GSU) pour électrolyseurs
Nous fabriquons des unités de séparation de gaz (GSU) sous forme de cuves sous pression destinées aux électrolyseurs : elles séparent de manière fiable l'hydrogène et l'oxygène produits de l'électrolyte. Conformes aux normes AD 2000, EN 13445 et ASME, contrôlées et documentées par un seul et même prestataire.
Récipients sous pression destinés à la séparation gaz-liquide dans le processus d'électrolyse
La pression de calcul et la température de service sont adaptées à la configuration du flux pour chaque unité de séparation de gaz. Nous fabriquons les cuves sous pression avec les tolérances et les surfaces d'étanchéité requises et intégrons, si nécessaire, un démisteur. Cela permet de séparer de manière fiable le gaz et l'électrolyte sans solliciter inutilement les composants internes.
Structure et données d'exploitation de la GSU
Nous fabriquons des GSU sous forme de récipients sous pression verticaux avec dévésiculeur intégré, adaptés aux électrolyseurs PEM ou alcalins (AEL) et à la conception de votre pile, de l'échelle pilote aux grandes installations de l'ordre du GW.
Conception allant de l'échelle pilote aux grandes installations
- Volume : de 50 l (installations pilotes) à 50 m³ (grandes installations GW)
- Pression de calcul : 1 à 80 bars (standard : 6 à 30 bars)
- Température de calcul : de -20 °C à +120 °C
- Efficacité du démisteur : > 99,9 % de séparation des gouttelettes > 5 µm
- Débit : jusqu’à 50 000 Nm³/h de volume de gaz par cuve
- Régulation de niveau : tolérance < ±10 mm
- Pureté en sortie : humidité résiduelle < 0,1 % en volume avant l'étape de séchage
Assurance qualité (AQ) en interne
Notre équipe d'assurance qualité contrôle la fabrication en interne. Les procédures de contrôle prévues et le relevé 3D sont définis au cas par cas pour chaque projet. Notre équipe de documentation rassemble les certificats matière, les justificatifs de fabrication et les résultats des contrôles dans une documentation de projet traçable.
Conception conforme aux normes
Nos ingénieurs effectuent des calculs en plusieurs étapes pour chaque unité de séparation de gaz : la mécanique des fluides sous pression selon les normes AD 2000 et EN 13445 avec Sant’Ambrogio NextGen 2025, et selon la norme ASME avec Compress 2025. Nous évaluons les raccords et les charges thermiques par la méthode des éléments finis (FEM) avec ANSYS Mechanical et Nozzle-Pro 15 (WRC 537, EN 13445 annexe K). À cela s’ajoutent des méthodes de conception éprouvées pour la séparation de phases, le temps de séjour et le dimensionnement des démisteurs. La conception est réalisée dans PTC Creo et peut être intégrée à vos modèles de piles et de skids.
Contactez notre équipe de projet
Décrivez-nous brièvement le processus d'électrolyse et les caractéristiques techniques clés de la GSU souhaitée. Votre demande parviendra directement à notre équipe de projet via le formulaire de contact. Nous vous répondrons dans les plus brefs délais.
Choix des matériaux adaptés à l'électrolyte
Le choix des matériaux dépend de l'électrolyte. Pour les électrolyseurs alcalins utilisant une solution de KOH à une température comprise entre 70 et 90 °C, nous utilisons des aciers inoxydables résistants à la corrosion : 1.4404 (316L), 1.4571 (316Ti) et 1.4539 (904L). Pour une durée de vie particulièrement longue, nous utilisons des alliages à base de nickel tels que l’Alloy 600 et l’Alloy 625. Dans les installations PEM utilisant de l’eau déminéralisée, la pureté est primordiale : nous utilisons ici les aciers 1.4301 (304) et 1.4404 (316L), et du titane de grades 2 et 7 du côté de l'oxygène. Pour les applications à haute pression et les cas particuliers, nous utilisons l'acier duplex 1.4462.
Certificats et homologations
Nous clarifions les questions techniques directement avec vous
Pour toute question technique concernant la conception ou la fabrication de votre unité de séparation de gaz, adressez-vous directement à notre équipe de projet. Nous clarifierons ensemble les informations nécessaires.
Foire aux questions sur les unités de séparation de gaz pour électrolyseurs
Nous répondons ici aux questions techniques concernant la conception d'unités de séparation de gaz pour les électrolyseurs PEM et alcalins. Nos ingénieurs discutent des exigences spécifiques à chaque projet au +49 2739 8970-0 ou par e-mail à l'adresse sales.hydrogen@rjwolf.de.
Pouvez-vous livrer un GSU sous forme de skid complet ? + − Oui. Sur demande, nous livrons le skid GSU pré-assemblé, avec :
- Récipients sous pression GSU pour H₂ et O₂
- Pompes de circulation de lessive avec variateur de fréquence
- Échangeurs thermiques destinés à réguler la température de l'électrolyte
- Tuyauterie, vannes et robinetterie de sécurité
- Capteurs de pression, de pression différentielle, de niveau, de température et d'analyse des gaz
- Câblage des armoires électriques conforme à la norme ATEX sur demande
Cela simplifie l'ingénierie de vos installations et accélère leur mise en service.
Oui. Sur demande, nous livrons le skid GSU pré-assemblé, avec :
- Récipients sous pression GSU pour H₂ et O₂
- Pompes de circulation de lessive avec variateur de fréquence
- Échangeurs thermiques destinés à réguler la température de l'électrolyte
- Tuyauterie, vannes et robinetterie de sécurité
- Capteurs de pression, de pression différentielle, de niveau, de température et d'analyse des gaz
- Câblage des armoires électriques conforme à la norme ATEX sur demande
Cela simplifie l'ingénierie de vos installations et accélère leur mise en service.
Quelle variante de démisteur recommandez-vous ? + − Le choix dépend de la vitesse du gaz, de la tendance à la formation de mousse de la lessive et du concept d'entretien :
- Tampon en treillis métallique : solution standard économique, remplacement facile par le trou d'homme
- Séparateur à lamelles Vane-Pack : vitesses de gaz plus élevées avec une perte de charge réduite, moindre tendance à l'encrassement
- Combinaison de mailles et d'ailettes : efficacité de séparation supérieure à 99,9 %, adaptée aux étages de séchage sensibles
En cas de lessives fortement moussantes, nous recommandons un Vane-Pack suivi d'un démisteur à mailles.
Le choix dépend de la vitesse du gaz, de la tendance à la formation de mousse de la lessive et du concept d'entretien :
- Tampon en treillis métallique : solution standard économique, remplacement facile par le trou d'homme
- Séparateur à lamelles Vane-Pack : vitesses de gaz plus élevées avec une perte de charge réduite, moindre tendance à l'encrassement
- Combinaison de mailles et d'ailettes : efficacité de séparation supérieure à 99,9 %, adaptée aux étages de séchage sensibles
En cas de lessives fortement moussantes, nous recommandons un Vane-Pack suivi d'un démisteur à mailles.
Comment empêcher le croisement de gaz entre les circuits H₂ et O₂ ? + − Une différence de pression supérieure à environ 50 mbar entre les GSU H₂ et O₂ est considérée comme critique pour la sécurité, car elle peut favoriser le croisement des gaz à travers la membrane de la pile. Sur le plan de la conception, nous y remédions ainsi :
- Les courbes caractéristiques de perte de charge des deux GSU sont mises en correspondance (paired) lors de la conception.
- Un système hydraulique de compensation de la lessive relie les deux cuves (de série chez AEL).
- La mesure de la pression différentielle est redondante, avec une interface conforme aux niveaux SIL 2 ou SIL 3.
- Le circuit de régulation de niveau fonctionne avec des tolérances inférieures à ±10 mm.
- Sur demande, nous intégrons des analyses H₂ dans O₂ et O₂ dans H₂ via des raccords de prélèvement.
Une différence de pression supérieure à environ 50 mbar entre les GSU H₂ et O₂ est considérée comme critique pour la sécurité, car elle peut favoriser le croisement des gaz à travers la membrane de la pile. Sur le plan de la conception, nous y remédions ainsi :
- Les courbes caractéristiques de perte de charge des deux GSU sont mises en correspondance (paired) lors de la conception.
- Un système hydraulique de compensation de la lessive relie les deux cuves (de série chez AEL).
- La mesure de la pression différentielle est redondante, avec une interface conforme aux niveaux SIL 2 ou SIL 3.
- Le circuit de régulation de niveau fonctionne avec des tolérances inférieures à ±10 mm.
- Sur demande, nous intégrons des analyses H₂ dans O₂ et O₂ dans H₂ via des raccords de prélèvement.
Quelles sont les pressions de calcul possibles ? + − La plage de pression standard est comprise entre 6 et 30 bars pour les installations AEL et PEM classiques. Sur demande, nous fabriquons des GSU pouvant supporter une pression de calcul allant jusqu’à 80 bars pour les électrolyseurs sous pression et les systèmes spéciaux. Pour les pressions supérieures à 50 bars, nous utilisons généralement l'acier 1.4571 ou le duplex 1.4462 et réalisons une vérification de la résistance à la fatigue conformément à la norme EN 13445-3, section 17 (simplifiée) ou section 18 (détaillée). Les cycles de charge constituent un critère de conception essentiel dans le cadre d’un fonctionnement intermittent alimenté par de l’électricité renouvelable.
La plage de pression standard est comprise entre 6 et 30 bars pour les installations AEL et PEM classiques. Sur demande, nous fabriquons des GSU pouvant supporter une pression de calcul allant jusqu’à 80 bars pour les électrolyseurs sous pression et les systèmes spéciaux. Pour les pressions supérieures à 50 bars, nous utilisons généralement l'acier 1.4571 ou le duplex 1.4462 et réalisons une vérification de la résistance à la fatigue conformément à la norme EN 13445-3, section 17 (simplifiée) ou section 18 (détaillée). Les cycles de charge constituent un critère de conception essentiel dans le cadre d’un fonctionnement intermittent alimenté par de l’électricité renouvelable.