Gas Separation Unit (GSU) für Elektrolyseure
Wir fertigen Gas Separation Units (GSUs) als druckführende Behälter für Elektrolyseure: Sie trennen den erzeugten Wasserstoff und Sauerstoff zuverlässig vom Elektrolyt. Normgerecht nach AD 2000, EN 13445 und ASME, geprüft und dokumentiert aus einer Hand.
Druckbehälter für die Gas-Flüssig-Trennung im Elektrolyseprozess
Auslegungsdruck und Betriebstemperatur werden bei jeder Gas Separation Unit auf die Strömungsführung abgestimmt. Wir fertigen die druckführenden Behälter mit den erforderlichen Toleranzen und Dichtflächen und integrieren bei Bedarf einen Demister. Damit lassen sich Gas und Elektrolyt zuverlässig trennen, ohne die Einbauten unnötig zu belasten.
Aufbau und Betriebsdaten der GSU
Wir fertigen GSUs als vertikale Druckgefäße mit integriertem Demister, abgestimmt auf PEM-Elektrolyseure oder alkalische Elektrolyseure (AEL) und auf Ihr Stack-Design, vom Pilotmaßstab bis zur GW-Großanlage.
Auslegung vom Pilotmaßstab bis zur Großanlage
- Volumen: 50 l (Pilotanlagen) bis 50 m³ (GW-Großanlagen)
- Auslegungsdruck: 1 bis 80 bar (Standard 6 bis 30 bar)
- Auslegungstemperatur: -20 °C bis +120 °C
- Demister-Effizienz: > 99,9 % Abscheidung von Tröpfchen > 5 µm
- Durchsatz: bis 50.000 Nm³/h Gasvolumen je Behälter
- Niveauregelung: Toleranz < ±10 mm
- Reinheit am Ausgang: Restfeuchte < 0,1 Vol.-% vor der Trocknerstufe
Qualitätssicherung im eigenen Haus
Unser QS-Team prüft die Fertigung im eigenen Haus. Die vorgesehenen Prüfverfahren und das 3D-Aufmaß werden projektspezifisch festgelegt. Materialzeugnisse, Fertigungsnachweise und Prüfergebnisse führt unser Dokumentationsteam in einer nachvollziehbaren Projektdokumentation zusammen.
Normgerechte Auslegung
Unsere Ingenieure rechnen jede Gas Separation Unit mehrstufig: die Druckmechanik nach AD 2000 und EN 13445 mit Sant’Ambrogio NextGen 2025, nach ASME mit Compress 2025. Stutzen und thermische Lasten bewerten wir per FEM mit ANSYS Mechanical und Nozzle-Pro 15 (WRC 537, EN 13445 Anhang K). Hinzu kommen erprobte Auslegungsmethoden für Phasentrennung, Verweilzeit und Demister-Dimensionierung. Die Konstruktion erfolgt in PTC Creo und lässt sich in Ihre Stack- und Skid-Modelle integrieren.
Werkstoffauswahl passend zum Elektrolyt
Die Werkstoffwahl richtet sich nach dem Elektrolyt. Für alkalische Elektrolyseure mit KOH-Lauge bei 70 bis 90 °C setzen wir korrosionsbeständige Edelstähle ein: 1.4404 (316L), 1.4571 (316Ti) und 1.4539 (904L). Für besonders lange Lebensdauern kommen Nickelbasis-Legierungen wie Alloy 600 und Alloy 625 zum Einsatz. In PEM-Anlagen mit demineralisiertem Wasser zählt die Reinheit: Hier verwenden wir 1.4301 (304) und 1.4404 (316L), auf der Sauerstoffseite Titan Grade 2 und 7. Hochdruck- und Sonderfälle lösen wir mit Duplex 1.4462.
Zertifikate und Zulassungen
Technische Fragen klären wir direkt mit Ihnen
Bei technischen Fragen zur Auslegung oder Fertigung Ihrer Gas Separation Unit sprechen Sie direkt mit unserem Projektteam. Wir klären die erforderlichen Angaben gemeinsam mit Ihnen.
Häufige Fragen zu Gas Separation Units für Elektrolyseure
Hier beantworten wir technische Fragen zur Auslegung von Gas Separation Units für PEM- und alkalische Elektrolyseure. Projektspezifische Anforderungen besprechen unsere Ingenieure unter +49 2739 8970-0 oder per E-Mail an sales.hydrogen@rjwolf.de.
Können Sie eine GSU als kompletten Skid liefern? + − Ja. Auf Wunsch übergeben wir den GSU-Skid vormontiert, mit:
- GSU-Druckbehältern für H₂ und O₂
- Lauge-Umwälzpumpen mit Frequenzumrichter
- Wärmetauschern zur Regelung der Elektrolyt-Temperatur
- Verrohrung, Ventilen und Sicherheitsarmaturen
- Sensorik für Druck, Differenzdruck, Niveau, Temperatur und Gasanalytik
- auf Anfrage ATEX-konformer Schaltschrank-Verkabelung
Das reduziert Ihr Anlagen-Engineering und verkürzt die Inbetriebnahme.
Ja. Auf Wunsch übergeben wir den GSU-Skid vormontiert, mit:
- GSU-Druckbehältern für H₂ und O₂
- Lauge-Umwälzpumpen mit Frequenzumrichter
- Wärmetauschern zur Regelung der Elektrolyt-Temperatur
- Verrohrung, Ventilen und Sicherheitsarmaturen
- Sensorik für Druck, Differenzdruck, Niveau, Temperatur und Gasanalytik
- auf Anfrage ATEX-konformer Schaltschrank-Verkabelung
Das reduziert Ihr Anlagen-Engineering und verkürzt die Inbetriebnahme.
Welche Demister-Variante empfehlen Sie? + − Die Wahl hängt von der Gasgeschwindigkeit, der Schaumneigung der Lauge und dem Wartungskonzept ab:
- Drahtgewebe-Mesh-Pad: wirtschaftlicher Standard, einfacher Tausch über das Mannloch
- Vane-Pack-Lamellenabscheider: höhere Gasgeschwindigkeiten bei geringerem Druckverlust, weniger Verkrustungsneigung
- Kombination aus Mesh und Vane: Abscheideleistung über 99,9 %, geeignet vor sensiblen Trocknerstufen
Bei stark schäumenden Laugen empfehlen wir einen Vane-Pack mit nachgeschaltetem Mesh-Demister.
Die Wahl hängt von der Gasgeschwindigkeit, der Schaumneigung der Lauge und dem Wartungskonzept ab:
- Drahtgewebe-Mesh-Pad: wirtschaftlicher Standard, einfacher Tausch über das Mannloch
- Vane-Pack-Lamellenabscheider: höhere Gasgeschwindigkeiten bei geringerem Druckverlust, weniger Verkrustungsneigung
- Kombination aus Mesh und Vane: Abscheideleistung über 99,9 %, geeignet vor sensiblen Trocknerstufen
Bei stark schäumenden Laugen empfehlen wir einen Vane-Pack mit nachgeschaltetem Mesh-Demister.
Wie verhindern Sie Gas-Crossover zwischen H₂- und O₂-Seite? + − Ein Druckunterschied von mehr als etwa 50 mbar zwischen H₂- und O₂-GSU gilt als sicherheitskritisch, weil er Gas-Crossover über die Stack-Membran begünstigen kann. Konstruktiv begegnen wir dem so:
- Die Druckverlustkennlinien beider GSUs werden in der Auslegung gespiegelt (matched pair).
- Ein hydraulisches Lauge-Ausgleichssystem verbindet beide Behälter (Standard bei AEL).
- Die Differenzdruckmessung erfolgt redundant, mit SIL-2- bzw. SIL-3-tauglicher Schnittstelle.
- Der Niveau-Regelkreis arbeitet mit Toleranzen unter ±10 mm.
- Auf Wunsch integrieren wir H₂-in-O₂- und O₂-in-H₂-Analytik über Probenahmestutzen.
Ein Druckunterschied von mehr als etwa 50 mbar zwischen H₂- und O₂-GSU gilt als sicherheitskritisch, weil er Gas-Crossover über die Stack-Membran begünstigen kann. Konstruktiv begegnen wir dem so:
- Die Druckverlustkennlinien beider GSUs werden in der Auslegung gespiegelt (matched pair).
- Ein hydraulisches Lauge-Ausgleichssystem verbindet beide Behälter (Standard bei AEL).
- Die Differenzdruckmessung erfolgt redundant, mit SIL-2- bzw. SIL-3-tauglicher Schnittstelle.
- Der Niveau-Regelkreis arbeitet mit Toleranzen unter ±10 mm.
- Auf Wunsch integrieren wir H₂-in-O₂- und O₂-in-H₂-Analytik über Probenahmestutzen.
Welche Auslegungsdrücke sind möglich? + − Standard sind 6 bis 30 bar für klassische AEL- und PEM-Anlagen. Auf Anfrage fertigen wir GSUs bis 80 bar Auslegungsdruck für Druckelektrolyseure und Sondersysteme. Bei Drücken über 50 bar verwenden wir typischerweise 1.4571 oder Duplex 1.4462 und führen einen Ermüdungsnachweis nach EN 13445-3, Abschnitt 17 (vereinfacht) oder Abschnitt 18 (detailliert). Lastwechsel sind im volatilen Betrieb mit erneuerbarem Strom ein zentrales Auslegungskriterium.
Standard sind 6 bis 30 bar für klassische AEL- und PEM-Anlagen. Auf Anfrage fertigen wir GSUs bis 80 bar Auslegungsdruck für Druckelektrolyseure und Sondersysteme. Bei Drücken über 50 bar verwenden wir typischerweise 1.4571 oder Duplex 1.4462 und führen einen Ermüdungsnachweis nach EN 13445-3, Abschnitt 17 (vereinfacht) oder Abschnitt 18 (detailliert). Lastwechsel sind im volatilen Betrieb mit erneuerbarem Strom ein zentrales Auslegungskriterium.