Bronkhorst

Quel rôle joue la régulation de débit dans la production d’hydrogène ?

2 mars 2021 Arjan Bikkel

L’hydrogène est un sujet tendance ces derniers temps. Nous voyons des applications dans l’industrie traditionnelle, mais aussi de plus en plus dans le marché des énergies renouvelables. Les débitmètres jouent un rôle important dans la production d’hydrogène car des lectures fiables et précises sont essentielles dans ce processus. Voilà de nombreuses années déjà que nous fournissons à la société HyGear à Arnhem (Pays-Bas) des débitmètres qui sont utilisés dans leurs unités de reformage à la vapeur. 

Nous nous sommes entretenus avec Ellart de Wit, Directeur technique chez HyGear, pour en apprendre davantage sur ce marché intéressant, sur les unités de reformage qu’ils développent et le rôle de nos débitmètres dans ce processus. 

Unité de reformage du méthane à la vapeur Hygear avec des débitmètres

A quelles activités Hygear destine-t ’elle l’hydrogène ?

" HyGear est une entreprise qui construit des usines chimiques, avec un accent sur l’hydrogène. 
Nous avons débuté en 2002. À l’époque, l’hydrogène était très prometteur comme carburant pour les voitures, et nous avons travaillé en ce sens. L’hydrogène possède de nombreuses propriétés intéressantes, mais une chose est délicate : le transport. Le gaz est en effet très léger et l’on ne peut pas le liquéfier sous pression.

Le défi consiste donc à limiter autant que possible les transports. Cela peut être réalisé en produisant autant que possible l’hydrogène localement. Les premières années, nous le faisions en proposant à nos clients des solutions clés en main, qui leur permettaient de produire eux-mêmes de l’hydrogène. Ces dernières années, nous nous sommes davantage positionnés comme un véritable fournisseur de gaz chez qui le client vient acheter de l’hydrogène au kilo sous forme de ‘gaz en tant que service’, avec l’ensemble des services qui oscillent autour. "
 

A propos de Hygear

Fournissez-vous également de l’hydrogène pour les applications d’énergie renouvelable ?

" La plupart de nos clients viennent toujours des industries traditionnelles : 

  • Les usines pour le verre plat et les entreprises métallurgiques utilisent l’hydrogène comme gaz protecteur principalement dans les processus dans lesquels il ne peut y avoir d’oxygène. 
  • L’industrie alimentaire utilise l’hydrogène lors de l’hydrogénation ou du durcissement de l’huile pour faire des graisses.
  • Les véhicules à l’hydrogène (pile à combustible) apparaissent comme client, mais cela est encore relativement nouveau.
Dans tous ces cas, l’hydrogène doit être très pur, sans contamination. "
 

Hydrogen Fuel Cell explained

" Nous observons une augmentation de la demande d’hydrogène dans plusieurs domaines. Ainsi, l’industrie traditionnelle a besoin de toujours plus d’hydrogène de haute qualité. De plus, nous rencontrons de plus en plus d’applications d’énergie renouvelable à l’hydrogène comme pour l’alimentation des piles à combustible pour les voitures. "

 Le service fourni par Bronkhorst est excellent. -  Ellart de Wit, Directeur technique chez HyGear

" Nous constatons également que l’hydrogène est de plus en plus utilisé dans des applications différentes et loin des plateformes chimiques où l’hydrogène est produit en petite quantité. "

Qu’en est-il des voitures à hydrogène ?

" Nous rencontrons encore actuellement quelques difficultés pour le remplissage des voitures à hydrogène. Alors que dans les processus de l’industrie la consommation de gaz est assez uniforme, le remplissage des véhicules est plus difficile. Cela implique des pressions et des débits très élevés en peu de temps, surtout au début du remplissage, après quoi le remplissage est un peu plus lent. La quantité d’hydrogène ajoutée doit en outre toujours être contrôlée et mesurée avec précision de manière à ce que l’automobiliste à la pompe paye le prix correct. "

Hydrogen Car

Que sont les unités de reformage du méthane à la vapeur ?

" Une des solutions de HyGear pour fabriquer de l’hydrogène localement passe par les unités de reformage du méthane à la vapeur mobiles. Dans le vaporeformage, le méthane (du gaz naturel) réagit à haute pression et à haute température avec la vapeur pour donner un mélange principalement d’hydrogène et de dioxyde de carbone. De là, l’hydrogène nécessaire est produit par adsorption modulée en pression (APM). Pour cette forme de production locale d’hydrogène, il est intéressant qu’il y ait déjà des pipelines de gaz naturel partout dans le monde car cela permet un transport bon marché de cette matière première. Vous pouvez choisir d’utiliser du gaz naturel, du biogaz ou du gaz vert, avec ou sans captage de CO2. Les clients peuvent déterminer eux-mêmes s’ils veulent de l’hydrogène gris, bleu ou vert. 

Procédé HyGEN de HyGear
Procédé 'HyGEN' de HyGear

Le point capital de cette unité de reformage du méthane à la vapeur est que tous les modules nécessaires à l’installation de craquage, la production de vapeur et les étapes de purification sont intégrés et continuent à fonctionner sans intervention extérieure. Au démarrage et lors du fonctionnement en continu.

Le système n’a donc pas d’opérateur, est complètement autonome et peut être modifié rapidement. Cela fonctionne comme une remorque porte-tubes avec des cylindres d’hydrogène où il vous suffit d’ouvrir le robinet pour livrer de l’hydrogène. Dans un monde en rapide évolution avec des contrats de livraison toujours plus courts, un tel système stationnaire mobile offre la flexibilité nécessaire. "

Des débitmètres pour des lectures fiables et précises

" Depuis le début du développement de ces unités, nous travaillons avec des débitmètres de Bronkhorst. Ces débitmètres se trouvent à deux endroits dans le procédé. En cas de réaction tardive du méthane avec la vapeur, nous devons savoir quelle quantité alimenter. Pour le méthane, nous utilisons des régulateurs de débit massique thermiques de Bronkhorst avec une gamme de débit allant jusqu’à 500 ln/min de CH4. Nous réalisons la vapeur d’une autre manière. À la sortie du système, nous mesurons la quantité d’hydrogène sortante et nous utilisons des débitmètres massiques thermiques de Bronkhorst avec une gamme de débit de 90 à 250 Nm3/h d’hydrogène. Il est important que les débitmètres et les régulateurs de débit soient fiables, l’installation pouvant être montée dans des lieux isolés. Nous devons pouvoir s’assurer de la valeur de débit mesurée. Du côté de la mesure, outre la fiabilité, la précision est également importante car la facture finale pour le client est réalisée sur la base de la quantité d’hydrogène livrée. "

Bronkhorst fournit des instruments avec les gammes de débit dont nous avons besoin, avec une grande fiabilité. - Ellart de Wit, Directeur technique chez HyGear

Débitmètres Bronkhorst pour les applications de l'hydrogène

Bronkhorst fournit régulièrement des débitmètres et des systèmes de génération de vapeur pour différents procédés dans le marché de l’hydrogène. Nous pensons par exemple aux solutions de débit pour l’humidification des gaz des piles à combustible, l’application Power-to-gas, le stockage de l’hydrogène dans un hydrure métallique et le stockage des liquides organiques porteurs d’hydrogène (LOHC).

Nos débitmètres massiques thermiques et nos systèmes d'évaporation CEM sont très utilisés dans tous ces domaines.

Applications de l'hydrogène pour lesquelles les débitmètres Bronkhorst sont utilisés.
Applications de l'hydrogène pour lesquelles les débitmètres Bronkhorst sont utilisés.

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