Caso de proyecto
Unidad piloto de hidrogenación y deshidrogenación de LOHC de dibencil tolueno
Este proyecto se utilizó para la validación de ingeniería de tecnología de almacenamiento de hidrógeno en líquidos orgánicos, basada en la ruta LOHC de dibencil tolueno. A partir del paquete de proceso del cliente, Sharp Eagle completó la ingeniería detallada, la distribución espacial del skid, la optimización del flujo de materiales, la integración de tuberías e instrumentación, y la fabricación, inspección y pruebas FAT en fábrica, proporcionando soporte de unidad piloto para el almacenamiento y transporte seguros después de producir hidrógeno con electricidad excedente.
Fotos del sitio de entrega
12.1 m x 3.8 m x 12.6 m
Antecedentes del proyecto
Convertir energía renovable variable en un portador de hidrógeno transportable de forma segura
Los proyectos de energía renovable, como fotovoltaica y eólica, suelen enfrentar excedentes en picos de generación, absorción limitada por la red y altos costos de almacenamiento. Usar electricidad excedente para producir hidrógeno por electrólisis del agua es una ruta importante de conversión energética. Sin embargo, el hidrógeno es inflamable y explosivo, y su almacenamiento y transporte directo a alta presión imponen altas exigencias de seguridad, costo y sistema logístico.
La electricidad excedente necesitaba una salida de almacenamiento de larga duración
Durante los picos de generación fotovoltaica y eólica, parte de la electricidad no puede absorberse a tiempo. Si un proyecto depende solo de almacenamiento electroquímico tradicional, la inversión y la presión de capacidad pueden ser significativas. La electrólisis del agua para producir hidrógeno puede convertir esa electricidad en energía utilizable entre distintos periodos y regiones.
El transporte directo de hidrógeno crea presión de seguridad y costo
El almacenamiento y transporte de hidrógeno a alta presión requieren recipientes de alta presión, equipos de transporte dedicados y gestión de seguridad estricta. Para transporte de media y larga distancia a gran escala, el margen de seguridad, la capacidad por vehículo y el costo total pueden limitar la implementación del proyecto.
El skid piloto convirtió la ruta técnica en equipo
El dibencil tolueno es un portador líquido orgánico de hidrógeno. El proyecto necesitaba un skid piloto operable de hidrogenación y deshidrogenación que integrara reactores, condiciones de operación del catalizador, tuberías de proceso, válvulas e instrumentos, estructura de plataforma e interfaces de control en una sola unidad, validando la viabilidad de pasar el almacenamiento de hidrógeno en líquido orgánico de la ruta de laboratorio a un equipo de ingeniería.
Ruta de proceso
Cómo esta unidad skid valida la hidrogenación y la deshidrogenación
El foco de esta unidad no fue fabricar un equipo individual, sino convertir los requisitos del paquete de proceso del cliente para hidrogenación, deshidrogenación, circulación, pruebas y control en un sistema skid operable, verificable y entregable. Los catalizadores se instalan dentro de los reactores, y la disposición de tuberías, válvulas, instrumentos y plataformas sirve al proceso de validación piloto.
Unidad de alimentación y reacción de hidrogenación
Después de que el hidrógeno y el líquido orgánico de dibencil tolueno entran en el skid, pasan por medición, regulación e interfaces de reactor hacia la sección de reacción de hidrogenación. Esta unidad se centra en mantener controlables el caudal, la presión, la temperatura y el estado de las válvulas antes de que los materiales entren al reactor, proporcionando condiciones estables para evaluar el catalizador.
Unidad de circulación de líquido orgánico y tratamiento intermedio
Dentro del skid, el sistema debe gestionar la transferencia, amortiguación y conmutación entre líquido orgánico rico en hidrógeno y líquido orgánico deshidrogenado. La disposición de tuberías, niveles de equipos, accesos de plataforma y ubicaciones de instrumentos sirven al proceso piloto y facilitan observación, muestreo, ajuste y mantenimiento para los operadores.
Unidad de reacción de deshidrogenación y enlace de pruebas
Después de que el líquido orgánico rico en hidrógeno entra en la sección de reacción de deshidrogenación, libera hidrógeno, y el líquido orgánico deshidrogenado entra en el proceso de circulación posterior. Temperatura, presión, caudal e interfaces clave se enlazan mediante instrumentos y el sistema de control, ayudando al cliente a validar el desempeño de deshidrogenación, el comportamiento del catalizador y los parámetros del paquete de proceso.
Retos de fabricación
El medio es hidrógeno y las tuberías son pequeñas, por lo que los detalles de fabricación no pueden tratarse de forma aproximada
La unidad piloto de hidrogenación y deshidrogenación de dibencil tolueno involucra medio de hidrógeno, tuberías de proceso de pequeño diámetro, interfaces de reactor catalítico y muchos puntos de control de instrumentación. Cumplir los requisitos de tuberías de proceso no consistía solo en instalar equipos sobre un bastidor; requería controlar soldadura, inspección, limpieza, sellado y puesta en marcha.
Tuberías de proceso de pequeño diámetro
Los diámetros pequeños hacen más sensibles el espacio de ajuste, el aporte térmico de soldadura, la calidad de bisel y la limpieza posterior a la soldadura. Una desviación local puede afectar la estabilidad del caudal, la toma de presión de instrumentos y el mantenimiento posterior.
Requisitos de seguridad del medio hidrógeno
Las moléculas de hidrógeno son pequeñas, propensas a fugas, inflamables y explosivas, lo que exige más a la calidad de soldadura, superficies de sellado, selección de válvulas, detección de fugas e interbloqueos de instrumentación.
Integración skid de alta densidad
El módulo grande contiene al mismo tiempo equipos, tuberías, instrumentos, cables, plataformas y accesos de mantenimiento. La disposición debía equilibrar secuencia de proceso, accesibilidad operativa, izaje y transporte, e interfaces de sitio.
Aseguramiento de calidad
Control de calidad alrededor del medio hidrógeno y la validación piloto
Esta unidad se centró en sellado de hidrógeno, tuberías de pequeño diámetro, enlace de instrumentación y pruebas FAT, con el objetivo clave de asegurar que los datos posteriores de puesta en marcha fueran estables y fiables.
Inspección de sellado de hidrógeno
Se inspeccionaron cuidadosamente válvulas, bridas, soldaduras e interfaces de instrumentos para reducir el riesgo de fuga de hidrógeno.
Control de proceso en pequeño diámetro
Se controlaron ajuste, soldadura, limpieza y purga para reducir materia extraña y desviaciones locales.
Inspección de lazos de instrumentación
Temperatura, presión, caudal y señales de control se verificaron punto por punto para asegurar que el proceso piloto pudiera monitorearse.
Registros de pruebas FAT
Las pruebas de presión, sellado, eléctricas y funcionales se completaron en la etapa de fábrica, con registros de entrega preparados.
¿Tiene un proyecto similar de hidrógeno, almacenamiento LOHC o skid de reacción catalítica?
Envíenos su paquete de proceso, P&ID, lista de equipos, clase de tuberías, propiedades del medio, envolvente dimensional, requisitos de control y criterios de aceptación. Sharp Eagle combinará capacidades de proceso, equipos, tuberías, estructura de acero, electricidad e instrumentación, fabricación e inspección para evaluar una solución adecuada de ingeniería detallada y entrega de skid.