El hidrógeno y el gas natural (principalmente metano) comparten algunas similitudes en los sistemas de compresión, pero sus diferentes propiedades físicas y químicas exigen diseños fundamentalmente distintos. Comprender estas diferencias es vital para ingenieros, fabricantes y proyectos de transición energética.

1. Tamaño molecular y dinámica de fugas

Las moléculas de hidrógeno son diminutas (~2,02 g/mol) en comparación con las de metano (~16 g/mol), por lo que el hidrógeno es mucho más propenso a las fugas. Los sistemas de compresión del hidrógeno deben utilizar juntas de alta integridad y materiales especializados para válvulas y juntas para evitar el escape microscópico de gas

2. Mayor velocidad sónica e impacto de pulsación

La baja densidad y el bajo peso molecular del hidrógeno hacen que velocidad del sonido mucho mayorAumento de la frecuencia de las ondas de presión hasta 3 ó 4 veces en comparación con el gas natural. . Este cambio exige rediseñar botellas y amortiguadores de pulsaciones para evitar problemas de resonancia y fallos por vibraciones.

3. Ratios de presión extrema y compresión multietapa

Para alcanzar las presiones de almacenamiento (por ejemplo, 350-700 bar), los compresores de hidrógeno deben funcionar a mayores velocidades de punta o en etapas adicionales en comparación con los sistemas de gas natural, que suelen tener relaciones de presión más bajas. . Esto repercute en el diseño mecánico y el montaje giratorio.

4. Fragilización de materiales y protocolos de seguridad

El hidrógeno puede penetrar en los metales y debilitarlos, fenómeno conocido como fragilización por hidrógeno-provocando fallos estructurales . Además, el hidrógeno es altamente inflamable en una amplia gama de mezclas de aire y tiene una energía de ignición muy baja, lo que requiere una rigurosa selección de materiales y diseños de seguridad..

5. Compresión limpia y sin aceite

El hidrógeno para combustible y uso energético debe ser sin aceiteya que la contaminación puede dañar los sistemas de pilas de combustible. Los compresores de hidrógeno suelen utilizar diseños alternativos o de diafragma secos y sin aceiteA diferencia de muchos compresores de gas natural, que pueden ser de tornillo o rotativos lubricados. .

6. Adaptación de control y telemetría

Los sistemas de hidrógeno aprovechan supervisión en tiempo real y controles avanzados para realizar un seguimiento de la temperatura, las fugas y la velocidad de las palas, lo cual es fundamental en condiciones de alto riesgo. Los sistemas de gas natural, por el contrario, suelen requerir menos sensibilidad en tiempo real debido a que las velocidades sónicas y los riesgos de fuga son menores.

 Resumen comparativo

Aunque la compresión de hidrógeno y gas natural comparten principios generales, las propiedades únicas del hidrógeno -moléculas diminutas, alta velocidad sónica, riesgo de fragilización, inflamabilidad y exigencias de pureza- requieren diseños de compresores especializados, materiales de precisióny estrictos controles de seguridad. Estas diferencias son fundamentales para el diseño, la certificación y el despliegue de la infraestructura del hidrógeno.

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