Stickstoffgenerator

Stickstoffgenerator

Stickstoff wird in zahlreichen industriellen Anwendungen genutzt. Da es ein reaktionsträges (inertes) Gas ist, wird es vor allem als Schutzgas – zur Inertisierung – verwendet. Daher eignet es sich insbesondere zur Vermeidung von Bränden oder Explosionen. Dazu wird es in Tanks, Rohrleitungen, Reaktoren oder Gruben gepresst. Es verdrängt den in der Luft vorhandenen natürlichen Sauerstoff, da dieser Sauerstoffanteil mit verschiedenen Gasen oder Säuren reagieren und sich entzünden kann.

Stickstoffgeneratoren – Ihre Vorteile
Druckwechseladsorption (PSA) vs. Membran-Stickstofferzeugung
Vorteile der beiden Verfahren
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Stickstoffgeneratoren – Ihre Vorteile

Stickstoffgeneratoren haben gegenüber Stickstoffflaschen zahlreiche Vorteile:

• Höhere Sicherheit durch den Wegfall der Lagerung und Handhabung von Hochdruckzylindern
• Reduzierte Stillstandszeiten durch bedarfsgerechte Versorgung
• Hochreiner Stickstoff mit gleichmäßigem Durchfluss und Druck
• Kompakte, platzsparende Ausführung
• Flexible, modulare Auslegung
• Niedrige Betriebskosten
• Keine Bestellvorgänge und keine Lieferschwierigkeiten
• Bewährte hohe Zuverlässigkeit

Druckwechseladsorption (PSA) vs. Membran-Stickstofferzeugung

Druckwechseladsorption (PSA) vs. Membran-Stickstofferzeugung

Stickstoffgeneratoren arbeiten mit zwei unterschiedlichen Verfahren, um Stickstoff zu erzeugen. Wir erläutern Ihnen beide und nennen Ihre jeweiligen Stärken.

Druckwechseladsorption (PSA):
PSA steht für Pressure Swing Adsorption. Bei der Druckwechseladsorption wird der Stickstoff vom Sauerstoff mithilfe eines Kohlenstoff-Molekularsiebs (CMS) getrennt. Daher bestehen die Stickstoffgeneratoren aus zwei verbundenen Behältern, die abwechselnd für die kontinuierliche Adsorption des Stickstoffs genutzt werden.
Während der 1. Phase, der Adsorption, strömt die gereinigte Druckluft durch das Molekularsieb. Die Sauerstoffmoleküle werden in dem Sieb aufgefangen, während die Stickstoffmoleküle aufgrund ihrer geringeren Größe passieren. Das Sieb adsorbiert den Sauerstoff, bis ein Sättigungspunkt erreicht ist. In der 2. Phase, der Regeneration bzw. Desorption, wird der eintretende Luftstrom unterbrochen und der adsorbierte Sauerstoff verlässt den Behälter mit niedrigerem Druck.

Carbon Molecular Sieve (CMS):
Das Molekularsieb, das den Sauerstoff aus der Luft auffängt, besteht aus Carbon Molecular Sieve. Das ist kein normal aktivierter Kohlenstoff. CMS verfügt über wesentlich kleinere Poren. Aufgrund dieser hohen Adsorptionsselektion kann CMS das N2 aus der Luft trennen und die kleinen O2-Moleküle setzen sich in die Poren, während die größeren N2-Moleküle vorbeiströmen.

Membran-Stickstofferzeugung
Dieses Verfahren nutzt ein Bündel von kleinen Polymer-Hohlfasern, um Sauerstoff aus dem Gasfluss zu entfernen. Die Trennung findet in den Membranen statt. Sie verfügen über eine asymmetrische Hohlfasermembran-Technologie, sind äußerst robust und speziell für einen Betrieb bei Zuglufttemperatur ausgelegt.
Das Prinzip der Trennung basiert auf dem selektiven Durchgang von Stickstoff und Sauerstoff. Die Antriebskraft für die Trennung ist die Differenz zwischen dem Partialdruck des Gases auf der Innen- und auf der Außenseite der Hohlfaser.
Atmosphärische Luft besteht zu 78 % aus Stickstoff, zu 21 % aus Sauerstoff und zu 1 % aus anderen Gasen. Jedes Gas besitzt eine charakteristische Durchdringungsrate. Diese Funktion benötigen Sie zur Lösung und Streuung durch eine Membran. Sauerstoff ist beispielsweise ein „schnelles“ Gas, das selektiv durch die Membranwand gestreut wird. Stickstoff dagegen hat die Möglichkeit, entlang der Innenseite der Faser zu wandern und so einen stickstoffreichen Produktstrom zu bilden. Das mit Sauerstoff angereicherte Gas oder das Permeat wird von der Membran bei atmosphärischem Druck entlüftet.
Die Membran umfasst zahlreiche Fasern, die gebündelt und an beiden Enden mit Epoxidharz eingekapselt sind. Da die Bündelenden abgeschnitten sind, bleiben die Faserdurchmesser an beiden Seiten offen. So hat das Gas die Möglichkeit, von einem Ende zum anderen zu fließen. Die Faserbündel sind in einem Gehäuse eingeschlossen, das die Fasern schützt und das Stickstoff-Gas von der Einspeise- zur Produktseite führt.

Der Reinheitsgrad des Stickstoffs hängt von der Methode ab. Stickstoff hoher Reinheit (zwischen 97 % und 99,9 %) wird mit Druckwechseladsorptionstechnik erreicht. Stickstoff mit einem geringeren Reinheitsgrad (90 % - 99 %) erzielen Sie mit Membrangeneratoren.
Allerdings erfordern nicht alle Anwendungen einen hohen Reinheitsgrad. Informieren Sie sich, welchen Reinheitsgrad Sie für Ihre Anwendungen benötigen.

Vorteile der beiden Verfahren

Druckwechseladsorption (PSA)

• Sehr hohe Stickstoffreinheit
• Effizienter Rückfluss-Druckaufbau
• Hochwertige Kohlenstoff-Molekularsiebe zur Stickstofferzeugung
• Zuverlässige Stickstofferzeugung rund um die Uhr
• Zuverlässige Sensoren zur Reinheitsmessung

Membran-Stickstofferzeugung

• Benutzerfreundliche und wartungsarme Lösung
• Spezielle Membrantechnologie für dauerhafte Leistung
• Garantierte Stickstoffreinheit dank zuverlässiger Messungen

Marken

WICOM vermarkt exklusiv die Gasgeneratoren der Firma Parker. Früher bekannt unter den Namen Balston, Whatman und Domnik Hunter, welche von der weltweit bekannten Firma Parker zur Weiterentwicklung übernommen wurden.