Vidste du, at luften omkring os primært består af nitrogen? Alle har brug for oxygen for at overleve. Den luft, vi indånder, består imidlertid af 78 % nitrogen og kun 21 % oxygen samt små mængder af andre gasser. Menneskekroppen har ikke brug for nitrogenet, men den er imidlertid meget nyttigt til forskellige industrielle anvendelser.
Hvad er nitrogen?
Lad os starte med det grundlæggende. Nitrogen er en inert gas, der er lugtfri og farveløs, og den kan ikke opretholde liv. Nitrogen er imidlertid vigtigt for plantevækst og er et vigtigt tilsætningsstof i gødning. Nitrogens anvendelse rækker langt ud over din have. Nitrogen forekommer normalt enten i væske- eller gasform (selv om det også er muligt at opnå nitrogen i fast form). Flydende nitrogen anvendes som kølemiddel, der hurtigt kan fryse fødevarer og emner inden for medicinsk forskning samt reproduktionsteknologi. I denne forklaring vil vi holde os til nitrogengas.
Nitrogen anvendes i vid udstrækning, fordi nitrogen, i modsætning til oxygen som er meget reaktivt, ikke reagerer, når det eksponeres over for andre gasser. På grund af nitrogens kemiske sammensætning har nitrogenatomer brug for mere energi til at blive nedbrudt og reagere med andre stoffer. Oxygenmolekyler derimod er lettere at nedbryde, hvilket medfører, at gassen er meget mere reaktiv. Nitrogengas opfører sig helt modsat, hvilket giver mulighed for at skabe inaktive miljøer, der, hvor man har brug for det.
Inaktiviteten er nitrogenets vigtigste egenskab, og som følge heraf anvendes gassen til at forhindre både langsom og hurtig oxidering. Elektronikindustrien er et perfekt eksempel på denne anvendelse, da der under produktionen af printkort og andre små komponenter kan forekomme langsom oxidering i form af korrosion.
Langsom oxidering er også et problem for føde- og drikkevareindustrien, hvor nitrogen benyttes til at fjerne eller erstatte luften med henblik på at beskytte slutproduktet. Eksplosioner og brande er gode eksempler på hurtig oxidering, fordi begge processer skal tilføres oxygen for at kunne finde sted. Når man fjerner oxygenet fra en beholder ved hjælp af nitrogen, reducerer man risikoen for, at der kan opstå ulykker i form af eksplosioner og brande.
Midlertidige nitrogenløsninger
- Membranbaserede nitrogengeneratorer
- Nitrogengeneratorer med PSA-teknologi
Hvordan fungerer membranteknologien?
Hvordan fungerer tryksvingsadsorptionsteknologien?
Når du producerer dit eget nitrogen, er det vigtigt at kende og forstå det renhedsniveau, du ønsker at opnå. Nogle anvendelser kræver lave renhedsniveauer (mellem 90 og 99 %), f.eks. oppumpning af dæk og forebyggelse af brande, mens andre, f.eks. anvendelser i fødevare- og drikkevareindustrien eller plaststøbning, kræver høje niveauer (fra 97 til 99,999 %). I disse tilfælde er PSA-teknologien den mest ideelle og den nemmeste metode at anvende. En nitrogengenerator fungerer i det væsentlige ved at adskille nitrogenmolekylerne fra oxygenmolekylerne i trykluften. Tryksvingsadsorptionsteknologien gør dette ved at opfange oxygen fra trykluftsstrømmen ved hjælp af adsorption.
Adsorptionen finder sted, når molekyler binder sig til en adsorbent, i dette tilfælde oxygenmolekyler der er forbundet med en kulstofmolekylesi (CMS). Dette sker i to separate trykbeholdere, der hver er fyldt med en CMS, og som skifter mellem udskillelsesprocessen og regenereringsprocessen. Lad os kalde dem tårn A og tårn B. Ved starten af processen strømmer ren og tør trykluft ind i tårn A, og fordi oxygenmolekylerne er mindre end nitrogenmolekylerne, så vil de trænge ind i kulsiens porer. Nitrogenmolekylerne derimod er for store til at passe ind i porerne, så de vil passere uden om kulmolekylesien. Resultatet er, at du opnår nitrogen med den ønskede renhed.
Denne fase kaldes adsorptions- eller separationsfasen. Men det stopper ikke her. Det meste af det nitrogen, der produceres i tårn A, forlader systemet (klar til direkte brug eller opbevaring), mens en lille del af det genererede nitrogen strømmer ind i tårn B i den modsatte retning (fra top til bund). Dette flow er nødvendigt for at skubbe det oxygen ud, der blev opfanget i den tidligere adsorptionsfase i tårn B. Ved at udligne trykket i tårn B, mister kulmolekylesierne deres evne til at holde på oxygenmolekylerne. De vil blive frigivet fra sierne og blive ført væk gennem udstødningen af den begrænsede strøm af nitrogen, der kommer fra tårn A.
Ved at gøre dette gør systemet plads til at nye oxygenmolekyler kan fastgøre sig til sierne i næste adsorptionsfase. Vi kalder denne proces for "rensning" af en oxygenmættet tårnregenerering.
