Stickstoff: Was ist das und wofür wird er verwendet?

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Wussten Sie, dass der größte Teil der Luft, die wir atmen, aus Stickstoff besteht? Jeder braucht Sauerstoff, um zu überleben, aber Luft besteht zu 78 % aus Stickstoff, nur zu 21 % aus Sauerstoff und aus winzigen Mengen von anderen Gasen. Auch wenn der menschliche Körper diesen Stickstoff nicht nutzt, ist er für verschiedene Industrieanwendungen sehr hilfreich. Einfach ausgedrückt: Es gibt eine leicht zugängliche unbegrenzte Stickstoffquelle, die es Ihnen ermöglicht, Ihren eigenen Stickstoff zu erzeugen, anstatt ihn von einem Drittanbieter zu kaufen. Dazu braucht man nur einen Kompressor und einen Stickstoffgenerator, der die Stickstoffmoleküle von den Sauerstoffmolekülen in der Druckluft trennt. Das Ergebnis ist eine unbegrenzte, kostengünstige und sichere Gasversorgung, die rund um die Uhr verfügbar ist.

Was ist Stickstoff?

Stickstoff ist in erster Linie ein Edelgas. Er ist geruchlos, farblos, und man kann darin nicht überleben. Er ist jedoch wichtig für das Pflanzenwachstum und ist ein Hauptbestandteil von Düngemitteln. Seine Verwendung reicht jedoch weit über den Garten hinaus. Stickstoff ist in der Regel in flüssiger oder Gasform verfügbar (auch wenn es möglich ist, Stickstoff als Feststoff zu erzeugen). Flüssigstickstoff wird als Kältemittel verwendet, das in der Lage ist, Lebensmittel und Forschungsobjekte in der Medizin- und Fortpflanzungstechnologie schnell einzufrieren. In dieser Erklärung bleiben wir aber beim Stickstoffgas.

Stickstoff kommt häufig zum Einsatz, hauptsächlich aufgrund der Tatsache, dass er nicht mit anderen Gasen reagiert, im Gegensatz zu Sauerstoff, der sehr reaktiv ist. Aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung wird bei Stickstoffatomen mehr Energie benötigt, um sie aufzuspalten, damit sie mit anderen Substanzen reagieren. Sauerstoffmoleküle dagegen lassen sich leichter aufspalten, sodass das Gas wesentlich besser reagiert. Für Stickstoffgas gilt das Gegenteil, sodass es bei Bedarf nicht reaktive Umgebungen bereitstellen kann.

Stickstoffgeneratoren – für fast alle Branchen von Nutzen

Die mangelnde Reaktivität von Stickstoff ist dessen wichtigste Eigenschaft. Das Gas wird deshalb dazu verwendet, eine langsame oder schnelle Oxidation zu verhindern.

Die Elektronikindustrie ist ein perfektes Beispiel dafür, wie bei der Produktion von Leiterplatten und anderen kleinen Komponenten eine langsame Oxidation in Form von Korrosion auftreten kann.
Eine langsame Oxidation ist ebenfalls ein Problem in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, wo Stickstoff verwendet wird, um die Luft zu verdrängen oder zu ersetzen und damit die Haltbarkeit des Endprodukts zu verbessern.
Explosionen und Brände sind gute Beispiele für eine schnelle Oxidation, da sie Sauerstoff benötigen. Wenn der Sauerstoff mit Hilfe von Stickstoff verdrängt wird, verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass solche Unfälle auftreten.

Eigene Stickstofferzeugung

Wenn eine Anwendung Stickstoff benötigt, gibt es drei Hauptmöglichkeiten, das Gas zu beziehen.

Die erste ist ein gemieteter Stickstofftank vor Ort und die Lieferung des Gases.
Die zweite ist Stickstoffgas in Hochdruckflaschen.
Die letzte Möglichkeit ist die eigene Erzeugung von Stickstoff mithilfe von Druckluft.

Der Kauf oder die Miete von Stickstoff kann sehr umständlich, ineffizient und kostspielig sein, da dafür ein Drittanbieter benötigt wird. Aus diesen Gründen haben sich viele Unternehmen gegen das Mieten entschieden und beschlossen, ihren eigenen Stickstoff zu erzeugen, auch weil sie damit die Menge, Reinheit und den Druck für eine bestimmte Anwendung steuern können.

Zu den zusätzlichen Vorteilen gehören

ein stabiler Preis,
keine Transportkosten oder Verspätungen,
keine Gefahren im Zusammenhang mit der kryogenen Lagerung und
keine Verluste durch Abdampfen oder bei der
Rückgabe von Hochdruckflaschen, die nie vollständig entleert werden können.

Es gibt zwei Arten von Stickstoffgeneratoren:

Membran-Stickstoffgeneratoren sowie
Generatoren, die mit PSA (Pressure Swing Adsorption, Druckwechseladsorption) arbeiten. Diese ermöglichen eine sehr hohe Reinheit von 99,999 % oder 10 ppm (Parts per Million) und mehr.

Hier erfahren Sie mehr über die letzteren.

Was sind einige praktische Anwendungen von Stickstoffgas?

Da Stickstoff ein Inertgas ist, ist es für eine Vielzahl von Anwendungen in vielen verschiedenen Branchen geeignet. Es ist zu beachten, dass unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche Reinheitsgrade erfordern können.

Während für einige Anwendungen, z. B. in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie oder im Pharmabereich, extrem reiner Stickstoff erforderlich sein kann,
muss das Gas für andere Zwecke, z. B. zur Brandprävention, wesentlich weniger rein sein.

Im Folgenden sind einige der typischen industriellen Anwendungen von Stickstoffgas aufgeführt.

Öl und Gas