1. Dezember 2023
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Die Luft, die wir atmen, enthält etwa 78 % Stickstoff. Mit einem höheren Reinheitsgrad hat Stickstoff jedoch eine Vielzahl praktischer Anwendungen in vielen Branchen. Dazu werden Stickstoffmoleküle in einem sauberen, trockenen Druckluftstrom getrennt. Das Ergebnis ist eine Versorgung mit gereinigtem Stickstoffgas. Mit einem PSA-Stickstoffgenerator ist dies intern möglich.
Bei einigen Anwendungen, wie Reifenbefüllung und Brandschutz, sind relativ geringe Reinheitsgrade (zwischen 90 % und 97 %) erforderlich. Andere Anwendungen wie die Lebensmittel-/Getränkeverarbeitung und die Kunststoffverarbeitung erfordern einen höheren Reinheitsgrad (von 97 % bis 99,999 %).
Während in Branchen wie der Lebensmittelverarbeitung höhere Reinheitsgrade verwendet werden, wird für geringere Reinheitsanforderungen häufig die Erzeugung von Stickstoff mithilfe der Membrantechnologie bevorzugt. Bei dieser Methode wird selektive Permeation verwendet, um Stickstoff von anderen Gasen zu trennen.
Indem Sie Ihr Wissen über diese Methoden erweitern, können Sie die beste Lösung für die Stickstofferzeugung für Ihre spezifischen Anforderungen finden. Erfahren Sie mehr über die Stickstoff-Membrantechnologie, und sehen Sie sich ihre Vorteile und Anwendungen an.
Sehen Sie sich dieses Video an, um mehr über Stickstoff zu erfahren
Druckwechseladsorption (PSA)
Eine Methode zur Erzeugung von Stickstoff ist die Druckwechseladsorption (PSA). Adsorption ist der Prozess, bei dem Atome, Ionen oder Moleküle einer Substanz, wie Druckluft, an der Oberfläche eines Adsorptionsmittels haften.
Ein PSA-Stickstoffgenerator isoliert Stickstoff. Die anderen Gase im Druckluftstrom (Sauerstoff, CO2 und Wasserdampf) werden adsorbiert und lassen gereinigten Stickstoff zurück. Diese Anlage ist ein einfacher, zuverlässiger und kostengünstiger Ansatz für die Stickstofferzeugung. Sie ermöglicht einen kontinuierlichen Stickstofffluss mit hoher Kapazität bei den gewünschten Reinheitsgraden.
Zwei-Behälter-System
PSA scheidet Sauerstoff aus dem Druckluftstrom ab, wenn Moleküle sich an ein molekulares Kohlenstoffsieb binden. Dies geschieht in zwei separaten Druckbehältern (Behälter A und Behälter B). Diese sind jeweils mit einem Molekularsieb aus Kohlenstoff gefüllt, das zwischen einem Trenn- und einem Regenerationsprozess wechselt.
Saubere, trockene Druckluft tritt in den Behälter A ein. Da Sauerstoffmoleküle kleiner sind als Stickstoffmoleküle, passieren sie die Poren des Siebs. Stickstoffmoleküle passen nicht durch die Poren, daher umgehen sie das Sieb, was zu Stickstoff mit der gewünschten Reinheit führt. Dies ist die sogenannte Adsorptions- oder Trennphase.
Der größte Teil des in Behälter A produzierten Stickstoffs verlässt das System und kann direkt verwendet oder gelagert werden. Dann fließt ein kleiner Teil des erzeugten Stickstoffs in die entgegengesetzte Richtung in Behälter B. Dieser Strom drückt den Sauerstoff, der in der vorherigen Adsorptionsphase von Behälter B aufgenommen wurde, hinaus.
Wenn der Druck in Behälter B reduziert wird, verlieren die Kohlenstoff-Molekularsiebe ihre Fähigkeit, die Sauerstoffmoleküle zu halten. Diese lösen sich von den Sieben und werden von dem kleinen Stickstoffstrom von Behälter A weggeleitet.
Dieser "Reinigungsprozess" schafft Platz für neue Sauerstoffmoleküle, die sich in der nächsten Adsorptionsphase an den Sieben anlagern. Das Zwei-Behälter-PSA-System wechselt zwischen Trennung und Regeneration, um eine kontinuierliche Stickstoffproduktion mit dem gewünschten Reinheitsgrad zu gewährleisten.
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