Was ist ein Stickstoffgasreiniger?
Was ist die zweistufige N₂-Erzeugung mit einem Stickstoffreiniger? Wie funktioniert sie und welche Vorteile bietet sie Unternehmen, die hochreinen Stickstoff benötigen?
Was ist ein Stickstoffgasreiniger?
Zweistufige Stickstofferzeugung mit einem Stickstoffreiniger
Ein Stickstoffreiniger bietet einen neuen Ansatz für die Vor-Ort-Erzeugung von hochreinem Stickstoff. So neu, dass es hilfreich ist, mit der grundlegendsten Frage zu beginnen: Was ist ein Stickstoffreiniger?
Ein Stickstoffreiniger ist ein Gerät, das Teil eines Systems zur Vor-Ort-Erzeugung von Stickstoffgas ist. Er nutzt den vom Stickstoffgenerator erzeugten Stickstoff mit geringerer Reinheit und erhöht die Reinheit auf mindestens 99,999 %. In diesem Artikel wird das Funktionsprinzip eines Stickstoffreinigers erläutert. Wir werden uns seine Rolle in einem System zur Stickstofferzeugung ansehen und auf die (Kosten-)Vorteile der zweistufigen Stickstofferzeugung eingehen.
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Unternehmen, die Stickstoff für bestimmte Prozesse oder Anwendungen benötigen, haben zwei Möglichkeiten, das Gas zu erhalten. Sie können es sich entweder liefern lassen oder sie produzieren es mit einem System zur Vor-Ort-Erzeugung selbst. Dieses umfasst einen Kompressor (Bereitstellung der Zuluft) und einen Stickstoffgenerator, der den Sauerstoff aus der Luft entfernt, sodass nur noch Stickstoff übrigbleibt. Im Gegensatz zum gelieferten Stickstoff ermöglicht ein System zur Stickstofferzeugung dem Anwender, die genaue Reinheit einzustellen, die seine Anwendung erfordert, und zwar auf bis zu 99,999 % für einen typischen PSA-Generator.
Die Erzeugung von Stickstoff mit höherer Reinheit erfordert jedoch viel mehr Energie. Das liegt daran, dass der Generator viel zusätzliche Luft benötigt, um auch die letzten Sauerstoffspuren zu entfernen. Hier kommt ein Stickstoffreiniger ins Spiel. Ein System zur Stickstofferzeugung mit einem Stickstoffreiniger ermöglicht es dem Generator, Stickstoff mit geringerer Reinheit zu erzeugen. Der Stickstoffreiniger erhöht die Reinheit auf bis zu 99,999 % und mehr.
Die meisten Stickstoffgasreiniger arbeiten mit Wasserstoff. Wenn der Stickstoff in den Stickstoffreiniger gelangt, wird eine bestimmte Menge Wasserstoff hinzugefügt. Diese Mischung gelangt in einen mit einem Katalysator gefüllten Reaktor, der es ermöglicht, dass Wasserstoff mit dem Sauerstoff zu Stickstoff mit niedriger Reinheit reagiert. Durch diese Reaktion verschwindet der Sauerstoff, wobei nur Wärme und Feuchtigkeit als Nebenprodukte entstehen (beide können in einem späteren Stadium problemlos weiterverarbeitet werden). Das Ergebnis dieses chemischen Prozesses ist Stickstoff mit einer Reinheit von mehr als 99,999 %.
Wie bereits erwähnt, können Systeme zur Stickstofferzeugung diesen hochreinen Stickstoff ohne einen Stickstoffreiniger produzieren. Der zweistufige Prozess mit einem Stickstoffreiniger ist jedoch wesentlich kostengünstiger. Da der Sauerstoff nicht vollständig entfernt werden muss, benötigt der Generator weniger Zuluft. Das bedeutet wiederum, dass der Kompressor des Systems viel weniger Energie verbraucht. Durch die Verwendung eines Stickstoffreinigers können auch kleinere Kompressoren und Generatoren verwendet werden. Dadurch kann das System zur Vor-Ort-Erzeugung von Stickstoff mit einem Stickstoffreiniger Energiekosten und Emissionen senken. Außerdem wird die Belastung des Stromnetzwerks durch die Anlage reduziert.
Wenn ein Stickstoffreiniger zu einem vorhandenen System zur Vor-Ort-Erzeugung hinzugefügt wird, kann dieser die Produktionskapazität erhöhen. Das ist möglich, da der vorhandene Generator bei geringerer Reinheit mehr Stickstoff produzieren kann. Der Stickstoffreiniger stellt sicher, dass die neue (höhere) Kapazität die gleiche Reinheit oder sogar eine höhere Reinheit aufweist, wie die von dem Generator ohne Stickstoffreiniger produzierte Kapazität.
Beachten Sie, dass ein Stickstoffreiniger nur für Unternehmen nützlich ist, die Stickstoff mit sehr hoher Reinheit benötigen. Die meisten Anwender von Stickstoff, die ihren eigenen Stickstoff erzeugen, benötigen diese hohe Reinheit nicht. Diese Anwender können einfach die Vorteile der Erzeugung von Stickstoff mit einer genauen (niedrigeren) Reinheit genießen, die für ihre Anwendung ohne Stickstoffreiniger geeignet ist. Für diejenigen, deren Anwendungen hochreinen Stickstoff erfordern, bietet die zweistufige Erzeugung jedoch bedeutende Vorteile.
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