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Welche verschiedenen Möglichkeiten gibt es für die Versorgung mit Stickstoff oder Sauerstoff für Ihr Unternehmen?

Compressed Air Wiki Nitrogen Industrial Gases

Wenn Sie eine Versorgung mit einem Industriegas wie Stickstoff oder Sauerstoff für Ihr Unternehmen benötigen, ist die erste Lösung, die einem einfällt, wahrscheinlich die Lieferung in Gasflaschen. Es gibt jedoch noch viel mehr und möglicherweise effizientere Optionen. In diesem Beitrag sprechen wir über die Versorgung mit Stickstoff in Flaschen, aber auch in flüssiger Form, und die Eigenherstellung mithilfe eines PSA- oder Stickstoff-Membranengenerators.

Versorgung mit Stickstoff durch einen Drittanbieter

Stickstoff in Flaschen

Die erste Möglichkeit besteht darin, Stickstoff von einem Stickstoffproduzenten zu kaufen. Das Verfahren ist sehr einfach: Sie bestellen die für Ihre Anwendung gewünschte Stickstoffmenge, und der Lieferant liefert sie in großen schweren Flaschen. N2O2, das durch eine kryogene Stickstoffanlage erzeugt wird, wird in ein Gas umgewandelt und unter sehr hohem Druck (300 bar) abgefüllt. Dies bedeutet, dass viel Stickstoffgas in einer relativ kleinen Flasche gelagert werden kann. Um dem hohen Druck standzuhalten, sind die Wände des Behälters sehr dick. Die Flaschen befinden sich in einem Ständer und werden auf Lkws transportiert. Nach der Verwendung werden die leeren Flaschen vom Gasunternehmen abgeholt.

Vorteile: Nachteile:
  • Wenn der Stickstoffverbrauch relativ gering ist, handelt es sich um eine sehr einfache Lösung.

  • Da der Stickstoff sofort verfügbar ist, sind Verbrauchsspitzen kein Problem.

  • Die Installation ist sehr einfach.

     

     

     

  • Da die Flaschen aus Stahl hergestellt sind (und der Stickstoff nahezu nichts wiegt), transportiert das Gasunternehmen im Grunde genommen Eisen, was nicht sehr umweltfreundlich ist.
  • Die Flaschen können nie vollständig entleert werden. Wenn der Betriebsdruck 10 bar beträgt, kann Stickstoff nur solange aus der Flasche entnommen werden, so lange der Druck in der Flasche höher als 10 bar ist. Das restliche Gas verbleibt in der Flasche und wird zum Gasunternehmen zurückgeliefert, wenn diese die „leeren“ Flaschen abholt.

  • Der Preis ist vergleichsweise hoch, weil das Gasunternehmen Ihnen den Stickstoff liefern muss. Nachdem das Gas hergestellt wurde, wird es komprimiert, in schweren Stahlflaschen zu Ihnen transportiert, und diese werden dann wieder abgeholt, wenn sie leer sind.

  • Ein spezielles Flaschengestell-Austauschsystem ist erforderlich, wenn der Produktionsprozess nicht unterbrochen werden darf.

  • Sicherheitsbedenken (Handhabung von schweren Flaschen, hoher Druck)

  • Sie sind stark von Ihrem Stickstofflieferanten abhängig.

  • Nicht geeignet für hohen Gasverbrauch

Lagerung von Flüssigstickstoff

Eine zweite Möglichkeit besteht darin, einen Flüssigstickstofftank an Ihrem Standort zu installieren und von einem Gasunternehmen in regelmäßigen Abständen befüllen zu lassen. Die Tanks können entweder gemietet werden (von dem entsprechenden Gasunternehmen), oder sie werden gekauft. Ein Verdampfer ist erforderlich, damit Sie den Stickstoff verwenden können. Der Verdampfer verwandelt den Flüssigstickstoff in nutzbaren Stickstoff in Gasform. Genau wie Stickstoff in Flaschen wird der Stickstoff von Lkws zu Ihrem Unternehmen transportiert. In diesem Fall wird der Stickstoff in einem großen, thermisch isolierten Tankwagen transportiert. Der Flüssigstickstoff wird dann vom Fahrzeug in den isolierten Lagertank gepumpt. Es ist auch möglich, Flüssigstickstoff in kleineren Behältern für einen geringeren Bedarf zu bestellen. Diese kleinen Tanks werden als Dewar-Behälter bezeichnet. Ebenso wie Stickstoff in Flaschen wird Flüssigstickstoff durch kryogene Stickstoffanlagen produziert.

Vorteile: Nachteile:
  • Da der Stickstoff sofort verfügbar ist, sind Verbrauchsspitzen kein Problem.

  • Er ist in den meisten Fällen im Vergleich zu Stickstoff in Flaschen kostengünstiger.

  • Kleine Kapazitätsanpassungen sind relativ einfach, wenn Ihr Produktions- und Stickstoffbedarf steigt (vorausgesetzt, Ihr Verdampfer kann dies bewältigen, ohne einzufrieren).

     

     

     

     

  • Die Tankisolierung ist nie perfekt. Das bedeutet, dass das Flüssiggas sich erwärmt, im Tank verdampft und der Druck steigt, bis das Sicherheitsventil sich öffnet und einen Teil des Gases ablässt. Diese Verluste werden als Abdampfverluste bezeichnet.*

  • Langfristige Verträge mit Gasunternehmen sind gängige Praxis (in der Regel 5 – 7 Jahre).

  • Neben dem Tank benötigen Sie auch ein spezielles Fundament (das extremen Temperaturen im Fall eines Lecks standhält) und einen Verdampfer.

  • Nicht umweltfreundlich.

  • Sicherheitsbedenken (Flüssigstickstoff hat eine Temperatur von -196 °C; bei Arbeiten mit Flüssigstickstoff besteht die Gefahr von Erfrierungen)

  • Der Verdampfer kann einfrieren, wenn der Stickstoffverbrauch über dem Nennwert liegt oder bei kalten Außentemperaturen.

Kryogene Produktion vor Ort

Wenn der Stickstoffverbrauch extrem hoch ist, kann das Gasunternehmen eine (kleine) kryogene Stickstoffanlage an Ihrem Produktionsstandort installieren. Hierbei handelt es sich um dieselbe Art von Stickstoffgenerator, wie er auch zum Erzeugen des Stickstoffs verwendet wird, der in Flaschen und Tankfahrzeugen transportiert wird. Weitere Informationen zu kryogenen Stickstoffgeneratoren finden Sie im nachstehenden Beitrag. (Link zum Kryotechnik-Artikel)

Eigene Stickstofferzeugung

Im Gegensatz zu den bisher genannten Methoden zur Versorgung mit Stickstoff wird bei der Eigenerzeugung kein kryogener Prozess verwendet. Es treten keine extremen Temperaturen bei Stickstoffgeneratoren mit Membran- oder Druckwechseladsorption (PSA) auf. Diese Generatoren müssen auf andere Weise die Luft in ihre Bestandteile trennen. PSA und Membran sind zwei sehr unterschiedliche Technologien, doch sie benötigen beide einen Druckluftstrom, um zu funktionieren.

Da sich diese Technologien so stark von der Kryotechnik unterscheiden, ist auch die Zusammensetzung des entstehenden Gases unterschiedlich. Kryogenes Stickstoffgas hat eine fixe, sehr hohe Reinheit. Die Stickstoffreinheit der im Handel erhältlichen Generatoren kann an Ihre Anforderungen angepasst werden, wobei es jedoch sehr ineffizient ist, die gleiche Reinheit wie bei Kryo-Stickstoff zu erzielen. Bei diesen Geräten erfordern höhere Reinheitsgrade mehr Leistung, was zu höheren Betriebskosten führt. Für die meisten Anwendungen wird der Reinheitsgrad von kryogenem Stickstoff jedoch nicht benötigt. Hier erfahren Sie mehr über die Stickstoffreinheit.

Vorteile: Nachteile:
  • In vielen Fällen ist die Herstellung von eigenem Stickstoff die Lösung mit den niedrigsten Gesamtbetriebskosten.
  • Die Reinheit kann entsprechend Ihren Anforderungen gewählt werden, die Kosten sinken bei abnehmendem N2O2-Reinheitsgrad.

  • Sie sind unabhängig von Gaslieferanten.

  • Der Gaspreis ist sehr stabil. Er wird nur durch Preisänderungen für den Strom beeinflusst, der für den Betrieb der Anlage erforderlich ist.

  • Geringe Sicherheitsbedenken (keine niedrigen Temperaturen oder hohen Drücke).

  • Es gibt keinen Verlust (keine Rückgabe von Gas an den Lieferanten, keine Abdampfverluste). Sie erzeugen die Menge, die Sie benötigen.

  • Umweltfreundlich im Vergleich zu den anderen Optionen.

  • Es müssen spezielle Maßnahmen ergriffen werden, um Bedarfsspitzen abzudecken (z. B. Puffertank, Hochdruck-Puffertank, Flüssiggaspuffer).

  • Ein leichter Anstieg des Gasverbrauchs über die Nennkapazität der Anlage hinaus hat größere Auswirkungen im Vergleich zu Flüssigstickstoff oder Stickstoff in Flaschen.

  • Wenn die verschiedenen Teile der Anlage von verschiedenen Lieferanten stammen, können Kommunikation & Wartung erschwert werden.

 

 

 

 

 

Werfen Sie einen genaueren Blick auf PSA- und Membranengeneratoren

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