De zuiverheid van stikstof controleren voor optimale prestaties
Stikstofgas speelt een cruciale rol in alle sectoren, van voedselconservering tot precisieproductie. Verschillende toepassingen vereisen echter verschillende zuiverheidsniveaus – en het overschrijden van die vereisten kan leiden tot onnodige kosten.
Deze gids is bedoeld om bedrijven te helpen bij het vinden van de juiste balans tussen zuiverheidsniveaus en operationele efficiëntie.
Sectoren zoals voedselverpakking, lasersnijden en elektronicaproductie zijn voor hun dagelijkse activiteiten afhankelijk van stikstof. Maar niet alle stikstof is gelijk. Als u weet hoe u de stikstofzuiverheid controleert, kunt u aan de industrienormen voldoen, de kwaliteit optimaliseren en overmatige kosten vermijden.
Het garanderen van de juiste stikstofkwaliteit – inclusief zuiverheid en afwezigheid van verontreinigingen – garandeert prestaties, veiligheid en productintegriteit. Hier leggen we uit hoe u de zuiverheid van stikstof controleert, welke normen van toepassing zijn en hoe productie op locatie consistente, kosteneffectieve resultaten garandeert.
Wat betekent stikstofzuiverheid en waarom is het belangrijk?
Zuiverheid verwijst specifiek naar de concentratie stikstof in het gas, d.w.z. hoeveel van het gas uit stikstof bestaat in vergelijking met andere elementen of verbindingen. Een stikstofzuiverheid van 99,999% betekent bijvoorbeeld dat slechts 0,001 % van de andere gassen aanwezig is. De kosten voor het genereren van stikstof stijgen met hogere zuiverheidseisen. Hogere zuiverheden vereisen meer perslucht, meer energie en vaak een grotere compressor en gasgenerator. Hogere zuiverheid heeft een prijs.
De juiste stikstofzuiverheid maakt een kleinere compressor en generator mogelijk met lagere investerings-, onderhouds- en energiekosten. Goed nieuws: dit geldt voor de meeste gastoepassingen en de meeste bedrijven kunnen veel geld besparen op gasproductie. De vrijheid om de zuiverheid en kosten te controleren staat in tegenstelling tot aangekocht gas, dat als gevolg van het productieproces een vaste zuiverheid heeft.
Hoge zuiverheid vs. kosten
Terwijl N2 5,0 (99,999% zuiverheid stikstof) nodig kan zijn voor laboratoria of medisch gebruik, vereist niet elke activiteit dat niveau. Het kiezen van de juiste zuiverheid – en het vermijden van overspecificatie – bespaart aanzienlijke kosten voor wat betreft energie en systeemcomplexiteit. Sommige industrieën kunnen de kosten optimaliseren door gebruik te maken van lagere zuiverheidsniveaus. Het kostenverschil tussen 95% en 99,999% stikstof kan aanzienlijk zijn, voornamelijk vanwege de energie die nodig is voor extra zuivering.
De stikstofzuiveraar van Atlas Copco die werkt met waterstof(Deoxo System) introduceert een nieuwe, kosteneffectievere manier om stikstof met een zeer hoge zuiverheid te produceren: de tweetraps productie. De NPH werkt samen met een stikstofgenerator en zuivert stikstof met een lage zuiverheidsgraad tot 99,999% of hoger, terwijl het verbruik van de toevoerlucht met 40% wordt verlaagd.
Wat betekent stikstofkwaliteit en waarom is het belangrijk?
Kwaliteit is een bredere term die niet alleen de zuiverheid omvat, maar ook de aanwezigheid van verontreinigingen zoals vocht, olie en deeltjes. Een stikstoftoevoer met een hoge zuiverheid kan nog steeds kwaliteitsproblemen hebben als deze ongewenste verontreinigingen bevat. Deze onzuiverheden worden verwijderd met behulp van de beste filters en drogers van Atlas Copco. Het garanderen van zowel een hoge zuiverheid als een gas van goede kwaliteit is essentieel voor sectoren die afhankelijk zijn van stikstof voor gevoelige toepassingen.
Verschillende sectoren vereisen verschillende stikstofzuiverheidsniveaus
Het kiezen van het juiste zuiverheidsniveau is essentieel, omdat hogere zuiverheidsniveaus meer energie en filtratie vereisen, waardoor de kosten onnodig stijgen wanneer ultrazuivere stikstof niet nodig is.
Zuiverheidsniveau
|
Toepassingen
|
Doel
|
99,5%
|
Verpakking van voedingsmiddelen en dranken
|
Voorkomt oxidatie en verlengt de houdbaarheid.
|
99,99%
|
Lasersnijden en metaalbewerking
|
Zorgt voor precisiesnijden met minimale oxidatie.
|
99,999%
|
Elektronica en farmaceutica
|
Beschermt gevoelige onderdelen tegen verontreiniging.
|
Opmerking: voor farmaceutische en medische toepassingen moet stikstof NF voldoen aan de strenge normen van de Amerikaanse Farmacopee (USP) of de Europese Farmacopee voor zowel zuiverheid als hantering.
De term 'stikstof NF' (N2 NF) verwijst naar stikstof die voldoet aan de National Formulary-norm, die vaak wordt gebruikt in medische en farmaceutische omgevingen waar ultrahoge zuiverheid essentieel is.
De zuiverheid van stikstof controleren
Om een hoge stikstofzuiverheid te garanderen, is regelmatige controle met gespecialiseerde hulpmiddelen nodig. In een stikstofgenerator is de meest toegepaste methode het gebruik van zuurstofsensoren om het restzuurstofgehalte te meten.
In plaats van het stikstofgehalte rechtstreeks te meten, gebruikt de generator sensoren om de kleine hoeveelheid zuurstof te detecteren die na het gasscheidingsproces overblijft. Hoe lager het zuurstofgehalte, hoe zuiverder de stikstof. Door zuurstofsensoren in uw systeem te integreren, kunt u een consistente stikstofkwaliteit handhaven.
Factoren die de zuiverheid beïnvloeden
- Bedrijfsdruk: de druk waarop de stikstofgenerator werkt, kan de zuiverheid van de geproduceerde stikstof beïnvloeden. Hogere drukken kunnen de scheidingsefficiëntie van stikstof van andere gassen verbeteren.
- Temperatuur: de temperatuur van de toevoerlucht en de bedrijfsomgeving kunnen de prestaties van het stikstofscheidingsproces beïnvloeden. Een goede temperatuurregeling is essentieel om de gewenste zuiverheidsniveaus te handhaven.
- Stroomsnelheid: de stroomsnelheid van de toevoerlucht door de stikstofgenerator beïnvloedt het scheidingsproces. Het aanpassen van het debiet kan helpen om de vereiste stikstofzuiverheid te bereiken en te handhaven.
- Kwaliteit van de toevoerlucht: de kwaliteit van de perslucht die in de stikstofgenerator wordt gebruikt, is cruciaal. Verontreinigingen zoals waterdamp, olie en deeltjes moeten worden verwijderd voordat de lucht het scheidingsproces binnenkomt om een hoge zuiverheid van stikstof te garanderen.
- Configuratie van de membraanmodule: de opstelling en het aantal membraanmodules kunnen van invloed zijn op de zuiverheid van op membraan gebaseerde stikstofgeneratoren. Een juiste configuratie en onderhoud van deze modules is noodzakelijk voor optimale prestaties.
- Adsorptiemateriaal: in PSA-systemen (Pressure Swing Adsorption) spelen het type en de toestand van het adsorptiemateriaal (bijv. moleculaire koolstofzeef) een belangrijke rol bij het bepalen van de zuiverheid van de geproduceerde stikstof.
- Klepposities en -functie: de juiste positie en werking van kleppen in het stikstofgeneratorsysteem zijn essentieel om de stroom en druk te regelen, waardoor de zuiverheid wordt beïnvloed.
- Omgevingsomstandigheden: externe factoren zoals omgevingstemperatuur en vochtigheid kunnen het stikstofproductieproces en de zuiverheid ervan beïnvloeden.
- Onderhoud en kalibratie: regelmatig onderhoud en kalibratie van de stikstofgenerator en de onderdelen ervan zijn noodzakelijk om consistente zuiverheidsniveaus te garanderen.
Met stikstofproductie op locatie kosteneffectieve zuiverheid garanderen
Traditionele bulktoevoer van stikstof houdt opslag, transport en afhankelijkheid van leveranciers in, wat de kosten kan verhogen en inconsistenties in de zuiverheid kan veroorzaken. De stikstofproductie op locatie biedt meer controle en consistentie.
Belangrijke technologieën:
PSA-generatoren:
bieden instelbare instellingen, waaronder n2 5,0 voor ultrahoge zuiverheid
Membraangeneratoren:
zijn ideaal voor minder zuivere toepassingen (tot 99,5%), met een lager energieverbruik
Voordelen:
Het elimineren van inconsistenties van leveranciers
Het handhaven van consistente N2-zuiverheid voor uw specifieke proces
Het verlagen van de bedrijfskosten door alleen te produceren wat u nodig hebt
Het voorkomen van vertragingen of problemen in de toeleveringsketen
De controle van de zuiverheid van stikstof en de afstemming ervan op uw toepassing kan verspilling voorkomen en de naleving van industrienormen zoals Nitrogen NF garanderen. De keuze van de juiste testmethoden en het begrijpen van de kostenafwegingen zijn van essentieel belang. Voor veel bedrijven is stikstofproductie op locatie de slimste manier om betrouwbare, kosteneffectieve zuiverheid te handhaven – zonder afbreuk te doen aan de prestaties.
Wilt u de zuiverheid van uw stikstof optimaliseren en de kosten verlagen? Bespreek vandaag nog de opties met onze experts.
Verwante onderwerpen
