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Stickstoff hochrein herstellen mit eigenem Stickstoffgenerator / Stickstofferzeuger
Artikel erschienen in Ausgabe 7-8/2004 der Zeitschrift DRUCKLUFTTECHNIK.
Durch die Weiterentwicklung der Spezialfasern, die Druckluft äußerst effizient filtrieren, erreicht man Reinheiten im Membranbereich bis 99.9 %. Dies ist eine Alternative zur PSA-Technik (Pressure Swing Adsorption) und zur herkömmlichen Versorgung mit Stickstoffflaschen, Stickstoff aus Bündeln oder Tankanlagen.
Die Produktion des Gases findet direkt vor Ort statt mit Hilfe der kostengünstigen und ausgereiften Membrantechnologie. Diese Stickstoffgeneratoren können überall dort Gasflaschen oder Bündel ersetzen, wo Stickstoff benötigt wird, z.B. als Schutzgas, Prozessgas oder auch zur Steuerung des Reifeprozesses bei Lebensmitteln.
Mit den Stickstoffgeneratoren stehen dem Anwender einfache, sichere Stickstoffquellen zur Verfügung, die er selbst betreiben kann. Die Generatoren werden mit normaler Druckluft gespeist, wie sie in fast jedem Unternehmen vorhanden ist. In vorgeschalteten Filtereinheiten wird diese Druckluft zunächst gereinigt, um dann in ein Membranmodul aus sehr vielen kleinen Hohlfasern zu strömen. Die verschiedenen, in der Luft enthaltenen Komponenten – Wasserdampf, Sauerstoff, Stickstoff, Edelgase und Kohlendioxid – diffundieren entsprechend ihrer molekularen Struktur unterschiedlich schnell durch die Hohlfasermembran. Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasserstoff haben einen hohen Diffusionsgrad und verlassen auf Grund dessen das Luftgemisch sehr schnell. Stickstoff mit einem niedrigen Diffusionsgrad durchdringt die Hohlfasermembran sehr langsam und reichert sich auf diese Weise beim Durchströmen der Hohlfasern an.
Die Reinheit des austretenden Stickstoffs wird von der Durchströmungsgeschwindigkeit bestimmt. Durch die Variation von Druck und Menge lässt sich der Stickstoffgenerator exakt auf die geforderte Stickstoffreinheit und benötigte Stickstoffmenge einstellen. Das Kernstück eines Stickstoffgenerators, die Hohlfasermembran, wird nach einem aufwändigen Verfahren bei definierten Temperatur- und Druckverhältnissen aus Kunststoff mit Hilfe eines speziell eingesetzten Lösemittels hergestellt.
Die Länge und die Anordnung der einzelnen Hohlfasermembran bestimmt die Leistungsfähigkeit eines jeden Stickstoffgenerators.
Der Stickstoffbedarf ist in den meisten Betrieben nicht konstant. Bei unterschiedlichen anwendungsspezifischen Reinheiten schwankt der Bedarf zwischen wenigen Litern pro Tag und sehr großen Volumenströmen pro Stunde. Die Stickstoffgeneratoren liefern zwischen 0,1 und 2.000 m³/h mit einem Reinheitsgrad von 95 bis 99,9 %.
Mit Hilfe der „betriebseigenen Luftzerlegungsanlage“ ist Stickstoff in gleich bleibend hoher Qualität und dauerhaft verfügbar. Die Generatoren sind einfach zu bedienen, benötigen wenig Platz und verursachen nur geringe Betriebskosten. Nur durch Anschluss an die Druckluftleitung und durch Öffnen des Ventils zum Stickstoffgenerator beginnt die eigene Luftzerlegungsanlage Stickstoff mit einer Reinheit bis zu 99,9 % zu produzieren. Eingebaute Filter garantieren, dass die eingehende Druckluft konstant gute Qualität liefert. Gegenüber klassischen Stickstoff-Gasflaschen sind Kosteneinsparungen für den Stickstoff bis zu 80 % möglich.
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