Im industriellen Bereich finden Stickstoffgeneratoren breite Anwendung in der Petrochemie, der Erdgasverflüssigung, der Metallurgie, der Lebensmittel-, Pharma- und Elektronikindustrie. Der erzeugte Stickstoff dient als Messgas, aber auch als industrieller Rohstoff und Kältemittel und ist somit ein unverzichtbarer Bestandteil der industriellen Produktion. Die Stickstofferzeugung erfolgt im Wesentlichen durch drei Verfahren: Tiefluft-Kaltluft-Separation, Membrantrennverfahren und Molekularsieb-Druckänderungsadsorption (PSA).
Die Tieftemperatur-Kaltluftzerlegung nutzt den unterschiedlichen Siedepunkt von Sauerstoff und Stickstoff in der Luft und erzeugt flüssigen Stickstoff und flüssigen Sauerstoff durch Kompression, Kühlung und Tieftemperaturdestillation. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung von flüssigem Stickstoff und flüssigem Sauerstoff bei niedrigen Temperaturen in großem Maßstab; der Nachteil sind die hohen Investitionskosten. Es wird hauptsächlich zur Deckung des Stickstoff- und Sauerstoffbedarfs in der Metallurgie und der chemischen Industrie eingesetzt.
Bei der Membrantrenntechnik wird Luft als Rohmaterial verwendet. Unter bestimmten Druckbedingungen werden Sauerstoff und Stickstoff durch eine Membran mit unterschiedlichen Permeabilitätsraten getrennt. Diese Methode zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau, den Verzicht auf ein Umschaltventil und ein geringes Volumen aus. Da das Membranmaterial jedoch hauptsächlich importiert werden muss, ist es derzeit teuer und die Permeabilität gering. Daher wird es hauptsächlich für spezielle Anwendungen mit geringem Durchfluss eingesetzt, beispielsweise in mobilen Stickstofferzeugungsanlagen.
Die Molekularsieb-Druckadsorptionsmethode (PSA) nutzt Luft als Rohmaterial und Kohlenstoffmolekularsieb als Adsorptionsmittel. Sie basiert auf dem Prinzip der Druckadsorption und dient der Adsorption und Trennung von Sauerstoff und Stickstoff mittels Kohlenstoffmolekularsieb. Diese Methode zeichnet sich durch einen einfachen Prozessablauf, einen hohen Automatisierungsgrad, geringen Energieverbrauch und eine hohe Stickstoffreinheit aus und ist die am weitesten verbreitete Technologie. Bevor die Luft in den Adsorptionsturm eintritt, muss ihr Wasser entzogen werden, um die Erosion des Molekularsiebs zu reduzieren und dessen Lebensdauer zu verlängern. Im herkömmlichen PSA-Stickstoffproduktionsprozess wird üblicherweise ein Trockenturm zur Luftentfeuchtung eingesetzt. Sobald der Trockenturm mit Wasser gesättigt ist, wird er mit trockener Luft durchgeblasen, um ihn zu regenerieren.
Veröffentlichungsdatum: 15. April 2023
