Stickstoffgeneratoren werden in der Industrie häufig in der Petrochemie, Erdgasverflüssigung, Metallurgie, Lebensmittel-, Pharma- und Elektronikindustrie eingesetzt. Die Stickstoffprodukte von Stickstoffgeneratoren können als Instrumentengas, aber auch als Industrierohstoff und Kühlmittel eingesetzt werden, das in der industriellen Produktion unverzichtbar ist. Die Verfahren zur Stickstofferzeugung lassen sich im Wesentlichen in drei Arten unterteilen: Tiefkaltlufttrennung, Membrantrennung und Molekularsieb-Druckwechseladsorption (PSA).
Bei der Tiefkühllufttrennung wird das Prinzip der unterschiedlichen Siedepunkte von Sauerstoff und Stickstoff in der Luft genutzt, um flüssigen Stickstoff und flüssigen Sauerstoff durch Kompression, Kühlung und Niedertemperaturdestillation zu erzeugen. Mit diesem Verfahren können flüssiger Stickstoff und flüssiger Sauerstoff bei niedrigen Temperaturen in großem Maßstab produziert werden. Der Nachteil sind die hohen Investitionen. Es wird in der Regel für den Stickstoff- und Sauerstoffbedarf in der Metallurgie und der chemischen Industrie eingesetzt.
Bei der Membrantrennung wird Luft als Ausgangsstoff verwendet. Unter bestimmten Druckbedingungen werden Sauerstoff und Stickstoff in Membranen mit unterschiedlicher Permeabilität verwendet, um Sauerstoff und Stickstoff zu trennen. Dieses Verfahren hat den Vorteil einer einfachen Struktur, benötigt kein Umschaltventil und ist klein. Da das Membranmaterial jedoch hauptsächlich importiert werden muss, ist der Preis hoch und die Durchdringungsrate gering. Daher wird es hauptsächlich für spezielle Anwendungen mit geringem Durchfluss verwendet, z. B. für mobile Stickstofferzeugungsanlagen.
Das Molekularsieb-Druckadsorptionsverfahren (PSA) verwendet Luft als Ausgangsmaterial und Kohlenstoffmolekularsieb als Adsorptionsmittel. Dabei wird das Druckadsorptionsprinzip angewendet, Kohlenstoffmolekularsiebe werden zur Adsorption von Sauerstoff und Stickstoff sowie zur Trennung von Sauerstoff und Stickstoff eingesetzt. Dieses Verfahren zeichnet sich durch einen einfachen Prozessablauf, einen hohen Automatisierungsgrad, einen niedrigen Energieverbrauch und eine hohe Stickstoffreinheit aus und ist die am weitesten verbreitete Technologie. Bevor die Luft in den Adsorptionsturm gelangt, muss das Wasser in der Luft getrocknet werden, um die Erosion des Molekularsiebs durch Wasser zu verringern und seine Lebensdauer zu verlängern. Im herkömmlichen PSA-Stickstoffproduktionsprozess wird üblicherweise ein Trockenturm verwendet, um die Feuchtigkeit aus der Luft zu entfernen. Wenn der Trockenturm mit Wasser gesättigt ist, wird er zur Regeneration mit trockener Luft zurückgeblasen.
Veröffentlichungszeit: 15. April 2023
