Wie funktionieren Stickstoffgeneratoren? – Membran und PSA

Angesichts der zahlreichen Vorteile der Erzeugung von Stickstoffgas vor Ort wenden sich viele industrielle Anwender Stickstoffgasgeneratoren gegenüber der herkömmlichen Verwendung von von Anbietern gelieferten Zylindern zu.

Stickstoffgeneratoren gewährleisten eine konstante Versorgung mit hochreinem Gas nach Bedarf, sind sicherer zu betreiben und kostengünstiger, da der verwendete Rohstoff Luft ist.

Wenn Sie neugierig sind, wie diese Maschinen funktionieren, dann ist dieser Artikel für Sie!

Was ist ein Stickstoffgenerator?

Ein Stickstoffgenerator ist eine stationäre oder mobile Maschine zur Abscheidung von Stickstoffgas aus atmosphärischer Luft. Die überwiegende Mehrheit der in der Industrie verwendeten Stickstofferzeugungssysteme vor Ort lässt sich in zwei große Kategorien einteilen:

  • Druckwechselabsorption (PSA) Stickstoffgeneratoren
  • Membran-Stickstoffgeneratoren

Werfen wir einen Blick darauf, wie sie funktionieren:

Arbeitsprinzip des PSA-Stickstoffgenerators

Das Arbeitsprinzip eines PSA-Stickstoffgenerators besteht darin, dass Stickstoffgas unter hohem Druck eine starke Affinität zu adsorbierenden Medien wie Zeolith oder körniger Aktivkohle (GAC) aufweist. Darüber hinaus können verschiedene Gase aus einer Mischung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten absorbiert werden, abhängig von der Menge des aufgebrachten Drucks. Wenn der Druck gesenkt wird, wird das Gas desorbiert.

Ein typischer PSA-Generator besteht aus zwei Türmen – einem zur Absorption und einem zur Regeneration. Von einem Kompressor kommende Luft tritt in den Absorptionsturm ein und kontaktiert das Adsorptionsmittel, das das Stickstoffgas hemmt und Sauerstoff, Kohlendioxid, Wassermoleküle und Verunreinigungen durchlässt. Um das absorbierte N2 zurückzugewinnen, reduzieren wir einfach den Druck. Zu jedem Zeitpunkt, während der Adsorptionsturm das Gas trennt, befindet sich der andere im Regenerationsmodus.

Stickstoffgeneratoren vom PSA-Typ werden in großem Umfang in Lebensmittel- und Getränkeverpackungen, in der Elektronikfertigung, in der chemischen Industrie, in medizinischen Einrichtungen, in Kläranlagen und mehr eingesetzt, um hochreines Stickstoffgas von einem Druckluftstrom zu trennen.

Die Stickstoffreinheit mit der PSA-Technik kann bis zu 99,999% betragen, abhängig von der Effizienz des Adsorptionsmittels und der Zuverlässigkeit des Gesamtsystems.

Membran Stickstoff Generator Arbeits Prinzip

Stickstoff membran technologie ist eine weitere effiziente alternative zu PSA stickstoff systeme. Es verwendet eine hochselektive Membran für die Stickstoffgastrennung. Das Material ist eine semipermeable Schicht aus Tausenden von flexiblen, zylindrischen Filamenten mit Porengrößen von 0,03 bis 10 Mikron.

Um Stickstoffgas abzuscheiden, wird trockene Druckluft über das Material aufgebracht, das in einem zylindrischen Behälter untergebracht ist (es ist wichtig, entfeuchtete Luft zu verwenden, um ein Verstopfen der Membranfasern zu verhindern). Die Membran lässt N2 passieren, hemmt jedoch Sauerstoff, Wasserdampf, Inertgase und Luftverunreinigungen. Die Selektivität der Membranen hängt stark von der Porengröße ab. Membranartige Stickstoffgeneratoren können Stickstoffgas mit Reinheiten bis zu 99,95% pro Volumen erzeugen.

NiGen bietet Stickstoffgeneratoren vor Ort an, die für den zuverlässigen Betrieb in den meisten industriellen Umgebungen geeignet sind.

Stickstoffgeneratoren – PSA vs. Membran

Wie funktioniert ein Stickstoffgenerator?

Druckwechselabsorptions- und Membranstickstoffgeneratoren sind zuverlässige Systeme, die in der Lage sind, hochreines Stickstoffgas (bis zu 99% pro Volumen) zu erzeugen. Der Hauptunterschied liegt in der Funktionsweise (PSA-Systeme verwenden Adsorbentien, während Membransysteme HFMs verwenden). Industrielle Anwender können aus diesen beiden Optionen wählen, basierend auf Kostenüberlegungen, Qualität und Effizienz.

NiGen bietet sowohl auf Skid montierte Membran-Stickstoff- als auch PSA-Erzeugungsanlagen für die Industrie an. Für den kurzfristigen Einsatz sollten Sie einen unserer Stickstoffgeneratoren mieten.

3 Hauptvorteile von Stickstoffgeneratoren vor Ort

Im Folgenden finden Sie einige Vorteile der Verwendung von PSA- und Membranstickstoffgeneratoren.

Zeitersparnis

Die Stickstofferzeugung vor Ort erspart industriellen Anwendern Betriebsausfälle aufgrund des Stickstoffgasbedarfs. Ausfallzeiten aufgrund von Logistikproblemen beim LKW-Transport von komprimierten Stickstoffgasflaschen von Lieferantenstandorten verursachen für industrielle Anwender jedes Jahr enorme zeitliche und finanzielle Verluste. Im Gegensatz dazu stellt ein On-Demand-Stickstofferzeugungssystem sicher, dass Sie eine 24-Stunden-Versorgung mit hochreinem Gas für Ihre Prozesse haben.

Kosteneinsparungen

Die Erzeugung von Stickstoff vor Ort ist aufgrund der Einsparungen bei den Transport- und Lagerkosten kostengünstiger als der Kauf des Gases bei Anbietern. Dies gilt insbesondere für Membran-Stickstoffgeneratoren (im Gegensatz zu PSA-Systemen). Der Transport von Stickstoffgas zwischen Standorten erfordert die Dienste eines internen Logistikteams oder von Speditionen, die einen fairen Preis für Fracht berechnen.

Industrielle Betreiber müssen möglicherweise auch Lagereinrichtungen auf dem Gelände bereitstellen, um die Container unterzubringen. Dies kann Ihr Unternehmen auch Lagerungsstandards für Druckflaschen unterwerfen. Ferner ist ein Produktverlust während des Transports möglich, insbesondere wenn die Temperaturen schwanken. NiGen bietet hochreine Stickstoffgeneratoren vor Ort auf Mietbasis zu einigen der besten Preise der Branche.

Sicherheit und Zuverlässigkeit

Stickstoffgaserzeugungssysteme vor Ort können sicherer sein als Stickstoffgas aus Flaschen. Stickstoffgaslecks aus beschädigten Zylindern können in großen, konzentrierten Mengen für den Menschen giftig sein, insbesondere wenn es in engen Räumen vorhanden ist. Die Verwendung eines PSA- oder Membranfiltrationssystems reduziert den Bedarf an der Lagerung solcher Behälter und kann dazu beitragen, die damit verbundenen Risiken zu reduzieren.

Wie funktionieren Stickstoffgeneratoren?

Vertrauen Sie NiGen für alle Ihre industriellen Stickstofferzeugungsbedürfnisse

Seit 1999 ist NiGen führend in der Entwicklung und Herstellung von Stickstofferzeugungssystemen vor Ort. Neben dem permanenten Verkauf bieten wir die Vermietung von Industrieluftgeräten für eine Vielzahl von Branchen an. Darüber hinaus bieten wir Feld- und Pipeline-Wartungsdienste für industrielle und O & G-Benutzer an.

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