Kryogene Luftzerlegung zur Stickstoffproduktion
Die kryogene Luftzerlegung ist ein traditionelles Verfahren zur Herstellung von Stickstoff, das auf eine jahrzehntelange Geschichte zurückblickt. Es nutzt Luft als Rohstoff; Nach der Kompression und Reinigung wird die Luft durch Wärmeaustausch zu flüssiger Luft verflüssigt. Flüssige Luft ist hauptsächlich eine Mischung aus flüssigem Sauerstoff und flüssigem Stickstoff. Durch Ausnutzung der Differenz ihrer Siedepunkte-bei einer Standardatmosphäre beträgt der Siedepunkt von Sauerstoff -183 Grad, während der von Stickstoff -196 Grad beträgt -die beiden Komponenten werden durch Rektifikation der flüssigen Luft getrennt, um Stickstoffgas zu ergeben. Anlagen zur kryogenen Luftzerlegung sind komplex, benötigen viel Platz, erfordern hohe Infrastrukturkosten, erhebliche Anfangsinvestitionen und verursachen hohe Betriebskosten. Darüber hinaus ist der Gasproduktionszyklus relativ langsam (dauert 12 bis 24 Stunden) und der Installationsprozess erfordert strenge Anforderungen und einen langen Zeitrahmen. Bei einer umfassenden Bewertung von Faktoren wie Ausrüstung, Installation und Infrastruktur ist für Systeme mit einer Kapazität von weniger als 3.500 Nm³/h der Investitionsbedarf für eine PSA-Anlage (Pressure Swing Adsorption) mit gleichwertigen Spezifikationen typischerweise 20 bis 50 % geringer als die einer kryogenen Luftzerlegungsanlage. Folglich eignen sich kryogene Luftzerlegungsanlagen zwar gut für die industrielle Stickstoffproduktion im großen Maßstab, erweisen sich jedoch für Anwendungen im mittleren und kleinen Maßstab als wirtschaftlich unrentabel.
Molekularsieb-Luftzerlegung für die Stickstoffproduktion
Bei dieser Methode werden Luft als Rohmaterial und Kohlenstoffmolekularsiebe als Adsorptionsmittel verwendet. Durch die Anwendung des Prinzips der Druckwechseladsorption (PSA)-das die selektiven Adsorptionseigenschaften von Kohlenstoffmolekularsieben gegenüber Sauerstoff und Stickstoff nutzt, um deren Trennung zu bewirken-wird Stickstoffgas erzeugt. Diese Technik wird allgemein als PSA-Stickstofferzeugung bezeichnet. Es handelt sich um eine neuartige Stickstoffproduktionstechnologie, die in den 1970er Jahren eine rasante Entwicklung erlebte. Im Vergleich zu herkömmlichen Stickstoffproduktionsmethoden bietet PSA mehrere deutliche Vorteile: einen vereinfachten Prozessablauf, einen hohen Automatisierungsgrad, eine schnelle Gasproduktion (typischerweise innerhalb von 15 bis 30 Minuten) und einen niedrigen Energieverbrauch. Darüber hinaus kann die Reinheit des Produktgases in einem weiten Bereich an spezifische Anwenderanforderungen angepasst werden. Die Ausrüstung ist einfach zu bedienen und zu warten, verursacht geringere Betriebskosten und zeigt eine starke Anpassungsfähigkeit an wechselnde Bedingungen. Damit ist das Unternehmen im Segment der Stickstoffproduktionsanlagen mit Kapazitäten unter 1.000 Nm³/h äußerst wettbewerbsfähig; Die PSA-Stickstofferzeugung erfreut sich zunehmender Beliebtheit bei mittleren- und kleinen -Stickstoffverbrauchern und ist mittlerweile die bevorzugte Methode für Anwender in diesen Sektoren.
Membran-Luftzerlegung zur Stickstoffproduktion
Bei dieser Methode wird Luft als Rohmaterial verwendet und unter bestimmten Druckbedingungen die Trennung von Sauerstoff und Stickstoff erreicht, indem die unterschiedlichen Permeationsraten dieser Gase ausgenutzt werden,-die unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen-beim Durchgang durch eine Trennmembran. Im Vergleich zu anderen Geräten zur Stickstofferzeugung bietet es mehrere Vorteile: eine einfachere Struktur, eine kompaktere Stellfläche, das Fehlen von Umschaltventilen, geringere Wartungsanforderungen, eine schnellere Gasproduktion (weniger als oder gleich 3 Minuten) und eine einfache Kapazitätserweiterung. Es ist besonders gut-geeignet für kleine-bis-mittlere-Stickstoffverbraucher, die eine Stickstoffreinheit von weniger als oder gleich 98 % benötigen und bietet ein optimales Preis-{10}}Leistungsverhältnis. Wenn jedoch die Anforderungen an die Stickstoffreinheit 98 % überschreiten, sind die Kosten mehr als 15 % höher als die eines PSA-Stickstoffgenerators mit gleichwertigen Spezifikationen.
