Neue Entwicklungen bei Luftzerlegungs-Technologien

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Im Gegensatz zu den kryogenen Destillationssystemen trennen diese nichtkryogenen Systeme Luft in Sauerstoff und Stickstoff aufgrund der unterschiedlichen Molekularstruktur, Größe und Masse dieser Moleküle. Es überrascht deshalb nicht, dass die aktuellen Entwicklungen aller Industriegasehersteller weiter die Effizienz erhöhen und die Kosten der nichtkryogenen Luftzerlegung vermindern.

Verbesserungen bei der Luftzerlegung auf Membranbasis

Seit ihren kommerziellen Anfängen hat sich der grundlegende Systemaufbau der heutigen membranbasierten Luftzerlegungssysteme nicht wesentlich verändert. Diese Systeme arbeiten typischerweise mit Modulen, die – ganz ähnlich wie Rohrbündelwärmetauscher – mit Tausenden von Hohlfasermembransträngen gefüllt sind, die jeweils dünner als ein Menschenhaar sind. Während gereinigte Druckluft die Module durchströmt und die Fasern in ihrer ganzen Länge passiert, deckt sie eine enorme Oberfläche ab und wird durch die selektiven Membranen in Stickstoff und Sauerstoff zerlegt.

Typischerweise werden Systeme auf Membranbasis zur Herstellung von Stickstoff (der den stärkeren Ausgangsstrom darstellt, da Luft zu ca. 78 Vol.-Prozent aus Stickstoff besteht) im industriellen Maßstab verwendet. Der kleinere Sauerstoffpermeatstrom (ca. 21 Vol.-Prozent der Luft) wird typischerweise einfach in die Atmosphäre abgelassen, wobei der Kunde aber auch vor Ort Anwendungsgebiete für diesen hochreinen Sauerstoffstrom finden kann.

Heute arbeiten alle großen Gasehersteller weiterhin an der Entwicklung und Einbeziehung firmeneigener Neuerungen in ihre Systeme, um die Selektivität und den Durchsatz ihrer Membranen sowie den Modulaufbau zu verbessern. Wenn diese weiterentwickelten Systeme zum Beispiel den Betrieb bei niedrigeren Drücken ermöglichen, können Kosten und Energiebedarf für die Luftverdichtung reduziert werden. Analog trägt ein derartiger Fortschritt bei einer Erhöhung des Durchsatzes ohne gleichzeitige Erhöhung der Modul-Anzahl zur Verminderung der Investitionskosten und der Betriebskomplexität bei.

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