Drucklufttechnik

Stickstoffgewinnung aus Druckluft nutzt Kompressoren als Vorstufe

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Ein kalibrierbarer Sauerstoffindikator am Austritt aus der Anlage misst den Restsauerstoff, zeigt ihn an und gibt bei Abweichungen vom Sollwert Alarm. Der Stickstoff steht in der geforderten Reinheit mit etwa 5 bis 5,5 bar Druck zur Verfügung.

Reinheit und Baumaße unterschiedlich bei Membran- und PSA-Verfahren

Membrananlagen bauen sehr klein. Deshalb sind sie besonders für Mobilanwendungen geeignet. Außerdem arbeiten sie ohne bewegliche Teile wie Ventile. Demgegenüber werden PSA-Anlagen aufgrund der erforderlichen Adsorptionsbehälter verhältnismäßig groß gebaut.

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Die Systementscheidung ist in erster Linie abhängig vom geforderten Reinheitsgrad und von den erforderlichen Baumaßen (Tabelle – siehe Bildergalerie). So kommen Membrananlagen von Pneumatic Partners bei Reinheitswerten bis 99,5% zur Anwendung, in Ausnahmefällen bis 99,8%. Bei Werten oberhalb 99% favorisiert der Anlagenhersteller aus energetischen Gründen das PSA-Verfahren.

Für beide Verfahren gibt es eine wachsende Anzahl an Anwendungen (Bild 3 und 4):

  • Auf Tankschiffen (Chemikalientanker, Gastanker) verhindert Stickstoff in den Frachträumen Brände und Explosionen. Auf Kühlschiffen verlangsamt Stickstoff (Restsauerstoffgehalt 3 bis 5%) den Fruchtmetabolismus (Reifungsprozess).
  • An Land hält Stickstoff in Lagerräumen reifes Obst oder Gemüse über einen längeren Zeitraum frisch.
  • Stickstoff verringert die Gefahr der Selbstentzündung, zum Beispiel in Papierlagern, durch Verringerung des Sauerstoffgehalts auf etwa 12%. In Räumen mit großen Computer-Server-Anlagen kann die Brandgefahr ebenfalls durch die Erhöhung der Stickstoffkonzentration reduziert werden.
  • Beim Laserschneiden wird Stickstoff als Schneidgas genutzt und zur Vermeidung von Oxidation in sehr hohem Reinheitsgrad benötigt.
  • In der Elektronikindustrie werden Bauteile unter Stickstoff gelötet, um Korrosion zu verhindern.

Leistungsgeregelte Kompressoren werden für Membrananlagen gefragter

Bisher rüstet Almig alle Stickstofferzeugungsanlagen von Pneumatic Partners mit Kompressoren aus, die mit fest eingestellter Drehzahl arbeiten und mit regelbarer Einlassklappe auf der Saugseite ausgestattet sind. Für eine noch bessere bedarfsabhängige Anpassung besonders der Membrananlagen wird laut Anlagenhersteller jedoch der Einsatz frequenz- und damit bedarfsabhängig leistungsgeregelter Kompressoren in Zukunft zunehmen.

Demgegenüber erfordern PSA-Anlagen für einen optimalen Betrieb konstante Durchsatzmengen, so dass für sie auch weiterhin Kompressoren mit fester Drehzahl zum Einsatz kommen werden. Außerdem hat sich Almig zum Systemanbieter für Stickstofferzeugungsanlagen entwickelt, der nicht nur den Kompressor liefert. Inzwischen montiert man weitere Komponenten wie Konverter, Membrane und Steuerungsteile während der Kompressorfertigung zu einem kompletten System.

Literatur

[1] ISO 8573-1: Druckluft. Februar 2001.

Andreas Lenz ist Gebietsverkaufsleiter bei der Almig Kompressoren in 73257 Köngen.

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