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Stickstoff ist ein in der Atmosphäre natürlich vorkommendes Gas, das in vielen Bereichen der Industrie eingesetzt wird: Laserschneiden, Verpacken unter Schutzatmosphäre, Inertisieren usw. Es ist vor allem für seine Wirkung gegen bestimmte Tumore bekannt, aber auch als Insektizid und Kühlmittel für Prozessoren. Die Herstellung dieses Gases erfordert spezielle Geräte. Hier erfahren Sie, was Sie über den Betrieb von Stickstoffgeneratoren wissen müssen.
Umgebungsluft besteht zu 78 % aus Stickstoff. Um diese natürliche Ressource zu erschließen und zu nutzen, muss sie von anderen Bestandteilen der Atmosphäre isoliert werden: Sauerstoff, Feuchtigkeit, Staub... Dies ist das Prinzip des Stickstoffgenerators, der es Unternehmen ermöglicht, vor Ort den benötigten Stickstoff aus der Umgebungsluft zu erzeugen. Es gibt zwei Haupttypen von Stickstoffgeneratoren: den PSA-Stickstoffgenerator und den Membran-Stickstoffgenerator.
Der PSA-Generator (für Pressure Swing Adsorption, Separation by Alternate Pressurization) ermöglicht die Erzeugung von Stickstoff aus der Umgebungsluft. Dieses Gerät besteht aus zwei Behältern, die mit Molekularsieben (Aktivkohle) gefüllt sind. Die abwechselnde Druckbeaufschlagung dieser Behälter bewirkt die Trennung der verschiedenen Gase (Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Edelgase), genauer gesagt, die Druckbeaufschlagung bewirkt die Filterung des Stickstoffs durch die Aktivkohle. Dieses reine Gas wird am Ausgang des Generators freigesetzt, während Sauerstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf an der Aktivkohle adsorbiert (gebunden) werden. Sobald der erste Behälter gesättigt ist, wird der Prozess im zweiten Behälter fortgesetzt. Das im ersten Behälter adsorbierte Gas wird dann in die Atmosphäre entlassen. Eine elektronische Steuerung ermöglicht die Wiederholung dieses Zyklus. Wenn einer der Behälter adsorbiert, fällt der Druck im anderen Behälter ab, um dessen Regeneration zu ermöglichen.
Wie der PSA-Generator nutzt auch der Membrangenerator die Umgebungsluft zur Erzeugung von Stickstoff. Er arbeitet jedoch nach einem ganz anderen Verfahren. Der Membrangenerator trennt die verschiedenen Bestandteile der Atmosphäre mit Hilfe eines Hohlfaserbündels. Diese Fasern sind besonders kompakt und befinden sich in sehr großen Mengen im Generator. Er ist daher in der Lage, die Luft viel schneller zu behandeln als ein PSA-Generator. Konkret strömt die in diesem Generatortyp eingeschlossene Luft an den Hohlfasern entlang durch die Membran. Dabei werden Sauerstoff, Wasserdampf und andere enthaltene Gase ausgestoßen, während der Stickstoff in der Membran eingeschlossen bleibt. Dieser Stickstoff wird dann am Ausgang des Geräts aufgefangen.
Beide Arten von Generatoren ermöglichen die Erzeugung von reinem, gebrauchsfertigem Stickstoff durch eine Membran oder durch Wechseldruckbeaufschlagung. Der PSA-Generator ist jedoch besser für Anwendungen geeignet, die höchste Reinheit erfordern.
