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Natürlich kommt Stickstoff in der Atmosphäre vor und ist ein Gas, das von der Industrie in vielen Bereichen eingesetzt wird: Laserschneiden, Schutzgasverpackungen, Inertisierung usw. Es ist insbesondere für seine Wirkung gegen bestimmte Tumore bekannt, aber auch als Insektizid und als Prozessorkühler. Für die Herstellung dieses Gases sind jedoch spezielle Vorrichtungen erforderlich. Um diese zu verstehen, erfahren Sie hier, was Sie über die Funktionsweise eines Stickstoffgenerators wissen müssen.
Umgebungsluft besteht zu 78 % aus Stickstoff. Um an diese natürliche Ressource heranzukommen und sie zu nutzen, muss es gelingen, sie von den anderen Bestandteilen der Atmosphäre - Sauerstoff, Feuchtigkeit, Staub usw. - zu isolieren. Dies ist das Prinzip des Stickstoffgenerators, der es Unternehmen ermöglicht, den benötigten Stickstoff vor Ort aus der Umgebungsluft zu erzeugen. Es gibt zwei Haupttypen von Stickstoffgeneratoren: den PSA-Stickstoffgenerator und den Membranstickstoffgenerator.
Mit dem PSA-Generator (für Pressure Swing Adsorption, d. h. Trennung durch abwechselnde Druckbeaufschlagung) kann Stickstoff aus der Umgebungsluft hergestellt werden. Das Gerät besteht aus zwei Tanks, die mit Molekularsieben (in diesem Fall Aktivkohle) gefüllt sind. Durch die abwechselnde Druckbeaufschlagung dieser Tanks werden die verschiedenen vorhandenen Gase (Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Edelgase) voneinander getrennt.
Genauer gesagt führt die Druckbeaufschlagung dazu, dass der Stickstoff durch die Aktivkohle herausgefiltert wird. Dieses reine Gas wird dann am Ausgang des Generators freigesetzt, während Sauerstoff, Kohlendioxid oder auch Wasserdampf an der Aktivkohle adsorbiert (d. h. gebunden) werden. Sobald der erste Tank gesättigt ist, wird der Prozess im zweiten Tank fortgesetzt. Das im ersten Tank adsorbierte Gas wird dann in die Atmosphäre freigesetzt. Eine elektronische Steuerung ermöglicht die Wiederholung dieses Zyklus. Wenn einer der Tanks adsorbiert, sinkt der Druck im anderen Tank, damit er sich regenerieren kann.
Wie der PSA-Generator nutzt auch der Membrangenerator die Umgebungsluft, um Stickstoff zu erzeugen. Er funktioniert jedoch nach einem ganz anderen Verfahren. Der Membrangenerator trennt die verschiedenen Bestandteile der Atmosphäre mithilfe eines Bündels von Hohlfasern. Diese Fasern sind besonders kompakt und in sehr großen Mengen im Generator vorhanden. Der Generator ist daher in der Lage, die Luft viel schneller zu verarbeiten als ein PSA-Generator.
Die in einem solchen Generator eingeschlossene Luft durchströmt die Membran, indem sie den Hohlfasern folgt. Dabei entlässt sie Sauerstoff, Wasserdampf und andere in ihr enthaltene Gase, während der Stickstoff in der Membran gefangen bleibt. Dieser reine Stickstoff wird dann am Ausgang des Geräts gesammelt.
Unabhängig davon, ob sie mit einer Membran oder mit alternierender Druckbeaufschlagung arbeiten, ermöglichen beide Generatortypen die Herstellung von reinem, gebrauchsfertigem Stickstoff. Der PSA-Generator ist jedoch besser für Anwendungen geeignet, die höchste Reinheitsgrade erfordern.
