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Stickstoffproduktion durch Druckwechseladsorption

Verwendet Luft als Rohmaterial, Kohlenstoffmolekularsieb als Adsorptionsmittel, unter Verwendung des Prinzips der Druckwechseladsorption, der Verwendung von Kohlenstoffmolekularsieb zur selektiven Adsorption von Sauerstoff und Stickstoff zur Trennung von Stickstoff und Sauerstoff, allgemein bekannt als PSA-Stickstoff.Bei dieser Methode handelt es sich um eine neue Stickstoffproduktionstechnologie, die sich in den 1970er Jahren rasant entwickelte.Im Vergleich zur herkömmlichen Stickstoffproduktionsmethode bietet es die Vorteile eines einfachen Prozessablaufs, eines hohen Automatisierungsgrads, einer schnellen Gasproduktion (15–30 Minuten), eines geringen Energieverbrauchs und einer Produktreinheit, die je nach Benutzeranforderungen in einem größeren Bereich angepasst werden kann. Betrieb und Wartung sind bequem, und der Betrieb zeichnet sich durch niedrige Kosten und starke Anpassungsfähigkeit aus und ist bei Stickstoffproduktionsanlagen unter 1000 Nm3/h recht wettbewerbsfähig und erfreut sich bei kleinen und mittleren Stickstoffanwendern immer größerer Beliebtheit.Die PSA-Stickstoffproduktion ist für kleine und mittlere Stickstoffanwender zur Methode erster Wahl geworden.

Stickstoff zur kryogenen Luftzerlegung

Die kryogene Stickstoffproduktion durch Luftzerlegung ist eine traditionelle Stickstoffproduktionsmethode mit einer jahrzehntelangen Geschichte.Dabei wird Luft als Ausgangsmaterial verwendet, komprimiert und gereinigt und anschließend durch Wärmeaustausch zu flüssiger Luft verflüssigt.Air Liquide ist hauptsächlich eine Mischung aus flüssigem Sauerstoff und flüssigem Stickstoff, wobei die unterschiedlichen Siedepunkte von flüssigem Sauerstoff und flüssigem Stickstoff genutzt werden (bei 1 Atmosphäre beträgt der Siedepunkt des ersteren -183 °C und des letzteren -196 °C). Durch die Rektifikation flüssiger Luft werden diese getrennt, um Stickstoff zu erhalten.Anlagen zur kryogenen Stickstoffproduktion durch Luftzerlegung sind komplex, decken eine große Fläche ab, haben hohe Infrastrukturkosten, mehr einmalige Anlageninvestitionen, hohe Betriebskosten, eine langsame Gasproduktion (12–24 Stunden), hohe Installationsanforderungen und einen langen Zyklus.Umfassende Ausrüstung, Installations- und Infrastrukturfaktoren, Ausrüstung unter 3500 Nm3/h, der Investitionsumfang des PSA-Geräts derselben Spezifikation ist 20–50 % niedriger als der des kryogenen Luftzerlegungsgeräts.Anlagen zur Herstellung von kryogenem Luftzerlegungsstickstoff eignen sich für die industrielle Stickstoffproduktion im großen Maßstab, während die Stickstoffproduktion im mittleren und kleinen Maßstab unwirtschaftlich ist.

Stickstoffproduktion durch Membran-Luftzerlegung

Unter Verwendung von Luft als Rohmaterial und unter bestimmten Druckbedingungen führt die Verwendung von Sauerstoff und Stickstoff sowie anderen Gasen mit unterschiedlichen Eigenschaften in der Membran zu unterschiedlichen Permeationsraten zur Trennung von Sauerstoff und Stickstoff.Im Vergleich zu anderen Geräten zur Stickstoffproduktion bietet es die Vorteile einer einfacheren Struktur, eines kleineren Volumens, keines Umschaltventils, weniger Wartung, einer schnelleren Gasproduktion (≤3 Minuten) und einer bequemen Kapazitätserweiterung.Es eignet sich besonders für Stickstoffreinheit ≤ 98 %. Mittlere und kleine Stickstoffbenutzer haben das beste Preis-Leistungs-Verhältnis.Wenn die Stickstoffreinheit über 98 % liegt, ist der Preis mehr als 15 % höher als der des PSA-Stickstoffgenerators derselben Spezifikation.