Der Gastrennprozess in (Druckwechseladsorption) PSA-Stickstoffgeneratoren basiert auf der Fähigkeit, verschiedene Gasgemischkomponenten und Partikel durch eine physikalische feste Substanz zu fixieren. Diese werden Adsorbentien genannt.
Adsorption in PSA-Stickstoffgeneratoren
Der Gastrennprozess in PSA-Stickstoffgeneratoren basiert auf der Fähigkeit, verschiedene Gasgemischkomponenten und Partikel durch eine physikalische feste Substanz zu fixieren. Diese werden Adsorbentien genannt.
PSA-Prozessillustration
PSA-Stickstoffgeneratoren
Die Technologie der Luft-zu-Stickstoff-Erzeugung unter Verwendung von Adsorptionsprozessen in PSA-Stickstoffgeneratoren ist gut untersucht und in Industrieanlagen zur Rückgewinnung von hochreinem Stickstoff weit verbreitet. Dies wird dann in vielen Branchen eingesetzt, von der Lebensmittelverpackung bis hin zur Unterstützung von Laborinstrumenten wie der Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) und der Gaschromatographie (GC).
PSA-Stickstoffgeneratoren für diese wissenschaftlichen Anwendungen wurden entwickelt, um hochreinen Stickstoff zu erzeugen, indem die Gasadsorption und die Adsorbensregeneration durch Ändern des Drucks in zwei Adsorber-Adsorbens-haltigen Behältern reguliert werden. Dieser Prozess erfordert eine konstante Temperatur nahe der Umgebung.
Der Schwingadsorptionsprozess in jedem der beiden Adsorber besteht aus zwei Stufen, die im Abstand von wenigen Minuten ablaufen. In der Adsorptionsstufe diffundieren Sauerstoff–, Feuchtigkeits- und Kohlendioxidmoleküle in die Porenstruktur des Adsorptionsmittels, während die Stickstoffmoleküle durch das adsorber-Adsorptionsmittel-haltige Gefäß wandern können, um als hochreiner Stickstoff der Anwendung zugeführt zu werden.
Vorteile von PSA-Stickstoffgeneratoren
Qualität von Stickstoffgas
Stickstoffgeneratoren ermöglichen die Herstellung von hochreinem Stickstoff aus der umgebenden Atmosphäre, der je nach Stickstoffgeneratorsystem bis zu 99,9995% Stickstoff liefern kann.
Zuverlässigkeit von stickstoff generator
Stickstoff generatoren erlauben für kontinuierliche betrieb 24/7, so dass sie eine ununterbrochene fluss von gas, wenn es der benötigt.
Flexibilität der Stickstoffgasversorgung
Der Einsatz des Stickstoffgases kann vielfältig und kurzfristig verändert werden. Solange der Stickstoffgenerator die Durchfluss- und Reinheitsanforderungen der Anwendung erfüllen kann, kann er mit minimalem Aufwand von einem Tag zum nächsten gewechselt werden.
Niedrige Betriebskosten
Durch den Ersatz veralteter Zylindertechnologie liegen die Einsparungen bei der Stickstoffproduktion vor Ort bei einer typischen LC-MS-Anwendung weit über 50%. Die Nettokosten für Stickstoff, der von Stickstoffgeneratoren erzeugt wird, sind erheblich geringer als die Kosten für abgefüllten oder verflüssigten Stickstoff.
Langlebige Stickstoffversorgung
Vor-Ort-Generatoren sind sehr vibrations- und schockbeständig, chemisch inert gegenüber Fetten und feuchtigkeitsunempfindlich. Bei richtiger, geplanter, in den meisten Fällen jährlicher Wartung kann ein Generator problemlos ein Jahrzehnt oder länger halten.
Nachteile von PSA-Stickstoffgeneratoren
Kapitalinvestition
Ein Gasgeneratorkauf kann ein bedeutender Erstkauf sein. Labore können jedoch die anfänglichen Kosten durch Einsparungen durch alternative Gaslieferungen (z. B. Stickstoffflaschen) in weniger als 12 Monaten schnell amortisieren.
Fluss rate
Reinheit ist direkt verwandte zu fluss rate. Stickstoffgeneratoren mit hoher Reinheit und hoher Durchflussrate sind teurer, dennoch wird die Lösung auf lange Sicht im Vergleich zur Massengasversorgung immer noch billiger sein.