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Funktionsweise von Stickstoffgeneratoren – Pressure Swing Adsorption (PSA)

Der Gastrennungsprozess in PSA-Stickstoffgeneratoren basiert auf der Fähigkeit, verschiedene Gasgemisch-Komponenten und –Partikel durch einen physikalischen Feststoff zu fixieren. Diese werden als Adsorbentien bezeichnet.

Adsorption in Stickstoffgeneratoren

Der Gastrennungsprozess in PSA-Stickstoffgeneratoren basiert auf der Fähigkeit, verschiedene Gasgemisch-Komponenten und –Partikel durch einen physikalischen Feststoff zu fixieren. Diese werden als Adsorbentien bezeichnet.



CMS Nitrogen generation principle

PSA-Prozess Abbildung

PSA-Stickstoffgeneratoren

Die Technologie, Stickstoff aus Luft zu erzeugen unter Verwendung von Adsorptionsprozessen in PSA-Stickstoffgeneratoren, ist in Industrieanlagen zur Gewinnung von hochreinem Stickstoff gut erforscht und wird breit angewandt. Sie wird in vielen Branchen, von der Lebensmittelverpackung bis zur Unterstützung von Laborinstrumenten wie der Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) und der Gaschromatographie (GC), angewandt.

Die PSA-Stickstoffgeneratoren für diese wissenschaftlichen Anwendungen sind so konzipiert, dass sie hochreinen Stickstoff erzeugen, indem sie die Gasadsorption und die Adsorbens-Regenerierung durch Änderung des Drucks in zwei Adsorber-Adsorbens-enthaltenden Behältern regeln. Dieser Prozess erfordert eine konstante Temperatur nahe der Umgebungstemperatur.

Der Swing-Adsorptionsprozess in jedem der zwei Adsorber besteht aus zwei Stufen, die im Abstand von einigen Minuten ablaufen. In der Adsorptionsphase diffundieren Sauerstoff-, Feuchtigkeits- und Kohlendioxidmoleküle in die Porenstruktur des Adsorbens, während die Stickstoffmoleküle durch das Adsorber-Adsorbens enthaltende Gefäß strömen können, um als hochreiner Stickstoff der Anwendung zugeführt zu werden.

Vorteile von PSA-Stickstoffgeneratoren

Qualität von Stickstoffgas

Stickstoffgeneratoren ermöglichen die Erzeugung von hochreinem Stickstoff aus der Umgebungsatmosphäre, die - abhängig vom Stickstoffgeneratorsystem - bis zu 99,9995% Stickstoff liefern kann.

Zuverlässigkeit des Stickstoffgenerators

Stickstoffgeneratoren ermöglichen einen kontinuierlichen Betrieb rund um die Uhr, sodass Sie bei Bedarf einen ununterbrochenen Gasstrom erhalten.

Flexibilität der Stickstoffgasversorgung

Die Anwendung des Stickstoffgases kann vielfältig sein und sich kurzfristig ändern. Solange der Stickstoffgenerator die Anforderungen an Durchfluss und Reinheit erfüllt, kann die Anwendung mit minimalem Aufwand von einem Tag auf den anderen geändert werden.

Niedrige Betriebskosten

Durch den Ersatz der veralteten Zylindertechnologie liegen die Einsparungen bei der Stickstoffproduktion vor Ort bei einer typischen LC-MS-Anwendung weit über 50%. Die Nettokosten von Stickstoff, der von Stickstoffgeneratoren erzeugt wird, sind erheblich niedriger als die Kosten für abgefüllten oder verflüssigten Stickstoff.

Langfristige Stickstoffversorgung

Vor-Ort-Generatoren sind sehr widerstandsfähig gegen Vibrationen und Stöße, chemisch inert gegenüber Fetten und unempfindlich gegen Feuchtigkeit. Bei ordnungsgemäßer, geplanter und in den meisten Fällen jährlicher Wartung kann ein Generator leicht ein Jahrzehnt oder mehr überdauern.

Nachteile von PSA-Stickstoffgeneratoren

Investition von Kapital

Der Kauf eines Gasgenerators kann eine finanziell erhebliche Erstanschaffung sein. Die Labore können jedoch die anfänglichen Kosten durch Einsparungen bei alternativen Gaslieferungen (z. B. Stickstoffflaschen) in weniger als 12 Monaten schnell wieder wettmachen.

Flussrate

Die Reinheit hängt direkt mit der Flussrate zusammen. Stickstoffgeneratoren mit hoher Reinheit und hoher Durchflussrate sind teurer, jedoch sind die Kosten auf lange Sicht geringer im Vergleich zur Massengasversorgung.

Für ein kostenloses und unverbindliches Angebot     

Ein PSA-Stickstoffgenerator bietet eine kostengünstigere Stickstoffversorgung für analytische Laboratorien als herkömmliche Flaschengas- oder Massenversorgungsverfahren. Laufende Kosten für die Bestellung von Zylindern und die Zeit, die für das Nachbestellen von Zylindern und das Wechseln alter Zylinder benötigt wird, sind nicht mehr erforderlich.          

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