Was ist ein Stickstoffkompressor?
Ein Stickstoffkompressor ist eine Komponente eines Systems zum Reinigen von Stickstoff aus gewöhnlicher Luft und zum Speichern von Stickstoff in einem unter Druck stehenden Zustand in einer zylindrischen Kammer. Die meisten Stickstoffkompressorsysteme ab 2011 arbeiten mit dem Druckwechseladsorptionsmodell (PSA-Modell), es gibt jedoch auch andere kommerziell praktikable Methoden. Adsorbierende Chemikalien reagieren dabei mit anderen Elementen in der Luft wie Sauerstoff, um sie vom vorhandenen Stickstoff zu trennen, der dann in reiner Form in eine Stickstoffkompressorkammer geleitet wird. Beim PSA-Verfahren werden etwa 30% bis 35% der durch das System geleiteten Druckluft in die Umgebung zurückgeführt, die zum größten Teil aus Sauerstoff besteht, und der verbleibende Stickstoff kann eine Reinheit von bis zu 99,9995% aufweisen.
Ein typisches PSA-System verwendet ein Kohlenstoff-Molekularsieb, um den Sauerstoff zu adsorbieren und inerte Gase, die in normaler Luft vorhanden sind, zu verfolgen. Diese Luft wird unter Druck gesetzt und durch zwei verbundene Adsorptionstürme geleitet, bevor der gereinigte Stickstoff vollständig entfernt und in einem dritten gleich großen Stickstoffkompressortank gespeichert wird. Das Verfahren ist ziemlich einfach, da die gewöhnliche Atmosphäre bereits 78% Stickstoff enthält und 21% der verbleibenden 22% der Gase Sauerstoff sind.
Das Kohlenstoffmolekularsieb, das für die Gasadsorption verwendet wird, ist wie eine Reihe von hohlen, ineinandergreifenden Fasern geformt, die Wasser und Sauerstoff durchdringen und dann an die Außenumgebung abgegeben werden können. Durch Erhöhen der Geschwindigkeit des Trennprozesses beim Durchleiten des Gases über das Sieb kann die Reinheit des Stickstoffgas-Endprodukts auf 90% gesenkt werden. Dies hängt von den Anforderungen der Industrie in Bezug auf Reinheit und Volumen ab. Das Stickstoffkompressorgas-Endprodukt wird im Allgemeinen in einem Druckbereich von 102 bis 123 Pfund pro Quadratzoll (703 bis 848 Kilopascal) gelagert. Eine weitere Reinigung des Stickstoffkompressorgases kann auch erfolgen, indem es über einen erhitzten Katalysator im PSA-Verfahren geleitet wird, der jegliche Kohlenwasserstoffe verbrennt und sie auf einen Wert von weniger als 0,1 ppm reduziert.
Das Komprimieren von Stickstoffgas ist in vielen Branchen ein gängiges und wirtschaftliches Merkmal und wird als kostengünstigere Lösung angesehen, als wenn Flüssigstickstoffflaschen selbst gekauft werden. Die Erdölindustrie verwendet komprimierten Stickstoff als Inertgas, um Explosionen in Bereichen zu verhindern, in denen sonst Sauerstoff und andere brennbare Gase vorhanden wären. Stickstoffgas wird auch zum Tempern und Hartlöten von Metallen in der Metallurgie, für industrielle Reinigungsanwendungen und als Kühlmittel bei der Herstellung von Glas verwendet.