Stickstoffgeneratoren mit PSA-Technologie ermöglichen eine Reinheit von 99,999 % und mehr Nitrogen generators with PSA technology allow purities of more than 99.999 %

Alle PSA-Generatoren werden über ein Touch-Control-Panel gesteuert All PSA generators are equipped with a touch control panel

Fließschema der Druckwechseladsorption (1 Drucklufteinlass, 2 Filtration, 3 Druckregelung, 4 Temperatursensor, 5 Drucksensor, 6 Drucktaupunktmessung, 7 Steuerventile, 8 CMS, 9 Stickstoffbehälter, 10 Justierung) Diagram of pressure swing adsorption (1 Compressed air inlet, 2 Filtration, 3 Pressure control, 4 Temperature sensor, 5 Pressure sensor, 6 Dew point sensor, 7 Control valves, 8 CMS, 9 Nitrogen tank, 10 Setting)

Bei mechanischen und thermischen Verfahren entstehen einerseits Stäube, andererseits werden bei der Reinigung Lösemittel verdampft. Das heißt, es bestünde permanent Brand- und Explosionsgefahr – würde man nicht mit Stickstoff inertisieren.

Es gibt sehr viele Produktionsverfahren, in denen Stickstoff in hoher Reinheit zur Inertisierung benötigt wird, beispielsweise in Ölraffinerien und bei der Herstellung von Biodiesel. Kosmetik wird mit Hilfe von Alkohol hergestellt, auch hier ist eine Explosion möglich. Daher wird Stickstoff als Schutzgas eingesetzt. Darüber hinaus kann Stickstoff als Korrosionsschutz für Rohrleitungen verwendet werden.

Ein konkretes Beispiel ist das Verdampfen von Lösemitteln im Kontakttrockner. Kommt das Produkt aus vorgeschalteten Aggregaten wie Zentrifugen, Filterpressen und Nutschen, so ist das Material vielfach noch feucht und somit nicht freifließend. Es werden Zwangsschaufeltrockner oder Zwangswendeltrockner eingesetzt, in denen das Produkt während des Trocknungsprozesses ständig durch das Mischwerk umgeschaufelt wird. Es ist allgemein gültig, dass bei Mischwerksumfangsgeschwindigkeiten von <1 m/s zwar keine Explosionsgefahr besteht, jedoch lassen sich die meisten Produkte bei diesen Umfangsgeschwindigkeiten nicht unter wirtschaftlichen Bedingungen trocknen. Es dauert zu lange und das Produkt bildet Agglomerate, die nicht mehr zerstört werden können. Bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten ist jedoch eine Zündquelle gegeben. In diesem Fall wird die Kontakttrocknungsanlage vor dem Starten mit reinem Stickstoff gespült und im Anschluss das Produkt eingeführt. Während des Trocknungsprozesses überlagert ein Stickstoffschleier, je nach Anwendung zwischen 5 und 30 m³/h, das Produkt. Durch diese Überlagerung findet zusätzlich noch eine schnellere Trocknung statt, da das Gas als Träger für die Feuchtigkeit dient.

99,999 % Reinheit und mehr

Stickstoff selbst zu produzieren, ist kosteneffizient. Bei der Eigenproduktion lassen sich mit einem Inmatec-Stickstoffgenerator im Vergleich zu einer Versorgung mit Stickstoffflaschen, -bündeln oder -tanks Einsparungen von bis zu 80 % erreichen. Zusätzlich bietet Inmatec an, die Geräte zu mieten oder leasen. Stickstoff selbst zu produzieren, ist darüber hinaus umweltfreundlich. Es entfallen die vielen Fahrten zum Austausch von Bündeln, Flaschen und zum Füllen von Tanks.

Zur Inertisierung (Schaffung einer kontrollierten Atmosphäre oder modifizierten Atmosphäre) benötigt man sehr hohe Reinheiten, d. h. der Restsauerstoffgehalt sollte unter 3 % liegen. Je reiner der Stickstoff, desto größer die Sicherheit vor Brand und Explosion bzw. Verpuffung. Diese sehr hohen Reinheiten lassen sich durch die PSA-Technologie (Pressure Swing Adsorption, Druckwechselverfahren) erzielen. Diese Technologie hat den Vorteil eines geringen Druckluftverbrauchs. Das bedeutet gleichzeitig, dass der Energieverbrauch gering ist. Sollten höhere Reinheiten gefordert werden, ist bei der PSA-Technologie bei einer Reinheit von 99,999 % (= 10 ppm) noch nicht Schluss. Inmatec verwendet für die PSA eine hochwertige Aktivkohle und kommt somit mit einem Drucktaupunkt von 3 °C aus. Dadurch wird ein Druckluftverlust des Adsorptionstrockners vermieden. Der produzierte Stickstoff hat eine Temperatur von – 25 °C.

Alle PSA-Generatoren werden über ein Touch-Control-Panel (TCP) gesteuert. Damit hat der Kunde die Möglichkeit, durch die Regulierung des Durchflusses am Ausgang des Generators, den Restsauerstoffanteil an seine jeweiligen Arbeitsprozesse anzugleichen und dementsprechend auch den Druckluftverbrauch zu optimieren. Über dass TCP ist es außerdem möglich, die Restsauerstoffkonzentration sowohl am Generator selbst als auch über einen Netzwerkanschluss am PC zu überwachen und damit der Qualitätssicherung immer die entsprechenden Daten zur Verfügung zu stellen. Das TCP bietet darüber hinaus folgende Funktionen:

· Alarm bei Unterschreitung der Reinheit

· Abschaltdrücke individuell einstellbar

· 10-Tage-Ringspeicher

· USB-Schnittstelle für Software-Update, Auslesen aller gespeicherten Daten

· Ethernet-Schnittstelle

· Restsauerstoffanalyse

Ein Eingangstemperatursensor misst, ob der Kältetrockner funktioniert. Wird die Temperatur von 40 °C überschritten, muss der Kältetrockner überprüft werden – noch besser ist ein Drucktaupunktmesser, denn der misst den tatsächlichen Trockenheitsgrad.

A huge amount of explosive dust is generated during mechanical and thermal processes. The vaporisation of solvents during cleaning leads to explosive fumes. Without protective measures, users would face a constant risk of explosion and fire – to avoid these, they employ nitrogen for inertisation.

There are many production processes where pure nitrogen is essential. In dusty environments like recycling plants, aluminium production, refineries, cosmetics, etc, there is an increased risk of explosion, which is best avoided using nitrogen. The vaporisation of explosive solvents in a contact dryer is another example. If the product is the output of a centrifuge, filter press or suction strainer, the material is often still humid and therefore not free-flowing. To dry it, forced shovel or spiral dryers are employed, in which the material is continuously agitated by the mixer throughout the drying process. This, however, entails a risk of fire and explosion. It is a known fact that while the danger of explosion is reduced at mixing velocities of less than 1 m/s, most products cannot be dried efficiently at such rates as it takes too long and the product frequently agglomerates irreversibly. In order to achieve Atex conformity, it makes sense to flood the production area with pure nitrogen. This takes place prior to starting the dryer and filling it with product. The product is also flooded with a layer of nitrogen (between 5 and 30 m³/h) during the drying process. The nitrogen improves the drying efficiency because the gas serves as a carrier for the humidity.

Inmatec fitted AVA's pilot plant station with a fully automatic nitrogen system. The solution is remarkably small – for minimal nitrogen production – and is mounted on a wall, from where it supplies the AVA forced shovel dryer with pure nitrogen. Since the AVA pilot plant station processes highly diverse products, the nitrogen level has to be continuously variable from 90 to 99.5 %.

Purities of more than 99.999 %

Due to the minimal operating costs, producing nitrogen oneself with an Inmatec generator can easily translate into an actual saving of up to 80 % compared to using bottles, bundles or tanks. On-site nitrogen production is more environmentally friendly because bottles, bundles or liquid nitrogen no longer need to be delivered by van or truck.

The highest levels of nitrogen purity are required for inertisation, i.e. the amount of oxygen remaining in the air has to be extremely low – ideally well under 3 %. The purer the nitrogen, the safer you are from fire and explosion. These elevated purity levels are achieved with Inmatec PSA (pressure swing adsorption) technology, for which even 99.999 % is not a problem. PSA offers the advantage that less compressed air is needed and the costs for energy are reduced. The generators operate with special activated carbon, which adsorbs oxygen molecules. They work with a dew point of 3 °C, so that the loss of compressed air during adsorption is no longer an issue.

All Inmatec PSA generators are equipped with a touch control panel (TCP). Customers can thus regulate the flow at the outlet of the generator and control the purity according to their individual requirements as well as optimise the consumption of compressed air. The TCP allows the purity to be adjusted directly on the generator or on a computer screen, with the result that the Quality Assurance department always has access to all relevant data. Using the TCP, it is also possible to monitor the residual oxygen concentration both on the generator itself and via a network port on the PC. The TCP offers the following additional functions:

· Alarm if the required purity is not achieved

· Individually adjustable pressure

· Ten-day ring buffer

· USB interface for software updates and readout of all data stored

· Ethernet interface

· Residual oxygen analyser

The inlet temperature sensor determines whether the refrigeration dryer works. If the temperature exceeds 40°C, the refrigeration dryer must be inspected. A dew point sensor is even more effective because it measures the actual degree of dryness.

Online-Info www.cav.de/1409401

Richard Kertsch