10 stappen voor een groene en efficiëntere productie

CO2-reductie voor groene productie - alles wat u moet weten
10 stappen voor groene persluchtproductie

Alles wat u moet weten over uw pneumatische transportproces

Ontdek hoe u een efficiënter pneumatisch transportproces kunt creëren.
3D images of blowers in cement plant
Sluiten

Hoe een stikstofgenerator werkt

De lucht die we inademen is ongeveer 78% stikstof, maar stikstof met een hogere zuiverheidsgraad heeft een breed scala aan praktische toepassingen in vele industrieën. Bedrijven die stikstof gebruiken, kunnen profiteren van het intern genereren van stikstof

31 maart 2022

Geschatte leestijd: 5 minuten

In-house stikstof genereren

Een geanimeerde afbeelding van een stikstofsymbool
Stikstof is het middel dat zuurstof in staat stelt om het leven op onze planeet te behouden. Maar dankzij een scala aan kenmerken die het ideaal maken voor veel industriële toepassingen, doet het veel meer dan alleen ons in leven houden. Het belangrijkste aan stikstof is dat het een inert gas is, wat betekent dat het langzaam reageert met andere stoffen. Hierdoor is het ideaal voor elke toepassing waarbij langzame oxidatie (bijv. corrosie van printplaten in de elektronica-industrie) of snelle oxidatie (bijv. explosies of brand) moet worden voorkomen. Bovendien is het geurloos en kleurloos, wat betekent dat stikstof een ideaal medium is voor gebruik in de levensmiddelen- en drankenindustrie, bijvoorbeeld om de houdbaarheidsdatum van levensmiddelen te verlengen. Als gevolg van deze eigenschappen is het geen verrassing dat er in veel sectoren een constante vraag naar stikstof is - van de automobiel- en chemische industrie tot de aquacultuur en spuitgieten.

Stikstof: het meest overvloedige gas ter wereld

Gelukkig is stikstof in overvloed beschikbaar, omdat het het grootste deel uitmaakt van de lucht die we inademen. Maar dat betekent niet dat het klaar is voor gebruik in alle bovengenoemde industriële toepassingen en vele andere toepassingen. Stikstof kan op drie manieren worden verkregen. Bedrijven kunnen ofwel een stikstoftank op locatie leasen, het gas in hogedrukflessen laten leveren of hun eigen stikstof genereren. Veel bedrijven beseffen al snel dat de eerste twee opties, die afhankelijk zijn van een externe leverancier, onhandig, inefficiënt en duur zijn. Gelukkig zijn er manieren waarop ze hun eigen stikstof kunnen genereren en de hoeveelheid, zuiverheid en druk voor elke toepassing kunnen regelen - en kunnen ze garanderen dat er 24 uur per dag een eindeloze stikstoftoevoer beschikbaar is.

 

Door intern stikstof te genereren, wordt de flexibiliteit van de productie vergroot en, omdat er geen externe leverancier bij betrokken is, worden constante orderverwerking, bijvul- en leveringskosten geëlimineerd, en wordt ruimte vrijgemaakt die anders nodig is voor de opslag van stikstofflessen.

Hoe werkt een stikstofgenerator?

Dit is in het kort de werking van een stikstofgenerator: hij scheidt stikstofmoleculen van de zuurstofmoleculen in perslucht, wat resulteert in een gezuiverde stikstoftoevoer. Het genereren van stikstof kan worden uitgevoerd met een membraanstikstofgenerator of een PSA-stikstofgenerator (Pressure Swing Adsorption) die is aangesloten op een compressor. Maar welke technologie moet u gebruiken? Nou, het hangt af van de stikstofkwaliteit die u nodig hebt. Als u bijvoorbeeld alleen banden hoeft op te pompen of stikstof gebruikt om brand te voorkomen/onderdrukken, zal een lage stikstofzuiverheid van 90-99% en een membraanstikstofgenerator voldoen. Een PSA-stikstofgenerator is echter vereist wanneer u een zeer hoge zuiverheidsgraad van 99,999% of 10 ppm (deeltjes per miljoen) of nog hoger moet bereiken, bijvoorbeeld in de levensmiddelenindustrie of voor het spuitgieten van kunststof.

 

Bedrijven kunnen niet alleen bepalen hoeveel stikstof ze willen produceren met hoeveel druk en met welke zuiverheidsgraad, het genereren van het gas heeft andere voordelen. Ze zijn niet langer onderhevig aan prijsschommelingen op de markt, besparen op transportkosten en voorkomen vertragingen. Bovendien hoeven bedrijven die hun eigen stikstof produceren niet te worden geconfronteerd met het veiligheidsrisico dat gepaard gaat met het hanteren van hogedrukcilinders, hebben zij geen afval dat te maken heeft met boil-off verliezen en hoeven ze geen hogedrukflessen terug te sturen die nooit volledig kunnen worden geleegd. Na verloop van tijd is de initiële investering voor een stikstofgenerator terugverdiend omdat de bedrijfskosten aanzienlijk lager worden gehouden in vergelijking dan met stikstof van een derde partij.

 

Bekijk deze video voor meer informatie over stikstof

Membraanstikstofgeneratoren

Deze technologie scheidt lucht in componentgassen door goedkope perslucht door semipermeabele membranen te leiden die bestaan uit bundels van afzonderlijke holle vezels. Elke vezel is zeer klein, heeft een perfect cirkelvormige doorsnede en een uniforme boring door het midden. Aan het ene uiteinde van de module wordt perslucht in de vezels gevoerd en komt deze in contact met het membraan wanneer het door de vezelboringen stroomt. Zuurstof, waterdamp en andere spoorgassen dringen gemakkelijk door de membraanvezel en worden afgevoerd, maar stikstof bevindt zich in het membraan en stroomt door de uitlaatpoort. Omdat waterdamp door het membraan dringt, is de stikstofgasstroom zeer droog, met dauwpunten tot -50 °C (-58 °F).

Membraantechnologie is eenvoudig en efficiënt, met compacte, alles-in-één units die weinig onderhoud vereisen en geen bedrijfskosten hebben. Het is ideaal voor toepassingen waarbij het vereiste stikstofdebiet relatief laag is en de zuiverheidsgraad niet hoger is dan 99%. Membraantechnologie heeft een lagere initiële investering dan technologieën met een hoog debiet en hoge zuiverheid, zoals PSA (Pressure Swing Adsorption).

Stikstofgeneratoren met PSA-technologie

Afbeelding van een toepassing van stikstofgeneratoren in een fabriek
Adsorptie is het proces waarbij atomen, ionen of moleculen van een stof (in dit geval perslucht) zich hechten aan een oppervlak van een adsorbtiemiddel. Een PSA-generator isoleert stikstof en de andere gassen in de persluchtstroom (zuurstof, CO2 en waterdamp) worden geadsorbeerd, waardoor in wezen zuivere stikstof achterblijft. PSA vangt zuurstof uit de persluchtstroom op wanneer moleculen zich binden aan een moleculaire koolstofzeef. Dit gebeurt in twee afzonderlijke drukvaten (toren A en toren B), elk gevuld met een moleculaire koolstofzeef, die schakelen tussen een scheidingsproces en een regeneratieproces.

Schone en droge perslucht komt toren A binnen. Aangezien zuurstofmoleculen kleiner zijn dan stikstofmoleculen, gaan ze door de poriën van de zeef. Stikstofmoleculen passen niet door de poriën, dus ze passeren de zeef, wat resulteert in stikstof met de gewenste zuiverheid. Deze fase wordt de adsorptie- of scheidingsfase genoemd. De meeste stikstof die in toren A wordt geproduceerd, verlaat het systeem en is klaar voor direct gebruik of opslag.

Vervolgens stroomt een klein gedeelte van de gegenereerde stikstof in toren B in de tegenovergestelde richting. Deze stroming duwt de zuurstof die werd opgevangen in de vorige adsorptiefase van toren B naar buiten. Door de druk in toren B af te laten, verliezen de moleculaire koolstofzeven hun vermogen om de zuurstofmoleculen vast te houden. Deze komen van de zeven en worden meegevoerd door de kleine stikstofstroom die uit toren A komt. Dit "reinigingsproces" maakt ruimte voor nieuwe zuurstofmoleculen om in een volgende adsorptiefase aan de zeven te hechten.

PSA-technologie maakt een continue stikstofstroom met hoge capaciteit mogelijk in veeleisende toepassingen met zuiverheidsniveaus tot 99,999%. PSA-generatoren hebben hogere initiële investeringskosten dan membraangeneratoren, maar bieden de voordelen van een hoger debiet en een hogere zuiverheidsgraad die sommige industrieën en toepassingen vereisen.

Vraag een luchtsysteemspecialist naar de beste oplossing voor in-house stikstofgeneratie.

Lucht- en gasbehandeling Compressor Technique NGM⁺ Luchtcompressoren Systemen voor het genereren van stikstof Stikstof- en zuurstofgeneratiesystemen NGM

Hoe een stikstofgenerator werkt

explainer icon