Messung der Gasreinheit zur Maximierung der Leistung von Stickstoffgeneratoren

Maximierung der Leistung von Stickstoffgeneratoren: Die Rolle der Gasreinheitsmessung in Echtzeit  

Die Vor-Ort-Erzeugung von hochreinem Stickstoff (N₂) ist bekanntlich eine effiziente, kostengünstige und nachhaltige Alternative zur herkömmlichen Versorgung mit Flaschen- oder Flüssiggas. Mit einem System zur Stickstofferzeugung können Sie Gas nach Bedarf erzeugen und dabei dessen Qualität und Druck kennen. Dadurch entfallen viele der Nachteile herkömmlicher Optionen, darunter hohe Transportkosten, die Notwendigkeit großer Silos für die Lagerung vor Ort oder die mit der Handhabung von Gasflaschen verbundenen Gesundheits- und Sicherheitsrisiken. Es ist kaum überraschend, dass der Markt für Stickstoffgeneratoren vor Ort stark wächst. Jüngste Prognosen* sagen eine jährliche Wachstumsrate von fast 6 % voraus, wobei der gesamte Weltmarkt von 9,5 Mrd. USD im Jahr 2024 auf 16,5 Mrd. USD im Jahr 2033 anwachsen soll.

Damit ein Stickstoffgenerator eine optimale Leistung erreicht, muss er energieeffizient sein, genau die benötigte Gasreinheit erzeugen und bei geringen Wartungskosten zuverlässig funktionieren. Das Erreichen dieses Ziels hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab. Einer der wichtigsten ist die präzise Echtzeit-Messung der Gasreinheit, da diese in direktem Zusammenhang mit dem Energiebedarf des Systems steht, die Qualität des Gases für nachgeschaltete Prozesse bestätigt und als Indikator für mögliche Systemfehler dient.

Warum Sauerstoff in einem Stickstoffgasstrom messen?

In einem Stickstoffgasstrom wird die Messung von Sauerstoff (O₂) normalerweise als Indikator für die Reinheit verwendet. Hierfür gibt es fünf wesentliche Gründe:

1. Nachweis von Kontaminanten: Sauerstoff ist in der Regel eine der häufigsten Verunreinigungen in Stickstoffgasströmen. Durch die Messung der O₂-Konzentration können Sie den Grad der Verunreinigung direkt beurteilen.

2. Messung niedriger Konzentrationen: Sauerstoffsensoren und Analysatoren sind oft sehr empfindlich und können sehr niedrige O₂-Konzentrationen nachweisen, so dass sie sich für die Sicherstellung hoher Reinheitsgrade von N₂ eignen.

3.Kosten und Zweckmäßigkeit: Die Messung der O₂-Konzentration ist in der Regel kostengünstiger und praktischer als die direkte Messung der N₂-Konzentration. Die meisten handelsüblichen Gasanalysatoren sind für den Nachweis von O₂ ausgelegt, da es reaktionsfreudiger ist und selbst im Spurenbereich nachgewiesen werden kann.

4.Empfindlichkeit der Messung: In einem hochreinen N₂-Gasstrom dürfte die Stickstoffkonzentration sehr hoch und stabil sein. Sauerstoff (oder andere Verunreinigungen) liegen in relativ geringen Konzentrationen vor, so dass es einfacher ist, Änderungen der Reinheit festzustellen, indem man sich auf die Verunreinigungen und nicht auf die Hauptkomponente konzentriert.

5.Stabilität der Messung: Die Messung von Sauerstoff wird durch das Vorhandensein anderer Gase weniger beeinträchtigt, während die direkte Messung von Stickstoff dadurch erschwert werden kann, dass er von anderen inerten Gasen wie Argon unterschieden werden muss.

Die Maximierung der Betriebsleistung eines Stickstoffgenerators erfordert eine kontinuierliche Messung des Sauerstoffgehalts im Stickstoffgasstrom. Bei dieser Echtzeitmessung der Gasreinheit geht es nicht nur darum, die Qualität des Stickstoffs sicherzustellen, sondern sie spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Gesamteffizienz der Stickstofferzeugung. Durch die genaue Überwachung des Sauerstoffgehalts können die Betreiber den Erzeugungsprozess feinabstimmen, Ineffizienzen erkennen und beheben und sicherstellen, dass das System mit optimaler Leistung arbeitet. Dieser proaktive Ansatz trägt dazu bei, hohe Reinheitsstandards zu erreichen und gleichzeitig den Energieverbrauch und die Betriebskosten zu senken, was letztlich die Effizienz und Qualität des erzeugten Stickstoffs verbessert.

Verbesserung der Effizienz und Qualität der Stickstofferzeugung

Die Verbesserung der Stickstoffqualität und der Effizienz der Stickstofferzeugung erfordert Fortschritte bei Technologie, Verfahren und Methoden. Hier sind sieben wichtige Ansätze:

1. Verbesserungen in der Separationstechnologie

2. Fortschrittliche Materialien und Ausrüstung

3. Prozess-Optimierung

4. Verbesserungen der Energieeffizienz

5. Nachhaltigkeit und Umweltaspekte

6. Reinigungstechnologien

7. Forschung und Entwicklung

Sauerstoff-Analysatoren zur Messung der Stickstoffgasreinheit

Sauerstoffanalysatoren sind eine bevorzugte Option, da sie in der Regel zu wettbewerbsfähigen Kosten erhältlich sind. Sie können Gasspuren bis hin zu wenigen Teilen pro Million (ppm) nachweisen und verwenden eine bewährte Technologie, die zuverlässig und einfach zu kalibrieren ist und über einen längeren Zeitraum hinweg gleichbleibende Ergebnisse liefert.

Allerdings sind nicht alle Sauerstoffanalysatoren und -sensoren gleich. Während unterschiedliche Sensortechnologien oft unterschiedliche Messungen und Kontrollleistungen ermöglichen, wird die Wahl oft durch das Wissen, die Unterstützung und die Fähigkeiten des Herstellers entschieden. Dies ist oft der entscheidende Faktor, der zu einer erfolgreichen Beziehung zwischen Lieferant und OEM- oder Endbenutzerkunden führt.

Process Sensing Technologies (PST) entwirft, entwickelt und liefert seit über 30 Jahren Sauerstoffsensoren und Analysatoren. PST verfügt über eine der größten Auswahl an bewährten, leistungsstarken Produkten und bietet eine konkurrenzlose Kombination aus Erfahrung und Anwendungswissen, die über ein internationales Netzwerk von Kundensupportzentren bereitgestellt wird.