Warum muss ein Stickstoffgenerator gewartet werden?
Ein Stickstoffgenerator mit Druckwechseladsorption (PSA) nutzt Kohlenstoffmolekularsieb (CMS) als Adsorptionsmittel und arbeitet nach dem Prinzip der Druckadsorption und Druckentlastungsdesorption, um Sauerstoff von der Luft zu trennen und so Stickstoff zu erzeugen.
Das Kohlenstoffmolekularsieb (CMS) ist ein zylindrisches, schwarzes Adsorbentgranulat, das hauptsächlich aus Kohle durch Prozesse wie Mahlen, Oxidation, Formgebung, Karbonisierung und spezielle Porenstrukturbehandlung hergestellt wird. Seine Oberfläche und sein Inneres enthalten ein ausgedehntes Netzwerk von Mikroporen, die die kinetische Trennung von Sauerstoff und Stickstoff aufgrund ihrer unterschiedlichen molekularen Diffusionsraten ermöglichen.
Die Porengrößenverteilung von CMS ermöglicht es verschiedenen Gasen, mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in die Mikroporen zu diffundieren, ohne dass dabei Komponenten des Luftgemisches ausgeschlossen werden. Der Trennmechanismus beruht auf dem geringen Unterschied im kinetischen Durchmesser von Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen:
Sauerstoff (O₂) hat einen kleineren kinetischen Durchmesser, was zu einer schnelleren Diffusion in die Mikroporen führt.
Stickstoff (N₂) hat einen größeren kinetischen Durchmesser, was zu einer langsameren Diffusion führt.
Darüber hinaus weisen Wasserdampf (H₂O) und Kohlendioxid (CO₂) in Druckluft ähnliche Diffusionsraten wie Sauerstoff auf, während Argon (Ar) langsamer diffundiert. Daher ist das angereicherte und aus dem Adsorptionsturm abgelassene Gas hauptsächlich eine Mischung aus Stickstoff (N₂) und Argon (Ar).
Ein längerer Betrieb kann jedoch zu Veränderungen der Mikroporenstruktur des CMS führen und so dessen Adsorptionseffizienz verringern. Enthält die Druckluft zudem Öl oder Feuchtigkeit, können diese Verunreinigungen die Mikroporen verstopfen oder verändern, was die Leistung des CMS beeinträchtigt und zu einer Verringerung der Stickstoffreinheit führt.
Daher ist eine regelmäßige Wartung des Stickstoffgenerators unerlässlich, um eine optimale Leistung und Langlebigkeit des Kohlenstoffmolekularsiebs sicherzustellen.
