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Gaserzeugung vor Ort

On Site-Anlagen, also Anlagen zur Produktion von Gasen „vor Ort", sind immer dann sinnvoll, wenn ein kontinuierlich hoher Bedarf an Industriegasen besteht. Durch eine On Site-Anlage wird eine kostenoptimierte und zuverlässige Versorgung erreicht.

Die geforderten Mengen und Reinheiten der Gase hängen wesentlich von der jeweiligen Branche und den eingesetzten Verfahrensanwendungen ab. Daher bietet Messer seinen Kunden ein massgeschneidertes Versorgungskonzept an, das exakt den individuellen Anforderungen entspricht.

Grundsätzlich gibt es zwei Verfahrensgruppen, um Luft zu zerlegen: die kryogene und die nichtkryogene Luftzerlegung.

Kryogene Luftzerlegung

In kryogenen Luftzerlegungsanlagen werden die in der Luft enthaltenen Gase nach dem Trennprinzip der Tieftemperatur-Rektifikation unter Ausnutzung ihrer unterschiedlichen Siedetemperaturen getrennt.

Das kryogene Trennprinzip wird bei folgenden Anlagetypen angewendet:
Multiprodukt-Luftzerlegungsanlagen mit grosser Kapazität und optionaler Verflüssigung
• CryoGAN Stickstoffgeneratoren
• CryoGOX Sauerstoffgeneratoren

Nicht-Kryogene Luftzerlegung

Nicht-kryogene Verfahren zur Lufttrennung arbeiten nach dem Prinzip der Druckwechsel-Adsorption oder basieren auf der Trennung mittels semipermeablen Membranen.

Folgende Anlagentypen haben sich bewährt:

  • Druckwechseladsorption (PSA)
    Das PSA-Verfahren (Pressure Swing Adsorption beruht auf den physikalischen Adsorptionseigenschaften speziell behandelter Molekularsiebe. Um N2 oder O2 kostengünstig und mit Reinheitsgraden von bis zu 99,9 % (Stickstoff)
    bzw. 93 % (Sauerstoff) zu erzeugen, benötigen PSA-Anlagen lediglich saubere, trockene Luft. Diese wird auf bis zu 10 bar verdichtet, gereinigt und anschliessend durch mit dem Molekularsieb gefüllte Behälter geführt, die je nach Art des benötigten Gases (O2 oder N2), entweder mit Kohlenstoffmolekularsieben (CMS) oder Zeolithen befüllt sind. Während ein Behälter in Betrieb ist, wird der andere durch Absenken des Drucks regeneriert. Die unerwünschten Gaskomponenten werden freigesetzt und an die Atmosphäre abgegeben.
  • Vakuum-Druckwechseladsorption (VPSA)
    Beim VPSA-Verfahren (Vacuum Pressure Swing Adsorption) handelt es sich um eine Modifikation des PSA-Verfahrens. VPSA-Anlagen arbeiten mit einem Gebläse, das einen Überdruck von ca. 1,5 bar erzeugt, und einer Vakuumpumpe, die während des Regenerierzyklusses zum Einsatz kommt.
  • Membrananlagen
    Das Membranverfahren nutzt die unterschiedlichen Diffusionsgeschwindigkeiten von Luftgasen durch eine Polymermembran. Dafür wird atmosphärische Luft gefiltert, auf den gewünschten Druck verdichtet, getrocknet und dann durch ein Membranmodul geführt. Die Luftbestandteile mit der höheren Diffusionsgeschwindigkeit (O2 und CO2) durchdringen schneller die Polymermembranfasern, wodurch ein stickstoffreicher Strom als Primärprodukt entsteht. Die Reinheit des N2-Gasstroms beträgt 93.0 – 99.5 %.

Welcher Anlagentyp ist der "Beste"?

Auf diese Frage gibt es keine universelle Antwort. Vielmehr muss geprüft werden, welche Anforderungen bezüglich Gasreinheit, Gasmenge und Abnahmeprofil vorliegen. Auf Basis der beiden nachfolgenden Diagramme kann eine erste Auswahl des geeigneten Anlagentyps erfolgen.