Warum muss ein Stickstoffgenerator gewartet werden?
Ein Stickstoffgenerator mittels Druckwechseladsorption (PSA) nutzt Kohlenstoffmolekularsieb (CMS) als Adsorptionsmittel und arbeitet nach dem Prinzip der Druckadsorption und Druckentlastungsdesorption, um Sauerstoff aus der Luft zu trennen und so Stickstoff zu erzeugen.
Das Kohlenstoffmolekularsieb (CMS) ist ein zylindrisches, schwarzes, körniges Adsorptionsmittel, das hauptsächlich aus Kohle durch Verfahren wie Mahlen, Oxidation, Formen, Karbonisieren und spezielle Porenstrukturbehandlung hergestellt wird. Seine Oberfläche und sein Inneres enthalten ein weitverzweigtes Netzwerk von Mikroporen, das die kinetische Trennung von Sauerstoff und Stickstoff aufgrund ihrer unterschiedlichen molekularen Diffusionsraten ermöglicht.
Die Porengrößenverteilung von CMS ermöglicht es verschiedenen Gasen, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in seine Mikroporen zu diffundieren, ohne dass eine Komponente des Luftgemisches ausgeschlossen wird. Der Trennmechanismus beruht auf dem geringen Unterschied in den kinetischen Durchmessern 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 besteht das angereicherte und aus dem Adsorptionsturm austretende Gas hauptsächlich aus einem Gemisch von Stickstoff (N₂) und Argon (Ar).
Längerer Betrieb kann jedoch Veränderungen in der Mikroporenstruktur des CMS hervorrufen und 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 geringeren Stickstoffreinheit führt.
Daher ist die regelmäßige Wartung des Stickstoffgenerators unerlässlich, um eine optimale Leistung und lange Lebensdauer des Kohlenstoffmolekularsiebs zu gewährleisten.
