Verfahren der Luftzerlegung

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Einsatzbereich klassischer Verfahren

Als Luftzerlegung wird ein Prozess zur Trennung sauberer und trockener Luft in ihre Elemente, insbesondere die Gase Stickstoff, Sauerstoff und Argon, bezeichnet.

Dazu werden verschiedene Technologien eingesetzt, wobei das gebräuchlichste Verfahren die kryogene Destillation nutzt. Dieser vor 100 Jahren von Carl von Linde erfundene Prozess ist unverändert die am besten geeignete Technologie für die Erzeugung hochreiner Gase in großen Mengen, wobei Tagesleistungen bei der Erzeugung von Stickstoff oder Sauerstoff von 2.500 t aus einer Anlage möglich sind.

Mit der kryogenen Luftzerlegung lassen sich auch Xenon, Neon, Kohlendioxid sowie Wasserstoff erzeugen.

Für die Produktion kleiner und mittlerer Mengen von Stickstoff und Sauerstoff und bei geringeren Anforderungen an die Reinheit der Gase sowie für mobile Anwendungen ist die kryogene Luftzerlegung nicht die wirtschaftlichste Methode.

Alternative Technologien

Für derartige Anwendungsbereiche sind nicht-kryogene Verfahren zur Luftzerlegung wie Druckwechsel-Adsorption, englisch = PSA Druckwechseladsorption, Vakuum-Druckwechsel-Adsorption (VPSA) und  Membran-Gaspermeation technisch gut geeignet und wirtschaftlich vorteilhaft. Diese Verfahren sind mittlerweile zur vollen kommerziellen Reife entwickelt worden. Dabei werden aus trockener und gereinigter Druckluft mit Hilfe spezieller Filtermedien selektiv Sauerstoff oder Stickstoff entfernt.

Luftzerlegungsverfahren auf Basis von Adsorptions-Technologien sind in der Lage Stickstoff und Sauerstoff mittlerer Reinheit (max. 85…95 Vol.-% Sauerstoff) mit bis zu 100 t/Tag zu erzeugen.

Verfahren auf Basis der Membran-Gaspermeation sind die jüngste Technologie und seit den 1980er Jahren im Einsatz. Heute werden Membranen zur Luftzerlegung in einem weiten Bereich für die Produktion von Stickstoff und von Sauerstoff-angereicherter Luft (OEA= Oxygen Enriched Air mit max. 40 Vol.-% Sauerstoff) in kleinen Anlagen und für mobile Anwendungen mit bis zu 6.000 m3/h bei 95 Vol.-% Stickstoff eingesetzt.