Adsorbentien für Luftzerlegungsanlagen.
Wie Molekularsiebe und aktiviertes Aluminiumoxid den Schlüsselschritt der Luftreinigung zuverlässig absichern und warum die Wahl des richtigen Adsorbens über Produktreinheit und Betriebskosten entscheidet.
So funktioniert eine kryogene Luftzerlegungsanlage.
1
Luftansaugung & Vorfilterung
Partikelfilter G4 halten Staub ≥5 µm zurück.
2
Verdichtung
Mehrstufiger Kreiselkompressor, Nachkühlung auf 5-10°C
3
Tiefenreinigung im Molekularsieb
H2O, CO2 und Kohlenwasserstoffe werden adsorbiert
4
Tiefkühlung
Wärmetauscher, Turbinenexpander, teilweise Verflüssigung
5
Destillation in Trennsäulen
Doppelkolonne, Siedepunktunterschiede O2/N2/Ar
6
Entnahme & Lagerung
Flüssige und gasförmige Produkte in isolierten Tanks
3. Tiefenreinigung – der kritische Schritt
Verdichtete Luft enthält Wasserdampf, CO₂ und Spuren von Kohlenwasserstoffen wie Acetylen. Diese Verunreinigungen würden im kryogenen Teil erstarren, Leitungen verstopfen, den Wärmetauscher verschlechtern und im schlimmsten Fall explosive Acetylenakkumulationen verursachen.
Der Adsorber (TSA – Temperature Swing Adsorption) arbeitet mit einem Doppelbett aus zwei Materiallagen:
Einsatz unserer Adsorbentien
Lage 1 – Aktiviertes Aluminiumoxid (Al₂O₃): Adsorbiert den Großteil des Wasserdampfs (Taupunkt bis –70 °C). Schützt das nachgelagerte Molekularsieb vor Überlastung durch Feuchtigkeit.
Lage 2 – Molekularsieb 13X: Entfernt CO₂ auf ≤ 1 ppm und Acetylen auf ≤ 0,1 ppm. Die definierte Porengröße (10 Å) sorgt für hochselektive Adsorption dieser kritischen Verunreinigungen. Lebensdauer: 8–10 Jahre.
Die passenden Adsorbentien für LZAs.
PORESPHERE® Aktiv-AL
Trockenmittel – Vorschicht
Hochkapazitives Al₂O₃-Granulat als erste Adsorbensschicht im TSA-Adsorber. Entfernt zuverlässig Wasserdampf aus der Druckluft, schützt das nachgelagerte Molekularsieb und verlängert so die gesamte Betriebszeit des Adsorbers.
Taupunkt bis: -70 °C
CAGESPHERE® 13X
CO2- & KW- Abscheider – Hauptschicht
Zeolith-basiertes Molekularsieb mit definierter Porengröße 10 Å. Entfernt CO₂ und Acetylen. Verhindert Verunreinigungen, die in der Anlage erstarren können.
Regenerationsgas: Heißstickstoff
Was passiert ohne das richtige Adsorbens?
Wärmetauscher-Blockade
Wasserdampf und CO₂ gefrieren bei kryogenen Temperaturen aus und verstopfen die engen Kanäle des Platten-Lamellen-Wärmetauschers. Folge: Druckabfall, sinkende Effizienz, ungeplanter Stillstand.
Acetylen-Akkumulation
Kohlenwasserstoffe wie Acetylen reichern sich in der flüssigen Sauerstoffphase an. Ab einer Konzentration von > 0,5 ppm besteht Explosionsgefahr. Dies ist ein sicherheitskritisches Szenario.
Produktverunreinigung
CO₂-Reste in der Destillationskolonne verschlechtern die Reinheit des Endprodukts. Bei der Elektronikindustrie (99,9999 % N₂ gefordert) führt dies zur Sperrung ganzer Chargen.
Verkürzter Regenerationszyklus
Minderwertiges Adsorbens mit geringer Kapazität muss öfter regeneriert werden. Mehr Regenerationen bedeuten höheren Stickstoffverbrauch und erhöhten Energiebedarf.
Adsorbens-Auswahl nach Prozesstyp.
Welches Produkt eignet sich für welche Anlage?
Prozesstyp | PORESPHERE® Aktiv-AL | CAGESPHERE® 13X |
|---|---|---|
Kryogene ASU (groß) | Vorschicht | Hautpschicht |
PSA Stickstoff | Optional | Optional |
VPSA Sauerstoff | Nein | Ja |
Membrantrennung | Vortrocknung | Nein |
Biogas-Aufbereitung | Optional | Ja |
Unsere Empfehlung
Für kryogene Großanlagen empfehlen wir stets die Kombination PORESPHERE® Aktiv-AL + CAGESPHERE® 13X im Doppelbett für optimales CO₂-Profiling und maximale Betriebsdauer.