Download het artikel in 
In de markt bestaat nog veel onwetendheid met betrekking tot het vervaardigen van stikstof op locatie. Veel stikstoffabrikanten spelen hierop in door nagenoeg zuivere stikstof te leveren, terwijl in veel gevallen ook met iets minder zuivere stikstof gewerkt kan worden. Het is een misverstand te denken dat stikstof gevaarlijk is. 78% van onze ademlucht bestaat namelijk uit stikstof.
De grootste afnemers van stikstof in de wereld zijn petrochemische bedrijven, spuitgietbedrijven, bedrijven in de mijnbouwsector, de verpakkingsindustrie en de olie- en gasindustrie. Bij petrochemische bedrijven wordt stikstof hoofdzakelijk gebruikt voor brandpreventie, in de olie- en gasindustrie voor het verhogen van de veiligheid en het uitvoeren van olieboringen en in de verpakkingsindustrie voor het verlengen van de houdbaarheid van producten. Kortom stikstof is een inert gas dat voor zeer uiteenlopende doeleinden kan worden aangewend.
Oxidatie vermijden
De belangrijkste reden waarom stikstof (N2) steeds vaker wordt toegepast is om oxidatie te vermijden. Oxidatie kan voorkomen in verschillende vormen. Een snelle vorm van oxidatie is bijvoorbeeld een explosie ofwel een reactie van zuurstofmoleculen. Stikstof kan er in zo’n geval voor zorgen dat er geen O2-moleculen meer aanwezig zijn, waardoor de kans op een nieuwe explosie afneemt. Een langzame vorm van oxidatie is waarneembaar bij groenten en fruit. Groenten en fruit dat onderhevig is aan O2-moleculen gaat namelijk rotten. Door gebruik te maken van stikstof in deze sector kan de levensduur van groenten en fruit aanzienlijk worden verlengd.
Toenemend veiligheidsbesef
Door de alsmaar strenger wordende veiligheidseisen groeit de laatste jaren het besef dat een teveel aan O2-moleculen in applicaties kan leiden tot een grotere kans op brand of erger. Met name in de scheep- en luchtvaart heeft dit er al toe geleid dat er steeds meer gebruik gemaakt wordt van stikstof. Zo worden om brand te voorkomen benzinetanks van vliegtuigen en schepen tegenwoordig afgeschermd met behulp van stikstof. En ook truck-/tractorbanden worden tegenwoordig al opgepompt met stikstof. Banden met stikstof lopen namelijk minder snel leeg, dan wanneer ze gevuld zijn met zuurstof en bovendien kan er zuiniger mee gereden worden, omdat de banden langer op de gewenste druk kunnen worden gehouden.
Productie stikstof
Op de werkvloer zijn er eigenlijk twee manieren om stikstof te maken met behulp van compressoren. De eerste manier is door een compressor te koppelen aan een stikstofgenerator met een membraan. Bij deze techniek ontsnapt het grootste deel van de O2-moleculen door de wand van het membraan en hierdoor blijven de stikstofmoleculen over als eindproduct. Het membraan is eigenlijk niet meer dan een bundel holle vezels.
Een tweede mogelijkheid om op locatie stikstof te produceren is door een compressor te koppelen aan een stikstofgenerator die werkt op basis van de PSA-methode (Pressure Swing ADsorption). Dit zijn twee cilinders die gevuld zijn met CMS. CMS is een actieve kool met grote adsorptie-eigenschappen. Kenmerkend voor CMS is dat dit product een grotere aantrekkingskracht heeft voor zuurstof- dan voor stikstofmoleculen. De zuurstofmoleculen worden dus in de cilinders in de actieve kool gevangen en de stikstofmoleculen kunnen dan hun weg vervolgen.
Stikstofgeneratoren
In 2007 kwam Atlas Copco Airpower op de markt met een eigen stikstofgenerator die werkt op basis van de PSA-methode. Nu, anno 2011, introduceert men, in het kader van energie-efficiëntie een stikstofgenerator die werkt met membraantechnologie. Het werkingsprincipe van het membraan is gebaseerd op gasseparatie, alleen op een ander niveau van permeabiliteit. Interessant om melden is ook dat deze NGM stikstofgenerator werkt met automatisch aangestuurde regelkleppen. Dit zorgt voor een stabiele reinheid van de stikstof in elke conditie van de stikstofgenerator. Zelfs bij een wisselend verbruik of variabele toevoer van perslucht door de compressor blijft de gewenste zuiverheid van de stikstof dan ook gewaarborgd.
Het voordeel van werken met een eigen stikstofgenerator op locatie, is dat volledig onafhankelijk van leveranties van stikstoffabrikanten gewerkt kan worden. Stikstoffabrikanten hadden tot voor kort namelijk een monopoliepositie in de wereld. Voor een optimale stikstofproductie is het wel van belang dat de compressor en de stikstofgenerator goed op elkaar zijn afgestemd.
Essentieel bij het selecteren van de juiste stikstofgenerator is dan ook om nauwkeurig te kijken aan welke eisen precies moet worden voldaan. Belangrijk om te weten is bijvoorbeeld aan welke reinheidseisen de stikstof moet voldoen. Dit wordt onder andere bepaald door het soort proces. De reinheid van stikstof kan variëren van 97 tot 99,999%.
Ter illustratie: voor brandpreventie kan worden volstaan met een reinheid van 97%. In de voedingsmiddelenindustrie en de farmacie daarentegen zijn hogere zuiverheden nodig. In de regel geldt: hoe hoger de gewenste reinheidsgraad, hoe grotere compressor er nodig is om stikstof te produceren.
Tenslotte nog kort iets over de kosten. De lopende kosten voor het op locatie produceren van stikstof met een zuiverheid van 99,99% is vergelijkbaar met het aanmaken van cryogene stikstof door destillatie bij grote stikstoffabrikanten. Afhankelijk van de toepassing, de gewenste reinheid en de kosten van elektriciteit kan een stikstofgenerator binnen enkele maanden worden terugverdiend.
Kaderstuk
Verdeling van stikstofgeneratoren op locatie
- 45% van de stikstofgeneratoren op locatie werkt op basis van membraantechnologie
- 55% werkt op basis van de PSA-methode
Hoewel met de PSA-methode grotere zuiverheden mogelijk zijn, kunnen met de membraantechnologie grotere systemen worden gebouwd. Essentieel voor alle stikstofgeneratoren is dat deze worden opgesteld in goed geventileerde ruimten.
