Rezirkulation von Edel- oder Inertgasen

21. April 2020

Die Rezirkulation von Edel- und Inertgasen im geschlossenen Kreislauf wird für verschiedene Prozesse verwendet, beispielsweise zum Kühlen empfindlicher Geräte in physikalischen Experimenten, in Halbleiterproduktionsgeräten, Additive Manufacturing oder in Laserquellen. Diese Anwendungen weisen große Unterschiede der erforderlichen Druckverhältnisse und Massenströme auf.

Stand der Technik bei der Lösung dieser Aufgabe ist der Einsatz bezüglich Druck und Durchfluss überdimensionierter Kompressoren. Häufig  wird der Kompressor mit einem Druckbehälter kombiniert unter Verwendung von Druck– und Durchflussminderern, um auf das gewünschte reduzierte Niveau zu kommen. Dabei wird nicht nur wertvolle im verdichteten Gas enthaltene Energie verschwendet, sondern es erfordert auch eine Überdimensionierung des Kühlsystems, was den Energiebedarf, den Platzbedarf für die Installation und die Gerätekosten weiter erhöht. Nicht selten sind separate Gebäude erforderlich, um die Standardkompressoren mit ihren Nebenaggregaten unterzubringen. Diese Lösung ist in der Regel unbefriedigend, jedoch gerechtfertigt, da ein kundenspezifisches Kompressorsystem noch teurer wäre.

Die Lösung dieses Zielkonfliktes geschieht durch den folgenden alternativen Ansatz: Die Verwendung von modular miteinander kombinierten Miniatur Hochdrehzahl Turbo Kompressoren. Der Hauptgrund für eine modulare Konfiguration ist die Gaslager-Technologie, die einen vollständig kontaminationsfreien Betrieb ermöglicht, ohne dass ein (normalerweise einzelner, zentraler) Ölabscheider erforderlich ist. Bei einem modularen Konzept wird der erforderliche Druck- und Massenstrom durch in Reihe oder parallel verbaute Kompressoreinheiten erreicht. Dieser Ansatz führt zu einem viel geringeren Platzbedarf und Energieverbrauch, als die Verwendung von Schrauben- oder Kolbenkompressoren.

Der CT-NG-2000-Kompressor ist so ausgelegt, dass er in Reihe oder parallel verbaut werden kann. Bei Verbindung in Reihe kann ein höheres Druckverhältnis erreicht werden, so wie in einem früheren Artikel für eine andere Anwendung angegeben. Da mit  zunehmendem Druck die Temperatur steigt, werden üblicherweise zwischen den Prozessstufen Gaskühler (Wärmetauscher) eingesetzt, was auch den thermodynamischen Wirkungsgrad erhöht. Eine typische Konfiguration wird folgendermaßen dargestellt:

 

 

Ebenso können die Kompressoren zur Erhöhung des Massenstroms parallel geschaltet werden:

 

 

Wenn ein einzelner Turbo Kompressor CT-NG-2000 Ihren Bedarf an Druckverhältnis und/oder Massenstrom nicht deckt, kontaktieren Sie uns bitte, um die Möglichkeit der Parallel- oder Reihenschaltung mehrerer Kompressoren zu prüfen. Dieses Verfahren reduziert Energieverbrauch, Montagefläche, Lärmemission, Installationsumfang und Kosten für Ihre Anlage zur Edelgasrückführung, wenn es alternativ zum klassischen Verfahren eingesetzt wird.

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