Inertisering av processer och anläggningar: Kemi – Farmaci – Anläggningsteknik
Ansvarsfull och säker hantering av brandfarliga, explosiva eller syrekänsliga ämnen och produkter möjliggörs i många fall först genom inertisering med skyddsgaser såsom kvävgas, koldioxid eller argon.
Särskilt inom kemisk, petrokemisk och farmaceutisk produktion – men även i en rad processer inom andra industrisektorer – är inertisering en nödvändig åtgärd för förebyggande explosionsskydd och brandskydd. Vid sidan av själva inertgasen och en obruten försörjningskedja spelar även doserings- och insprutningstekniken en avgörande roll.
- Inertisering: Spolning, överlagring, förträngning
- Metoder för inertisering
- Kontinuerlig inertisering
- Nödinertisering
- Skräddarsydd inertisering: Med VESTAL
- Säker inertgasförsörjning
- Mobil kvävgasförsörjning för inertisering vid underhållsstopp och revisioner (shut-downs & turnarounds)
- Energiåtervinning genom rekuperation vid inertgasförsörjning med Eco-Chiller
- Klimatneutral inertgasförsörjning: Med Eco Origin-gaser
- Rådgivning kring inertgasförsörjning är A och O
Inertisering: Spolning, överlagring, förträngning
Genom spolning, överlagring eller förträngning skapar inertisering med skyddsgas – i regel kvävgas, men även koldioxid och i särskilda fall argon – en kontrollerad atmosfär som förhindrar explosioner, deflagrationer och bränder. Förträngningen av syre i processystem såsom blandare, torkar eller kvarnar säkerställer att brandfarliga ångor eller brännbart damm inte kan antändas.
Kvävgas är den dominerande standardgasen vid industriell inertisering. Beroende på processens driftstemperatur och de medier som ska inertiseras kan i vissa specifika fall även koldioxid användas som alternativ.
I många industriella tillverkningsprocesser, framför allt inom:
- Kemi
- Petrokemi
- Läkemedelsindustri (Farmaci)
- Raffinaderier
är inertisering en förutsättning för att:
- Utesluta oönskade kemiska sidoreaktioner
- Förhindra explosioner
- Förebygga deflagrationer och snabba tryckstegringar
- Säkerställa fuktskydd för hygroskopiska produkter
- Garantera oxidationsskydd för syrekänsliga råvaror och intermediat
- Säkerställa personsäkerhet vid underhålls- och reparationsarbeten
Ett stort antal delprocesser inertiseras – antingen kontinuerligt eller vid behov – för att skydda personal, produktkvalitet och processutrustning. Till dessa hör i synnerhet:
- Cisternparker, tryckkärl och silos
- Reaktorer och omrörningskärl
- Kvarnar och malningsanläggningar
- Shredders och krossar/finfördelare
- Transportsystem och transportband (inklusive pneumatisk transport)
- Tappnings- och fyllningslinjer
- Rörledningar och pipelines för brandfarliga medier
- Lagerhallar och automatiserade lagersystem
Methoden der Inertisierung
Bei der Inertisierung wird neben der Dauer der Inertisierung auch die Art des Inertisierens betrachtet. Für die unterschiedlichen Aufgaben, Systeme und Prozesse gibt es stark abweichende Methoden:
- Spülen oder Purging
Hierbei wird das unerwünschte Prozessgas durch Zugabe eines Inertgases aus dem System, Reaktor, Rohrleitung etc. verdrängt.
Purging-Methoden:
Für das Purging oder Spülen werden weitere Unterteilungen betrachtet:
- Verdrängungsspülen
Die einfachste Art der Inertisierung bildet das Verdrängungsspülen. Dies geschieht bei einfachen Aufgaben wie der Inertisierung von Rohrleitungen oder einfachen Reaktoren mit Boden- und Kopföffnungen. Hier wird der Inhalt möglichst ohne starke Durchmischung durch das Inertgas verdrängt. - Verdünungsspülen
Komplexere Reaktoren oder Systeme, zum Beispiel Systeme mit Einbauten, werden unweigerlich zu einer stärkeren Vermischung des Inertgases während der Inertisierung führen. Der Stickstoffbedarf bei solchen Aufgaben ist höher als der des reinen Verdrängungsspülens. - Druckwechselspülen
Verfügt das zu inertisierende System über nur einen Anschluss oder liegen Ein- und Auslauf nah beieinander, kommt das Druckwechselspülen zum Einsatz. Hierbei wird durch Verdichtung mit Inertgas und anschließender Entspannung im Rahmen der technischen Möglichkeiten eine Inertisierung durchgeführt. Diese Form ist die aufwendigste Art der Inertisierung.
Dauer-Inertisierung
Die Dauerinertisierung erfordert, abhängig von den Anlagendimensionen, mittlere bis große Inertgasmengen. Als Inertgas kommt überwiegend Stickstoff zum Einsatz.
Abhängig von den Energiekosten und der geforderten Inertgas-Qualität stehen als Inertgas-Versorgung unterschiedliche Systeme zur Verfügung. Die System sind weiter unten im Abschnitt unter “Sichere Inertgas-Versorgung” beschrieben.
Not-Inertisierung
Die Notinertisierung erfolgt abhängig von einem Prozessparameter, der in der Regel online überwacht wird. Hierzu werden unterschiedliche Messaufnehmer oder Detektoren genutzt, welche die Temperatur, die CO-Konzentration oder die CO2-Konzentration überwachen. Auch EX-Messysteme oder dergleichen kommen zum Einsatz.
Kleinvolumige Inertgasbedarfe werden über eine Inertgas-Bündelversorgung gedeckt. Hierbei kommen in der Regel mehrere Stickstoff-Bündel inklusive Entnahmestation als zentrale Gasversorgung zum Einsatz. Eine Bündelversorgung ermöglicht die verlustfreie Lagerung von Inertgas über lange Zeiträume.
Inertisieren nach Maß: Mit VESTAL
Die Inertisierung von geschlossenen Systemen wie z. B. Tanklagern oder Mischerbehältern für flüssige Stoffe, Chemikalien oder einiger Schüttgüter verlangt eine genaue Auslegung geeigneter Gasarmaturen für die Dosierung des Inertgases sowie für das Überströmen von Kopfraumgas beim Füllen.
Air Liquide bietet mit VESTAL ein auf den jeweiligen Kundenbedarf abgestimmtes Angebot zur Steuerung und Regelung des Inertgases an.
Sichere Inertgas-Versorgung
Eine stets zuverlässige Intergas-Versorgung spielt eine entscheidende Rolle bei der Inertisierung.
Aus Gründen der Betriebssicherheit kann in speziellen Fällen eine redundante Inertgas-Versorgung ausschlaggebend sein. Oft ist dieses verbunden mit einer unabhängigen und doppelten Einspeisung in ein Stickstoff-Werksnetz oder ein ausschließlich für diese Zwecke betriebenens Inertisierung-Werksnetz.
Abhängig vom Inertgasbedarf stehen unterschiedliche Inertgas-Versorgungssysteme oder auch deren Kombination zur Verfügung:
- Onsite-Anlagen: Inertgasproduktion direkt vor Ort
- Stickstoff-Eigenerzeugung über Kryogene Anlagen
- Stickstoff-Erzeugung über Druckwechsel-Adsorptions-Anlagen (PSA)
- Stickstoff-Erzeugung über Membrananlagen
- Stickstoff-Versorgung über Tankanlagen und Flaschenbündel
- Argon-Versorgung über Tankanlagen und Flaschenbündel
und in seltenen Fällen ebenfalls die CO2-Versorgung über Tankanlagen und Flaschenbündel.
Air Liquide beherrscht die gesamte Palette der Inertgas-Versorgungssysteme sowie Lieferformen und ist somit ein verlässlicher Partner für diese sicherheitsrelevanten Aufgaben.
Mobile Stickstoffversorgung zur Inertisierung bei Shut-Downs oder Turnarounds
Bei planbaren aber auch bei außerplanmäßigen Vorgängen wie:
- Anlagen Shut-Downs
- Turnarounds
- das An- oder Abfahren von Anlagen
werden große Mengen an Inertgas in kurzen Zeiträumen benötigt. Falls keine stationäre Inertgas-Versorgung vor Ort vorhanden ist oder diese für den resultierenden Bedarf zu klein ausgelegt ist, ist eine mobile Inertgasversorgung erforderlich.
Air Liquide bietet schnelle und zuverlässige Lösungen zur temporären Gasversorgung: Sobald Sie Ihren Bedarf nicht selbst decken können, springen unsere Notversorgungs-Spezialisten ein. Dafür beliefern wir Sie nicht nur mit den benötigten Gasen, sondern auch mit dem passenden Equipment: Unser Service umfasst Anlagenmobilisierung, Installation, Überwachung und Abbau der Geräte.
Energierückgewinnung / Rekuperation bei der Inertgas-Versorgung mittels Eco Chiller
Die Versorgung mit größeren Mengen an Inertgas erfolgt über Tankanlagen. Das tiefkalt verflüssigt gelagerte Inertgas – z. B. Stickstoff – wird über Luftverdampfer “verdampft”und in den gasförmigen Zustand überführt. Die zur Verdampfung benötigte Wärme wird der Umgebung entzogen und stellt somit eine nutzbare Menge an “Kälte-Energie” zur Verfügung. Diese wird bei der Verdampfung mit herkömmlichen Luftverdampfern an die Umgebung abgegeben, kühlt ab, die Luftfeuchtigkeit kondensiert, die Verdampfer vereisen.
Der Eco Chiller ist eine automatisierte Lösung und übernimmt die Aufgabe der Luftverdampfer als Wärmetauscher und nutzt die verfügbare “Kälte”. Der Energieinhalt tiefkalt verflüssigt gelagerter Gase wie zum Beispiel Stickstoff, wird zur Energierückgewinnung nutzbar gemacht und dem Anwender zur Verfügung gestellt, um einen nahegelegenen Wasser-Kühlkreislauf zu entlasten.
Bei einer Dauerinertisierung mit größeren Bedarfen wird neben der Energieeinsparung auch die Vereisung und Nebelbildung reduziert bzw. gänzlich unterbunden.
CO2-klimaneutrale Inertgas-Versorgung: Mit Eco Origin Gasen
Der Product Carbon Footprint (PCF) spielt bei industriellen Prozessen eine immer größere Rolle. Bei größeren Bedarfen an technischen Gasen, im Speziellen bei der Dauerinertisierung größerer Anlagen, kann der PCF der Inertgas-Versorgung über unsere Eco Origin Produkte nachhaltig reduziert werden.
Mit Eco Origin hat Air Liquide ein Angebot entwickelt, das sämtliche CO2-Emissionen bei der Herstellung von Stickstoff und Argon vollständig vermeidet und die unvermeidbaren Transportemissionen zu 100% kompensiert.
Unsere vom TÜV-Rheinland zertifizierten Eco Origin Gase bieten den Anwendern einfache Möglichkeiten, die eigenen SCOPE3 CO2₂-Emissionen nachweislich zu senken.
Beratung bei der Inertgas-Versorgung ist das A und O
Welches Inertisierungs-System und welche Inertgas- Versorgung ist die Richtige?
Das optimale Konzept zum Einsatz und zur Versorgung mit Inertgasen wird für Betreiber durch den Rat kompetenter Fachleute deutlich vereinfacht. Neben der Auswahl der geeigneten Inertgas-Versorgung ist auch deren Integration in den bestehenden Prozess von erheblicher Bedeutung. Air Liquide kann dabei auf über 40 Jahre Erfahrung und eine bedeutende Anzahl installierter Systeme weltweit zurückgreifen.
Eine gezielte Inertisierung schützt Leben sowie die Qualität Ihrer Produkte und sichert den Anlagenbestand.
Unterschiedliche Stoffe und Behältergeometrien stellen jeweils spezielle Anforderungen an die benötigte Inertgasführung und Inertgasmenge, um den Luftsauerstoff effektiv herauszuspülen und den gewünschten Inertisierungsgrad zu erreichen. Anhand unserer Erfahrungswerte geben wir Ihnen gerne einen ersten Richtwert für den Inertgas Verbrauch.
Eine solide, detaillierte Kalkulationsbasis erhalten Sie durch Versuche vor Ort unter Praxisbedingungen, die wir mit mobilem Equipment und Messsystemen durchführen.
