Einsatzbereiche
Diverse Bereiche der Industrie, Forschung, Entwicklung, Raumfahrt und Medizin, welche auf Edelgase (He-3, He-4, Ne, Ar, Kr, Xe), Sauerstoff, Wasserstoff, Methan oder Stickstoff angewiesen sind.
Zielstellung
Die Aufreinigung von Gasen kann zur Rohstoffgewinnung (bspw. He aus Erdgas) oder zum Rohstoffrecycling (bspw. Heliumrückgewinnung, Aufbereitung von Excimer-Laser-Gasen) genutzt werden, um Kostenvorteile zu generieren.
Die Verflüssigung sowie die Teilverfestigung (zu sog. Slush) von Gasen erlaubt deutlich höhere Speicherdichten für stationäre und mobile Anwendungen.
Beschreibung
Das ILK Dresden bietet eine große Bandbreite an möglichen Verfahren zur Separation, Anreicherung und Reinigung verschiedenster Gase (bspw. He-3, He-4, H2, Ne, O2, Ar, Bio-LNG) an, welche kundenspezifisch angepasst, miteinander kombiniert und optimiert werden können. Hierzu gehören unter anderem verschiedene Wechseladsorptionsverfahren (bspw. basierend auf Temperaturwechsel (TSA), Druckwechsel (PSA) oder beidem (PTSA)), membranbasierte Verfahren (inkl. Einsatz von Lambda-Leck-Filtern zur Anreicherung von Helium-3), Rektifikations- und Destillationsverfahren sowie zahlreiche weitere innovative Verfahren (bspw. Nutzung von Wirbelrohren, magnetbasierte Sauerstoffanreicherung und Verfahren zur gezielten Anreicherung von Ortho- oder Para-Wasserstoff). Je nach Anforderungen des Kunden können die Verfahren auch direkt mit einer Verflüssigung oder auch Teilverfestigung (zu sogenanntem Slush) der Medien kombiniert werden, um den Wirkungsgrad des Gesamtsystems durch Synergien zu steigern.
Weiterhin bietet das ILK Dresden eine große Auswahl an Umsetzungsmöglichkeiten zur Verflüssigung diverser tiefsiedender Gase (bspw. He, H2, Ne, O2, Ar, Bio-LNG) an, welche kundenspezifisch angepasst, miteinander kombiniert und optimiert werden können. Hierzu gehören diverse Prozessoptionen mit Joule-Thomson-Drosseln, Turbinenexpandern, Kryokühlern, Ejektoren, Wirbelrohren, unterschiedlichen Typen an Wärmeübertragern und sonstigen Elementen, welche bei Bedarf vorgegeben werden können. Zu letzterem gehören beispielsweise kryogene Speichertanks beliebiger Größe, ins Speichersystem integrierbare Kryoflüssigkeitspumpen (bei Nutzung der Eigenentwicklung des ILK Dresden auch als vollständig eingetauchte Pumpe möglich) oder Zusatzmodule zur Verminderung von Boil-Off-Gas.
Als Besonderheit bietet das ILK Dresden zudem die kundenspezifische Entwicklung von Systemen zur Teilverfestigung tiefsiedender Gase (bspw. H2, O2, N2, CH4) zu sogenanntem Slush an. Hierfür mögliche Verfahren umfassen unter anderem den Einsatz von Abkratzbohrern (sog. Auger-Verfahren), das Einfrieren und Auftauen, verschiedene Sprühverfahren sowie hauseigene Lösungen. Unabhängig davon ist es möglich, durch den Einsatz der vom ILK Dresden entwickelten Kryoflüssigkeitspumpen den Slush bei atmosphärischem oder höherem Druck bereitzustellen.
Die Leistungspalette des ILK Dresden ist dabei grundsätzlich kundenspezifisch anpassbar und umfasst, unabhängig vom konkreten Thema, die Erstellung von Designstudien, die Durchführung von System- und Prozessanalysen, die Identifikation von Optimierungspotentialen, die Durchführung von Entwicklungsarbeiten (inkl. 3-D-Modellierung und 3-D-Simulation), die Fertigung und den Test von Prototypen sowie die Fertigung von Kleinserien. Schnittstellen zu bestehenden Kundensystemen sowie besondere Anforderungen an die Mess- und Regeltechnik werden dabei grundsätzlich berücksichtigt.
