| | Gesundheitswissenschaften > | Alternative Medizin | Ozon-Therapie

Kommerzielle Sauerstoffherstellung: Kryogene Lufttrennung vs. PSA

Zwei dominante industrielle Methoden

1. Kryogene Lufttrennung (Fraktionelle Destillation) – Großmaßstab

Prozess: Atmosphärische Luft filtern → komprimieren (5–10 bar) → auf ~−173 °C kühlen (Verflüssigung) → in Destille Kolonne einspeisen. Stickstoff (Siedepunkt −196 °C) siedet zuerst ab; Sauerstoff (Siedepunkt −183 °C) sammelt sich als Flüssigkeit am Boden. Argon-Seitenabzug am Zwischenteller.

Reinheit: 99,5–99,9 % O₂ (Standard); 99,999 % (ultrahoch) mit zusätzlicher Argonsäule.
Kapazität: 50–5.000+ Tonnen/Tag (TPD).
Energie: 0,3–0,4 kWh/Nm³ O₂ (hohe Kapitalkosten, niedrige Grenzkosten im großen Maßstab).
Produkte: Flüssiger Sauerstoff (LOX), gasförmiger Sauerstoff (GOX), flüssiger Stickstoff, flüssiger Argon.
Typische Nutzer: Integrierte Stahlwerke, große Chemieanlagen, Handelsgasanbieter (Air Liquide, Linde, Air Products).

2. Druckwechseladsorption (PSA) – Klein-/Mittelmaßstab

Prozess: Komprimierte Luft (5–8 Bar) strömt durch mit zeolithischem Molekularsieb (Zeolith 13X oder LiX) gefüllte Behälter. Stickstoff wird selektiv adsorbiert; sauerstoffangereichertes Gas (90–95 % O₂) tritt aus. Zyklischer Druckschwung regeneriert das Sieb.

Reinheit: 90–95 % (Standard); 99 %+ mit Vakuum-PSA (VPSA) oder Mehrbett.
Kapazität: 10–5.000 Nm³/h (modular).
Energie: 0,35–0,5 kWh/Nm³ O₂ (niedrigere Kapitalkosten, höhere spezifische Energie als Kryogenie bei >500 TPD).
Fußabdruck: Skid-mountiert; innen/außen.
Typische Nutzer: Krankenhäuser, Glas/Keramik, Abwasser-Ozon, Metallschneiden, Aquakultur, abgelegene Standorte.

Kostenvergleich (Faustformel)

Kennzahl	Kryogen (500 TPD)	PSA (500 Nm³/h ≈ 350 TPD)
Investitionskosten	40–60 Mio. $	5–10 Mio. $
O₂-Kosten (15-Jahres-Levelized)	0,015–0,025 $/Nm³	0,03–0,05 $/Nm³
Anlaufzeit	12–24 Std.	Minuten
Turndown	30–100 %	10–100 %

Entwickelnd: Membrantrennung & elektrochemisch

Polymer-Membranen: 30–40 % O₂, niedrige Energie, sehr kleiner Maßstab (Labor, tragbar).
Feste Oxid-Elektrolyse (SOEC): Hochtemperatur-Dampf/CO₂-Ko-Elektrolyse – zukünftiger grüner Sauerstoff/Wasserstoff.

Auswahlleitfaden

>500 TPD, LOX benötigt, hohe Reinheit → Kryogen
50–500 TPD, nur gasförmig, modular, schneller Start → PSA/VPSA
<50 TPD, abgelegen, niedrige Reinheit OK → Membran oder kleiner PSA

Ozon-Therapie

Gesundheitswissenschaften