Alles über kryogene Fluide: Eigenschaften, Qualitäten und Anwendungen

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Kryogenische Flüssigkeiten

Alles über kryogene Fluide: Eigenschaften, Qualitäten und Anwendungen

Obwohl sich in der Kryotechnik alles um kryogene Flüssigkeiten dreht, sind wir in unseren Blogs noch nicht näher auf deren Eigenschaften, Qualitäten und Anwendungen eingegangen.

In diesem Blog konzentrieren wir uns auf sieben häufig verwendete kryogene Fluide. Wir werden ihre einzigartigen Eigenschaften behandeln und einige unserer jüngsten Projekte besprechen, bei denen verschiedene Fluide im Mittelpunkt standen.

Kryogene Flüssigkeit 1: Flüssiger Stickstoff

Flüssiger Stickstoff ist die mit Abstand am häufigsten von unseren Kunden verwendete kryogene Flüssigkeit. Dieses farb-, geruch- und geschmacklose sowie inerte Gas hat einen Siedepunkt von -196 °C und wird in großem Umfang in Luftzerlegungsanlagen erzeugt. Da Flüssigstickstoff aus der Umgebungsluft gewonnen werden kann, ist es ein relativ umweltfreundliches und kostengünstiges Gas.

Die Anwendung von Flüssigstickstoff ist weitreichend. Die tiefkalte Flüssigkeit wird zum Schrumpfen von Bauteilen in der Automobilindustrie, zum Testen oder Inertisieren von Produkten in der Elektronikindustrie, zur Kühlung von Lebensmitteln in der Lebensmittelindustrie und zur Konservierung von Medikamenten oder biologischen Materialien in der pharmazeutischen und medizinischen Industrie verwendet. Die Kryokonservierung ist ein allgemein bekanntes Beispiel dafür.

Demaco verfügt über einen großen Erfahrungsschatz bei der Entwicklung der jeweils besten kryogenen Systeme  für Flüssigstickstoff. Unsere vakuumisolierten Transferleitungen, qualitätsverbessernden Produkte und kryogenen Anwendungen werden häufig für den Transport und die Verarbeitung von Flüssigstickstoff eingesetzt. Unsere Anwendungen sind bestens geeignet, um kryogene Flüssigkeiten perfekt auf Temperatur zu halten.

Ein großes Stickstoffprojekt, bei dem Demaco eine zentrale Rolle spielte, ist das FrieslandCampina Innovation Centre in Wageningen. FrieslandCampina verwendet Flüssigstickstoff für verschiedene Tests und Produktentwicklungen innerhalb der Anlage; Demaco wurde ausgewählt, um das komplette vakuumisolierte Rohrleitungsnetz zur Versorgung mit Flüssigstickstoff zu entwerfen und zu bauen. Eine schöne Herausforderung für unsere Kryotechnik-Ingenieure, bei der wir unser Know-how auf dem Gebiet der kryogenen Stickstoffsysteme effektiv einsetzen konnten.

Tieftemperatur-Flüssigkeiten
Das Innovationszentrum FrieslandCampina

Kryogene Flüssigkeit 2: Flüssiger Sauerstoff

Flüssiger Sauerstoff ist eine lichtbläuliche und hochreaktive Flüssigkeit, die wir vor allem bei unseren Kunden in der Raumfahrt, in der Medizin und in der Stahlindustrie finden. Wie Stickstoff ist auch Sauerstoff ein Gas, das in Luftzerlegungsanlagen gewonnen wird. Der Siedepunkt von Sauerstoff ist etwas niedriger als der von Stickstoff. Erst bei einer Temperatur von -183 °C nimmt Sauerstoff eine flüssige Form an.
In der Raumfahrtindustrie wird flüssiger Sauerstoff häufig als Oxidationsmittel in Raketenantrieben eingesetzt. Im medizinischen Bereich wird vor allem flüssiger medizinischer Sauerstoff verwendet, da er weniger Platz benötigt als gasförmiger Sauerstoff. Dies erleichtert die Lagerung und den Transport.

Schließlich wird Sauerstoff auch in großen Mengen in der Stahlindustrie eingesetzt, wo das Gas zur Entfernung von Kohlenstoffresten aus dem heißen Metall verwendet wird. Da Stahlhersteller eine konstante Versorgung mit Sauerstoff benötigen, bauen Gaslieferanten oft Luftzerlegungsanlagen auf dem Werksgelände des Herstellers.

Demaco liefert kryogene Sauerstoffsysteme an verschiedene Industrien. Zum Beispiel sorgen unsere vakuumisolierten Transferleitungen dafür, dass Sauerstoff sicher von einem Lagertank zu einer Anwendung oder von einer Luftzerlegungsanlage zu einem Stahlwerk transportiert wird. Und wie bei allen anderen kryogenen Flüssigkeiten verhindert eine optimale Isolierung Sauerstoffabfälle.

Kryogene Flüssigkeit 3: Flüssiges Argon

Argon ist ein Edelgas, das hauptsächlich im gasförmigen Zustand verwendet, aber in flüssiger Form gelagert und transportiert wird. Flüssiges Argon ist farblos, geruchlos, inert und hat einen Siedepunkt von -185,8 °C.

Die Anwendung von gasförmigem Argon ist enorm vielfältig. So wird dieses Gas zum Beispiel zum Füllen von Lampen oder zum Schutz des Schweißbades beim MIG/MAG-Schweißen verwendet. Argon hat auch eine isolierende Wirkung und wird u.a. in Doppelglasscheiben eingesetzt.

Demaco liefert die notwendigen Rohrleitungen und Produkte, um Argon sicher zu lagern und zu transportieren. Wir konzipieren komplette kundenspezifische Projekte und setzen Vakuumtechnik und Hilfsprodukte ein, um die Qualität und die flüssige Form von Argon perfekt zu erhalten.

Kryogene Flüssigkeit 4: Flüssiges Kohlendioxid (CO2)

Flüssiges Kohlendioxid ist ein farbloses, geruchloses, inertes Flüssiggas mit einem Siedepunkt von -78,46 °C. Vor allem in der Lebensmittelindustrie wird Kohlendioxid sowohl in gasförmiger als auch in flüssiger Form häufig eingesetzt. Die tiefkalte Flüssigkeit wird zum Beispiel zur Extraktion von Olivenöl verwendet, ist ein Kühlmittel für verschiedene Lebensmittel und ein Feuerlöschmittel. Darüber hinaus hilft Kohlendioxid in gasförmiger Form, Koffein aus Kaffeebohnen zu entfernen und wird zur Karbonisierung von Bier und Softdrinks verwendet.

Auch wenn es sich bei flüssigem Kohlendioxid um eine relativ warme, kryogene Flüssigkeit handelt, sind dennoch hochwertige Produkte und Anlagen zur Verarbeitung des Flüssiggases erforderlich. Auch flüssiges Kohlendioxid verdampft zu Gas, wenn es sich erwärmt; daher ist eine gute Isolierung unerlässlich.

Demaco liefert vakuumisolierte Transferleitungen und weitere Produkte und Dienstleistungen für den sicheren und effektiven Transport, die Lagerung und den Einsatz von Kohlendioxid. Unsere Kunden kommen aus verschiedenen Branchen, und unsere Produkte sind perfekt darauf abgestimmt, die Qualität des Kohlendioxids so hoch wie möglich zu halten.

Kryogene Flüssigkeit 5: Wasserstoff

Wasserstoff in flüssiger Form wird zunehmend zur Energiegewinnung oder als erneuerbarer Kraftstoff eingesetzt. Das recht teure Gas ist geruchlos, farblos und brennbar und hat seinen Siedepunkt bei -252,9 °C. Auf der Erde kommt Wasserstoff nicht in reiner Form vor. Er wird daher aus Wasser (Elektrolyse) oder Erdgas (Dampfreformierung) hergestellt.

In den letzten Jahren hat das Interesse an flüssigem Wasserstoff deutlich zugenommen. Für die Bereiche Transport, Schifffahrt, Industrie und Raumfahrt kann die großtechnische Herstellung von flüssigem Wasserstoff sogar eine deutliche Verbesserung in Bezug auf die Nachhaltigkeit darstellen.

Demaco bietet schlüsselfertige Komplettlösungen für Wasserstoffprojekte auf der ganzen Welt. Einige Beispiele für Lösungen, die wir unseren Kunden in der Wasserstoffbranche anbieten, sind Tankstellen und Ladedocks für LKWs sowie vakuumisolierte Verladearme für Schiffe, vakuumisolierte Transferlinien, Kryostate, vakuumisolierte Verteiler-Dewars, Wasserstoffreiniger und Wasserstoffverflüssiger im kleinen Maßstab.

Kryogene Flüssigkeit 6: Helium

Helium ist auch eine der kälteren kryogenen Flüssigkeiten. Um Helium flüssig zu halten, ist eine Temperatur von bis zu -268,9 °C erforderlich. Dies macht Helium-Projekte abhängig von hochentwickelten kryogenen Systemen und hochwertiger Isolierung.

Helium ist ein farbloses, geruchloses und inertes Edelgas, das vor allem in der wissenschaftlichen Forschung und in der Raumfahrtindustrie eingesetzt wird. Flüssiges Helium hat zum Beispiel eine wichtige Funktion in den Teilchenbeschleunigern, die mit dieser kryogenen Flüssigkeit supraleitend gemacht und gehalten werden.

Vor einigen Jahren beteiligte sich Demaco an einem Großprojekt des CERN (Europäische Organisation für Kernforschung). CERN entwickelte einen Teilchenbeschleuniger, mit dem Teilchen in einem 26 km langen unterirdischen Tunnel zur Kollision gebracht wurden. Supraleitende Magnete beschleunigten die Teilchen, und Helium wurde verwendet, um diese Magnete supraleitend zu machen und zu halten.

Demaco sorgte dafür, dass das flüssige Helium in den unterirdischen Tunnel gelangte und die kryogene Flüssigkeit an die verschiedenen Magnete verteilt wurde. Das hochkomplexe Projekt umfasste geschlossene Heliumsysteme und mehr als 3 km mehrfach vakuumisolierte Transferleitungen.

Tieftemperatur-Flüssigkeiten
Der CERN-Teilchenbeschleuniger

Auch bei dem jüngsten ASuMED-Projekt spielte Helium die Hauptrolle. Das Ziel dieses Projekts war die Entwicklung einer neuen Technik für einen kompakten, leichten und supraleitenden Flugmotor. Mehr zum ASuMED-Projekt finden Sie in unserem aktuellen Blog über kryogene Motoren.

Kryogene Flüssigkeit 7: LNG

LNG (Liquid Natural Gas) ist eine farb- und geruchlose Flüssigkeit, die entsteht, wenn Erdgas auf etwa -162 °C abgekühlt wird. Diese kryogene Flüssigkeit ist vor allem in der Schifffahrtsindustrie als umweltfreundlichere Alternative zu herkömmlichen Kraftstoffen beliebt. Im Vergleich zu Schweröl führt die Verwendung von LNG zu einer 25 %-igen Reduzierung   der Kohlendioxid (CO2)-Emissionen, zu einer 90 %-igen Reduzierung der Stickoxid (NOx)-Emissionen und zu einer 100 %-igen Reduzierung der Schwefel (SO2)- und Feinstaubemissionen.

Neben der Schifffahrtsindustrie ist auch der Straßentransportsektor zunehmend an LNG als Kraftstoff interessiert. Die meisten LNG-Anlagen befinden sich in der Nähe von Häfen, aber auch im Landesinneren findet man verschiedene LNG-Tankstellen für Lkw.

Ein Beispiel für ein großes LNG-Projekt, an dem Demaco maßgeblich beteiligt war, ist die Bunkeranlage für die Fähren von Fjordline im norwegischen Hafen Risavika. Im Rahmen dieses Projekts lieferte Demaco nicht weniger als 750 Meter vakuumisolierte LNG-Transferleitungen mit Durchmessern zwischen 6″ und 8″.

Tieftemperatur-Flüssigkeiten
LNG-Transferleitungen in Risavika

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Haben Sie Fragen zur Anwendung von kryogenen Flüssigkeiten oder zu den Dienstleistungen und Produkten von Demaco? Nehmen Sie Kontakt mit uns auf oder schauen Sie sich auf unserer Website unsere Produkte und Projekte an, um weitere Informationen zu erhalten.

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