Comment fonctionne l’adsorption modulée en pression ?
Lorsque vous produisez votre propre azote, il est important de connaître et de comprendre le niveau de pureté que vous souhaitez atteindre. Certaines applications nécessitent de faibles niveaux de pureté (entre 90 et 99 %), comme le gonflage des pneus et la prévention des incendies, tandis que d'autres, comme les applications dans l'industrie agroalimentaire ou le moulage de plastique, nécessitent des niveaux élevés (de 97 à 99,999 %). Dans ces cas-là, la technologie PSA est la solution idéale et la plus simple.
Essentiellement, un générateur d’azote fonctionne en séparant les molécules d’azote des molécules d’oxygène présentes dans l’air comprimé. Pour ce faire, l'adsorption modulée en pression piége l'oxygène du flux d'air comprimé par adsorption. L'adsorption a lieu lorsque les molécules se lient à un adsorbant, dans ce cas les molécules d'oxygène se fixent sur un tamis moléculaire en carbone (CMS). Cela se produit dans deux récipients sous pression distincts, chacun rempli d'un CMS, qui basculent entre le processus de séparation et le processus de régénération. Pour l’instant, appelons-les tour A et tour B.
Pour commencer, de l’air comprimé propre et sec entre dans la tour A et comme les molécules d’oxygène sont plus petites que les molécules d’azote, elles entreront dans les pores du tamis en carbone. Les molécules d’azote, en revanche, ne peuvent pas pénétrer dans les pores et contourneront donc le tamis moléculaire en carbone. En conséquence, vous obtenez de l’azote de la pureté souhaitée. Cette phase est appelée phase d’adsorption ou de séparation.
Mais cela ne s’arrête pas là. La majeure partie de l'azote produit dans la tour A quitte le système (prêt à être utilisé ou stocké directement), tandis qu'une petite partie de l'azote généré est acheminée vers la tour B dans la direction opposée (de haut en bas). Ce flux est nécessaire pour expulser l'oxygène qui a été capturé lors de la phase d'adsorption précédente de la tour B. En relâchant la pression dans la tour B, les tamis moléculaires en carbone perdent leur capacité à retenir les molécules d'oxygène. Ils se détacheront des tamis et seront emportés vers les gaz d'échappement par le petit flux d'azote provenant de la tour A. Ce faisant, le système laisse la place à de nouvelles molécules d'oxygène pour se fixer aux tamis lors d'une prochaine phase d'adsorption. Nous appelons ce processus de « nettoyage » une régénération de tour saturée en oxygène.
Premièrement, le réservoir A est en phase d’adsorption tandis que le réservoir B se régénère. Dans la deuxième étape, les deux récipients égalisent la pression pour préparer le changement. Après le changement, le réservoir A commence à se régénérer tandis que le réservoir B génère de l'azote.
À ce stade, la pression dans les deux tours s'égalisera et elles passeront de l'adsorption à la régénération et vice versa. Le CMS de la tour A sera saturé, tandis que la tour B, grâce à la dépressurisation, pourra redémarrer le processus d'adsorption. Ce processus est également appelé « oscillation de pression », ce qui signifie qu'il permet à certains gaz d'être capturés à une pression plus élevée et libérés à une pression plus basse. Le système PSA à deux tours permet une production continue d’azote à un niveau de pureté souhaité.
Heure de publication : 25 novembre 2021