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Applications industrielles des fluides supercritiques et équipements de mise en œuvreArticle de référence | Réf : J2731 v1
Auteur(s) : Lian-Ming SUN, Francis MEUNIER, Gino BARON
Date de publication : 10 déc. 2005
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Dans un procédé de séparation par adsorption modulée en pression (PSA : Pressure Swing Adsorption ), les adsorbants sont régénérés en réduisant la pression totale. La pression d’un liquide étant difficile à modifier, le PSA est uniquement utilisé pour la séparation des gaz.
Les procédés par adsorption modulée en pression (PSA) sont véritablement apparus dans les années 1950 avec les dépôts du brevet français de Guérin de Montgareuil et Dominé de la société Air Liquide et, un peu plus tard, du brevet américain de Skarstrom de la société Esso Research & Engineering, même si les notions de base étaient déjà connues par des travaux antérieurs. L’invention d’Air Liquide a par ailleurs introduit pour la première fois une régénération sous vide, fondement des procédés VSA (Vacuum Swing Adsorption ).
2.1 Principe de l’adsorption modulée en pression
Pour illustrer le fonctionnement d’un procédé PSA, on considère la séparation d’un mélange binaire dont le constituant 1 est le plus adsorbable. Pour séparer ces constituants, on va réaliser la séquence suivante (figure 3).
Dans une première étape, le mélange à traiter est alimenté dans une colonne d’adsorbant initialement correctement régénérée, à une pression relativement élevée. Le constituant 1 étant plus adsorbable, son front se propage plus lentement que celui du constituant 2 dans la colonne. De ce fait, un gaz riche en constituant 2 peut être produit à la sortie de la colonne, jusqu’à ce que le constituant 1 apparaisse à son tour. Avant l’apparition du composant 1, la sortie de la colonne est fermée et la colonne est soumise à un abaissement de la pression totale pour initier la régénération. Ce faisant, une partie du constituant 1 est désorbée et évacuée à contre-courant de l’alimentation. Mais dans la figure 3c, on peut remarquer que le front de celui-ci recule très peu durant cette étape de décompression. Par conséquent, la colonne doit être purgée afin de repousser le front du constituant 1 et d’éviter son émergence durant l’étape d’adsorption au cycle suivant. Cela...
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(1) - SUN (L.-M.), MEUNIER (F.) - Adsorption. Aspects théoriques. - J 2 370 Techniques de l’Ingénieur (2003).
(2) - CHEREMISINOFF (N.P.), CHEREMISINOFF (P.N.) - Carbon adsorption for pollution control. - PTR Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ (1993).
(3) - COONEY (D.O.) - Adsorption Design for Wastewater Treatment. - CRC Press, Boca Raton (1999).
(4) - CRITENDEN (B.), THOMAS (W.J.) - Adsorption Technology and Design. - Butterworth Heinemann, Oxford (1998).
(5) - DABROWSKI (A.) - Adsorption and its Applications in Industry and Environmental Protection. - Elsevier, Amsterdam (1999).
(6) - FAUST (S.D.), ALY (O.M.) - Adsorption processes for water treatment. - Butterworth, Boston (1987).
...
Listes non exhaustives
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