Article de référence | Réf : J3607 v1
Auteur(s) : Guillaume de SOUZA
Date de publication : 10 déc. 2009
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Procédé PSA pour la production d'azote sur siteCet article fait partie de l’offre
Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique (364 articles en ce moment)
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Comparativement aux PSA H2 travaillant principalement à l'équilibre d'adsorption, les PSA N2 sont des unités de purification valorisant les différences de vitesses de diffusion entre les molécules d'oxygène (rapides), et les molécules d'azote (plus lentes) . Un tamis moléculaire carboné (CMS), à taille de pores calibrés, est généralement employé pour cette séparation. Ainsi, par rapport à un charbon actif standard dont la structure poreuse est organisée autour de 1 nm, les CMS sont caractérisés par une forte proportion de pores dans la plage des 0,1 à 0,4 nm. Alors, même si les isothermes d'adsorption à l'équilibre des molécules de l'air sont à peu de chose près identiques, il est possible de séparer ces molécules du fait de leur forte différence de cinétique d'adsorption (figure 13). En effet, au cours de la première minute, l'adsorption de l'oxygène est significativement supérieure à celle de l'azote et la différence semble maximale entre la première et la deuxième minute (figure 13). Cela indique qu'il est nécessaire d'arrêter cette phase d'adsorption après une ou deux minutes car, si elle était poursuivie, de plus en plus d'azote serait adsorbé, devenant prédominant du fait de sa pression partielle (0,78) quatre fois plus élevée que celle de l'oxygène (0,21).
Ces unités PSA sont en général constituées d'un adsorbeur, muni de deux ou trois capacités, ou de deux adsorbeurs, munis d'une ou deux capacités. De l'air, comprimé à 0,7 ou 0,8 MPa absolus est envoyé à un adsorbeur adsorbant l'oxygène tandis que l'azote traversant est produit à la pureté choisie (jusqu'au ppm) grâce à un simple contrôle du débit traversant. Ainsi, un débit traversant plus élevé entraîne une pureté d'azote plus faible et un rendement azote plus élevé (et inversement).
Les cycles de ces PSA sont, quant à eux, très « déséquilibrés » entre la phase d'adsorption,...
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OPÉRATIONS UNITAIRES. GÉNIE DE LA RÉACTION CHIMIQUE
(1) - YANG (R.T.) - Gas separation by adsorption processes. - Butterworths, Boston (1987).
(2) - BIRD (R.B.), STEWART (W.E.), LIGHTFOOT (E.N.) - Transport phenomena. - John Wiley & sons (1960).
(3) - FUDERED (A.) - Two-feed pressure swing adsorption process. - US 4333744 (1981).
(4) - DE SOUZA (G.), TROMEUR (P.) - Procédé et installation d'enrichissement d'un mélange gazeux combustible en au moins un de ses composants. - EP 1485189 (2002).
(5) - DE SOUZA (G.), HAULLE (F.X.) - Procédé de purification d'un gaz par CPSA à deux paliers de régénération et unité de purification permettant la mise en œuvre de ce procédé. - FR 2916363, 33 p. (2007).
(6) - GEMMINGEN (U.) - Pressure Swing Adsorption Processes – Design and Simulation. - ...
http://www.industrie.gouv.fr/portail/pratique/index_reglementation.html
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