Pour séparer l'oxygène et ainsi purifier l'azote (N2) de l'air, on utilise le procédé dit Pressure Swing Adsorption (PSA). Il s'agit d'une méthode physique qui exploite les différentes propriétés d'adsorption des gaz à différentes pressions pour les séparer. Selon la mise en œuvre, la séparation d'autres gaz tels que le dioxyde de carbone est également possible. Pour séparer l'oxygène et produire de l'azote de haute pureté, on utilise des matériaux affinés pour l'oxygène comme les tamis moléculaires en carbone (CMS). Le procédé repose sur le principe selon lequel les molécules d'oxygène et d'azote sont adsorbées différemment par les micropores des tamis moléculaires en raison de leurs vitesses de diffusion différentes. Les molécules d'oxygène (O2) ont un diamètre effectif plus petit que les molécules d'azote (N2) et diffusent donc plus rapidement dans les micropores du tamis. Les molécules d'azote diffusent plus lentement et sont donc moins retenues dans les pores. En conséquence, l'oxygène s'accumule dans le tamis moléculaire tandis que l'azote reste en phase gazeuse et peut être prélevé en sortie sous forme d'azote de haute pureté. Le procédé PSA peut fournir de l'azote avec des puretés allant jusqu'à 99,9995%. Pendant le processus, le flux de gaz est dirigé sur deux tours d'adsorption disposées en parallèle. Une tour adsorbe l'oxygène sous pression, tandis que l'autre tour est régénérée à une pression réduite en libérant l'oxygène adsorbé. Cette alternance d'adsorption et de régénération est surveillée par un système de commande entièrement automatique qui contrôle précisément le balancement de pression et la séquence afin d'assurer une production continue d'azote. Selon la pression de régénération, on distingue la régénération sous vide et la régénération à pression atmosphérique. La régénération à pression atmosphérique est particulièrement avantageuse car elle permet une régénération complète des tamis moléculaires et favorise la production continue d'azote de haute pureté. La performance des tamis moléculaires, mesurée par la capacité d'adsorption dynamique et le coefficient de séparation, est déterminante pour l'efficacité et la qualité du générateur d'azote. Grâce à une commande programmable (PLC/SPS), le système peut coordonner précisément le processus de mise en pression et de décompression des tours d'adsorption afin d'obtenir la pureté et le débit d'azote requis.
Avantages
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Production de gaz stable grâce à un procédé quasi continu
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Installation entièrement automatique
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Petit encombrement et utilisation simple : l'unité se commande depuis l'avant.
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Le générateur se distingue par une faible consommation électrique et des coûts d'exploitation réduits
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L'aspect et la conception peuvent être adaptés aux souhaits du client dans certaines limites
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Selon la configuration, des puretés très élevées jusqu'à 99,9995% peuvent être réalisées
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Selon la configuration, des débits de gaz de 3–5500 N m3/h sont possibles
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Certification CE complète