Un générateur d'azote PSA (Pressure Swing Adsorption) d'une capacité de 1 000 Nm³/h et d'une pression de refoulement de 0,3 à 0,6 MPa.

Un générateur d'azote PSA (Pressure Swing Adsorption) d'une capacité de 1 000 Nm³/h et d'une pression de refoulement de 0,3 à 0,6 MPa est un système industriel qui produit de l'azote gazeux à partir d'air comprimé à l'aide de la technologie Carbon Molecular Sieve (CMS). Ces systèmes sont largement utilisés pour la production continue d'azote sur site au lieu de bouteilles d'azote ou de stockage d'azote liquide.

L'air atmosphérique contient environ :

• 78 % d'azote
• 21% d'oxygène
• De petites quantités d'argon, de CO₂ et d'humidité

Le système PSA sépare l'azote de l'air comprimé en utilisant les différents taux d'adsorption de l'oxygène et de l'azote sur le matériau CMS.

L'air ambiant est comprimé à environ 0,7 à 1,0 MPa à l'aide d'un compresseur d'air industriel.

L'air comprimé traverse :

• Pré-filtres
• Sécheur réfrigéré ou déshydratant
• Filtres de déshuilage

Cela supprime :

• Humidité
• Huile
• Particules de poussière

Un air propre et sec est essentiel car le CMS peut être endommagé par une contamination par l’huile ou l’eau.

L'air comprimé entre dans la première tour d'adsorption remplie de CMS.

CMS adsorbe :

• Oxygène
• CO₂
• Vapeur d'eau

Les molécules d’azote la traversent car elles diffusent plus lentement.

L'azote de haute pureté sort de la tour et entre dans un réservoir de stockage d'azote.

Plage de pureté typique :

• 95 % à 99,9995 %

Lorsque la tour A devient saturée :

• La tour B commence l'adsorption
• La tour A dépressurise et régénère

Cette commutation cyclique est appelée Adsorption modulée en pression.

Le processus est entièrement automatique et contrôlé par PLC.

Fournit une alimentation en air comprimé.

Exigence typique :

• Compresseur à vis sans huile ou à faible teneur en huile
• Pression : 0,7 à 1,0 MPa

Élimine l'humidité pour protéger le CMS.

Point de rosée typique :

• ≤ −40°C à −45°C

Retirer:

• Aérosols d'huile
• Poussière
• Hydrocarbures

Deux cuves verticales remplies de CMS.

Fonctions :

• Adsorption
• Régénération

Matériau de séparation du noyau.

Propriétés:

• Adsorbe sélectivement l'oxygène
• Longue durée de vie (5 à 10 ans et plus)

Stabilise :

• Couler
• Pression
• Pureté

Contrôles :

• Commutation de vanne
• Régulation de pression
• Surveillance de la pureté
• Systèmes d'alarme

Automate commun :

• Siemens S7-1200 / S7-1500

C'est l'exigence la plus importante.

Requis:

• Faire le ménage
• Sec
• Sans huile

Une mauvaise qualité de l’air endommage le CMS et réduit la pureté de l’azote.

Recommandé:

• Pression de refoulement du compresseur de 0,7 à 0,8 MPa

La basse pression réduit :

• Débit
• Stabilité de la pureté

La salle du générateur doit avoir :

• Bon flux d'air
• Faible poussière
• Température contrôlée

Entretien typique :

• Remplacer les filtres
• Clapets anti-retour
• Inspecter le compresseur
• Calibrer l'analyseur d'oxygène

Le coût de maintenance est généralement faible (<1 % du coût d'investissement annuel).

Demande approximative en air comprimé :

• 6 000 à 8 000 Nm³/h d'air comprimé
• (en fonction des exigences de pureté)

Une pureté d’azote plus élevée nécessite :

• Plus d'air comprimé
• Des lits CMS plus grands

Puissance totale typique du système :

• 250 à 500 kW
• (dépend de l'efficacité du compresseur)

L'installation typique comprend :

• Salle des compresseurs
• Skid sécheur/filtre
• Dérapage PSA
• Réservoir de stockage

Empreinte approximative :

• 80 à 200 m²

• Électrique
• Alimentation industrielle 380 V/50 Hz
• Refroidissement
• Compresseur refroidi par air ou par eau
• Air des instruments
• Pour le fonctionnement de vannes pneumatiques

Les générateurs d’azote PSA sont largement utilisés car l’azote est :

• Inerte
• Ininflammable
• Résistant à l'oxydation

Utilisé pour :

• Emballage sous atmosphère modifiée (MAP)
• Emballage de collations
• Emballage de café

Empêche l'oxydation et prolonge la durée de conservation.

Utilisé dans :

• Soudure à la vague
• Fours de refusion
• Fabrication de semi-conducteurs

Fournit une atmosphère sans oxygène.

Applications :

• Couverture du réservoir
• Purger les canalisations
• Prévention des explosions

Utilisé pour :

• Recuit
• Frittage
• Protection du four

Empêche l'oxydation des métaux.

Azote de haute pureté utilisé comme gaz d'assistance pour :

• Découpe d'acier inoxydable
• Découpe d'aluminium

Utilisé pour :

• Inertage des réacteurs
• Conditionnement
• Protection contre l'humidité

Utilisé pour :

• Purge des pipelines
• Tests de pression
• Prévention des incendies

• Alimentation continue en azote sur site
• Coût d’exploitation inférieur à celui des cylindres
• Entièrement automatique
• Haute pureté réalisable
• Démarrage rapide
• Faible entretien
• Plus sûr que la manipulation de l’azote liquide

• Nécessite de l'air comprimé de haute qualité
• La consommation énergétique du compresseur est importante
• Les performances du CMS diminuent en cas de contamination
• Une pureté plus élevée réduit le débit de sortie

Les systèmes PSA modernes comprennent :

• Analyseur d'oxygène
• Capteurs de pression
• Débitmètres
• Contrôle automatique de la pureté
• Arrêt d'urgence
• Alarmes haute/basse pression
• IHM à écran tactile PLC

Les systèmes avancés peuvent également inclure :

• Surveillance à distance
• Intégration SCADA
• Diagnostic IoT