Comment l’oxygène industriel est-il produit ?

Les générateurs d’oxygène sont conçus pour extraire l’oxygène de l’air ambiant. Étant donné que l’air est un mélange de gaz, principalement de l’azote (environ 78 %) et de l’oxygène (environ 21 %), l’objectif principal est de séparer les molécules d’oxygène du reste. Différentes technologies, telles que le PSA, le VPSA, les membranes ou les systèmes chimiques, peuvent être utilisées pour isoler et concentrer l’oxygène, en fonction de la pureté et des besoins de l’application.

L’adsorption modulée en pression (PSA) est la technologie la plus couramment utilisée pour générer de l’oxygène industriel. Le PSA est apprécié pour sa fiabilité et son efficacité dans la production d’oxygène sur site, car le procédé garantit un approvisionnement continu en oxygène à des puretés allant jusqu’à 95 %.

Généralement utilisé dans des applications plus petites :

• Médical
• Applications industrielles telles que la découpe de métaux, le soudage
• Traitement des eaux usées
• Aquaculture

Le procédé utilise une paire de récipients sous pression remplis de tamis moléculaire au carbone (CMS). Ce matériau poreux piège efficacement l’azote, le dioxyde de carbone, la vapeur d’eau et d’autres traces de gaz de l’air comprimé, tout en laissant passer l’oxygène de haute pureté. À mesure que l’un des réservoirs adsorbe, l’autre subit une régénération en dépressurisant et en libérant les gaz capturés, ce qui permet un fonctionnement continu.

Le VPSA est une technologie de génération d’oxygène qui fonctionne de manière similaire au PSA, mais utilise un vide pendant la phase de régénération, ce qui réduit la consommation d’énergie et améliore l’efficacité. Il est couramment utilisé dans les opérations à grande échelle où les économies d’énergie sont importantes.

Généralement utilisé dans les applications de grande envergure :

• Industrie sidérurgique et pétrochimique
• Production de biogaz
• Production à haute capacité axée sur l’efficacité énergétique

Cette méthode utilise des membranes semi-perméables pour filtrer l’air. L’azote et les autres gaz traversent les parois de la membrane différemment de l’oxygène, ce qui permet un flux d’air enrichi en oxygène. La pureté est inférieure (30-40 %), mais la configuration est simple et compacte.

Utilisé pour :

• Traitement des eaux usées
• Procédés de réduction de l’azote
• Applications ne nécessitant pas une pureté d’oxygène élevée

Les générateurs d’oxygène chimique produisent de l’oxygène par le biais de réactions chimiques, telles que la décomposition du chlorate de sodium. Ces systèmes sont compacts et souvent utilisés dans des environnements fermés ou d’urgence.

Utilisé pour :

• Urgences (avions, sous-marins)
• Alimentation mobile en oxygène dans des espaces confinés

Les générateurs d’oxygène sont utilisés dans un large éventail d’applications industrielles en raison de leur efficacité et de leur rentabilité.

Voici quelques utilisations de l’oxygène industriel :

• Production de métaux : l’oxygène aide à brûler le carburant à des températures plus élevées, ce qui est essentiel pour les processus tels que la fabrication de l’acier et le soudage.
• Traitement des eaux usées : l’oxygène améliore l’efficacité bactérienne lors de la décomposition des matières organiques.
• Fabrication du verre : les flammes enrichies en oxygène produisent des températures plus élevées, ce qui améliore la qualité du verre.
• Aquaculture: l’augmentation des niveaux d’oxygène dans l’eau stimule la croissance et la santé des poissons.
• Installations médicales : alimentation fiable en oxygène pour les thérapies respiratoires et les soins d’urgence.

N’oubliez pas de suivre les protocoles de sécurité lors de la production et du stockage de l’oxygène sur site :

• Assurez une ventilation adéquate dans les locaux du générateur et les espaces clos.
• Tenir les systèmes à oxygène à l’écart des matériaux inflammables.
• Inspectez régulièrement les filtres et les vannes.
• Utilisez des alarmes pour surveiller la pureté de l’oxygène et les niveaux de pression.
• Portez des EPI tels que des gants isolants, des lunettes de protection et un écran facial.

Remarque : l’oxygène industriel ne doit pas être utilisé en cas d’urgence médicale, sauf s’il répond aux normes de qualité médicale.

Le choix du bon générateur d’oxygène dépend du niveau de pureté requis, du volume d’utilisation et des besoins opérationnels. La production d’oxygène sur site, en particulier à l’aide de la technologie PSA (Pressure Swing Adsorption), est souvent la solution la plus rentable et la plus fiable, sans avoir besoin de livraisons. 

Pour sélectionner le système le plus adapté, tenez compte des éléments suivants : 

• exigences de pureté (par exemple, utilisation médicale ou industrielle), 
• débit (oxygène nécessaire par minute/heure),  
• l’espace et la maintenance (espace d’installation disponible et capacité d’entretien), 
• budget (coûts initiaux et à long terme), 
• et les réglementations de sécurité (conformité aux normes industrielles pertinentes). 

Alors que l’oxygène en bouteille ou liquide peut répondre à des besoins spécifiques à court terme ou en volume élevé, les systèmes sur site offrent une autonomie, une efficacité et une sécurité accrues dans des applications telles que la santé, l’aquaculture et la fabrication.