Fonctionnement d'un générateur d'azote

Fonction de générateur d’azote: la fonction principale d’un générateur d’azote est de fournir une source d’azote continue, fiable et à la demande, adaptée au niveau de pureté requis. Il est donc essentiel pour les industries où l’oxydation doit être contrôlée ou évitée, telles que:

• Fabrication électronique: prévention de la corrosion des cartes de circuits imprimés.
• Industrie agroalimentaire: prolonger la durée de conservation en réduisant l’exposition à l’oxygène.
• Gonflage automobile et des pneus: amélioration de la stabilité et de la sécurité.
• Traitement chimique: fournir une atmosphère inerte pour éviter les réactions indésirables.

En générant de l’azote en interne, les entreprises gagnent en indépendance et en flexibilité, tout en évitant les livraisons régulières et la manipulation de bouteilles de gaz à haute pression.

Un générateur d’azote fonctionne en séparant les molécules d’azote de l’oxygène et d’autres gaz dans l’air comprimé, produisant un flux contrôlé d’azote gazeux. Ce processus est appelé production d’azote gazeux et peut être réalisé à l’aide de différentes méthodes de production d’azote.

Pour générer de l’azote à partir de l’air, le générateur reçoit d’abord un flux d’air comprimé propre et sec. À l’intérieur de l’unité, une technologie de séparation isole les molécules d’azote, tandis que l’oxygène, le dioxyde de carbone et la vapeur d’eau sont éliminés. Il en résulte un débit d’azote purifié qui peut être utilisé immédiatement ou stocké pour une utilisation ultérieure.

Deux technologies principales sont utilisées dans les systèmes modernes de production d’azote:

1. Générateurs d’azote à membrane - unités compactes qui séparent les gaz à l’aide de fibres semi-perméables.

2. Générateurs d’azote à adsorption par variation de pression (PSA) - systèmes qui utilisent des tamis moléculaires de carbone pour obtenir une pureté d’azote très élevée.

Le choix entre ces solutions dépend de la qualité d’azote requise et de l’application. Par exemple, le gonflage des pneus ou l’extinction d’incendie ne peuvent nécessiter qu’une pureté de 90 à 99%, lorsqu’une unité à membrane est suffisante. En revanche, les industries telles que l’emballage alimentaire ou le plastique ont souvent besoin de puretés allant jusqu’à 99,999%, ce qui ne peut être atteint qu’avec la technologie PSA.

Un système de production d’azote est l’installation complète requise pour produire, stocker et distribuer de l’azote sur site. Alors que le générateur est le composant central, plusieurs autres éléments fonctionnent ensemble pour garantir un fonctionnement stable et une qualité de gaz élevée.

Une usine de production d’azote standard se compose des éléments suivants :

1. Compresseur d’air: fournit l’air comprimé.
2. Sécheur: élimine l’humidité de l’air.
3. Filtres: capturent la vapeur d’huile et les particules solides.
4. Réservoir d’air: stabilise la pression et le débit.
5. Générateur d’azote: sépare l’azote de l’oxygène et des traces de gaz.
6. Récepteur d’azote: stocke l’azote produit pour les pics de demande.

L’azote peut être consommé directement à la sortie du générateur ou stocké dans un réservoir de stockage pour une alimentation continue.

L’adsorption est le processus par lequel des atomes, des ions ou des molécules d’une substance (dans ce cas, de l’air comprimé) adhèrent à la surface d’un adsorbant.

Un générateur PSA isole l’azote et les autres gaz du flux d’air comprimé (oxygène, CO₂ et vapeur d’eau) sont adsorbés, laissant derrière eux de l’azote essentiellement pur.

Le PSA piège l’oxygène du flux d’air comprimé lorsque les molécules se lient à un tamis moléculaire de carbone. Cela se produit dans deux cuves sous pression distinctes (tour A et tour B), chacune remplie d’un tamis moléculaire de carbone, qui alternent entre un processus de séparation et un processus de régénération.

L'air comprimé propre et sec entre dans la tour A. Les molécules d'oxygène sont plus petites que les molécules d'azote ; elles traversent donc les pores du tamis. Les molécules d'azote ne peuvent pas passer à travers les pores ; elles contournent donc le tamis et produisent l'azote à la pureté souhaitée. Cette phase est appelée phase d'adsorption ou de séparation. La majeure partie de l'azote produit dans la tour A quitte le système, prêt à être utilisé directement ou stocké.

Ensuite, une petite partie de l'azote généré est envoyée dans la tour B dans le sens opposé. Ce débit expulse l'oxygène qui a été capturé lors de la phase d'adsorption précédente de la tour B. En relâchant la pression dans la tour B, les tamis moléculaires de carbone perdent leur capacité à retenir les molécules d'oxygène, qui se détachent des tamis et sont transportées par le petit débit d'azote provenant de la tour A. Ce processus de « nettoyage » permet aux nouvelles molécules d'oxygène de se fixer aux tamis lors de la phase d'adsorption suivante.

La technologie PSA permet un débit d’azote continu et de grande capacité dans les applications exigeantes à des niveaux de pureté allant jusqu’à 99,999%. Les générateurs PSA ont un coût d’investissement initial plus élevé que les générateurs à membrane, mais ils offrent les avantages d’un débit plus élevé et de niveaux de pureté plus élevés que certains secteurs et certaines applications exigent.

Les unités PSA offrent une pureté ultra élevée, mais sont plus complexes, tandis que les systèmes à membrane sont plus simples et plus robustes. Dans les deux cas, la maintenance du générateur d’azote est essentielle pour garantir des performances constantes.

Les systèmes à membrane nécessitent généralement moins d’entretien, car ils n’ont pas de pièces mobiles et moins de composants sensibles, ce qui les rend parfaitement adaptés aux environnements où les temps d’arrêt doivent être évités.

Les systèmes PSA nécessitent plus d’attention à la qualité de l’air d’admission, aux filtres et au média d’adsorption, mais lorsqu’ils sont associés à un programme de maintenance structuré du générateur d’azote, ils fournissent les plus hauts niveaux de pureté et de performances pour les applications exigeantes.

L’azote est largement utilisé dans l’industrie car il est inerte, inodore et empêche l’oxydation. Un générateur sur site fournit de l’azote à la pureté et au débit adéquats, ce qui réduit la dépendance aux livraisons en bouteille tout en garantissant une alimentation en gaz stable.

Applications principales :

• Traitement chimique: l’azote est utilisé pour créer des conditions inertes qui empêchent les explosions ou les réactions indésirables. Un générateur d’azote dans l’industrie chimique permet aux opérateurs de maintenir la sécurité tout en réduisant les coûts d’approvisionnement en gaz.
• Production agroalimentaire: les atmosphères contrôlées contribuent à prolonger la durée de conservation et à préserver le goût. Sur les lignes d’emballage, un générateur d’azote destiné à l’industrie agroalimentaire élimine l’oxygène des conditionnements, tandis que dans une usine de boissons, l’azote protège les liquides pendant l’embouteillage et le stockage.
• Secteur automobile: les pneus remplis d’azote maintiennent la pression plus longtemps et réduisent l’oxydation du caoutchouc. L’utilisation d’un générateur d’azote pour les pneus garantit une alimentation fiable pour les centres de service et les opérateurs de flotte.

En bref, lorsque vous vous demandez «À quoi sert un générateur d’azote?« La réponse couvre un large éventail, des laboratoires et la production de plastiques à l’aquaculture en passant par les produits pharmaceutiques, partout où un environnement sans oxygène ou pauvre en oxygène est requis.

La production d’azote en interne permet aux entreprises de contrôler directement le rendement, la pureté et la pression. Au-delà de la flexibilité, il y a des avantages opérationnels et financiers significatifs en termes de dépendance vis-à-vis de fournisseurs externes.

Principaux avantages:

• Stabilité des coûts: indépendance par rapport aux fluctuations des prix du marché de l’azote en bouteille ou en vrac.
• Réduction des coûts logistiques: pas de frais de transport, de planification des livraisons ou de gestion des retours de bouteilles.
• Améliorations de la sécurité: élimine les risques liés au stockage et à la manipulation des bouteilles haute pression.
• Pas de gaspillage: évite les pertes par évaporation des réservoirs de liquide et le gaz résiduel inutilisé dans les bouteilles.
• Fiabilité: approvisionnement continu disponible à toute heure, réduisant le risque d’arrêt de la production.
• Économies à long terme: bien que l’équipement nécessite un investissement initial, les coûts d’exploitation baissent considérablement au fil du temps.

Ces facteurs font de la production d’azote sur site non seulement une solution technique, mais aussi un moyen d’améliorer la sécurité, l’efficacité et la gestion des coûts dans les opérations quotidiennes. En savoir plus sur les avantages de la production d’azote sur site.

Chaque application a des besoins différents en matière de débit d’azote, de pureté et de conditions de fonctionnement. Le bon système garantit efficacité, sécurité et économies à long terme. Pour certaines industries, un générateur compact à membrane peut suffire, tandis que d’autres nécessitent la pureté ultra élevée fournie par la technologie PSA.

Comme le choix dépend à la fois de facteurs techniques et économiques, il est souvent préférable d’examiner les exigences avec un spécialiste qui peut adapter le système au processus.

Demandez à un professionnel des systèmes d’air la meilleure solution pour générer de l’azote en interne.