Nitrogen: What is it and where is it used?
21 April, 2022
Nitrogen is all around us. It is the biggest component of the air we breathe, but we don't use it. In this article we take a look at some of the many things it can be used for.
Choisir l'approvisionnement en azote adapté à votre activité
Pour l'approvisionnement en azote, un choix courant est la livraison de bouteilles de gaz industriel. Cependant, il existe des alternatives plus efficaces, notamment la production sur site avec un générateur PSA ou à membrane. Cet article couvre les différentes options et explique leurs avantages respectifs.
Commande d'azote auprès d'un fournisseur
Azote en bouteille
Le premier choix mentionné est l'achat de bouteilles d'azote auprès d'une usine de production hors site. Ce procédé est très simple : vous commandez la quantité d'azote nécessaire à votre application et le fournisseur vous la livre dans des bouteilles lourdes et imposantes.
L'azote produit par une installation cryogénique est converti en gaz et mis en bouteille sous très haute pression (300 bar). Par conséquent, une bouteille relativement petite contient un grand volume d'azote gazeux. Cependant, afin de résister à la haute pression, les contenants sont assez volumineux, ce qui augmente leur poids.
Une fois utilisées, les bouteilles sont entreposées sur un support en attendant leur enlèvement, ce qui nécessite un espace de stockage supplémentaire.
Avantages :
● Solution simple pour les installations consommant peu d'azote.
● Garantie d'un azote rapidement disponible pour les pics de consommation.
● Installation simple.
Inconvénients :
● Transport peu respectueux de l'environnement en raison de la taille et du poids des bouteilles.
● Pression de service obligatoirement supérieure à la pression de la bouteille, sans quoi l'azote est gaspillé.
● Prix relativement élevé en raison des coûts de production et d'expédition.
● Nécessité d'un système spécial de permutation des bouteilles sur le support pour éviter les interruptions de production.
● Préoccupations liées à la sécurité (manutention d'acier lourd, haute pression).
● Création d'une dépendance vis-à-vis des fournisseurs d'azote.
● Solution non adaptée en cas de consommation de gaz très élevée.
Approvisionnement en azote liquide en vrac
Une autre option impliquant un fournisseur consiste à installer un réservoir de stockage d'azote liquide, régulièrement rempli par une société spécialisée. Ces réservoirs peuvent être loués auprès du fournisseur ou achetés. En outre, un évaporateur est nécessaire pour utiliser l'azote sous forme gazeuse.
Un évaporateur transforme l'azote liquide en azote gazeux. Tout comme l'azote en bouteille, l'approvisionnement en azote liquide nécessite un véhicule de transport. Cependant, il est ici livré par un camion-citerne à isolation thermique. L'azote liquide est ensuite pompé depuis le camion vers le réservoir de stockage isolé.
Pour les cas de faible consommation, il est possible de commander de l'azote liquide dans de petits futs appelés vases Dewar. Tout comme l'azote en bouteille, l'azote liquide est produit par une usine d'azote cryogénique.
Avantages :
● Garantie d'un azote rapidement disponible pour les pics de consommation.
● Solution généralement plus économique que l'azote en bouteille.
● Adaptation facile de la capacité aux évolutions des besoins en azote.
Inconvénients :
● Isolation imparfaite du réservoir : le gaz liquide peut chauffer et s'évaporer, phénomène également appelé perte par ébullition.*
● Solution fréquemment soumise à des contrats à long terme avec les sociétés de gaz (généralement 5 à 7 ans).
● Infrastructure supplémentaire requise, notamment une fondation spéciale et un évaporateur.
● Solution non écologique.
● Préoccupations liées à la sécurité (l'azote étant liquide à -196 °C, il y a un risque d'engelures lors du travail à proximité de l'azote liquide).
● Possibilité de gel de l'évaporateur lorsque la consommation d'azote est supérieure à la consommation nominale ou par temps froid.
*Les pertes dues à l'ébullition entraînent des gaspillages. Dès que vous utilisez moins d'azote que la capacité du réservoir, la pression augmente, ce qui entraîne des pertes par ébullition. En l'absence de consommation de gaz, le gaspillage peut représenter jusqu'à 1 % du volume restant dans le réservoir par jour. Pour compenser ces pertes, il est nécessaire de remplir régulièrement le réservoir (généralement une fois par semaine).
Production cryogénique sur site
La production cryogénique sur site est une autre forme d'approvisionnement en azote liquide : lorsque votre consommation est extrêmement élevée, une société de gaz peut installer une petite centrale d'azote cryogénique. Il s'agit du même type de générateur utilisé pour créer l'azote transporté en bouteilles et par camion-citerne. Pour en savoir plus sur les générateurs d'azote cryogénique, consultez l'article associé (lien).
Production de votre propre azote
Contrairement aux solutions précédentes d'achat et de livraison d'azote, la production de votre propre azote ne nécessite pas de procédé cryogénique. Par conséquent, les générateurs d'azote à membrane ou à adsorption par variation de pression (PSA, pour Pressure Swing Adsorption) ne nécessitent pas de températures extrêmes. Ces types d'équipement utilisent d'autres moyens pour décomposer l'air.
Bien que les technologies PSA et à membrane soient très différentes, elles nécessitent toutes deux un flux d'air comprimé pour fonctionner. De plus, comme ces deux générateurs n'utilisent pas de procédé cryogénique, la composition du gaz qui en résulte est différente.
L'azote cryogénique présente un niveau de pureté élevé et fixe. La pureté de l'azote produit par les générateurs disponibles dans le commerce peut être ajustée selon vos préférences. Il convient de noter que les générateurs PSA et à membrane sont inefficaces lorsqu'il s'agit de produire un azote d'une pureté identique à celui obtenu par cryogénie.
Pour obtenir une pureté supérieure avec ces machines, une plus grande puissance est nécessaire, ce qui entraîne une augmentation des coûts d'exploitation. Cela dit, les niveaux de pureté des générateurs PSA et à membrane sont suffisants pour la plupart des applications. De plus, les utilisateurs peuvent réduire leur coût par unité d'azote en produisant la pureté adaptée à leur application plutôt qu'une pureté maximale. Pour plus d'informations sur la pureté de l'azote, cliquez ici.
Avantages :
● Solution la plus économique pour obtenir de l'azote.
● Possibilité d'ajuster la pureté selon les besoins. Dépenses énergétiques liées au niveau souhaité.
● Aucune dépendance vis-à-vis des fournisseurs de gaz.
● Prix stable du gaz.
● Solution sûre.
● Pas de gaspillage.
● Option la plus écologique.
Inconvénients :
● Mesures spéciales requises pour les pics de consommation (par exemple, réservoir tampon, réservoir tampon haute pression, tampon de gaz liquide).
● Adaptabilité inférieure aux évolutions des besoins par rapport à l'azote liquide ou en bouteille.
● Entretien supplémentaire nécessaire.
Jetez un coup d'œil aux générateurs PSA et à membrane
Générateur d'azote à adsorption par variation de pression
![Schéma d'un générateur PSA]()
Générateur d'azote à adsorption par variation de pression
En savoir plus sur la génération d'azote à l'aide de la technologie PSA.
En savoir plus sur la génération d'azote à l'aide de la technologie PSA.
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Générateurs à membrane
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Générateurs à membrane
En savoir plus sur la génération d'azote à l'aide de générateurs à membrane.
En savoir plus sur la génération d'azote à l'aide de générateurs à membrane.
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