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Génération d'azote à l'aide d'une technologie à membrane

Industrial Gases Compressed Air Wiki Nitrogen

Produire votre propre azote vous permet de contrôler parfaitement votre approvisionnement en azote. Si votre entreprise a régulièrement besoin d'azote, cette option peut être intéressante pour vous. Hormis l'installation d'une grande usine de séparation de l'air cryogénique, il existe deux manières de générer vous-même de l'azote : utiliser des générateurs à membrane ou des générateurs PSA. Dans cet article, nous allons parler du fonctionnement, des avantages et des inconvénients des générateurs d'azote à membrane.

Comment fonctionne la technologie à membrane ?

Les générateurs d'azote à membrane fonctionnent selon un principe simple. La partie principale du générateur est un module à membrane (+/- 10 cm de diamètre) rempli de petites fibres polymères creuses. Tout d'abord, l'air comprimé propre et sec entre et, en raison de la structure de ces fibres, une partie de cet air traverse la fibre. Ce processus est appelé perméation. Au cours de cette procédure, l'eau, l'oxygène et une partie de l'argon passent à travers les fibres par la membrane. A la fin, seul l'azote demeure.

Cela est dû au fait que les différentes molécules s'infiltrent à différentes vitesses. L'eau (H2O) s'infiltre très rapidement, mais cela prend un peu plus de temps pour l'oxygène. L'argon et l'azote s'infiltrent plutôt lentement, ce qui signifie qu'ils restent longtemps dans les fibres après le passage de l'eau et de l'oxygène (une partie de l'argon s'infiltrera également, mais il est impossible de l'éliminer totalement du flux d'air). Pour en savoir plus sur la pureté de l'azote, voir ci-dessous.

En raison de la perméation à travers les fibres, une surpression peut se produire au sein du logement de la membrane. Les fibres peuvent s'obstruer, ce qui réduit considérablement l'efficacité de la perméation. Pour éviter cela, une ouverture est présente dans le logement, l'évent du perméat, afin de permettre à ces gaz « d'échappement » (y compris le H2O, l'oxygène et l'argon) de sortir.

Pureté de l'azote et exigences en matière d'air d'admission

Il est très important que l'air soit propre et sec avant de pénétrer dans la membrane. Si ce n'est pas le cas, les fibres superficielles s'obstruent rapidement. Pour éviter cela, il est important d'installer un système de traitement approprié de l'air d'alimentation. Dans certains cas, les filtres et les sécheurs nécessaires sont déjà intégrés au générateur. Cela signifie que, parfois, il n'est pas obligatoire d'installer de filtres supplémentaires entre le compresseur et le générateur.

Les fibres de la membrane peuvent gérer la vapeur d'eau sans trop de problèmes. Il est cependant très important que l'air ne contienne pas d'eau liquide, car cela pourrait avoir un impact négatif sur la membrane. Par conséquent, il est nécessaire de mettre en place une bonne solution de séparation de l'eau en amont du générateur, par exemple un sécheur frigorifique. En traitant l'air d'admission du générateur, vous protègerez la membrane et prolongerez sa durée de vie. Pour découvrir une installation type, voir ci-dessous.

Choix entre un générateur à membrane et un générateur PSA

Bien que le facteur d'air soit généralement plus faible dans les générateurs PSA, ce qui réduit les coûts d'exploitation, le choix ne vous semble peut-être pas si évident. En effet, les générateurs à membrane ont également quelques avantages non négligeables. Le premier étant leur principe de fonctionnement plus simple, qui affecte les coûts de maintenance et réduit l'empreinte énergétique de l'installation. Les générateurs à membrane démarrent également plus rapidement et sont beaucoup plus silencieux que les générateurs PSA, qui engendrent généralement des bruits de décompression à la fin de chaque cycle. Ce dernier avantage rend les générateurs d'azote à membrane plus adaptés aux lieux accueillant beaucoup de travailleurs. Au moment de choisir votre générateur, pensez également à l'application pour laquelle il sera utilisé, puis faites votre choix en tenant compte des avantages et des inconvénients de chacun.

 

MEMBRANE

PSA

PURETE REALISABLE

JUSQU'A 99,999 %

JUSQU'A 99,999 %

RENDEMENT

ELEVE

PLUS ELEVE

PERFORMANCE VS TEMP.

PLUS ELEVEE A HAUTE TEMP.*

PLUS FAIBLE A HAUTE TEMP.

COMPLEXITE DU SYSTEME

FAIBLE

MOYEN

INTENSITE DE SERVICE

TRES FAIBLE

FAIBLE

STABILITE DE PRESSION

STABLE

FLUCTUATION D'ENTREE/DE SORTIE

STABILITE DU DEBIT

STABLE

FLUCTUATION D'ENTREE/DE SORTIE

VITESSE DE DEMARRAGE

SECONDES

MINUTES/HEURES**

SENSIBILITE A L'EAU (VAPEUR)

PAS D'EAU LIQUIDE

POINT DE ROSEE 8 °C MAX (en général)

SENSIBILITE A L'HUILE

NON AUTORISEE (< 0,01 mg/m³)

NON AUTORISEE (< 0,01 mg/m³)

NIVEAU DE BRUIT

TRES FAIBLE

HAUT (pics de décompression)

POIDS

FAIBLE

MOYEN

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