Dans ce blog, nous examinons l'importance des instruments à oxygène en zircone pour maintenir l'efficacité opérationnelle des générateurs industriels d'azote et d'oxygène.
Pourquoi les capteurs à base de zircone sont-ils idéaux pour cette application ?
La zircone, ou dioxyde de zirconium (ZrO2), se caractérise par ses excellentes propriétés mécaniques, sa stabilité à haute température, sa résistance à la chaleur et à la corrosion, son inertie chimique et sa structure cohérente. Ces caractéristiques font de la zircone un matériau idéal pour les sondes à oxygène de haute performance, en particulier celles requises pour les applications industrielles exigeantes.
Application Focus : Comparaison des technologies d'adsorption modulée en pression (AMP) et de membranes pour la séparation de l'azote et de l'oxygène
Le marché des générateurs industriels d'azote et d'oxygène gazeux s'est considérablement développé ces dernières années, les fabricants abandonnant le stockage traditionnel des gaz en vrac ou en bouteille au profit de systèmes de production sur site et à la demande. Les systèmes locaux de production à la demande offrent une plus grande flexibilité, sont plus rentables et éliminent le transport routier ainsi que de nombreux problèmes de santé et de sécurité liés au stockage en vrac dans des silos et à la manipulation manuelle de bouteilles de gaz.
Les deux méthodes courantes de séparation de l'azote et de l'oxygène des flux d'air comprimé sont l'adsorption modulée en pression (AMP) et les filtres à membrane.
Les générateurs PSA utilisent des cuves pressurisées contenant des tamis moléculaires. Ceux-ci utilisent soit du carbone pour la production d'azote, soit de la zéolite pour la production d'oxygène. La première adsorbe sélectivement les plus petites molécules d'oxygène, permettant aux molécules d'azote de traverser la cuve, tandis que la seconde adsorbe sélectivement l'azote pour créer un flux d'oxygène d'une grande pureté. La plupart des systèmes utilisent deux cuves d'adsorption, qui sont régénérées alternativement lorsque les matériaux du tamis moléculaire sont saturés.
Les systèmes membranaires séparent également les molécules d'oxygène et d'azote du flux comprimé de l'air atmosphérique. Au lieu de tamis moléculaires, ils utilisent une série de fibres polymères creuses semi-perméables disposées en faisceaux à l'intérieur de cartouches à membrane. Chaque fibre contient des pores microscopiques, généralement compris entre 0,03 et 10 microns. Ceux-ci sont dimensionnés pour permettre le passage des molécules d'oxygène, mais pour rejeter les molécules d'azote plus grosses, qui s'écoulent à travers chaque fibre jusqu'à un récipient de collecte et de stockage approprié.
Où sont utilisés les générateurs de PSA et de gaz ?
Les générateurs de gaz PSA et à membrane peuvent produire de l'azote et de l'oxygène d'une pureté exceptionnelle, souvent supérieure à 99 %. Cela est crucial dans les secteurs des semi-conducteurs ou de la médecine, où toute impureté peut affecter le rendement ou créer un risque potentiel pour les patients. Dans d'autres applications, telles que la couverture d'azote dans les navires transportant des cargaisons volatiles, la fiabilité du système, la capacité de production et la pureté sont tout aussi importantes.
Pourquoi la mesure de l'oxygène est-elle nécessaire ?
C'est là qu'un système de mesure et de contrôle des gaz de précision est crucial - ce qui nous ramène à l'importance des capteurs en zircone.
Les instruments en zircone présentent d'excellentes propriétés mécaniques et chimiques. Contrairement aux technologies concurrentes, les capteurs en zircone fabriqués par PST sont conçus pour mesurer la pression partielle d'oxygène dans les gaz, et non le pourcentage de concentration d'oxygène. Cette approche permet d'obtenir des mesures extrêmement précises sans avoir besoin de gaz de référence, ce qui les rend idéales pour une utilisation dans les générateurs de gaz industriels, où elles sont généralement installées à chaque étage de sortie à des fins de contrôle des processus, de qualité et de sécurité.
Du point de vue des OEM (Original Equipment Manufacturers) et des utilisateurs finaux de générateurs d'azote et d'oxygène, nos sondes à oxygène en zircone présentent de nombreux avantages.
La précision et la fiabilité de nos instruments à oxygène en zircone jouent un rôle clé dans l'amélioration de l'efficacité énergétique, de la qualité du gaz et de la conformité des générateurs de gaz industriels, offrant aux équipementiers et aux utilisateurs finaux une totale tranquillité d'esprit.
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Le saviez-vous ?
La zircone, ou dioxyde de zirconium, se trouve à l'état naturel dans le minéral baddeleyite. Ce minéral est relativement rare, c'est pourquoi la plupart de la zircone est dérivée du sable de zircon (silicate de zirconium), par un processus de décomposition chimique ou de dissociation thermique.
Le sable de zircon est largement répandu en Australie, dans certaines parties de l'Asie et dans tout le sud du continent africain. Le zircon s'est formé pendant des millénaires dans des dépôts de sable, où des éléments métalliques plus lourds ont été consolidés au fil du temps par l'action du vent et des vagues. La teneur en zircon de ces gisements peut varier de quelques pour cent à environ cinquante pour cent. Lorsque cela est commercialement viable, le minerai est extrait puis lavé par des séparateurs à spirale, laissant un mélange de métaux dont le zircon. Ceux-ci sont séparés en exploitant les différentes caractéristiques magnétiques, électrostatiques et de densité de chaque élément.
En plus d'être utilisé comme base de la zircone, le zircon peut également être transformé en zirconium, qui est utilisé dans l'industrie nucléaire et comme alliage ajouté à l'aluminium et à l'acier pour améliorer leurs propriétés mécaniques et leur résistance à la corrosion.
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