La génération de gaz sur site offre une alternative rentable, fiable et sûre à l'approvisionnement en oxygène ou en azote sous forme liquide ou en bouteille. Grâce aux derniers développements de la technologie d'absorption à pression alternée (PSA), la génération sur site d'oxygène et d'azote de haute qualité est également possible. Process Sensing Technologies propose une suite d'analyseurs pour les générateurs de gaz à PSA et à membrane.
L'industrie de la génération de gaz est un secteur d'activité fascinant et en constante évolution. Dans ce billet de blog, nous allons examiner certains des aspects les plus importants de l'industrie de la génération de gaz et donner un aperçu du paysage actuel du marché. Nous allons également explorer certaines des principales préoccupations auxquelles sont confrontés les clients au sein de l'industrie et comment la suite de produits de PST peut aider à résoudre ces problèmes.
Schéma de l'application
L'air ambiant contient 78% d'azote, 20,9% d'oxygène, 0,9% d'Argon, 0,038% de CO2 et d'autres gaz à l'état de traces (Hydrogène, Néon, Hélium et autres). L'azote et l'oxygène peuvent être générés à partir d'air sec comprimé par 3 méthodes différentes:
1. Cryogénique
2. PSA (Pressure Swing Adsorption)
3. Membrane
1. Production de gaz cryogénique
On estime que 85% de l'approvisionnement mondial en azote est produit par distillation fractionnée cryogénique. En refroidissant de l'air comprimé sec et propre à des températures exceptionnellement basses, on peut séparer l'azote liquide, l'oxygène et l'argon.
- L'oxygène se liquéfie à -183°C / -297°F
- L'argon se liquéfie à -186°C / -302°F
- L'azote se liquéfie à -196°C / -321°F
2. génération de gaz par PSA
La technologie PSA permet aux Utilisateurs de fabriquer eux-mêmes le gaz nécessaire. La technologie PSA est plus communément observée dans le séchage de l'air comprimé avec des sécheurs à dessiccation. En remplaçant le dessiccant (tamis moléculaire) par un tamis moléculaire en carbone, on peut générer de l'azote ou avec un tamis moléculaire en zéolite, on peut générer de l'oxygène. Avec la même conception de tour jumelle que pour les sécheurs d'air comprimé, le tamis doit être rincé / purgé avec du gaz traité pour réactiver le tamis moléculaire. On parle alors de commutation dépendant de l'azote / de l'oxygène.
L'azote généré à l'aide de la technologie PSA est généralement d'une pureté comprise entre 95 % et 99,99 %, le niveau de pureté étant fonction du temps de contact au sein du tamis.
L'oxygène généré à l'aide de la technologie PSA est généralement d'une pureté de 95 %. Une pureté de 99 % peut être obtenue si la pureté de 95 % passe par un deuxième étage.
Un schéma opérationnel simplifié du procédé de séparation des gaz PSA est présenté ci-dessous :
3. génération de gaz par membrane
La génération de gaz par membrane utilise un procédé appelé perméation sélective pour séparer des molécules définies de l'air comprimé sec et propre. La perméation est réalisée par des fibres creuses poreuses, les différentes fibres ayant une capacité de perméation spécifique pour déterminer quel gaz passe à travers.
L'azote généré par la technologie des membranes présente des niveaux de pureté similaires à ceux du procédé PSA, soit entre 95 % et 99,9 %.
L'oxygène généré par la technologie PSA à membrane présente généralement un niveau de pureté d'environ 95 %.
Un schéma opérationnel simplifié du procédé de séparation des gaz par membrane est présenté ci-dessous :
PSA vs Membrane
- La PSA est capable de débits de niveaux de pureté plus élevés
- La PSA a des coûts d'exploitation plus faibles
- La membrane a un coût initial plus faible
- La membrane est plus simple à entretenir - mieux pour les endroits éloignés (applications marines)
Avantages de la production de gaz
- Production à la demande
- Un fonctionnement indépendant
- Pureté personnalisée pour chaque application
- Moins de frais d'exploitation
- Éliminer les pertes liées à l'évaporation du liquide
- Éliminer les pertes associées au solde inutilisé des bouteilles
- Aucun contrat à long terme
- Réduction des risques liés à la manutention
Nitrogen Generation Industries and Applications
Boissons (café, vin, brassage, produits frais)
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| Traitement Stockage Mise en bouteille Carbonatation |
Produits chimiques et raffineries
| Application/Service |
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| Couverture Purge |
Électronique
| Application/Service |
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| Fours de soudure par refusion Soudure à la vague Nettoyage et stockage des composants |
Systèmes de prévention des incendies
| Application/Service |
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| Inertage et purge - Pétrole et gaz / Chimie / Banques de données |
Alimentation
| Application/Service |
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| Conditionnement sous atmosphère modifiée Entreposage de produits frais |
Metal Fabrication and Processing
| Application/Service |
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| Découpe de métaux au plasma et au laser Purge du faisceau laser |
Pharmaceutique
| Application/Service |
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| Couverture / Purge - Transfert de produits / Stockage et conditionnement Séchage par aspersion R&D - Boîte à gants / Isolation |
Semi-conducteurs
| Application/Service |
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| Inerting controlled environments Purge des conduites de gaz agressifs |
Industrie sidérurgique
| Application/Service |
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| Traitement thermique - Fours / Recuit / Frittage |
Aquaculture et pisciculture
| Application/Service |
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| Améliorer l'oxygène dans l'eau pour des densités plus élevées |
Brasure
| Application/Service |
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| Fourneaux / Torches - Augmenter la température |
Respiration / oxygène médical
| Application/Service |
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| Fours à souder par refusion Hôpitaux Cylindres respiratoires Espaces clos |
Soufflage du verre
| Application/Service |
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| Fours / torches - Augmenter la température |
L'extraction de l'or
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| Oxygène utilisé dans le processus de lixiviation au cyanure |
Pâte à papier et papier
| Application/Service |
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| Délignification et autres procédés de fabrication |
Traitement des eaux usées
| Application/Service |
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| Augmenter les taux de biodégradation |
Industrie sidérurgique
| Application/Service |
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| Fours de décarburation |
Autres possibilités de production de gaz?
Le procédé de séparation cryogénique peut également produire les gaz traces par distillation. 0,93 % d'argon est présent dans l'air ambiant et constitue le troisième composant le plus important. L'argon peut être généré avec un investissement supplémentaire dans l'usine et le traitement en tant que sous-produit du processus de séparation cryogénique de l'azote et de l'oxygène.
Le groupe PST a également la capacité de mesurer la pureté de l'Argon en utilisant le LDetek MD3.
Préoccupations clés des clients de la production de gaz
- La précision des mesures
L'instrumentation est souvent le seul point de mesure de la pureté du gaz. Typiquement, la sortie d'un SenzTx alimentera un système de contrôle qui aura des points de consigne d'alarme pour contrôler la génération d'as. La précision de la mesure influencera les performances du générateur. - Intervalles d'étalonnage
Temps d'étalonnage = coût financier. De longs intervalles d'étalonnage sont attendus et l'étalonnage lui-même doit être rapide lorsqu'il est effectué. Typiquement, un capteur en zircone peut avoir un étalonnage / vérification annuel facile à réaliser. - Riabilité
Un générateur est souvent situé dans un petit espace fermé à l'intérieur d'un bâtiment, et dans un sous-sol. L'environnement est assez difficile pour l'instrumentation, chaud et températures variables, électriquement bruyant et les vibrations peuvent être un problème. Le SenzTx a fait ses preuves dans ces conditions pour une fiabilité et des performances de mesure à long terme.
Produits recommandés
SenzTx Transmetteur d'oxygèneLe SenzTx offre un véritable transmetteur plug and play sans qu'il soit nécessaire de l'adapter aux moniteurs. Il peut être spécifié avec la technologie de détection zircone ou électrochimique - en fonction de l'application - et fourni dans des gammes à la fois en ppm et en % d'oxygène.Facile à intégrer avec un bloc de contrôle du débit de gaz et une sortie de signal 4...20mA. Pour les clients nécessitant des communications numériques, le RS485 est fourni. Certificat d'étalonnage traçable NIST fournit la confiance de l'étalonnage et comme trouvé / comme gauche lectures peuvent être fournis sur le réétalonnage. |
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Analyseur d'oxygène MicroxConfiguration de capteur et de moniteur à distance qui dispose de la technologie de mesure électrochimique et zircone. Le moniteur dispose d'un écran LCD et de 3 contacts d'alarme configurables, ce qui le rend attrayant pour les utilisateurs finaux ou les intégrateurs qui cherchent à fournir un affichage de l'oxygène sans utiliser l'IHM ou le système de contrôle du fabricant. |
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