L’installation d’un système d’alimentation en azote dans le secteur industriel représente un investissement conséquent mais s’accompagne d’atouts non négligeables concernant la production et la qualité de l’azote. L’intégration de ce dernier au sein des différents processus industriels facilite l’application des opérations commerciales et techniques à travers l’utilisation des systèmes PSA et membranaires, qui permettent la fourniture d’un large volume d’azote à pureté élevée. Le choix du générateur d’azote n’est pas une décision anodine est requiert toutefois un niveau de connaissance minimal concernant le modèle à installer pour la production.
Le générateur d’azote PSA
La production d’azote à travers un générateur à Pressure Swing Adsorption (PSA) est réalisée par l’introduction de l’air comprimé à travers une association de filtres afin d’éliminer l’eau et la graisse. L’air ainsi purifié est ensuite redirigé vers une des deux cuves d’adsorption équipées chacune d’un tamis moléculaire carboné ou CMS. L’oxygène est sélectivement adsorbé par ces derniers et fait ressortir l’azote à la pureté désirée, les impuretés caractérisées par le gaz carbonique ou l’humidité sont également prises en charge par le CMS et durant la phase de production d’azote d’une cuve, l’autre cuve est dépressurisée dans le but de relâcher les composés filtrés dans l’atmosphère. Le cycle d’adsorption et désorption est effectué pendant une durée de 2 minutes et rend la production d’azote industrielle continue. Il faut noter qu’en apportant des modifications sur les composants du générateur, tel le changement de la taille du compresseur et des cuves, le système PSA produira de l’azote de façon plus économique avec une pureté de 95 à 99,9% et un débit capable d’atteindre 1500 Nm3/h.
Le système membranaire
Les générateurs d’azote membranaires ont recours au principe de perméation sélective du gaz pour fonctionner. En effet, la méthode requiert l’intervention de modules membranaires contenant des fibres creuses, l’air comprimé passant au travers des fibres entraîne l’élimination des molécules incapables de diffuser à travers les membranes telles l’oxygène, le gaz carbonique et la vapeur d’eau. Le générateur membranaire produit un azote pur de l’ordre de 95 à 99,5% avec un débit moyen de 130 Nm3/h mais introduit cependant des variables supplémentaires traduites par le taux de perméation et la pureté du gaz entrant, ce qui peut affecter la durée de production.
Choix du modèle en fonction du débit et de la demande en azote
Les industries chimiques emploient l’azote en tant que composé servant à protéger les matériaux sensibles et prévenir les risques d’explosions en plus des incendies, son niveau de pureté influence également son application. Par exemple, un générateur d’azote PSA reste facilement en mesure de délivrer de l’azote pur à 99,5%, une valeur correspondant à un taux de pureté nécessaire pour maintenir la qualité des huiles végétales.
Les industriels souhaitant initier une production d’azote avec un débit constant peuvent opter pour un générateur PSA dont la taille est adaptable à son utilisation. Un débit périodique peut être associé aux deux types de générateurs malgré la mise en place de réservoirs tampons supplémentaires. Enfin un débit ayant un profil erratique implique un débit relativement continu avec des irrégularités et peut aussi être appliqué avec un système PSA ou membranaire, il faut néanmoins prévoir un réservoir tampon lors des pics de production mais ce profil reste le concept le plus optimisé en termes d’utilisation et d’économie.