Différents principes de générateur d'oxygène cryogénique et de générateur d'oxygène PSA

Les générateurs d'oxygène cryogéniques et les générateurs d'oxygène à adsorption modulée en pression (PSA) sont deux types différents de systèmes de génération d'oxygène. Les générateurs d'oxygène cryogéniques utilisent un processus cryogénique pour séparer l'oxygène des autres gaz, tandis que les générateurs d'oxygène PSA utilisent un processus d'adsorption chimique pour séparer les mêmes gaz. Les deux technologies ont leurs avantages et leurs inconvénients, et le choix du système à utiliser dépend de l'application spécifique.

Les générateurs d'oxygène cryogénique reposent sur un processus appelé distillation cryogénique, dans lequel l'air est refroidi à des températures proches de -173°C. A cette température, l'azote et d'autres gaz inertes se liquéfient tandis que l'oxygène reste sous forme de gaz. L'azote liquide est ensuite éliminé du mélange, laissant derrière lui de l'oxygène gazeux pur. Ce processus est relativement efficace et peut produire de l'oxygène de haute pureté avec un apport d'énergie minimal. Les générateurs d'oxygène PSA utilisent un processus d'adsorption chimique pour séparer l'azote des autres gaz dans l'air. Dans ce processus, l'air passe à travers un matériau adsorbant qui lie sélectivement les molécules d'azote tout en laissant passer d'autres gaz tels que l'oxygène.

Le matériau adsorbant est ensuite régénéré en libérant les molécules d'azote liées à l'aide d'une technique de vide ou d'oscillation de pression. Cette méthode est beaucoup plus économe en énergie que la distillation cryogénique. Cependant, les systèmes PSA nécessitent des cycles de régénération fréquents et sont limités dans leur capacité par rapport aux systèmes cryogéniques. En résumé, les systèmes cryogéniques et PSA ont leurs avantages et leurs inconvénients en fonction de l'application pour laquelle ils sont utilisés.

Le prix de la technologie cryogénique et PSA est différent

Les nouveaux clients de l'industrie de l'oxygène ne comprennent pas la différence entre les usines d'oxygène à base cryogénique et les usines d'oxygène PSA. Généralement, ils sont d'avis que toutes les usines à gaz O2/N2 sont tarifées comme les usines PSA, ce qui n'est pas vrai. Le coût de l'usine d'adsorption modulée en pression ne correspond pas à celui des usines cryogéniques, car les deux technologies sont complètement différentes.

La technologie d'adsorption modulée en pression convient aux entreprises nécessitant de l'oxygène avec un volume et un niveau de pureté inférieurs. Le processus PSA fonctionne sur un processus simple d'adsorption dans lequel un matériau adsorbant tel que des tamis moléculaires zéolites est utilisé, un gaz étant plus adsorbé que l'autre. Lorsque l'air passe, l'azote est adsorbé tandis que l'oxygène peut passer à travers.

Comme le processus d'adsorption modulée en pression PSA utilise une technologie plus simple, les coûts de fabrication de l'usine PSA sont bien inférieurs à ceux des usines cryogéniques. La technologie cryogénique est sophistiquée et nécessite l'utilisation de processus élaborés avec des composants beaucoup plus coûteux que ceux utilisés dans le processus PSA.

Pureté de l'oxygène avec PSA Vs. Processus cryogénique

Comme mentionné précédemment, le PSA est idéal pour générer de l'oxygène avec une pureté et un volume inférieurs par rapport à la séparation cryogénique de l'air qui est utilisée pour générer de l'oxygène avec la pureté la plus élevée possible et un volume plus important.

Les centrales cryogéniques de tonnage peuvent produire de l'oxygène à grande échelle avec une très grande pureté, ce qui n'est pas possible avec les centrales PSA. Les centrales PSA sont rarement disponibles avec une configuration de 200m3/h sans parler des centrales de tonnage.

Les usines cryogéniques peuvent générer à la fois de l'oxygène et de l'azote

L'usine d'oxygène PSA ne peut générer qu'un seul produit gazeux soit de l'azote soit de l'oxygène. D'autre part, une usine d'oxygène cryogénique peut produire à la fois de l'oxygène et de l'azote. Si vous avez une usine d'oxygène, elle peut également produire de l'azote. Cependant, cela vous obligerait à acheter un système de remplissage de bouteilles d'azote. L'usine d'oxygène cryogénique peut générer de l'oxygène sous forme liquide et gazeuse. Et, l'usine de générateur d'oxygène PSA ne peut produire que de l'oxygène ou de l'azote sous forme gazeuse uniquement.

Différents cycles de vie

Les usines d'oxygène cryogénique et PSA ont des cycles de vie différents. Là où PSA est connu pour avoir un cycle de vie de plus de 10 ans, les usines cryogéniques ont des cycles de vie de plus de 25 ans. Cela devient possible parce que les installations cryogéniques O2/N2 sont fabriquées avec de l'acier inoxydable de qualité cryogénique capable de résister à des températures et des pressions extrêmes.

Applications des usines d'oxygène PSA

Les usines PSA sont les mieux adaptées aux petites industries nécessitant de l'oxygène avec un volume inférieur et où l'oxygène avec une pureté inférieure est également acceptable. Les usines sont les mieux adaptées aux industries suivantes :

Soudage/découpage/chauffage

Les usines sont idéales pour la production d'oxygène sur site pour une utilisation dans le soudage et le coupage. Dans cette industrie, l'oxygène est utilisé avec l'acétylène où la pureté n'est pas un problème.

Soufflage de verre et perles

Il peut également être utilisé dans l'industrie de la verrerie pour souffler du verre et des perles. Il s'agit d'une industrie artisanale où l'oxygène est nécessaire pour fabriquer divers types de produits en verre.

Aquaculture

C'est une autre application où de petites plantes psa sont utilisées pour oxygéner l'eau du bassin afin d'améliorer la teneur en oxygène de l'eau, ce qui est essentiel pour améliorer la santé des poissons.

Applications des usines d'oxygène cryogénique

L'usine d'oxygène cryogénique convient aux industries qui nécessitent une production d'oxygène ou d'azote en plus grand volume et avec une grande pureté. Certaines des industries utilisant des installations cryogéniques sont indiquées ci-dessous :

Industrie sidérurgique

L'industrie sidérurgique est le plus grand consommateur d'oxygène produit commercialement. Les installations cryogéniques sur site sont utilisées dans l'industrie sidérurgique pour générer de l'oxygène en grands volumes avec une grande pureté

Industrie chimique

Cette industrie est le 2ème consommateur d'oxygène après la sidérurgie. Ici aussi, de l'oxygène dans de plus grands volumes avec une pureté plus élevée est nécessaire, ce qui n'est possible qu'avec un procédé cryogénique.

Industrie médicale ou de la santé

Dans l'industrie médicale, l'oxygène est également requis avec une grande pureté. L'usine d'oxygène cryogénique est utilisée pour générer de l'oxygène de très haute pureté.