Comprendre les usines de séparation d'air :comment elles divisent l'air atmosphérique en gaz précieux

Une usine de séparation de l’air est une installation industrielle qui sépare l’air naturel, ou l’air atmosphérique, en ses gaz composants. Les gaz récupérés au cours du processus comprennent l’oxygène, l’azote et l’argon, ainsi que certains gaz inertes tels que le néon, le xénon et le krypton. Étant donné que l'azote et l'oxygène sont les deux gaz les plus courants dans l'atmosphère terrestre, ces deux éléments constituent la majeure partie des gaz récoltés au cours de ce processus.

Le processus utilisé dans une usine de séparation de l’air est appelé distillation cryogénique. En refroidissant l'air atmosphérique à des températures extrêmement basses, les gaz composants peuvent être séparés et récoltés. Des formes liquides d'azote ou d'oxygène peuvent également être récoltées dans certaines usines.

Le processus de distillation cryogénique est une procédure en quatre étapes. Dans un premier temps, l'air atmosphérique est nettoyé et comprimé à une pression comprise entre 5 et 10 bars (4 à 9 atmosphères). Le processus de nettoyage élimine la poussière et les contaminants qui pourraient interférer avec le processus de refroidissement. Le processus de compression chauffe l'air pour éliminer les traces d'humidité avant de transmettre l'air comprimé à un échangeur de chaleur pour le refroidir.

Une fois l’air comprimé refroidi, l’étape suivante est la purification. Ce processus consiste à faire passer l'air à travers un tamis moléculaire, qui filtre l'air par un processus appelé adsorption. Dans ce processus, des gaz ou des molécules sont attirés vers une surface adsorbante et forment une couche sur le matériau adsorbant. Les tamis moléculaires sont conçus pour éliminer le dioxyde de carbone, l'eau et les gaz d'hydrocarbures.

Une fois l’air purifié, il peut être acheminé en toute sécurité vers la chambre de refroidissement et de distillation. La chambre de refroidissement est constituée d'un échangeur de chaleur et de flux cryogéniques. Lorsque l'air traverse cette chambre, il atteint des températures suffisamment basses pour permettre la distillation des gaz composants.

La distillation de l'air s'effectue dans la colonne de distillation. En fonction des gaz à collecter, l'air peut traverser plusieurs colonnes de distillation. Ce composant utilise un réfrigérant et un détendeur ou une vanne pour générer un effet Joule-Thomson, qui amène les gaz composants de l'air à refroidir et à atteindre un état liquide. Les gaz liquéfiés sont ensuite collectés et réchauffés à température ambiante pour le stockage ou l'utilisation.

Les gaz produits par une usine de séparation de l’air sont utilisés dans de nombreux procédés industriels. Dans certains cas, ces formes gazeuses de ces éléments sont transportées vers les utilisateurs industriels via des pipelines directs. Dans d'autres cas, les éléments récoltés peuvent être stockés sous forme liquide ou gazeuse pour un transport et une utilisation ultérieurs. De plus grandes quantités de gaz distillés sont généralement transportées sous leur forme liquide par camions-citernes. De plus petites quantités peuvent être transportées dans des bouteilles sous pression sous forme de gaz.

About Mechanics s’engage à fournir des informations précises et dignes de confiance. Nous sélectionnons soigneusement des sources réputées et employons un processus rigoureux de vérification des faits pour maintenir les normes les plus élevées. Pour en savoir plus sur notre engagement envers l’exactitude, lisez notre processus éditorial.