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Auteur(s)
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Jean GALLARDA : Ingénieur de l’École centrale de Paris - Docteur Ingénieur - Expert Hydrogène de la Société Air Liquide - Ancien assistant en thermodynamique à l’École centrale de Paris
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’atome d’hydrogène est le plus simple des atomes car son noyau est constitué d’un seul proton autour duquel gravite un électron (figure 1).
La molécule d’hydrogène, constituée de deux atomes, possède toutefois des caractéristiques bien particulières. Ce sont ces particularités qui conduisent à un procédé de liquéfaction particulièrement élaboré.
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- Version courante de mars 2024 par Thibault PLAYS, Philippe ARPENTINIER
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Principaux cycles de liquéfaction de l’hydrogène
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1. Particularités de la molécule d’hydrogène
1.1 Point d’ébullition
L’hydrogène a une température d’ébullition de 20,4 K sous 101 325 Pa ; seul l’hélium a une température d’ébullition plus faible. À cette température la plupart des autres gaz sont solides (tableau 1).
Cette propriété est à l’origine d’une épuration de l’hydrogène, avant sa liquéfaction, plus complète que celle des autres gaz.
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L’épuration est réalisée en deux étapes.
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La première étape, ou épuration chaude, est classique : elle consiste à séparer, à température ambiante (supérieure à 278 K), les impuretés susceptibles de se solidifier au cours du traitement cryogénique.
Cette solidification entraînerait des bouchages dans les échangeurs de chaleur et donc une dégradation de leur efficacité ; le risque de bouchage est plus grand avec les échangeurs à plaques Liquéfaction du gaz naturel Liquéfaction du gaz naturel (§ 5.1) dans lesquels les passages réservés aux fluides sont équipés d’ailettes de faible diamètre hydraulique (2 mm environ).
L’épuration chaude la plus commune se fait par adsorption sur tamis moléculaire ...
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Particularités de la molécule d’hydrogène
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Selected Properties of Hydrogen. - NBS Monograph 168.
-
(2) - Air Liquide, Division scientifique - Encyclopédie des gaz. - Amsterdam, Elsevier (1976).
-
(3) - BOISSIN (J.C.), GISTAU (G.), HÉBRAL (B.), PELLOUX-GERVAIS (P.), RAVEX (A.) - Cryogénie, Mise en œuvre aux basses températures. - Techniques de l’Ingénieur. Traité Génie énergétique, volume BE 3, B 2 382 (1993).
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(4) - GISTAU (G.) - L’hydrogène liquide. - Air Liquide.
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