Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La purification des gaz détient de nos jours une place importante dans le monde industriel. Parmi les quatre technologies aujourd'hui couramment employées pour purifier les gaz, il faut relever les procédés d’adsorption auxquels appartiennent les procédés modulés en pression PSA, RPSA, VSA, VPSA. Cet article a pour objectif d'apporter des informations permettant d'évaluer les conditions d'emploi de la technologie de purification par PSA. Pour intégrer les éléments nécessaires à la conception d’un système de ce type, il est indispensable de connaître les propriétés d'adsorption des adsorbants, et les étapes élémentaires et la méthodologie de représentation des cycles PSA. Cette approche permet d’aboutir à une évaluation pertinente du nombre d'adsorbeurs à installer.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
Gas purification is currently of significant importance in the industrial world. Of the four technologies which are currently used in order to purify gases, is the adsorption processes which belong the PSA, RPSA, VSA and VPSA processes. The aim of this article is to provide information allowing for the assessment of the conditions of use of the PSA purification technology. In order to integrate the necessary elements to the design of such a system, it is essential to have a sound knowledge of the adsorption properties of adsorbents as well as of the elementary stages and the methodology of the representation of PSA cycles. This approach allows for achieving an accurate assessment of the number of adsorbents to be installed.
Auteur(s)
-
Guillaume de SOUZA : Ingénieur ENSTA (École nationale supérieure de techniques avancées – Paris) - Licence et Master en Mécanique de l'Université Pierre et Marie Curie – Paris - Entrepreneur et consultant - Expert en procédés d'adsorption à modulation de pression
INTRODUCTION
La purification des gaz a pris, avec le temps, une place très significative dans le monde industriel puisqu'elle est devenue indispensable pour tout professionnel devant employer au moins un gaz dans son procédé de production ou de transformation. En effet, avec le renforcement des réglementations de protection de l'environnement et l'importance croissante du contrôle des émissions de gaz à effet de serre, les rejets à l'atmosphère doivent être de plus en plus sélectifs et maîtrisés. Nombre d'exemples ont depuis démontré que ces « contraintes » peuvent au contraire être une réelle valeur ajoutée pour l'industriel en raison d'une meilleure gestion de sa matière première représentant souvent une part très significative de ses coûts de production ou de transformation. Bien sûr, investir pour mettre à niveau ses installations n'est pas toujours une décision facile, tant d'un point de vue économique que technique mais, lorsqu'il s'agit d'un nouveau projet, il est souvent possible de développer une solution technique harmonieuse et économiquement viable.
Quatre technologies sont aujourd'hui couramment employées pour purifier les gaz :
-
les procédés de distillation, cryogéniques ou pas ;
-
les procédés de perméation par membranes ;
-
les procédés d'absorption chimique (MEA, DEA, MDEA...) ou d'absorption physique (alcools, glycols...), voire une combinaison des deux selon le solvant choisi ;
-
enfin les procédés d'adsorption auxquels appartiennent les procédés modulés en pression PSA, RPSA, VSA, VPSA, que nous traitons dans ce dossier, et ceux modulés en température TSA.
Ce dossier [J 3 606] « Purification des gaz par le procédé PSA –Fondamentaux et cycles en pression » est la première partie d'une suite normale au dossier « Adsorption – Procédés et applications » [J 2 731] ; il a pour objectif d'apporter au lecteur des informations complémentaires concrètes nécessaires à une bonne compréhension des critères fondamentaux à maîtriser en adsorption ainsi que des contraintes liées à la mise en œuvre de cycles en pression.
Ainsi, après lecture de ce dossier, le lecteur sera à même d'évaluer les conditions d'emploi de la technologie de purification par PSA ainsi que d'intégrer les éléments fondamentaux nécessaires à la conception de cycles PSA via une connaissance :
-
des conditions de faisabilité d'une purification gazeuse par PSA ;
-
des adsorbants, de leurs propriétés d'adsorption et de leur ordonnancement;
-
des étapes élémentaires du cycle PSA, de leur choix et de leur ordonnancement;
-
de la méthodologie de représentation des cycles PSA ;
-
de méthodologies d'évaluation du nombre d'adsorbeurs à installer.
Une illustration de certains de ces fondamentaux est également présentée pour la mise en œuvre d'unités VSA et PSA de purification d'oxygène, d'azote et d'hydrogène.
Le lecteur trouvera une suite logique à ce dossier dans la lecture d'une seconde partie [J 3 607] « Purification des gaz par le procédé PSA –Dimensionnement et perspectives ».
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Énergies > Hydrogène > Procédés de production de l'hydrogène > Purification des gaz par le procédé PSA - Fondamentaux et cycles en pression > Proposition de dénomination de cycles
Cet article fait partie de l’offre
Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique
(361 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Exemples de cycles
En anglais
7. Proposition de dénomination de cycles
La grande diversité de cycles en pression, ainsi que le grand nombre d'étapes pouvant constituer ces cycles, conduit à proposer une méthodologie de dénomination de ces cycles. Pour ce faire, on utilise souvent une dénomination de cycle combinant le nom du procédé (PSA, VSA, VPSA, RPSA...) au nombre total d'adsorbeurs, suivi du nombre d'adsorbeurs en production, puis du nombre d'équilibrages. D'où, par exemple, la dénomination PSA 613 pour le cycle présenté en paragraphe 5, relatif à un PSA à 6 adsorbeurs, avec un adsorbeur en production et trois équilibrages au maximum. Ainsi, il est courant de retrouver dans la littérature et les brevets les différents cycles présentés dans le tableau 15.
Il est d'ailleurs possible de présenter quelques-uns de ces cycles en fonction du taux de récupération en hydrogène choisi ainsi que du débit à traiter ou à produire pour des ratios de pression PADS/PREG suffisants, supérieurs à 3,5 en général (figure 33).
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique
(361 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Proposition de dénomination de cycles
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LEONE (J.-F.), GOURMELEN (B.) - Air comprimé dans l'industrie. - [BM 4 130], Base Génie mécanique, juil. 1997.
-
(2) - MEUNIER (F.), SUN (L.-M.) - Adsorption – Aspects théoriques. - [J 2 730], Base Génie des procédés, mars 2003.
-
(3) - MEUNIER (F.), SUN (L.-M.), BARON (G.) - Adsorption – Procédés et applications. - [J 2 731] Base Génie des procédés, déc. 2005.
-
(4) - Structures moléculaires. - [K 90] , Base Constantes physico-chimiques, nov. 2004.
-
(5) - GOSSE (J.) - Propriétés de transport des gaz à pression modérée. - [K 425], Base physico-chimique, déc. 1991.
-
(6) - LE CLOIREC (P.) - Adsorption en traitement de l'air. - [G 1 770], Base...
KELLER (J.) - STAUDT (R.) - Gas adsorption equilibria – Experimental methods and adsorption isotherms. - Springer (2005).
RUTHVEN (D.M.) - Principle of Adsorption and Adsorption Processes. - John Wiley & Sons, New York, 433 p. (1984).
KARGER (J.) - RUTHVEN (D.M.) - Diffusion in Zeolites and Other Microporous Solids. - John Wiley & Sons, New York (1992).
BIRD (R.B.) - STEWART (W.E.) - LIGHTFOOT (E.N.) - Transport phenomena. - John Wiley & Sons (1960).
RUTHVEN (D.M.) - FAROOQ (S.) - KNAEBEL (K.S.) - Pressure swing adsorption. - Wiley-vch, NY (1993).
YANG (R.T.) - Gas separation by adsorption processes (Chemical Engineering). - Imperial College Press, 352 p. (1997).
YANG (R.T.) - Gas separation by adsorption processes. - Butterworths, Boston (1987).
YANG (R.T.) - Adsorbent : Fundamentals and applications. - Wiley & Sons (2003).
BRUCH (L.W.) - COLE (M.W.) - ZAREMBA (E.) - Physical adsorption : Forces and phenomena. - Oxford science publications (1997).
THOMAS (W.J.) - CRITTENDEN (B.D.) - CRITTENDEN (B.) - Adsorption technology and design. - Butterworth-Heinemann Ltd. (1998).
CUSSLER (E.L.) - Diffusion, mass transfer in fluid systems. - Cambridge University Press, 2nd Edition, Cambridge, 580 p. (1997).
POLING (B.) - PRAUSNITZ (J.) - O'CONNELL (J.) - The properties of gases and liquids. - 5 th Edition, Mc Graw Hill (2001).
SILVA (J.A.C.) - DA SILVA (F.A.) - ROGRIGUES (A.E.) - Separation of n/iso paraffin's by PSA. - Separation and Purification Technology, 20, p. 97-110 (2000).
HAN (S.S.)...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique
(361 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
