Qu’est-ce qu’un générateur de gaz ?
Un générateur de gaz est un appareil permettant de générer différents gaz.
Le gaz peut être fourni de différentes manières, en fonction de son utilisation, par exemple à des fins domestiques ou dans l’industrie manufacturière. L’une des méthodes d’approvisionnement sur site consiste à utiliser ce générateur. Les conditions d’utilisation, telles que la quantité de gaz utilisée et la pression requise, varient.
Par conséquent, l’équipement lui-même peut être compact ou entièrement équipé. Dans le cas de l’oxygène, par exemple, en fonction du volume d’utilisation souhaité, les options d’approvisionnement comprennent l’approvisionnement par camion de gaz liquéfié dans des bouteilles, des conteneurs de gaz liquéfiés froids ou des CE d’évaporateurs froids, ou l’approvisionnement par canalisation au moyen de générateurs de gaz tels que des séparateurs d’air à froid profond ou des PSA d’oxygène.
Utilisations des générateurs de gaz
Les générateurs de gaz à petite échelle qui peuvent être utilisés simplement en assurant une alimentation électrique sont utiles, par exemple, lorsque de petites quantités sont utilisées en continu à un débit régulier. Les produits tels que les PC, qui contiennent des semi-conducteurs, nécessitent de l’azote et divers gaz de matériaux électroniques dans le processus de fabrication.
- Pour la production de semi-conducteurs
- Pour les générateurs d’ozone (traitement de l’eau, dérive, etc.)
- Pour l’élevage de poissons vivants et les applications liées au transport
- Pour la biotechnologie, la culture et la fermentation
- Pour le soufflage de divers fours (sidérurgie, fusion de métaux non ferreux, etc.)
- Pour le travail des métaux et brasage
- Pour l’industrie du papier (dérive)
- Pour les équipements de combustion
- L’oxygène gazeux pour la climatisation et la santé
- Pour le traitement de l’eau (aération à l’oxygène)
- Pour le contrôle de la production de sulfure d’hydrogène
- Pour les brûleurs de traitement du verre
- Pour les réactions chimiques d’oxydation
- Pour le refroidissement des turbines de centrales électriques (réfrigérant)
Principe des générateurs de gaz
Les divers types de générateurs de gaz diffèrent largement dans leurs méthodes de production et ont des principes différents.
1. Les générateurs de gaz d’oxygène (type PSA)
Les générateurs de gaz de type PSA adsorbent l’azote de l’air en utilisant le fait que la capacité d’adsorption à l’équilibre de l’azote et de l’oxygène dans les adsorbants tels que les zéolithes synthétiques diffère fortement sous l’effet de la pression. Cela permet d’obtenir efficacement de l’oxygène de grande pureté. Cette méthode est appelée “méthode d’adsorption modulée en pression (PSA)”.
2. Les générateurs d’azote gazeux (type PSA, type membrane de séparation des gaz, type refroidissement profond)
Les générateurs d’azote gazeux éliminent l’oxygène et l’humidité de l’air pour générer de l’azote de haute pureté. Trois méthodes principales sont utilisées :
La méthode PSA
En utilisant les différences moléculaires, des adsorbants microporeux tels que la zéolite ainsi que le charbon actif sont utilisés pour séparer les molécules d’azote et d’oxygène. Deux tours d’adsorption sont préparées et, en répétant alternativement l’adsorption et la régénération, l’azote peut être extrait en continu. Cette méthode est utile pour l’utilisation d’azote de haute pureté.
La méthode de séparation des gaz par les membranes
Des membranes en fibres creuses sont généralement utilisées, utilisant la propriété de l’oxygène de se perméabiliser plus facilement que l’azote dans l’air. La séparation est réalisée en utilisant les différences de vitesse de passage des molécules. Cette méthode s’avère pratique pour l’utilisation d’azote de faible pureté.
La méthode du refroidissement profond
Cette méthode permet de séparer les composants dans l’air en fonction des différences de point d’ébullition. Le point d’ébullition auquel un liquide devient un gaz est de -183,0°C pour l’oxygène et de -195,8°C pour l’azote. Cette différence est utilisée pour la séparation.
3. Les générateurs de gaz hydrogène
L’hydrogène gazeux peut être produit par différentes méthodes. Des méthodes telles que le reformage des combustibles fossiles, la collecte et le raffinage de l’hydrogène généré comme sous-produit des usines chimiques et l’électrolyse de l’eau sont utilisées dans la pratique.
La méthode de production d’hydrogène par décomposition et reformage de combustibles fossiles tels que le charbon et le pétrole à des températures élevées présente l’inconvénient d’émettre du CO2 pendant la production. Ces émissions peuvent être réduites en utilisant des technologies qui capturent le CO2 généré et le stockent sous terre ou l’utilisent.
Les méthodes d’électrolyse de l’eau peuvent réduire les émissions de CO2 à zéro grâce à l’utilisation d’énergies renouvelables. Il est ainsi possible de produire de l’hydrogène d’une grande pureté en utilisant, par exemple, des catalyseurs en platine pour les électrodes.
4. Autres
Il existe des générateurs de gaz hydrogène/monoxyde de carbone. Il utilise le gaz naturel, le dioxyde de carbone et l’oxygène comme matières premières et produit un mélange de gaz H2/CO = 1 : 1.
Le gaz H2/CO peut être purifié à l’aide d’adsorbants spéciaux pour produire du gaz de monoxyde de carbone de haute pureté. Celui-ci peut être utilisé comme agent réducteur pour les métaux, dans la synthèse chimique à partir du méthane et du méthanol, et dans la production de naphta, de paraffine et de gazole à partir du gaz naturel.