Face à une pénurie d'oxygène médical pour traiter les patients atteints de Covid-19 dans le pays, l'Institut indien de technologie de Bombay (IIT-B) a mis en place une usine de démonstration pour convertir les générateurs d'azote situés dans toute l'Inde en ajustant une usine d'azote existante configurée comme générateur d'oxygène.
L'oxygène produit par l'usine dans le laboratoire de l'IIT-B a été testé et s'est avéré être pur à 93-96% à une pression de 3,5 atmosphères.
Les générateurs d'azote, qui extraient l'air de l'atmosphère et séparent l'oxygène et l'azote pour produire de l'azote liquide, sont utilisés dans diverses industries, notamment le pétrole et le gaz, l'agroalimentaire et les boissons. L'azote est sec par nature et est couramment utilisé pour purger et nettoyer les réservoirs de pétrole et de gaz.
Le professeur Milind Etri, président du département de génie mécanique de l'IIT-B, en collaboration avec Tata Consulting Engineers Limited (TCE), a présenté une preuve de concept pour la conversion rapide d'une usine d'azote en une usine d'oxygène.
L'usine d'azote utilise la technologie d'adsorption modulée en pression (AMP) pour aspirer l'air atmosphérique, filtrer les impuretés, puis récupérer l'azote. L'oxygène est rejeté dans l'atmosphère comme sous-produit. L'usine d'azote comprend quatre éléments : un compresseur pour contrôler la pression d'admission d'air, un réservoir d'air pour filtrer les impuretés, un groupe électrogène pour la séparation et un réservoir tampon où l'azote séparé sera fourni et stocké.
Les équipes d'Atrey et de TCE ont proposé de remplacer les filtres utilisés pour extraire l'azote dans l'unité PSA par des filtres capables d'extraire l'oxygène.
« Dans une usine d'azote, la pression de l'air est contrôlée, puis purifiée des impuretés telles que la vapeur d'eau, l'huile, le dioxyde de carbone et les hydrocarbures. L'air purifié pénètre ensuite dans la chambre PSA équipée de tamis moléculaires en carbone ou de filtres capables de séparer l'azote et l'oxygène. Nous suggérons de remplacer le tamis par un tamis capable de séparer l'oxygène », explique Etry, expert en cryogénie et directeur de la recherche et du développement à l'IIT-B.
L'équipe a remplacé les tamis moléculaires en carbone de l'unité d'azote PSA du Laboratoire de réfrigération et de cryogénie de l'Institut par des tamis moléculaires en zéolite. Ces tamis moléculaires servent à séparer l'oxygène de l'air. En contrôlant le débit dans la cuve, les chercheurs ont pu transformer l'unité d'azote en unité de production d'oxygène. Spantech Engineers, fabricant d'unités d'azote et d'oxygène PSA de la ville, a participé à ce projet pilote et a installé les composants nécessaires sous forme de blocs à l'IIT-B pour évaluation.
Le projet pilote vise à trouver des solutions rapides et faciles au manque aigu d’oxygène dans les établissements de santé à travers le pays.
Amit Sharma, directeur général de TCE, a déclaré : « Ce projet pilote démontre comment une solution innovante de production d'oxygène d'urgence utilisant l'infrastructure existante peut aider le pays à surmonter la crise actuelle. »
« Il nous a fallu environ trois jours pour rééquiper nos installations. C'est un processus simple qui peut être réalisé rapidement en quelques jours. Les usines d'azote de tout le pays peuvent utiliser cette technologie pour convertir leurs installations en usines d'oxygène », a déclaré Etry.
L'étude pilote, annoncée jeudi matin, a suscité l'intérêt de nombreux responsables politiques. « De nombreux responsables gouvernementaux, non seulement du Maharashtra, mais de tout le pays, se sont montrés intéressés par la manière dont ce projet pourrait être déployé à grande échelle et mis en œuvre dans les usines d'azote existantes. Nous rationalisons actuellement notre processus pour aider les usines existantes à adopter ce modèle », a ajouté M. Atrey.
Date de publication : 29 novembre 2022