GROUPE TECHNOLOGIQUE HANGZHOU NUZHUO CO.,LTD.

L'oxygène de haute pureté est largement utilisé dans les domaines médical, industriel et de la recherche scientifique. Le développement constant des technologies de production d'oxygène a engendré des exigences accrues en matière de pureté et d'efficacité de production. Cet article présente plusieurs méthodes courantes de production d'oxygène de haute pureté, en analysant leurs principes de fonctionnement, leurs avantages et inconvénients, ainsi que leurs applications.

1. Méthode de séparation de l'air

La séparation de l'air est l'une des méthodes les plus répandues pour produire de l'oxygène de haute pureté. Son principe repose sur la séparation des différents composants de l'air à leurs points d'ébullition respectifs grâce à la technologie de refroidissement cryogénique.

1.1 Méthode de séparation par air froid profond

La séparation de l'air à froid est une technologie industrielle éprouvée pour la production d'oxygène. Ce procédé exploite les différences de points d'ébullition des divers composants de l'air sous différentes pressions et températures. Grâce à plusieurs étapes de compression, de refroidissement et de liquéfaction, l'oxygène, l'azote et d'autres gaz sont séparés de l'air. Le dispositif de séparation utilise des colonnes de distillation multi-étagées pour obtenir un oxygène de haute pureté, supérieur à 99,5 %.

La méthode de séparation par air froid présente l'avantage de produire de l'oxygène de haute pureté à grande échelle et en continu, et convient aux applications industrielles exigeantes en oxygène, telles que la sidérurgie et les procédés chimiques. Ses inconvénients résident dans un investissement initial important, une forte consommation d'énergie et des exigences élevées en matière de maintenance et d'exploitation des équipements.

1.2 Méthode de séparation par compression-expansion

La méthode de séparation par compression-détente est une amélioration de la méthode de séparation par air froid. En comprimant l'air puis en le détendant rapidement, on le refroidit et on sépare l'oxygène des autres composants. Cette méthode permet également d'obtenir de l'oxygène de haute pureté, mais comparée à la méthode traditionnelle de séparation par air froid, elle nécessite un équipement plus compact et convient aux besoins de production d'oxygène à petite échelle.

2. Méthode d'adsorption par variation de pression (PSA)

L'adsorption modulée en pression (PSA) est une méthode couramment utilisée pour la production industrielle d'oxygène de haute pureté. Son principe repose sur l'exploitation des propriétés d'adsorption sélective d'adsorbants (tels que les tamis moléculaires zéolithiques) pour l'azote et l'oxygène présents dans l'air. Sous différentes pressions, l'azote est adsorbé puis désorbé, permettant ainsi d'obtenir de l'oxygène de haute pureté.

La méthode PSA présente l'avantage d'un équipement simple, d'une mise en service rapide et de faibles coûts d'exploitation. Ne nécessitant pas de processus de refroidissement complexe, elle est largement utilisée dans les installations de production d'oxygène à petite échelle. La pureté de l'oxygène produit par cette méthode se situe généralement entre 90 % et 95 %, mais des améliorations appropriées permettent de l'augmenter jusqu'à plus de 99 %.

Cependant, la méthode PSA présente l'inconvénient que la production et la pureté de l'oxygène sont limitées par les performances de l'adsorbant, et que l'efficacité du système est affectée par le vieillissement de ce dernier. Par conséquent, cette méthode convient mieux aux entreprises ou aux établissements médicaux dont les besoins en oxygène sont plus faibles.

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