Qu'est-ce qu'une usine de séparation d'air?
Une usine de séparation d’air est une installation industrielle qui sépare l’air naturel, ou air atmosphérique, en ses composants. Les gaz recueillis au cours du processus comprennent l'oxygène, l'azote et l'argon, ainsi que certains gaz inertes tels que le néon, le xénon et le krypton. Puisque l'azote et l'oxygène sont les deux gaz les plus courants dans l'atmosphère terrestre, ces deux éléments constituent l'essentiel des gaz récoltés au cours de ce processus.
Le procédé utilisé dans une installation de séparation d'air est appelé distillation cryogénique. En refroidissant l'air atmosphérique à des températures extrêmement basses, les gaz composants peuvent être séparés et récupérés. Des formes liquides d'azote ou d'oxygène peuvent également être récoltées sur certaines plantes.
Le processus de distillation cryogénique est une procédure en quatre étapes. Lors de la première étape, l'air atmosphérique est nettoyé et comprimé dans une plage de pressions comprise entre 5 et 10 bars (4-9 atmosphères). Le processus de nettoyage élimine la poussière et les contaminants susceptibles d'interférer avec le processus de refroidissement. Le processus de compression réchauffe l'air pour éliminer les traces d'humidité avant de faire passer l'air comprimé dans un échangeur de chaleur pour le refroidissement.
Lorsque l'air comprimé a été refroidi, l'étape suivante est la purification. Ce processus implique le passage de l'air à travers un tamis moléculaire, qui filtre l'air par un processus appelé adsorption. Dans ce processus, des gaz ou des molécules sont attirés sur une surface adsorbante et forment une couche sur le matériau adsorbant. Les tamis moléculaires sont conçus pour éliminer le dioxyde de carbone, l'eau et les gaz d'hydrocarbures.
Une fois l'air purifié, il peut être passé en toute sécurité dans la chambre de refroidissement et de distillation. La chambre de refroidissement est composée d'un échangeur de chaleur et de courants cryogéniques. Lorsque l'air traverse cette chambre, il atteint des températures suffisamment basses pour permettre la distillation des gaz composants.
La distillation de l'air a lieu dans la colonne de distillation. Selon les gaz à récolter, l'air peut traverser plus d'une colonne de distillation. Ce composant utilise un réfrigérant et un détendeur ou une vanne pour générer un effet Joule-Thomson, qui provoque le refroidissement des gaz composant l’air et leur donne un état liquide. Les gaz liquéfiés sont ensuite collectés et chauffés à la température ambiante pour être stockés ou utilisés.
Les gaz produits par une installation de séparation d’air sont utilisés dans de nombreux processus industriels. Dans certains cas, ces formes gazeuses de ces éléments sont transportées vers les utilisateurs industriels via des canalisations directes. Dans d'autres cas, les éléments récoltés peuvent être stockés sous forme liquide ou gazeuse pour un transport et une utilisation ultérieurs. De plus grandes quantités de gaz distillés sont généralement transportées sous leur forme liquide par camions-citernes. De plus petites quantités peuvent être transportées dans des bouteilles sous pression sous forme de gaz.