Technologie de séparation membranaire

La technologie de séparation membranaire est un procédé basé dans son principe sur les différentes vitesses de diffusion d'un composant gazeux à travers une membrane polymère[1].

Cette technologie de séparation utilise des faisceaux de tubes fabriqués à partir de polymères spéciaux, avec une configuration similaire à un échangeur de chaleur à calandre et tube.

Par conséquent, pour l'Air, on peut dire que les procédés membranaires utilisant des matériaux polymères pour la séparation de l'air sont basés sur la différence des taux de diffusion de l'oxygène et de l'azote à travers une membrane. Le processus de séparation de l'air utilisant cette technologie repose sur le fait que ses différents composants ont des taux de pénétration différents à travers le film polymère.

Comme mentionné précédemment, les composants de l'air ont des taux de pénétration différents à travers le film polymère, dans lequel l'oxygène ainsi que la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone sont considérés comme des « gaz rapides » qui diffusent plus rapidement à travers les parois du tube que les « gaz lents » qui sont représentés dans l'argon et l'azote.

Ces caractéristiques permettent la conversion de l'air en un produit qui est un mélange inerte composé principalement d'azote gazeux et d'argon, et de gaz résiduaires riches en oxygène, vapeur d'eau et dioxyde de carbone est évacué de la coque (Voir Figure 18).

Figure 18. Cartouche à membrane pour séparation d'air

Pour le principe de fonctionnement de ce procédé, l'air est d'abord filtré, puis comprimé à la pression requise, séché puis s'écoule à travers un module à membrane, dans lequel pénètrent les composants de l'air à plus haut taux de diffusion (tels que O2 et CO2). Les fibres de la membrane polymère plus rapidement, d'où un flux riche en azote. Habituellement, la pureté du gaz N2 varie entre 93 % et 99,5 %, cette valeur dépend du débit à travers le module membranaire.

Ce procédé est couramment utilisé pour la production d'azote, mais dans le cas où le produit souhaité est l'oxygène, les systèmes à membrane sont normalement limités à la production d'air enrichi en oxygène (généralement entre 25 % et 50 % d'oxygène), dans lequel l'utilisation des membranes incorporent un agent complexant l'oxygène pour augmenter la sélectivité de l'oxygène, comme moyen d'augmenter la pureté de l'oxygène.

La figure suivante montre un diagramme schématique du procédé membranaire pour la séparation de l'air.

Figure 19. Procédé membranaire pour la séparation de l'air

Cependant, ces procédés présentés sont les plus connus et utilisés dans la séparation des composants de l'air, mais il existe encore de nombreuses autres technologies qui s'appliquent dans le même but, et présentent une bonne efficacité, parmi elles ; La technologie des membranes de transport d'ions (ITM), les technologies de procédés chimiques.

Ces technologies sont également des alternatives à celles largement utilisées, et peuvent être utiles dans certaines conditions et selon les produits recherchés.

Pour plus d'informations sur ce processus, vous pouvez consulter la vidéo suivante dans laquelle il décrit ce processus de production d'azote :

Production d'azote à l'aide de la technologie membranaireInformations[2]