Le principe de fonctionnement des tamis moléculaires générateurs d'oxygène

Le principe de fonctionnement des tamis moléculaires générateurs d'oxygène repose sur la technologie d'adsorption modulée en pression (AMP). Elle exploite la haute sélectivité du tamis moléculaire pour l'azote gazeux. Grâce à un processus cyclique d'adsorption sous pression et de désorption à vide, la séparation de l'oxygène et de l'azote est obtenue. Ce processus comprend quatre étapes clés : compression de l'air, prétraitement, séparation par adsorption et régénération du tamis moléculaire.

1. Compression et prétraitement de l'air

L'air est d'abord pressurisé à 0,5-0,7 MPa par un compresseur. Il est ensuite refroidi par un refroidisseur et déshumidifié par des sécheurs réfrigérés, formant ainsi de l'air comprimé propre. Cette étape fournit une source de gaz stable pour la séparation par adsorption ultérieure et empêche l'humidité d'affecter les performances du tamis moléculaire.

2. Processus de séparation par adsorption

Les principaux composants de l'air sont l'azote (environ 78 %) et l'oxygène (environ 21 %). Bien que leurs tailles moléculaires soient similaires (le diamètre cinétique des molécules d'azote est d'environ 0,364 nm et celui des molécules d'oxygène d'environ 0,346 nm), leurs propriétés chimiques diffèrent. L'air prétraité pénètre dans la tour d'adsorption remplie de tamis moléculaires. La structure microporeuse du tamis moléculaire adsorbe préférentiellement l'azote, tandis que l'oxygène, en raison de son diamètre cinétique plus petit et de sa vitesse de diffusion plus lente, est enrichi et produit sous forme de gaz. À ce stade, la pureté de l'oxygène peut atteindre plus de 90 %.

3. Régénération et cycle du tamis moléculaire

Une fois le tamis moléculaire saturé en azote adsorbé, il est régénéré par dépressurisation afin de libérer l'azote et de restaurer sa capacité d'adsorption. Le système utilise généralement une conception à deux ou plusieurs tours, où les tours effectuent alternativement l'adsorption et la désorption pour permettre une production continue d'oxygène. Le cycle de fonctionnement de chaque tour comprend cinq étapes : adsorption, détente, nettoyage, régénération et pressurisation.