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Cycles PSA à plusieurs adsorbeurs

IP.com Disclosure Number: IPCOM000185360D
Publication Date: 2009-Jul-22
Document File: 2 page(s) / 40K

Publishing Venue

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Cycles PSA à plusieurs adsorbeurs

Ce document concerne les PSA comprenant plusieurs adsorbeurs fonctionnant cycliquement suivant un cycle de pression allant de la pression d’adsorption (haute pression) à la pression de régénération (basse pression).

Cela peut s’appliquer à la séparation des gaz de l’air, des hydrocarbures, à l’enlèvement d’azote de gaz combustible. Les applications les plus classiques vont concerner la purification d’hydrogène et la séquestration de CO2 de gaz divers (issus de combustion, d’oxycombustion, gaz de synthèse, issu de hauts fourneaux..).

Ce document vient en complément d’une publication anonyme effectuée le 31 Mars 2005 sous la référence IPCOM000117896D.

Il emprunte en particulier à cette publication le système de représentation des cycles par tableau.

Nous nous focalisons ici sur les étapes de dépressurisation d’un adsorbeur.

Ces étapes suivent normalement la (ou les)  phase d’adsorption et comprennent généralement

·         des étapes E dites d’équilibrage qui servent essentiellement à récupérer une partie du gaz le moins adsorbable en l’utilisant pour repressuriser un (ou plusieurs) adsorbeur déjà régénéré

·         une étape PP d’extraction de gaz d’élution qui sert à la régénération finale d’un adsorbeur à la basse pression

·         une étape BD de dépressurisation finale

·         une étape P d’élution

Les cycles les plus performants comprennent d’ordinaire 3 ou 4 équilibrages.

Pour obtenir les meilleures performances possibles, on limite volontairement la perte de charge dans l’adsorbeur en phase d’élution de même que l’on essaie d’avoir la pression la plus basse en limite de batterie. Un moyen d’obtenir ces conditions favorables est de ne pas raccourcir outre mesure la durée de cette phase d’élution. On appellera T élution la durée minimale que l’on doit affecter à cette étape pour obtenir les performances visées.

Pour optimiser l’investissement, on veut également minimiser la quantité totale d’adsorbant à mettre en jeu, ce qui revient à minimiser le temps de cycle.

Le problème qui se pose alors à l’Homme de l’Art est de bâtir un cycle respectant toutes ces contraintes.

Un moyen décrit dans la précédente publication consiste à faire simultanément un équilibrage et une partie de l’étape d’extraction de gaz d’élution.

L’exemple donné est ainsi représenté :

E3

I

E4+PP

PP

PP

BD

BD

BD

BD

BD

BD

P

On constate de la sorte que l’étape d’extraction de gaz d’élution dure tout un temps de phase (1 sous étape sur la première ligne, 2 sous étapes sur la seconde ligne).

On notera aussi que la première phase représentée comporte un temps mort I.

En pratique, il s’avère généralement plus intéressant d’utiliser cette sous étape « temps mort » pour commencer l’étape de fourniture de gaz d’élution.

Cela permet de décaler d’une...