Cryocondensation
Ethanol_und_Propanol_Fläschchen

Les hydrocarbures sont une composante essentielle de nombreuses réactions dans la production chimique et pharmaceutique, ainsi que dans certains procédés de recyclage. Pour les opérateurs, l’élimination de ces substances dans le flux d’air vicié constitue très souvent un défi majeur. En Allemagne, le respect des « Instructions techniques sur le contrôle de la qualité de l’air », également appelées réglementation TA-Luft, est particulièrement important. C’est là qu’intervient la purification de l’air vicié par procédé cryogénique de Carbagas, qui vise à éliminer les composés organiques volatils (COV) du gaz brut, entre autres finalités. La cryocondensation est généralement appliquée à des débits volumiques compris entre 30 et 1 000 m3/h. Le traitement d’un flux d’air vicié plus important est également possible, mais il doit dans ce cas être vérifié sur la base des caractéristiques propres au client. 

Fonctionnement du procédé de purification cryogénique de l’air vicié

Prinzip der Cyro-Kondensation

La technologie de purification cryogénique de l’air vicié repose sur l’emploi d’azote liquide cryogénisé (point d’ébullition -196 °C) en tant que source frigorigène. Au cours du procédé, l’évaporation produite entraîne le refroidissement indirect du gaz brut à purifier, de telle sorte que les valeurs limites prescrites par la réglementation soient respectées de manière fiable.

Le refroidissement du flux d’air vicié entraîne un abaissement du point de rosée des solvants, qui passent de l’état gazeux à l’état liquide. Pour certaines substances, la réglementation TA-Luft impose même de descendre en deçà du point de congélation. Ce résultat peut également être atteint grâce à une conception intelligente du site de production, y compris en cas de procédés exécutés 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.

Composés organiques volatils (COV) sous forme de condensat liquide

À l’issue du procédé, les composés organiques hautement volatils présents dans le flux d’air vicié se présentent sous forme de condensat liquide. Ils peuvent être, selon les cas, réintroduits dans le processus de production, purifiés ou éliminés. Le procédé de cryocondensation mis au point par Carbagas consiste généralement à séparer une grande variété d’hydrocarbures mélangés sous forme d’impuretés dans un flux d’azote ou d’air. 
Dans la pratique, cependant, des composants partiels du système sont également exploités pour la condensation des gaz d’évaporation, par exemple dans les réservoirs. Cette méthode évite les surpressions dans le réservoir, afin de permettre des processus de remplissage en l’absence de ligne de transmission pendulaire, ou tout simplement pour éviter les nuisances olfactives.

Purification fiable et efficace, y compris avec des débits d’air vicié fluctuants ou fortement chargés

Kryo-Kondensationsanlage

Comparativement aux technologies conventionnelles proposées sur le marché, la purification cryogénique de l’air vicié réagit très bien aux fluctuations de la charge et du débit volumique.

Dans le cas des flux d’air vicié volatils, l’ingénierie du procédé garantit que le système est toujours maintenu à une température suffisamment basse. À cette fin, la quantité de gaz nécessaire est mise en circulation via une commande manométrique. Une purification fiable de l’air vicié est donc possible même en cas de fortes fluctuations du débit, dans la mesure où le système réagit immédiatement aux variations de conditions.

Dans le cas de flux d’air vicié fortement chargés, la problématique des technologies conventionnelles, telles que la post-combustion thermique, réside dans la « limite inférieure d’explosion » (LIE). Cette restriction n’est en revanche pas un problème dans le cas de la purification de l’air vicié par voie cryogénique : La LIE n’est jamais atteinte, puisque car le gaz est toujours refroidi sur la ligne de saturation spécifique ; dès lors, aucune concentration résiduelle critique ne peut se former. De plus, le système ne renferme aucune source inflammable.

L’azote liquide, clé de l’efficacité énergétique

LIN Speicherbehälter

L’efficacité énergétique particulièrement élevée de la technologie de cryocondensation provient de la moindre consommation d’azote. Cette amélioration est permise par l’emploi en standard d’un échangeur de chaleur à récupération, qui refroidit efficacement le gaz de circulation, d’où une diminution considérable de la consommation d’azote liquide. Un indicateur de l’efficacité énergétique particulièrement élevée : L’azote évaporé et le gaz purifié atteignent quasiment la même température à la sortie de l’installation que le gaz brut entrant.

En outre, à aucun moment du processus l’azote liquide n’entre en contact avec les composés volatils (COV) ni avec les solvants. L’azote non contaminé peut être réemployé, par exemple aux fins d’inertage, ou bien être réinjecté dans le réseau du site. Les coûts d’exploitation sont ainsi réduits au minimum. Il en résulte une efficacité énergétique exceptionnellement élevée et de faibles coûts d’exploitation (OPEX).
 

Avec gaz de circulation contre la formation d’aérosols lors de la purification de l’air vicié par méthode cryogénique

Prozessdiagramm Anlage zur Kryokondensation

L’azote liquide utilisé comme source frigorigène ne s’emploie pas directement pour le refroidissement dans l’installation de cryocondensation. Il en résulterait en effet une forte formation d’aérosols indésirables, ce qui rendrait difficile le respect fiable des valeurs limites. Afin de prévenir efficacement la formation d’aérosols indésirables, une étape intermédiaire est insérée dans le procédé. 

À l’aide d’azote liquide, un flux de circulation (gaz de recyclage) composé d’azote à l’état gazeux est refroidi. Cette méthode permet de réguler avec précision la température spécifique du produit pour la condensation, en évitant ainsi la formation d’aérosols. Du point de vue de la technique des procédés, cette opération s’effectue au moyen d’une soufflerie (« Cycle Gas Blower ») qui transporte le gaz de circulation. Trois échangeurs de chaleur sont intégrés à ce circuit. 

Installation rapide et facile : Installation du système de purification cryogénique de l’air vicié en tant que « système tout-en-un ».

L’intégration du système cryogénique de purification de l’air vicié est adaptable individuellement selon les exigences du client et du processus. Le système de purification de l’air vicié par voie cryogénique se présente généralement sous la forme d’un « système tout-en-un ». Plus précisément : Le système est livré prêt à être raccordé sur un bâti rigide (système Skid). Tous les équipements et échangeurs de chaleur nécessaires sont regroupés sur ce châssis. Les différents composants sont recouverts d’un isolant spécialement conçu pour les systèmes cryogéniques. Le système est uniquement intégré au processus client sur site. Cette solution « plug-and-play » réduit considérablement la quantité de travail nécessaire à la mise en service. Si des exigences d’encombrement l’imposent, le système peut également être planifié et construit individuellement en fonction de la configuration de l’espace.

Services associés à la purification d’air vicié

Les experts de Carbagas spécialisés dans le domaine de la purification de l’air vicié se tiennent à votre entière disposition pour vous conseiller en détail sur les différentes possibilités de purification cryogénique de l’air vicié. Comme l’utilisation dans la pratique prouve l’efficacité du processus de manière impressionnante, des installations de démonstration mobiles sont disponibles. Si nécessaire, celles-ci peuvent être utilisées directement dans le processus du client afin de déterminer les paramètres techniques requis pour la conception d’une installation individuelle.

Notre offre de services complémentaires :

  • Conseil et développement de concepts
  • Ingénierie de base et de détail
  • Gestion de projet
  • Mise en service et formation
  • Assistance après-vente

La purification cryogénique de l’air vicié est compatible avec des débits volumétriques compris entre 30 et 1 000 m3/h. Les débits plus importants doivent être soumis à l’essai en fonction des besoins spécifiques du client. La méthode convient pour la quasi-totalité des concentrations de composés organiques volatils (COV). Une purification fiable de l’air vicié évite les interruptions de la production dans les usines chimiques et pharmaceutiques. L’azote employé peut être utilisé à deux reprises, ce qui rend également le procédé extrêmement intéressant d’un point de vue économique. Le procédé est très fiable et contrôlable avec précision. Les exigences de la norme TA-Luft peuvent ainsi être satisfaites. Les systèmes sont généralement conditionnés sous la forme de « systèmes tout-en-un » qui peuvent être intégrés très rapidement.

Avantages en bref :

  • Conformité sans problème aux exigences TA-Luft
  • Taux d’extraction élevés
  • Évitement des restrictions de production grâce à une purification fiable de l’air vicié 
  • Extrême flexibilité ce qui concerne le débit volumique et la composition des gaz viciés
  • Absence de production de nouveaux déchets
  • Faibles coûts d’investissement
  • Faibles coûts d’exploitation grâce à la double utilisation de l’azote
  • Fiabilité et disponibilité opérationnelles très élevées (absence de composants mobiles)
  • Entretien quasiment nul
  • Effort d’installation réduit sur le site grâce au conditionnement tout-en-un du système.
  • Adaptation individuelle aux exigences du client et du processus

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