Dans le procédé industriel de purification de l'hydrogène par adsorption modulée en pression (Pressure Swing Adsorption, abrégé en PSA), l'adsorbant adsorbe généralement, à température ambiante et sous pression relativement élevée, les composants facilement adsorbables du mélange gazeux, tandis que les composants difficilement adsorbables (tels que l'hydrogène) s'écoulent depuis une extrémité du lit pour constituer le produit ; on abaisse ensuite la pression du lit d'adsorbant afin de désorber les composants adsorbés, qui sont évacués par l'autre extrémité du lit, réalisant ainsi la séparation et la purification des gaz tout en régénérant l'adsorbant.
Cependant, dans le procédé PSA habituel, deux méthodes peuvent être employées pour régénérer l'adsorbant : la première consiste à « rincer » le lit avec le gaz produit afin de réduire la pression partielle des impuretés adsorbées et de déplacer les impuretés désorbées ; son avantage est qu'elle peut être réalisée à pression atmosphérique, mais son inconvénient est qu'elle entraîne une perte supplémentaire d'une partie du gaz produit. La seconde consiste à effectuer la régénération par mise sous vide, de sorte que les impuretés adsorbées soient désorbées sous pression négative ; c'est ce que l'on appelle communément l'adsorption modulée en pression sous vide (Vacuum Pressure Swing Adsorption, abrégé en VPSA ou VSA). L'avantage du procédé VPSA est son rendement élevé en produit, mais son inconvénient est qu'il nécessite l'ajout d'une pompe à vide, ce qui entraîne une consommation énergétique relativement élevée de l'installation. Dans la pratique, le choix entre ces procédés dépend principalement de la composition du gaz d'alimentation, des exigences de pureté et de rendement du produit, etc.
Caractéristiques techniques :
Procédé simple, avancé et fiable, large adaptabilité des matières premières ;
Pureté élevée de l'hydrogène produit : pureté comprise entre 98 % et 99,999 % ;
Taux de récupération d'hydrogène élevé : selon la source de gaz et les conditions du produit, le taux de récupération d'hydrogène se situe entre 60 % et 99 % ;
Large plage de pression d'utilisation : 0,2~7,0 MPaG, faible consommation d'énergie, flexibilité opérationnelle pouvant atteindre 20 %—120 %, durée de fonctionnement continu de l'installation supérieure à 4 ans ;
Degré d'automatisation élevé de l'installation, avec fonctions de régulation adaptative et de diagnostic automatique des pannes, mise en service et arrêt faciles, contrôle automatique sans opérateur déjà réalisé.
Domaines d'application :
Gaz de conversion, gaz sec catalytique, hydrogène de reformage, gaz résiduaire de déshydrogénation, gaz de craquage du méthanol, gaz de basse pression d'hydrogénation de raffinerie, gaz de synthèse, gaz de purge du méthanol, gaz résiduaire de synthèse d'ammoniac, gaz de cokerie, gaz à l'eau, gaz résiduaire de chlor-alkali et divers autres gaz contenant de l'hydrogène.
