Le « Carbon Molecular Sieve » est le coeur des générateurs d’azote Nitrocraft

Nitrocraft est une filiale du groupe Air Liquide, elle conçoit et fabrique depuis plus de 15 ans une gamme complète de générateurs d'azote utilisant comme process le "Carbon Molecular Sieve" (CMS).

Qu’est-ce que le CMS ?

Le CMS (Carbon Molecular Sieve) est un adsorbant utilisé dans la fabrication des générateurs d’azote pour séparer l’oxygène et l’azote de l’air sur le principe d’un effet de diffusion cinétique. Il se présente sous la forme de granulés de charbon extrudés à un diamètre d’environ 2 millimètres.

Comme matériau de départ, on utilise un charbon spécialement préparé à partir de coke de coquilles de noix de coco. Cette base est assemblée en granules avec un liant puis subit plusieurs traitements thermiques sous différentes atmosphères gazeuses. Une structure poreuse est d’abord obtenue par pyrolyse sous atmosphère inerte, puis cette structure est étendue par un traitement à la vapeur. Finalement la taille des pores est affinée par dépôt de carbone. 

Comment ça marche ?

Par ce procédé, une multitude de micropores d’une taille de l’ordre de quelques Angstrom est obtenue. L’entrée de ces pores forme des goulots d’étranglement qui laissent facilement passer les molécules d’oxygène d’une taille de 2,8 Angstrom alors que les molécules d’azote légèrement plus grandes (3 Angstrom) ne diffusent pas ou très peu au travers de ces goulots.  Pour chaque granulé, l’ensemble de la structure poreuse forme une gigantesque surface de contact sur laquelle les molécules d’oxygène viennent se fixer sous l’effet des forces dites « de Van Der Walls ».

Quelle différence entre le PSA et le CMS ?

C’est cet effet de tamis moléculaire qui entre en jeu dans le procédé de séparation PSA (Pressure Swing Adsorption) de nos générateurs d’azote. Sous l’effet de la pression, les molécules d’oxygène sont préférentiellement adsorbées à l’intérieur du système de micropores tandis que l’azote passe pratiquement sans adsorption et peut ainsi être récupéré en tant que gaz produit. Lorsque la pression diminue, le gaz se libère, ce qui permet la régénération du CMS et explique le fonctionnement cyclique des générateurs d’azote utilisant le système PSA. 
La principale force du CMS – Carbon Molecular Sieve – est sa longévité exceptionnelle. En effet, exploité dans des conditions optimales, il n’y a aucune détérioration au cours du temps de la structure de l’adsorbant et de ses performances et cela même après plusieurs décennies d’exploitation.

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