FAQ

Un système à adsorption modulée en pression (AMP) est basé sur le principe de l’adsorption préférentielle, c’est-à-dire l’adhérence de certaines molécules de gaz à un matériau adsorbant solide à haute pression. Le système exploite le caractère réversible du processus afin de libérer ces molécules à basse pression.

Le gaz d’alimentation sous pression est introduit dans une enceinte remplie d’adsorbant, et le flux gazeux est purifié à mesure que certaines molécules sont adsorbées à l’intérieur de l’enceinte. Le gaz « purifié » produit est récupéré à haute pression en haut de l’enceinte. Une fois la capacité d’adsorption atteinte dans la cuve, le flux gazeux est « basculé » vers une colonne fraîche et la pression de l’enceinte est réduite afin de libérer les molécules adsorbées sous forme de gaz d’échappement à basse pression, régénérant ainsi l’adsorbant en vue d’un nouveau cycle. Ce processus est entièrement réversible et se répète de manière à produire un flux continu de gaz purifié. L’utilisation de multiples enceintes de dessicatifs crée des flux de procédés quasiment continus.

Le procédé AMP est contrôlé par la pression et par la vitesse de cycle nécessaires pour obtenir le débit et la pureté souhaités. Les débits de gaz dans un système AMP d’Ivys sont contrôlés par un ensemble de valves rotatives plutôt que par des vannes de commutation ouverture-fermeture comme celles que l’on retrouve dans un système AMP conventionnel. La vitesse de rotation des valves rotatives est contrôlée par un signal analogique envoyé par un automate programmable industriel (API) au moteur d’entraînement à vitesse variable qui actionne les valves rotatives. Le fonctionnement du système, le taux de réduction et la pureté du gaz produit sont tous contrôlés par l’ajustement de la vitesse de rotation des valves rotatives.

Le système AMP contient une valve rotative (alimentation) raccordée au bas de chaque enceinte de dessicatif et une valve rotative (produit) raccordée en haut de chaque enceinte. Le gaz d’alimentation peut s’écouler vers au moins une enceinte, à travers un orifice de la valve « alimentation », alors qu’en même temps, le gaz produit purifié peut s’écouler de l’enceinte vers la conduite de produit, à travers un orifice de la valve « produit ». D’autres flux peuvent être raccordés à la valve rotative de manière similaire pour l’échappement, la purge, les égalisations, etc.

Quand les deux vannes tournent en même temps, les flux gazeux sont progressivement transférés d’une enceinte à l’autre de manière à créer le cycle AMP hautement efficace de Ivys. Bien que ce cycle soit beaucoup plus rapide que les procédés AMP conventionnels (en plus des autres avantages inhérents), la rotation demeure très lente, soit environ 0,3 à 1,0 tr/min (tours par minute).

Un taux de réduction maximal de 40 % est généralement atteint. Cependant, dans certaines installations, Ivys a permis de réaliser des taux de réduction inférieurs à 25 % de la capacité nominale maximale.

En général, l’opérateur AMP fournit à son client l’équipement d’analyse de gaz nécessaire pour mesurer et surveiller la pureté du produit AMP en fonction de ses besoins spécifiques (c’est-à-dire, en termes de précision, de fréquence et de composants à analyser). L’unité AMP est mise en service pour fonctionner à sa pureté nominale au moment de ses essais de performance, y compris aux points de mesure du taux de réduction. Si une variation des conditions supérieure aux 2,5 % spécifiés se produit pendant le fonctionnement, il pourrait s’avérer nécessaire d’ajuster la vitesse du cycle AMP. Dans certaines situations, un analyseur de gaz en ligne à signal de sortie proportionnel peut servir de signal d’entrée dans une boucle de contrôle, afin d’ajuster automatiquement la vitesse du cycle AMP en fonction de la pureté mesurée.Cette approche s’avère optimale lorsque les conditions d’alimentation sont susceptibles de changer fréquemment et que l’instrument de mesure demeure dans ses limites de détection et de dérive optimales.

Ivys utilise de nombreux types d’adsorbants offerts sur le marché, tels que l’alumine activée, le gel de silice, les zéolites et les matières carbonées. Le type d’adsorbant et la quantité utilisée sont déterminés en fonction de votre application et vos conditions particulières par nos ingénieurs de procédés à l’aide de modèles avancés spécifiquement élaborés pour les unités AMP à cycle rapide de Ivys.

Dans de nombreux cas, les adsorbants AMP sont utilisés pendant toute la durée de vie de l’usine sans subir de dégradation. Un problème de fonctionnement peut endommager un adsorbant; par exemple, un débit excessif peut « soulever » le matériau et provoquer l’attrition et la rupture des billes. De plus, des liquides de toute nature peuvent adhérer fortement au matériau adsorbant et réduire sa capacité de réaction.

Les taux de contaminants que le procédé AMP peut tolérer varient selon l’application et les composants concernés. Veuillez fournir une liste de contaminants possibles, en indiquant la concentration typique de chacun, à un spécialiste de Ivys à des fins d’examen. Parmi les composants gazeux susceptibles de provoquer une contamination, on notera le H2S en fortes teneurs, les acides forts, les hydrocarbures à poids moléculaire élevé, etc. Le procédé AMP est conçu pour fonctionner avec des flux gazeux saturés en eau, mais l’eau sous forme liquide doit être préalablement éliminée.

Ivys utilise une méthode d’étude HAZOP (portant sur les risques et l’exploitabilité) pour cerner et gérer les risques associés à ses systèmes. Un contrôle progressif de la pressurisation du gaz d’alimentation prévient le soulèvement de l’adsorbant lors des redémarrages; un filtre à coalescence protège les valves rotatives et l’adsorbant des liquides et des particules; et des dispositifs de sécurité sont installés sur chaque enceinte de dessicatif pour la protection de l’usine en cas d’incendie.

Les systèmes AMP de Ivys ont accumulé plus de 15 000 000 heures de service commercial (plus de 30 000 000 heures de fonctionnement de valve) dans plus de 200 usines en service continu. Les valves rotatives sont très fiables. Il est recommandé d’effectuer leur maintenance à des intervalles de 5 ans, et une inspection à tous les 2,5 ans. Les installations AMP de Ivys peuvent se targuer d’une disponibilité prouvée supérieure à 99,9 %.

La mise en service d’un système AMP d’Ivys prend généralement entre 3 et 5 jours pour les petits systèmes, et de 1 à 2 semaines pour les installations plus grandes.

Les coûts d’exploitation varient selon la plateforme AMP et les options choisies. La consommation électrique du moteur est prise en compte dans les coûts d’exploitation d’un système AMP; sa valeur est généralement inférieure à 0,5 kW pour les petits systèmes AMP 3200 et peut atteindre 5 kW pour les installations AMP 3100 plus importantes. Les vannes d’isolement et de contrôle automatiques nécessitent moins de 0,5 NCMH d’air pour instrument.

Parmi les autres consommables de fonctionnement figurent les éléments filtrants du gaz d’alimentation et l’huile moteur remplacée lors des vidanges une fois tous les 2 ou 3 ans. Les joints des valves rotatives sont généralement remplacés tous les 5 ans.

La robustesse des valves rotatives d’Ivys est éprouvée et leur qualité est rigoureusement testée avant leur départ de nos ateliers. Dans le cas très improbable où les valves rotatives s’arrêteraient de tourner, une alarme se déclencherait. Une panne de courant, une défaillance d’entraînement ou de moteur, ou un couple trop élevé au niveau des valves rotatives font partie des causes possibles. Dans ce genre de cas, l’alimentation électrique est rétablie ou le moteur/entraînement est réparé, et le service normal reprend sans qu’une intervention sur site ne soit nécessaire.

En cas de fuite au niveau de la valve rotative, le taux de récupération de gaz produit du système AMP serait insuffisant. Cependant, la pureté du gaz produit serait maintenue afin d’éviter l’interruption du fonctionnement de l’usine. Une surveillance régulière peut donner au personnel d’exploitation la possibilité d’évaluer les performances et de planifier une inspection ou une réparation par Ivys à un moment opportun.

Les valves rotatives d’Ivys sont conçues pour que les fuites susceptibles de s’y produire ne puissent pas contaminer le gaz purifié. De plus, en cas d’arrêt soudain du procédé AMP, aucune position de la valve rotative ne permettrait la contamination du gaz produit. Si le système AMP est purgé avec un gaz inerte en vue d’une maintenance ou d’un arrêt prolongé, les procédures de démarrage standard de Ivys préviennent toute contamination du gaz produit par le gaz inerte.

Comme avec la plupart des équipements de traitement du gaz, la présence de petites particules dans la conduite de produit est possible lors du démarrage initial; en temps normal cependant, ces particules ne sont pas générées par le système AMP.

En règle générale, les adsorbants AMP durent aussi longtemps que l’usine. Si l’unité AMP est exploitée alors que les débits ou les contaminants dépassent considérablement les conditions nominales d’utilisation de l’unité, les adsorbants peuvent se désactiver et entraîner une perte de capacité, une diminution de la récupération de gaz produit, ou les deux.

Aucune matière dangereuse n’est présente dans la plupart des systèmes AMP. Une fiche de données de sécurité (FDS) est fournie avec le manuel d’installation, d’utilisation et de maintenance de chaque unité AMP d’Ivys.

Une unité AMP peut être configurée pour s’adapter à plusieurs sources d’alimentation électrique. Les besoins typiques en énergie électrique sont les suivants : 120 Vca / monophasé / 60 Hz, 230/400 Vca / triphasé / 4 fils / 50 Hz, 200 Vca / triphasé / 3 fils / 50 Hz, ou 480 Vca / triphasé / 60 Hz pour le moteur AMP. Pour les instruments, nous avons généralement besoin de 120 Vca / 60 Hz / monophasé, 220 Vca / 50 Hz / monophasé ou 110 Vca / 50 Hz / monophasé; par ailleurs, certains instruments nécessitent une alimentation CC basse tension, généralement fournie par une source API/DCS.

Une fois le réglage du cycle AMP effectué au moment de la mise en service, la vitesse du cycle peut être reprogrammée ou ajustée selon le niveau de pureté du produit souhaité, même en cas de changement dans la composition du gaz d’alimentation. Si les conditions de service changent radicalement (s’il y a une variation de la pression d’alimentation, par exemple), Ivys devra possiblement effectuer un nouveau réglage du procédé AMP selon les nouvelles conditions.

Le système AMP d’Ivys nécessite un signal de 4 à 20 mA envoyé à l’entraînement à vitesse variable du moteur de valve rotative, ainsi que des signaux envoyés aux instruments intégrés au système. Une installation AMP typique d’Ivys ne nécessite pas plus de 10 signaux d’E/S.

Le temps de démarrage typique nécessaire pour pressuriser un système AMP d’Ivys est de 15 minutes. Dans des conditions normales de démarrage, la pureté du produit est atteinte une fois la pressurisation terminée. Les redémarrages peuvent être considérablement plus rapides.

Après un arrêt d’urgence, le moteur du système AMP s’arrête et les vannes d’alimentation et d’isolement du produit se ferment. Le système AMP demeure sous pression et les enceintes de dessicatifs sont arrêtés en milieu de cycle. Une fois la cause de l’arrêt d’urgence résolue, le système AMP est redémarré et l’unité reprend son fonctionnement normal à partir du même point. Si l’arrêt d’urgence dure plus d’une heure ou deux, le système doit être dépressurisé conformément à la procédure d’arrêt d’Ivys afin d’éliminer les contaminants résiduels.

Le système AMP est conçu pour fonctionner en extérieur, avec un indice de protection IP53 ou supérieur. La température ambiante de fonctionnement nominale se situe entre 4 et 48 °C (40 à 118 °F). En ce qui concerne les environnements extrêmes, une option pour temps froid (traçage thermique avec isolation) est offerte pour permettre au système de fonctionner à des températures ambiantes aussi basses que -40 °C.

Les performances dépendent de conditions spécifiques; en général, cependant, on obtient une amélioration des performances et de l’encombrement du système AMP à mesure que la pression d’échappement diminue et que la pression du gaz d’alimentation augmente. Les conditions typiques de pression de gaz d’alimentation vont de 4 à 27 barg, et le débit d’échappement doit être aussi faible que possible.