Usine de compresseurs de CO2 en Chine - Fournisseurs leaders pour la synthèse d'urée, la capture du carbone et les systèmes de réfrigération

Le principe d'un compresseur à membrane repose sur l'utilisation d'une membrane métallique qui isole physiquement et complètement le gaz comprimé du système hydraulique. Le cylindre ne nécessite aucune lubrification. Ainsi, durant toute la compression, le dioxyde de carbone n'entre jamais en contact avec des graisses ou des brouillards d'huile, éliminant ainsi tout risque de contamination. Pour le CO₂ de qualité alimentaire, le CO₂ de qualité électronique ou le CO₂ utilisé en synthèse chimique de pointe, cette caractéristique garantit une propreté et une pureté chimique extrêmement élevées du gaz produit, répondant ainsi aux normes d'application les plus strictes.

Le dioxyde de carbone est parfaitement scellé dans la cavité formée par le diaphragme et la culasse. Cette structure à étanchéité statique garantit théoriquement une absence totale de fuite. Elle empêche ainsi efficacement toute perte de gaz précieux ou dangereux et élimine tout risque d'asphyxie lié à l'accumulation de CO₂ dans les zones basses en cas de fuite. De plus, cette structure empêche l'érosion des composants de la transmission par le CO₂ humide, potentiellement corrosif, améliorant ainsi la fiabilité de l'équipement même dans des conditions difficiles.

Le dioxyde de carbone formant de l'acide carbonique au contact de l'humidité, lequel est corrosif pour l'acier au carbone ordinaire, tous les composants en contact avec le CO₂ (culasse, membrane, vannes et tuyauterie) doivent être fabriqués à partir de matériaux résistants à la corrosion. On privilégie généralement les aciers inoxydables austénitiques (comme le 304 ou le 316L), et des traitements rigoureux de dégraissage, de nettoyage et de passivation sont appliqués après fabrication afin de garantir une résistance durable à la corrosion et la pureté du gaz.

La température critique du dioxyde de carbone est de 31,03 °C. Lors de la compression, si le refroidissement est insuffisant et que la température du gaz chute en dessous de cette valeur critique malgré une pression suffisamment élevée, un passage à l'état liquide est très probable. La présence de CO₂ liquide à l'intérieur du compresseur peut provoquer un « coup de bélier » fatal, endommageant la membrane et la culasse. La conception doit donc impérativement inclure le calcul et le contrôle précis du taux de compression à chaque étage, ainsi que la configuration de refroidisseurs intermédiaires à haut rendement (refroidis par eau ou par air) afin de garantir un abaissement efficace de la température de refoulement à chaque étage. Ceci permet de limiter strictement les points de fonctionnement de l'ensemble du circuit de compression à la phase gazeuse du CO₂, évitant ainsi tout risque de liquéfaction.

Compte tenu du coefficient de dilatation élevé du CO₂ sous haute pression (la pression d'une bouteille pleine peut augmenter de 314 à 834 kPa pour chaque degré Celsius d'élévation de température), le système doit intégrer de multiples protections. Les éléments clés de conception comprennent : l'installation de soupapes de sécurité précises et fiables à chaque étage pour prévenir les surpressions ; l'équipement d'un dispositif de détection et d'alarme de rupture de membrane capable de déclencher immédiatement l'arrêt du compresseur en cas de défaillance afin d'éviter le mélange gaz-fioul ; et l'installation de capteurs de concentration de gaz dans les zones susceptibles d'accumuler du CO₂, reliés au système de ventilation. Le système de contrôle (automate programmable) doit intégrer une surveillance en temps réel et des fonctions d'arrêt d'urgence pour des paramètres tels que la pression, la température et l'état de la membrane.