Etude du captage post-combustion du CO2 grâce à un procédé TSA (Temperature Swing Adsorption) à chauffage et refroidissements indirects PDF Download
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Author: Jérôme Mérel
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Languages : fr
Pages : 179
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Book Description
Face à l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre, le captage post-combustion du CO2 associé à son stockage est une solution technologique prometteuse. Différentes méthodes sont actuellement développées dont l’adsorption qui fait l’objet de cette étude. Ce travail concerne l’utilisation d’un procédé TSA (Temperature Swing Adsorption) pour le captage post-combustion du CO2. Ce procédé fait appel à un adsorbeur équipé d’un échangeur interne permettant un chauffage (vapeur d’eau) et refroidissement (circulation d’eau) indirects (pas de contact entre le caloporteur et l’adsorbant). Ce travail s’appuie à la fois sur une partie expérimentale et numérique. A partir des premières expériences, la zéolithe 5A a été sélectionnée. Différentes conditions opératoires (composition de l’alimentation, température de désorption, débit de purge, durée du cycle, étapes de pré-refroidissement / pré-chauffage,...) ont alors été testées à partir d’un mélange N2-CO2 afin d’obtenir un compromis optimal entre les critères de performance. D’autres configurations ont ensuite été testées au moyen d’un modèle numérique préalablement validé à partir d’expériences. En phase d’adsorption, la température d’alimentation et la température initiale du lit n’ont que peu d’influence sur les performances de l’adsorbeur. Grâce à une étude paramétrique effectuée pour des cycles, des conditions opératoires optimales, notamment avec une étape de pré-refroidissement, ont été déterminées pour cette application spécifique. Les résultats ainsi obtenus sont tout à fait encourageants puisqu’ils ont permis de mettre en évidence des performances comparables à celles des procédés de référence d’absorption par amine.
Author: Jérôme Mérel
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Languages : fr
Pages : 179
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Face à l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre, le captage post-combustion du CO2 associé à son stockage est une solution technologique prometteuse. Différentes méthodes sont actuellement développées dont l’adsorption qui fait l’objet de cette étude. Ce travail concerne l’utilisation d’un procédé TSA (Temperature Swing Adsorption) pour le captage post-combustion du CO2. Ce procédé fait appel à un adsorbeur équipé d’un échangeur interne permettant un chauffage (vapeur d’eau) et refroidissement (circulation d’eau) indirects (pas de contact entre le caloporteur et l’adsorbant). Ce travail s’appuie à la fois sur une partie expérimentale et numérique. A partir des premières expériences, la zéolithe 5A a été sélectionnée. Différentes conditions opératoires (composition de l’alimentation, température de désorption, débit de purge, durée du cycle, étapes de pré-refroidissement / pré-chauffage,...) ont alors été testées à partir d’un mélange N2-CO2 afin d’obtenir un compromis optimal entre les critères de performance. D’autres configurations ont ensuite été testées au moyen d’un modèle numérique préalablement validé à partir d’expériences. En phase d’adsorption, la température d’alimentation et la température initiale du lit n’ont que peu d’influence sur les performances de l’adsorbeur. Grâce à une étude paramétrique effectuée pour des cycles, des conditions opératoires optimales, notamment avec une étape de pré-refroidissement, ont été déterminées pour cette application spécifique. Les résultats ainsi obtenus sont tout à fait encourageants puisqu’ils ont permis de mettre en évidence des performances comparables à celles des procédés de référence d’absorption par amine.
Author: François Guilhamassé
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Languages : fr
Pages : 0
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Pour faire face à l'augmentation des émissions de CO2 dans l'atmosphère à cause de la production électrique dans des centrales à charbon, le captage en post-combustion au moyen d'un procédé VSA est une solution envisageable. Les adsorbants utilisés dans notre étude sont la TEPA imprégnée sur SiO2, les oxydes de terre rare et le MOF (Metal Organic Frameworks) SIM-1. Pour chaque adsorbant, une étude du perçage puis de la régénération a été effectuée à partir d'une alimentation composée de 15%vol de CO2 et de N2. De ces essais, les conditions opératoires des cycles VSA ont été établies (durées des phases courtes, pas de circulation de purge). En cycle, les performances sont comparées à celle du procédé d'absorption avec la monoéthénolamine. La pureté du désorbat varie de 89,2%vol à 97,2%vol selon les adsorbants et les conditions opératoires. Elle est inférieure à celle du procédé d'absorption (99%vol) mais est correcte pour le transport et le stockage. Le taux de captage évolue de 87,2% à 94,9% (absorption : 98%). La consommation énergétique est inférieure à celle du procédé avec la MEA (de 1,53 à 3,45 MJ.kgCO2 1 pour notre procédé et 3,7 MJ.kgCO2¬1 pour l'absorption) Enfin la productivité est du même ordre de grandeur que celle d'autres procédés VSA de la littérature. Avec le modèle numérique, une étude locale de l'adsorbeur a été menée. Puis grâce à une étude paramétrique, des conditions optimales en cycle ont été déterminées. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence des performances comparables avec les autres procédés VSA de la littérature. De plus, notre procédé est beaucoup moins énergivore que le procédé d'absorption mais la pureté du désorbat et le taux de captage en CO2 restent inférieurs.
Author: Marc Clausse
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Languages : fr
Pages : 179
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Ce travail concerne l’utilisation d’un nouveau procédé TSA (Temperature Swing Adsorption) pour le traitement d’effluents gazeux. Ce nouveau procédé fait appel à un adsorbeur équipé d’un échangeur interne. La phase de chauffage (désorption) est assurée par condensation de vapeur d’eau tandis que lors du refroidissement (adsorption) de l’eau du réseau circule dans l’échangeur. Une étude expérimentale en mono et multiconstituants (CO2 et/ou C2H6) a permis de mettre en évidence l’intérêt d’un chauffage rapide de l’adsorbeur pour obtenir un enrichissement important des produits désorbés. Le comportement local de ce nouvel adsorbeur a été comparé à celui d’un adsorbeur TSA conventionnel au moyen d’un modèle numérique préalablement validé à partir d’expériences. En phase d’adsorption, la température d’alimentation et de la température initiale du lit n’ont que peu d’influence sur les performances du nouvel adsorbeur. En phase de désorption, une température de chauffage élevée aboutit à une diminution de la durée de l’étape, contrairement au cas d’un adsorbeur conventionnel. Grâce à une étude paramétrique effectuée pour des cycles, une plage de conditions opératoires (température de désorption, débits de purge) a été déterminée pour une application spécifique. Enfin, une pré-étude sur la capture de toluène a été réalisée en vue d’évaluer l’utilité de ce procédé pour la capture de composés organiques volatils (COV). Le fort enrichissement (160) obtenu en désorption permet d’augmenter la température de rosée et ainsi de faciliter sa récupération.
Author: Bishan Meghani
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Languages : en
Pages :
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Author: Tran Thanh Tai Nguyen
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Category : Adsorption
Languages : en
Pages : 0
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Carbon capture utilization and storage (CCUS) play a crucial contribution in reducing CO2 emissions and obtaining net-zero emission by 2050. Adsorbent-based technology offers an opportunity to separate CO2 under mild regeneration conditions. However, low CO2 concentration and water vapour in the flue gas make it challenging to separate CO2. In this thesis, CALF-20, a water-stable metal-organic framework (MOF), was characterized and demonstrated for humid post-combustion CO2 capture. Single-component CO2 and N2 isotherms were measured at various pressures and temperatures using volumetric and gravimetric methods. The dual-site Langmuir model was used to describe the CO2 and N2 isotherms. The adsorption equilibrium of water was measured from 0%-100% relative humidity (RH) at various temperatures using thermogravimetry analysis and volumetric methods. A hysteresis loop was observed from 8%-22% RH. The Quadratic-Langmuir model was used to describe water isotherms. The competitive loadings of CO2 and N2 were quantified by performing both adsorption and desorption dynamic column breakthrough (DCB) experiments. The CO2 loading barely changed under the competition of N2. The adsorption and desorption DCB of water were also performed. Multiple transitions corresponding to the shape of the isotherm were observed in the water DCB curves. A one-dimensional column model, including all dispersion, convection, heat transfer and pressure drop, was used to describe the adsorption dynamic in the column. The competitive loadings of CO2 and H2O were collected using both thermogravimetry analysis and dynamic column breakthrough techniques. At RH
Author: Douglas M. Ruthven
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 9780471866060
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 466
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The first up-to-date summary and review for the fundamental principles and industrial practice of adsorption separation processes in more than 30 years. Emphasizes the understanding of adsorption column dynamics and the modeling of adsorption systems, as well as fundamental aspects of kinetics and equilibria.
Author: Kevin R. Wood
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 3527344691
Category : Science
Languages : en
Pages : 434
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Book Description
A comprehensive resource to the construction, use, and modification of the wide variety of adsorptive and chromatographic separations Design, Simulation and Optimization of Adsorptive and Chromatographic Separations offers the information needed to effectively design, simulate, and optimize adsorptive and chromatographic separations for a wide range of industrial applications. The authors?noted experts in the field?cover the fundamental principles, the applications, and a range of modeling techniques for the processes. The text presents a unified approach that includes the ideal and intermediate equations and offers a wealth of hands-on case studies that employ the rigorous simulation packages Aspen Adsorption and Aspen Chromatography. The text reviews the effective design strategies, details design considerations, and the assumptions which the modelers are allowed to make. The authors also cover shortcut design methods as well as mathematical tools that help to determine optimal operating conditions. This important text: -Covers everything from the underlying pheonmena to model optimization and the customization of model code -Includes practical tutorials that allow for independent review and study -Offers a comprehensive review of the construction, use, and modification of the wide variety of adsorptive and chromatographic separations -Contains contributions from three noted experts in the field Written for chromatographers, process engineers, ehemists, and other professionals, Design, Simulation and Optimization of Adsorptive and Chromatographic Separations offers a comprehensive review of the construction, use, and modification of adsorptive and chromatographic separations.
Author: Abdel Salam Hamdy Makhlouf
Publisher: Springer Nature
ISBN: 3030680312
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 870
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Book Description
This book discusses the recent advances in the wastes recycling technologies to provide low-cost and alternative ways for nanomaterials production. It shows how carbon nanomaterials can be synthesized from different waste sources such as banana fibers, argan (Argania spinosa) seed shells, corn grains, camellia oleifera shell, sugar cane bagasse, oil palm (empty fruit bunches and leaves) and palm kernel shells. Several nanostructured metal oxides (MnO2, Co3O4,....) can be synthesized via recycling of spent batteries. The recovered nanomaterials can be applied in many applications including: Energy (supercapacitors, solar cells, etc.) water treatments (heavy metal ions and dyes removal) and other applications. Spent battery and agriculture waste are rich precursors for metals and carbon, respectively. The book also explores the various recycling techniques, agriculture waste recycling, batteries recycling, and different applications of the recycled materials.
