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Soutenances

30 septembre : thèse Aras AHMADI (Dir. M. Meyer)

Modélisation de l’absorption réactive multiconstituant : application au traitement des gaz acides par des solvants aux alcanolamines

la soutenance aura lieu le 30 septembre à 10h à la salle des thèses de l’INP-ENSIACET (Site de Labège)

- Jury :

  • Pierre CEZAC (rapporteur)
  • Christine ROIZARD (rapporteur)
  • Michel MEYER (Dir. Thèse)
  • Xavier JOULIA (membre)
  • Pascal ALIX (membre)
  • Olivier BAUDOUIN (membre)
  • Michel PREVOST (membre)
  • David ROUZINEAU (membre)

- Mots clefs :

Absorption réactive multiconstituant, Captage du CO2 par amines, Modèle de non-équilibre électrolytique, Equations généralisées de Maxwell-Stefan, Transfert simultané de masse et de chaleur, Validation expérimentale

- Résumé :

Les gaz issus de la combustion des énergies fossiles dans les centrales électriques contiennent une grande variété de polluants tels que les gaz-acides et ne peuvent être rejetés directement dans l’atmosphère. Ces polluants gazeux doivent être traités par des méthodes de captage en postcombustion dans des colonnes d’absorption utilisant des solvants chimiques. L’objectif est donc de concevoir une unité d’élimination sélective des gaz-acides tels que CO2, H2S et COS en utilisant des solvants de la famille des alcanolamines.
Cette thèse développe dans un premier temps, un modèle de non-équilibre, adapté aux systèmes multiconstituants électrolytiques et réactifs, pour la représentation des colonnes d’absorption réactive. Le modèle comporte des modules pour représenter la thermodynamique en espèces vraies (espèces ioniques et moléculaires), le transfert simultané de masse et de chaleur, et les réactions chimiques. Les équations généralisées de Maxwell-Stefan sont utilisées pour quantifier les interactions multiconstituants lors de la diffusion. Le schéma réactionnel est intégralement pris en compte dans la phase liquide, et les réactions chimiques peuvent être cinétiquement contrôlées ou à l’équilibre chimique instantané. La séparation réactive en régime permanent est ainsi simulée avec une description rigoureuse des phénomènes de réaction-diffusion dans les films diffusionnels.
Dans un deuxième temps, une installation pilote de captage du CO2 par une solution aqueuse de diéthanolamine est mise en œuvre pour la validation expérimentale du modèle. La diéthanolamine a une forte réactivité vis-à-vis du CO2 ; ceci engendre un profil important de concentration du soluté dans la colonne. Le pilote est dédié à la validation de modèle, il est donc équipé de plusieurs unités d’échantillonnage gaz et liquide à différentes hauteurs de garnissage. Les profils longitudinaux de la concentration du CO2 en gaz et en liquide, de l’humidité absolue et de la température liquide peuvent être établis expérimentalement et être comparés avec ceux provenant de la simulation.
L’outil de simulation validé devient alors un outil de prédiction de l’efficacité des unités réelles de captage par l’absorption réactive.

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