Stockage et restitution dynamiques de Méthane sur des monolithes composites adsorbants

• Auteur / Autrice : Sébastien Biloé
• Direction : Sylvain Mauran
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Perpignan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gaz naturel -- Stockage

Méthane

Transfert de masse

Composites

Fibres de graphite

Charbon actif

Résumé

Deux objectifs majeurs ont guidé la réalisation de ce mémoire et ont pour but de contribuer à la faisabilité technique et économique du procédé de stockage et de restitution de méthane pour une application de véhicule de gaz naturel. Le premier objectif consistait à élaborer un matériau adsorbant qui réponde aux exigences de chaque phase dynamique de procédé. C'est dans ce but que nous avons mis en oeuvre au sein d'un réacteur solide/gaz de taille représentative, un nouveau monolithe composite adsorbant à base de charbon actif Maxsorb, et de graphite naturel expanse (GNE). Le charbon actif Maxsorb assure les bonnes propriétés adsorbantes du monolithe, alors que le GNE, très bon conducteur thermique, permet d'améliorer notablement le transfert conductif dans le monolithe adsorbant. Ces deux caractéristiques complémentaires assurent d'une part des phases très rapides de chargement, et d'autre part, la demande énergétique du vehicule avec une capacité de méthane délivrée de 100 V V-1 [exp. Moins un]. En revanche, la relative faible perméabilité des monolithes composites adsorbants pénalise légèrement les niveaux de performances lors de la phase de restitution pour des débits importants. Ainsi, la compréhension en vue de la maîtrise, des transfers de masse au sein de ces monolithes composites adsorbants constituait le deuxime objectif de ce mémoire. L'étude a reposé en grande partie sur les propriétés de transferts de masse de la matrix GNE seule, puisqu'elle est la matrice support du solide actif. Les résultats de cette étude s'appuient sur le modèle de Carman-Kozeny, dont la pertinence par rapport à d'autres modèles a été confirmée. Ces résultats ont montré que les faibles perméabilités de ces matrices son imputables principalement aux faibles diamètres des pores et à l'importante tortuosité de ce milieu poreux consolidé