Elaboration d'oxydes métalliques régénérables pour la combustion du gaz naturel en bouclage thermochimique (CLC)
par Sébastien Roux
Thèse de doctorat en Génie des procédés industriels
Sous la direction de Ammar Bensakhria et de Gérard Antonini.
Soutenue en 2006
à Compiègne .
- Réactivité
- Régénération
- Oxydes métalliques -- Thèses et écrits académiques
- Gaz naturel -- Thèses et écrits académiques
- Combustion -- Thèses et écrits académiques
- Traitement thermochimique -- Thèses et écrits académiques
- Gaz à effet de serre -- Thèses et écrits académiques
mots clés
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Résumé
L'usage d'un nouveau procédé appelé Chemical-Looping Combustion (CLC) représente une alternative sérieuse pour la production d'énergie propre avec captation du dioxyde de carbone. La combustion s'effectue grâce à l'oxygène d'un oxyde métallique et on obtient ainsi des produits de combustion composés exclusivement du gaz carbonique et de vapeur d'eau d'une part, et le métal utilisé d'autre part. Le gaz carbonique peut être piégé et séquestré, le métal obtenu est régénéré puis recyclé. Nous avons réalisé l'étude de la réactivité des porteurs d'oxygènes sur dix cycles, puis l'amélioration de leur régénération par l'ajout d'éléments dopant. La conversion du méthane a alors été étudiée sur un réacteur à lit fixe ( 1-10 kW). Une étude cinétique des réactions des différents porteurs d'oxygène en réduction et en ré-oxydation a ensuite été réalisée pour dix cycles. Enfin, nous avons présenté une modélisation phénoménologique du réacteur pour la combustion du méthane avec les porteurs d'oxygène.
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Titre traduit
Elaboration of new oxygen carriers for chemical looping combustion applications (CLC)
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Résumé
The use of a new process called Chemical-Looping Combustion (CLC) represents a serious alternative for a clean energy production with carbon dioxide captation. Combustion is carried out thanks to the oxygen of a metallic oxide instead of the oxygen of atmospheric air. Thus the products of combustion contain exclusively carbon dioxide and water vapour in one hand, and the used metal in the other hand. Carbon dioxide can be easily recovered and sequestrated; the metal is regenerated and recycled. We study the reactivity of various oxygen carriers tested for ten cycles, then the improvement of the regeneration of the oxygen carriers by doping elements addition. The methane conversion was studied in an installation equipped with a fixed bed reactor (1-10 kW). We present a kinetic study of the various oxygen carriers reduced with methane and reoxided with oxygen in air for ten cycles and a phenomenologic modelling of the reactor for the combustion of methane with the oxygen carriers.
