Thèse soutenue

Particules imprégnées : mise en œuvre et application aux procédés de séparation de mélanges gazeux en lit fixe
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Auteur / Autrice : Luis Fernando Madariaga Calles
Direction : Lionel ChoplinChristophe Castel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés et des produits
Date : Soutenance le 06/07/2009
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de génie chimique des milieux rhéologiquement complexes (Nancy)
Jury : Président / Présidente : Ulrich Traegner
Examinateurs / Examinatrices : Lionel Choplin, Christophe Castel, Ulrich Traegner, Raffaella Ocone, Francis Meunier, Eric Favre
Rapporteurs / Rapporteuses : Raffaella Ocone, Francis Meunier

Mots clés

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Résumé

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Ce travail de thèse repose sur l'étude d’un objet original : des particules solides poreuses imprégnées de liquide non volatil. L'objectif principal de cette thèse est de démontrer le potentiel d’un tel système pour des applications innovantes dans le domaine du traitement de gaz en lit fixe en particulier. Le premier axe de recherche de notre travail concerne l’étude détaillée des processus d’imprégnation de particules de silice par un liquide. Une partie importante du travail est dédiée à la caractérisation des particules imprégnées par une méthode innovante basée sur la rhéologie des poudres très sensible aux changements de surface qui permet de décrire de façon précise l’état d’une particule imprégnée et de comprendre la dynamique du processus d'imprégnation. Une évolution en trois étapes est proposée : adsorption du polymère, infiltration dans les pores et enrobage de la particule. Une seconde partie concerne une étude des propriétés thermodynamiques de plusieurs systèmes liquide – gaz pour identifier le type d’application et le type de composés pour lesquels ce système pourrait s'avérer intéressant. Le système N2-CO2 avec une amine polymère a été choisi pour l’étude expérimentale. Dans la dernière partie, un modèle du procédé est présenté pour simuler les performances de nos particules imprégnées en lit fixe. Ce modèle est validé avec nos résultats expérimentaux. L'objectif de ces simulations est d'identifier les conditions opératoires optimales des différents cycles d'absorption-désorption pour lesquelles les pourcentages de récupération et de concentration du CO2, pour notre application expérimentale, sont maximaux