Assas Recherche | Conception et dimensionnement de réacteurs-échangeurs microstructurés pour la production de gaz de synthèse par vaporeformage du méthane

Conception et dimensionnement de réacteurs-échangeurs microstructurés pour la production de gaz de synthèse par vaporeformage du méthane (Document en Français)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse confidentielle jusqu'au 31/10/2015.

Informations sur les contributeurs

Auteur : Mbodji Mamadou

Mbodji, Mamadou

Nom

Mbodji

Prénom

Mamadou

Nationalité

Date de soutenance : 02-10-2013

Directeur(s) de thèse : Falk Laurent

Falk, Laurent

Nom

Falk

Prénom

Laurent

- Commenge Jean-Marc

Commenge, Jean-Marc

Nom

Commenge

Prénom

Jean-Marc

Etablissement de soutenance : Université de Lorraine

Université de Lorraine

Nom

Université de Lorraine

Laboratoire : Laboratoire réactions et génie des procédés

Laboratoire réactions et génie des procédés

Nom

Laboratoire réactions et génie des procédés

Ecole doctorale : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement

RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement

Nom

RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement

Informations générales

Discipline : Génie des procédés et des produits
Classification : Génie chimique, technologies alimentaires

Mots-clés libres : Reformage du méthane, Acquisition de données cinétique, Dimensionnement échangeur réacteur microstructuré, Gaz de synthèse, Hydrogène, Intensification de procédé
Mots-clés :

Microréacteurs chimiques - Construction
Reformage catalytique
Cinétique chimique
Méthane
Gaz de synthèse

Résumé : L'efficacité globale du procédé de vaporeformage du gaz naturel est affectée par la limitation au transfert thermique au sein du lit catalytique et la génération d'un excès de vapeur d'eau non valorisable. Une des clés possibles pour le rentabiliser davantage consiste à optimiser les transferts thermiques en faisant évoluer le design du réacteur. Un échangeur-réacteur microstructuré a ainsi été retenu. Cet appareil de par la taille submillimétrique de ses canaux permet d'intensifier les transferts de chaleur et de matière. Cependant, la modification de l'architecture traditionnelle oblige à développer de nouveaux catalyseurs (MgAl2O4) déposables dans les microcanaux et permettant d'atteindre conversion élevées (80%, 20 bar, 850°C) à faibles temps de passage (150 ms). La faisabilité du concept et la performance des catalyseurs ont été validées sur un canal dans les conditions industrielles du procédé. Un modèle de réacteur piston hétérogène a été utilisé pour estimer la cinétique de la réaction de reformage. Pour le design de l'échangeur-réacteur, deux approches de modélisation ont été développées en considérant l'équilibre thermodynamique à la surface du catalyseur ou en tenant compte du couplage entre la réaction et les transferts de chaleur et de matière. La simulation de ces modèles a permis de proposer la géométrie des canaux qui correspond au design optimal. Deux méthodologies de design ont été développées ainsi qu'un modèle permettant d'interpréter les résultats expérimentaux en tenant compte de la possibilité du bouchage des canaux. L'échangeur-réacteur fabriqué permet de réduire le coût de production pour une unité fonctionnant sans export de vapeur

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2013LORR0256
Type de ressource : Thèse

Fiche descriptive