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Etude Et Modelisation Dun Reacteur De Production Dhydrogene Par Decomposition Catalytique Du Methane
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Book Synopsis Étude et modélisation d'un réacteur de production d'hydrogène par décomposition catalytique du méthane by : Hector Osuna Sanchez
Download or read book Étude et modélisation d'un réacteur de production d'hydrogène par décomposition catalytique du méthane written by Hector Osuna Sanchez and published by . This book was released on 2005 with total page 143 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de ce travail est l'étude de la faisabilité d'un procédé de production d'hydrogène sans monoxyde de carbone par craquage catalytique du méthane en mode de fonctionnement périodique. Le catalyseur (Pt/CeO2/Al2O3) est disposé dans un lit fixe à l'intérieur d'un réacteur tubulaire. Trois catalyseurs ont été testées et comparées. Le fonctionnement périodique se compose de deux étapes. La première étape consiste à injecter du méthane produisant de l'hydrogène et accumulant des espèces carbonées dans le support par un phénomène de transfert entre le platine et la cérine (CeO2). Cette étape entraîne une désactivation du catalyseur. La deuxième étape consiste à régénérer le catalyseur par élimination des espèces carbonées adsorbées au moyen d'une oxydation sous air. Le montage a permis de réaliser des tests avec environ 25 g de catalyseur (hauteur de lit, 25 cm; diamètre interne du tube, 1 cm). Les débits de gaz sont de l'ordre de 1 NL/min. Les produits gazeux observés sont H2, H2O, CO2 et CO. La taille de grains de catalyseur (300-400 μm) induit une faible perte de charge. Les paramètres influençant la conversion du méthane et le rendement en hydrogène sont: la température de travail, la durée des cycles et le rapport entre les quantités de méthane et d'oxygène injectés. La température du tube et du catalyseur ont été aussi mesurées afin de connaître les gradients thermiques radiaux en vue d'un dimensionnement de réacteur. Les pics de températures observés lors de l'étape de régénération (T ≈ 80 K) déconseillent des diamètres supérieures au centimètre. La production en hydrogène obtenue est faible est les teneurs maximales en CO sont élevées lors de l'étape de craquage, ce qui semble condamner à court terme de procédé. Avec les données obtenues, un modèle cinétique représentant les résultats expérimentaux a été proposé
Book Synopsis Production d’hydrogène et de noirs de carbone par décomposition thermique de gaz naturel dans des réacteurs solaires by : Sylvain Rodat
Download or read book Production d’hydrogène et de noirs de carbone par décomposition thermique de gaz naturel dans des réacteurs solaires written by Sylvain Rodat and published by . This book was released on 2010 with total page 151 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse propose une solution intéressante pour effectuer la transition vers une économie basée sur l’hydrogène via la dissociation solaire du gaz naturel. Dans le cadre du projet européen SOLHYCARB, ce procédé a été étudié extensivement. Au laboratoire CNRS-PROMES, deux réacteurs solaires à chauffage indirect (20 et 50 kWth) ont été conçus, fabriqués et testés au foyer du grand four solaire de 1 MW. Ils sont constitués d’un récepteur en graphite qui approche le comportement du corps noir. La réaction est mise en œuvre dans des sections tubulaires insérées dans l’absorbeur. Le réacteur solaire de 20 kW a essentiellement servi à l’étude de la réaction chimique et des performances en terme de conversion du méthane en fonction des conditions expérimentales. Une augmentation de température améliore la conversion du méthane tandis que l’augmentation du temps de séjour a un rôle important dans la dissociation de C2H2, le principal sous-produit. Le code cinétique Dsmoke a pu être validé pour la simulation de la réaction de craquage du méthane. Le réacteur solaire de 50 kW a été utilisé pour produire des quantités significatives de noirs de carbone afin d’analyser leur qualité. Le logiciel Fluent® a permis une optimisation énergétique du réacteur. Un procédé solaire industriel est étudié à l’échelle 10 MWth ; un plan de circulation des fluides est réalisé sur Prosim® et une analyse économique est menée. Le procédé solaire peut être compétitif avec les méthodes conventionnelles de production d’hydrogène : un coût de production de l’hydrogène de 1 dollards/kg est atteint pour un prix de vente du noir de carbone de 1.05 dollards/kg.
Book Synopsis Reformatage catalytique du méthane à la vapeur en lit fluidisé by : Tharapong Vitidsant
Download or read book Reformatage catalytique du méthane à la vapeur en lit fluidisé written by Tharapong Vitidsant and published by . This book was released on 1988 with total page 402 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La réaction catalytique de réformatage du méthane à la vapeur d'eau est très importante au plan industriel pour la production d'hydrogène et de gaz de synthèse pour le méthanol, l'ammoniac et autres dérivés carbonés oxygénés. La première partie du travail réside dans la recherche d'une loi cinétique pour le réformatage. Les expériences sont effectués dans un réacteur tubulaire isotherme fonctionnant en mode intégral avec un catalyseur du type Ni/Al2O3. Il apparaît que la réaction est d'ordre 1 par rapport au méthane et d'ordre 0 par rapport au méthane et d'ordre 0 par rapport à la vapeur d'eau et aux produits. Par ailleurs l'autre réaction importante est celle de conversion du CO par la vapeur d'eau. La deuxième partie de l'étude présente les résultats obtenus dans des réacteurs à lit fluidisé de 50 et 80 mm de diamètre. On a surtout examiné l'influence de la température, du rapport molaire H2O/CH4 à l'entrée du réacteur, du débit de gaz, et de la masse de catalyseur. Il ressort des données que les concentrations des différents produits et le taux de conversion du méthane évoluent dans le sens prévu par l'application des lois d'équilibre aux deux réactions principales.
Book Synopsis Étude expérimentale et modélisation dynamique d'un réacteur catalytique modulaire pour l'hydrogénation du CO2 en méthane by : Rasmey Try
Download or read book Étude expérimentale et modélisation dynamique d'un réacteur catalytique modulaire pour l'hydrogénation du CO2 en méthane written by Rasmey Try and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail s'inscrit dans le cadre Power-to-Gas, dont l'objectif est de stocker les surplus d'énergie électrique issus de sources renouvelables sous forme d'énergie chimique, en l'occurrence le méthane. L'intermittence de la production électrique requiert une certaine flexibilité du système de méthanation par rapport aux variations temporelles de conditions opératoires. Dans ce contexte, les travaux effectués au cours de cette thèse sont dédiés à l'étude du comportement dynamique d'un réacteur-échangeur de méthanation à lit fixe catalytique. Une maquette de réacteur finement instrumentée en thermocouples est conçue et permet l'étude expérimentale des performances du réacteur et de son comportement thermique en régime dynamique. En particulier, des phénomènes de fronts d'onde thermique, de dépassements et de réponses inverses sont retrouvés. Les paramètres hydrodynamiques et thermiques du lit ont été caractérisés expérimentalement. Une modélisation de la maquette de réacteur-échangeur est également établie et permet de simuler son fonctionnement. Les résultats expérimentaux sont comparés aux résultats de simulation, permettant l'analyse précise des comportements observés dans le réacteur.
Book Synopsis Numerical Modeling of Methane Decomposition for Hydrogen Production in a Fluidized Bed Reactor by : Maryam Younessi Sinaki
Download or read book Numerical Modeling of Methane Decomposition for Hydrogen Production in a Fluidized Bed Reactor written by Maryam Younessi Sinaki and published by . This book was released on 2014 with total page 145 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The decomposition of methane for hydrogen production is an attractive alternative to the established method of reforming. This process considerably reduces the emission of greenhouse gases, and its overall efficiency and cost are competitive. The decomposition of methane is performed with a catalyst to produce a substantial amount of hydrogen, and decrease the operating temperature. Between different catalysts available, carbon is selected in this study due to its low rate of decay and advantages such as low cost and availability. Also, a fluidized bed reactor operating in the particulate regime is employed due to the efficient contact between the catalyst and the gas. Consequently, hydrogen production from the thermocatalytic decomposition of methane in a particulate fluidized bed reactor of carbon particles is investigated. To obtain an appropriate design and operation for this process, the effect of different operating parameters and catalyst properties should be investigated on the performance. This aim can be achieved by modeling. A number of models with different complexities have been proposed for this process. Considering the objective of this thesis, a complex kinetic model is required to represent the effect of the catalyst properties. In literature, the kinetics is generally modeled with a global equation using experimental parameters. Since investigation on the effect of the properties of the catalyst is not feasible with this method, the detailed kinetic model with a surface reaction mechanism is employed in this study. Investigation on this surface mechanism is very limited, and only one of the models available in literature is determined to be appropriate. Nevertheless, this model has some important drawbacks. The major problem is that the specific surface area is considered as the only catalyst property affecting the activity of carbon. Experimental studies suggest that the activity of this catalyst is a function of its specific surface area and number of active sites, and neglecting either of these properties can lead to a high inaccuracy. Consequently, a new kinetic model is developed where a modified form of the available mechanism is used, and the number of active sites and the specific surface area of the catalyst are considered in the rate equations. It is noted that although several experimental investigations have been performed on the origin of the active sites, their quantity has not been acceptably determined yet. A method is presented in this study to estimate the number of active sites with the developed model and experimental data. To the best knowledge of the author, this is the first model to incorporate the effect of this parameter for carbon catalysts in the decomposition of methane and quantify its value. Another important problem of the model available in literature is its dependency on experimental measurements for determining the hydrodynamic characteristics of the fluidized bed. In this study, the hydrodynamics of the reactor is modeled with empirical correlations to obtain a complete representation of the process within the required accuracy, with minimal experimental requirements. The model is used to investigate the effect of different operating parameters and catalyst properties on the amount of the initial methane conversion. The operating parameters studied are the temperature, residence time, gas velocity, and composition of the feed gas. The catalyst properties considered are the particle size and pore volume, the number of active sites, and the percentage of fine particles in the bed. The effect of the variations of each of these factors in a certain range is investigated for a fluidized bed reactor operating at the onset of fluidization at nominal condition. The onset of fluidization is maintained by changing the inlet flow rate in a reactor of a specific size. The results show that, considering the range of variations in this study, the procedures that cause the highest improvement in conversion are: increasing the residence time, decreasing the size of particles, adding fine particles to the bed, increasing the temperature, using catalysts with high surface areas or large number of active sites, changing the inlet gas composition, and using catalysts with large pore volumes, respectively. It is noted that all of these improvements are associated with higher initial or operating costs. Therefore, changing each of these factors beyond a certain value is faced with economic and technical barriers. Consequently, the possibility and efficiency of using two factors simultaneously for achieving higher conversions was also investigated. The results can be used as a guideline to choose between several catalysts considering their characteristics, or to suggest appropriate operating conditions.
Book Synopsis CONCEPTION ET MISE EN UVRE D'UN REACTEUR DE CRAQUAGE LIT FLUIDISE SOUS PLASMA. ETUDE EXPERIMENTALE ET MODELISATION DANS LE CAS DES HYDROCARBURES ALIPHATIQUES by : MEHRDAD.. NIKRAVECH
Download or read book CONCEPTION ET MISE EN UVRE D'UN REACTEUR DE CRAQUAGE LIT FLUIDISE SOUS PLASMA. ETUDE EXPERIMENTALE ET MODELISATION DANS LE CAS DES HYDROCARBURES ALIPHATIQUES written by MEHRDAD.. NIKRAVECH and published by . This book was released on 1990 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: AU COURS DE CE TRAVAIL, NOUS NOUS SOMMES PROPOSES DE DEVELOPPER UN PROCEDE ORIGINAL BASE SUR L'EMPLOI D'UN PLASMA D'HYDROGENE POUR LA PRODUCTION D'UN FLUX DE RADICAUX A BASSE TEMPERATURE SUIVIE DE LA REACTION AVEC L'HYDROCARBURE. LE LIT FLUIDISE PERMET UN TRANSFERT ELEVE DE CHALEUR ET DE QUANTITE DE MOUVEMENT PLASMA/PARTICULES QUI REPOSE SUR LE FAIT QUE LES PROPRIETES DE TRANSFERT (VISCOSITE, CONDUCTIBILITE THERMIQUE) DU LIT FLUIDISE SONT SUPERIEURES A CELLES DU PLASMA. L'ORIGINALITE DU REACTEUR REPOSE SUR LA CONCEPTION D'UN LIT FLUIDISE ASSYMETRIQUE COMPRENANT UN COMPARTIMENT HAUTE TEMPERATURE, OU COMPARTIMENT DE TREMPE DU PLASMA, PERMETTANT LA DECOMPOSITION MODEREE DU METHANE EN RADICAUX CH#3, CH#2, H#O..., ET UN COMPARTIMENT DE MELANGEAGE HYDROCARBURE/FLUX DE RADICAUX, TREMPE PAR UN RIDEAU DE PARTICULES. CETTE TECHNIQUE ASSURE AINSI LE RESPECT DE LA CHIMIE ET DE LA THERMIQUE DU CRAQUAGE DES HYDROCARBURES. LE TAUX DE CONVERSION DU N-HEXADECANE, CHOISI COMME HYDROCARBURE MODELE, PEUT ATTEINDRE JUSQU'A 95% EN FONCTION DES PARAMETRES REACTIONNELS. LES PRODUITS DE LA REACTION SONT ESSENTIELLEMENT DES ALPHA-OLEFINES LINEAIRES. L'ETHYLENE ET LE PROPYLENE APPARAISSENT COMME LES PRINCIPAUX PRODUITS. LA FORMATION DU NOIR DE CARBONE EST NEGLIGEABLE. LE ROLE DE LA TEMPERATURE, DU TEMPS DE SEJOUR, DE LA NATURE DES PARTICULES, ET DES RADCAUX CH#O#3, CH#O#2, CH#O, H#O PRODUITS A PARTIR DE LA DECOMPOSITION DU METHANE A ETE MIS EN EVIDENCE. LE TAUX DE DECOMPOSITION DU METHANE SEUL ATTEINT 55% AVEC LA FORMATION DE L'ACETYLENE (FRACTION MOLAIRE: 55%) ET DE L'ETHYLENE (FRACTION MOLAIRE: 35%). NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE CINETIQUE BASE SUR LA THEORIE RADICALAIRE DE RICE QUI PERMET D'EXPLIQUER LA DISTRIBUTION DES PRODUITS ET LE TAUX DE CONVERSION EXPERIMENTAUX. CE MODELE CONFIRME LE ROLE INITIATEUR DES RADICAUX H#O, CH#O#3, C#2H#O#5 ET C#3H#O#6, AU COURS DES REACTIONS DE CRAQUAGE. IL DEMONTRE
Book Synopsis Élaboration, caractérisation et mise en œuvre d'un catalyseur dans le reformage du biogaz en vue de la production d'hydrogène vert by : Thanh Son Phan
Download or read book Élaboration, caractérisation et mise en œuvre d'un catalyseur dans le reformage du biogaz en vue de la production d'hydrogène vert written by Thanh Son Phan and published by . This book was released on 2020 with total page 206 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La production du biogaz ne cesse d'augmenter dans le monde entier. La combustion pour produire de la chaleur et de l'électricité, de même que la production du biométhane pour l'injection au réseau de gaz de ville sont les deux applications industrielles majeures du biogaz. La recherche actuelle sur la valorisation du biogaz se focalise sur la production des produits à haute valeur ajoutée comme l'hydrogène pour la mobilité. C'est l'objectif principal du projet VABHYOGAZ3, financé par ADEME, qui vise à déployer la production d'H2 à partir du biogaz dans le Tarn. Le procédé de reformage du biogaz adopté par les partenaires industriels du projet VABHYOGAZ3 est le vaporeformage, qui est couramment utilisé dans l'industrie pour reformer le gaz naturel, et qui est un procédé fortement énergivore. Cette thèse a pour objectif de développer des catalyseurs performants pour le reformage à sec du méthane (RSB : conversion de CH4 et CO2 en syngas - mélange de CO et H2) et pour le tri-reformage du méthane (Tri-RB : conversion de CH4, CO2, H2O et O2 en syngas). Le but ultime est d'optimiser l'efficacité énergétique du procédé global de la production d'H2 via le reformage du biogaz, qui est indispensable pour rendre ce procédé économiquement viable. En fait, les catalyseurs en RSB et Tri-RB ont souvent le problème de désactivation catalytique en raison du dépôt de coke et du frittage thermique à haute température (> 700°C). L'obtention d'un catalyseur performant sous les conditions sévères de RSB et Tri-RB est crucial pour le déploiement de ces procédés à large échelle industrielle. Dans un premier temps, une étude sur la thermodynamique des procédés globaux de la production d'H2 via le reformage du biogaz a été effectuée. Les bilans de matière et d'énergie de ces procédés ont aussi été réalisés par la simulation sur Aspen Plus. Ensuite, différents catalyseurs à base de nickel supporté sur les supports d'hydroxyapatite (HAP) et d'hydroxyapatite substituée au Mg (Mg_HAP) ont été préparés et caractérisés. Les supports à base d'HAP sont considérés comme des nouveaux matériaux catalytiques qui ont des propriétés appropriées en catalyse hétérogène, en particulier pour des procédés à haute température tels que RSB et Tri-RB. Dans cette étude, les supports HAP ayant les rapports molaires de Ca/P de 1,55, 1,67 et 1,75, et Mg_HAP (substitution de 2,2, 5,8 et 8,5% de Ca par Mg) ont été synthétisés. Ces supports ont été dopés avec 5% en masse de Ni par imprégnation à sec. Ces catalyseurs ont été évalués dans les deux réactions de RSB et Tri-RB dans un réacteur à lit fixe. Une étude paramétrique sur l'influence des conditions opératoires incluant la température, la pression totale, le débit d'alimentation du biogaz, et le rapport molaire de la vapeur d'eau sur méthane (S/C) et d'oxygène sur méthane (O/C), a été effectuée. L'objectif a été de comparer et d'identifier les meilleurs catalyseurs et les meilleurs conditions opératoires. Les bilans de matières ont été établis. Les raisons de la désactivation catalytique ont été mises en évidence. Enfin, la stabilité catalytique des meilleurs catalyseurs a été étudiée pendant 150-300 h de réaction. Les résultats obtenus montrent que les catalyseurs à base de Ni supporté sur HAP ou Mg_HAP sont compétitifs par rapport aux meilleurs catalyseurs identifiés dans la littérature. Ce travail confirme également l'intérêt de l'utilisation des nouveaux supports à base d'HAP dans la catalyse hétérogène et en particulier dans les procédés à haute température.
Book Synopsis Contribution à l'étude de la décomposition catalytique du peroxyde d'hydrogène liquide par l'argent by : Jean-Pierre Vantelon
Download or read book Contribution à l'étude de la décomposition catalytique du peroxyde d'hydrogène liquide par l'argent written by Jean-Pierre Vantelon and published by . This book was released on 1975 with total page 280 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA VITESSE DE DECOMPOSITION EST CONTROLEE PAR LA REACTION SUPERFICIELLE QUI EST PROPORTIONNELLE A LA SURFACE GEOMETRIQUE DU CATALYSEUR. ROLE IMPORTANT DE L'ION HO::(2)**(-) QUI EST TRES REACTIF. MISE AU POINT D'UN REACTEUR A LIT FIXE
Book Synopsis VALORISATION DU METHANE EN HYDROCARBURES SUPERIEURS PAR VOIE THERMIQUE by : CHRISTOPHE.. GUERET
Download or read book VALORISATION DU METHANE EN HYDROCARBURES SUPERIEURS PAR VOIE THERMIQUE written by CHRISTOPHE.. GUERET and published by . This book was released on 1993 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE EST UNE CONTRIBUTION AUX TRAVAUX EN COURS SUR LA VALORISATION DU METHANE, COMPTE TENU DE SON IMPORTANCE POTENTIELLE COMME MATIERE PREMIERE DE L'INDUSTRIE CHIMIQUE. LE BUT DE CE TRAVAIL EST DE PROGRESSER DANS LA COMPREHENSION DE LA REACTION DE COUPLAGE THERMIQUE DU METHANE. CE MEMOIRE PEUT ETRE DIVISE EN DEUX PARTIES: EXPERIMENTATION ET MODELISATION. NOUS AVONS PYROLYSE DES MELANGES CH#4-H#2 DANS UN REACTEUR CONSIDERE COMME FONCTIONNANT EN REGIME PISTON. LA TEMPERATURE DE PYROLYSE VARIE ENTRE 1200#OC ET 1400#OC AVEC UN TEMPS DE SEJOUR COMPRIS ENTRE 0,1 ET 1 SECONDE SOUS 1 ATMOSPHERE. DANS CES CONDITIONS, LA PYROLYSE CONDUIT A LA FORMATION D'ACETYLENE, D'ETHYLENE, DE BENZENE ET D'HYDROGENE COMME PRODUITS PRINCIPAUX ET A LA FORMATION DE COKE COMME PRODUIT INDISERABLE. L'ENJEU GLOBAL DE CETTE ETUDE EST DONC DE TROUVER LE MEILLEUR COMPROMIS ENTRE UNE CONVERSION SUFFISANTE DU METHANE ET UN TAUX DE COKE ACCEPTABLE. DANS CE BUT LES EFFETS DE LA TEMPERATURE, DU TEMPS DE SEJOUR, DU TAUX DE DILUTION PAR L'HYDROGENE ET DE LA NATURE DU REACTEUR ONT ETE QUANTIFIES. LA REACTION DU COKAGE A EGALEMENT ETE ETUDIEE ET NOUS AVONS MONTRE L'EXISTENCE DE PLUSIEURS TYPES DE COKE SUR LES PAROIS DU REACTEUR. L'EFFET DE L'HYDROGENE SUR LES RENDEMENTS EN C#2 ET EN COKE A ETE SIMULE A L'AIDE D'UN SCHEMA CINETIQUE ET D'UN CODE DE CALCUL (CHEMKIN)
Book Synopsis Modélisation de la production d'hydrogène lors de la phase de renoyage des coeurs de réacteurs nucléaires en situation d'accidents graves by : Vincent Claude Lacour
Download or read book Modélisation de la production d'hydrogène lors de la phase de renoyage des coeurs de réacteurs nucléaires en situation d'accidents graves written by Vincent Claude Lacour and published by . This book was released on 2001 with total page 572 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'accident du réacteur nucléaire de Three Mile Island marque l'accélération des recherches sur les accidents graves. Elles permirent l'élaboration d'un code d'étude de scénarii (Modular Accident Analysis Program, MAAP) utilisé actuellement par Electricité de France. On s'intéresse ici aux accidents graves qui aboutissent à un découvrement du cœur d'un Réacteur à Eau Pressurisée. Pour éviter que de tels accidents dégénèrent, il est prévu de renoyer le cœur en injectant une forte quantité d'eau. Différentes études comparatives ont montré que les codes actuels (dont MAAP) étaient incapables de prédire le pic de production d'hydrogène expérimentalement constaté au cours de la phase de renoyage. L'accumulation de ce gaz entraîne un risque d'explosion pris en compte par l'installation de recombineurs catalytiques dans l'enceinte des réacteurs or leur dimensionnement dépend directement de la cinétique de production d'hydrogène. Cette thèse fait le point sur l'état des connaissances bibliographiques, analyse les modèles actuels de MAAP, propose de nouvelles modélisations puis les valide sur le cas réacteur TMI et les expériences QUENCH du Forschungszentrum de Karlsruhe. Ces travaux ont conduit au changement de la loi d'oxydation du Zircaloy de MAAP à très haute température, à l'écriture d'un modèle de thermohydraulique diphasique simplifié ainsi qu'à l'élaboration d'un modèle automatique d'augmentation de la surface oxydable dut à la fissuration des gaines lors de la phase de renoyage. Ce dernier est basé sur des calculs effectués avec le code ZEBULON de l'Ecole des Mines de Paris et les constatations expérimentales du programme QUENCH. Ces modèles permettent une nette amélioration des simulations par rapport à la version standard de MAAP. Cette étude se limite aux parties du cœur où les crayons combustibles ne se sont pas écroulés.
Book Synopsis Modelling and Experimental Study of Methane Catalytic Cracking as a Hydrogen Production Technology by : Ashraf Mukhtar Lotfi Amin
Download or read book Modelling and Experimental Study of Methane Catalytic Cracking as a Hydrogen Production Technology written by Ashraf Mukhtar Lotfi Amin and published by . This book was released on 2011 with total page 249 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Production of hydrogen is primarily achieved via catalytic steam reforming, partial oxidation, and auto-thermal reforming of natural gas. Although these processes are mature technologies, they are somewhat complex and CO is formed as a by-product, therefore requiring a separation process if a pure or hydrogen-rich stream is needed. As an alternative method, supported metal catalysts can be used to catalytically decompose hydrocarbons to produce hydrogen. The process is known as catalytic cracking of hydrocarbons. Methane, the hydrocarbon containing the highest percentage of hydrogen, can be used in such a process to produce a hydrogen-rich stream. The decomposition of methane occurs on the surface of the active metal to produce hydrogen and filamentous carbon. As a result, only hydrogen is produced as a gaseous product, which eliminates the need of further separation processes to separate CO2 or CO. Nickel is commonly used in research as a catalyst for methane cracking in the 500-700C temperature range. To conduct methane catalytic cracking in a continuous manner, regeneration of the deactivated catalyst is required and circulation of the catalysts between cracking and regeneration cycles must be achieved. Different reactor designs have been successfully used in cyclic operation, such as a set of parallel fixed-bed reactors alternating between cracking and regeneration, but catalyst agglomeration due to carbon deposition may lead to blockage of the reactor and elevated pressure drop through the fixed bed. Also poor heat transfer in the fixed bed may lead to elevated temperature during the regeneration step when carbon is burned in air, which may cause catalyst sintering. A fluidized bed reactor appears as a viable option for methane catalytic cracking, since it would permit cyclic operation by moving the catalyst between a cracker and a regenerator. In addition, there is the possibility of using fine catalyst particles, which improves catalyst effectiveness. The aims of this project were 1) to develop and characterize a suitable nickel-based catalyst and 2) to develop a model for thermal catalytic decomposition of methane in a fluidized bed.
Book Synopsis Production d'hydrogène par vapo-reformage de méthanol by : Leonardo Esteban Pacheco Sandoval
Download or read book Production d'hydrogène par vapo-reformage de méthanol written by Leonardo Esteban Pacheco Sandoval and published by . This book was released on 2012 with total page 165 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le but de cette étude numérique est d'analyser l'impact de générateurs de turbulence (ailettes décalées OSF avec dépôt catalytique CuO/ZnO/Al2O3) sur le taux de conversion du méthanol et sur la sélectivité de la réaction catalytique. Une revue bibliographique du vapo-reformage du méthanol a permis de retenir le modèle cinétique chimique développé par Peppley (1997), basé sur les équations SRM, WGS et de la décomposition du méthanol. Une approche longitudinale (1-D) d'un réacteur isotherme permet la validation du modèle cinétique à l'aide de mesures expérimentales (issues de la littérature) dans différentes conditions opératoires. Une étude de sensibilité des paramètres significatifs (température, pression, ratio H2O/CH3OH, etc...) est, ensuite, présentée. Une approche bi-dimensionnelle (2-D) permet d'observer l'influence de la géométrie du réacteur et du catalyseur, ainsi que l'identification de zones internes favorisant certaines réactions (parfois de manière couplée) dans le processus vapo-reformage du méthanol. L'étude de l'influence des générateurs de turbulence sur le taux de conversion du méthanol et la sélectivité de la réaction catalytique est, finalement, abordée. Deux aspects sont étudiés : l'aspect "écoulement" et l'aspect "distribution de la surface réactive". Un réacteur composé d'inserts enduits de catalyseur (ailettes décalées OSF) est comparé à un canal vide. De prometteurs résultats numériques ont été obtenus.
Book Synopsis PRODUCTION CATALYTIQUE D'HYDROGENE PAR GAZEIFICATION DE LA BIOMASSE DANS UN REACTEUR A LIT FLUIDISE EN PRESENCE DE VAPEUR D'EAU by : SERGIO.. RAPAGNA
Download or read book PRODUCTION CATALYTIQUE D'HYDROGENE PAR GAZEIFICATION DE LA BIOMASSE DANS UN REACTEUR A LIT FLUIDISE EN PRESENCE DE VAPEUR D'EAU written by SERGIO.. RAPAGNA and published by . This book was released on 1996 with total page 131 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE DEVELOPPE LA POSSIBILITE DE PRODUCTION CATALYTIQUE D'HYDROGENE PAR GAZEIFICATION DE LA BIOMASSE DANS UN REACTEUR A LIT FLUIDISE EN PRESENCE DE VAPEUR D'EAU. LE PREMIER CHAPITRE EST CONSACRE A UNE REVUE SUR L'ETAT DE L'ART DANS CE DOMAINE. LE CHAPITRE DEUX DECRIT LA FLUIDODYNAMIQUE A HAUTE TEMPERATURE D'UN LIT FLUIDISE EN FONCTIONNEMENT. LA QUALITE DE LA FLUIDISATION EST FORTEMENT DEPENDANTE DE LA TEMPERATURE. CECI A UNE INFLUENCE IMPORTANTE SUR LE COMPORTEMENT DU LIT FLUIDISE COMME REACTEUR ET SUR LA CINETIQUE CHIMIQUE. DES RESULTATS SONT DONNES: SUR L'EFFET DE LA TEMPERATURE DANS LE DOMAINE DE GAZEIFICATION DE LA BIOMASSE, SUR LA CONDITION MINIMALE DE FLUIDISATION ET SUR LE SEUIL DE BULLAGE. LA QUALITE DE LA FLUIDISATION EST CARACTERISEE PAR LES FLUCTUATIONS DE PRESSION DANS LE LIT. LE CHAPITRE TROIS DECRIT LA CONSTRUCTION ET LE FONCTIONNEMENT D'UN PILOTE DE LABORATOIRE POUR LA GAZEIFICATION DE LA BIOMASSE (COQUE D'AMANDES). LES EFFETS DES PRINCIPALES VARIABLES (TAILLE DES PARTICULES DE BIOMASSE, TEMPERATURE DE TRAVAIL, RAPPORT VAPEUR D'EAU/BIOMASSE) SUR LA PRODUCTION DE GAZ SONT REPORTES. LE BUT ULTIME DE CETTE INVESTIGATION EST D'OPTIMISER LA PRODUCTION D'HYDROGENE. LE CHAPITRE QUATRE REPORTE LE DEVELOPPEMENT DE CATALYSEURS NECESSAIRES A OPTIMISER CETTE PRODUCTION D'HYDROGENE PAR VAPO OU OXYCRAQUAGE DES HYDROCARBURES, PRODUITS DANS LA GAZEIFICATION, EN MONOXYDE DE CARBONE ET HYDROGENE
Book Synopsis Production d'hydrogène par l'oxydation partielle catalytique du propane by : Céline Hognon
Download or read book Production d'hydrogène par l'oxydation partielle catalytique du propane written by Céline Hognon and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'hydrogène est envisagé comme vecteur énergétique pour le futur. En effet, son utilisation par oxydation dans les piles à combustible ne produit que de la vapeur d'eau et permet la production d'électricité et de chaleur. L'oxydation partielle des hydrocarbures, réaction exothermique, peut être une alternative ou un complément au vaporeformage (endothermique) pour la génération d'hydrogène. L'intérêt du propane, par rapport au méthane, est qu'il se liquéfie à une pression relativement faible. L'objectif de ce travail est l'étude cinétique de l'oxydation partielle catalytique du propane. C'est une réaction complexe : son mécanisme comporte des réactions catalytiques de surface couplées à des réactions en phase gazeuse par l'intermédiaire de radicaux. La réaction a été étudiée dans un réacteur auto-agité catalytique. Dans un premier temps une étude expérimentale a été réalisée sans catalyseur. Un mécanisme homogène a pu ainsi être validé. Ensuite, cette même réaction a été étudiée en présence de pastilles d'oxyde de cérium. Un mécanisme hétérogène a été écrit en utilisant le formalisme d'Eley-Rideal et celui de Langmuir-Hinshelwood. Les données cinétiques ont été estimées selon une méthode originale basée sur la théorie de Benson. En comparant les résultats expérimentaux et ceux issus de la simulation (effectués avec Chemkin®/Chemkin Surface®), un mécanisme hétéro-homogène a été validé sur un large domaine de conditions opératoires.
Book Synopsis Conception et optimisation d'un réacteur-échangeur structuré pour l'hydrogénation du dioxyde de carbone en méthane de synthèse dédié à la filière de stockage d'énergie électrique renouvelable by : Julien Ducamp
Download or read book Conception et optimisation d'un réacteur-échangeur structuré pour l'hydrogénation du dioxyde de carbone en méthane de synthèse dédié à la filière de stockage d'énergie électrique renouvelable written by Julien Ducamp and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Découverte en 1902, la méthanation du C02 reçoit un intérêt grandissant pour son application aux procédés de stockage d'énergie électrique nécessaires au développement des énergies renouvelables. Sa mise en œuvre requiert le développement de réacteurs catalytiques innovants répondant au cahier des charges de cette application. Ces travaux sont dédiés à l'étude et l'optimisation de trois types de réacteurs-échangeurs conçus au cours de cette thèse :-un réacteur à lit fixe annulaire, -un réacteur à lit fixe milli-structuré et un réacteur à mousses métalliques supports de catalyseur. Leurs performances globales sont déterminées expérimentalement. La désactivation du catalyseur est étudiée et ses causes identifiées. Une modélisation des trois réacteurs permet la simulation de leur fonctionnement. Les propriétés hydrodynamiques et thermiques de leurs structures internes et les vitesses de réaction sont caractérisées expérimentalement. Les résultats numériques des simulations sont comparés aux expériences et complètent l'étude du comportement des réacteurs. Les modèles identifiés permettent finalement d'étudier les limites et les potentiels de ces réacteurs.
Book Synopsis ETUDE EXPERIMENTALE DE LA REACTION DE COUPLAGE OXYDANT DU METHANE A L'AIDE D'UN REACTEUR CONTINU AGITE A SURFACE CATALYTIQUE VARIABLE by : PASCAL.. BARBE
Download or read book ETUDE EXPERIMENTALE DE LA REACTION DE COUPLAGE OXYDANT DU METHANE A L'AIDE D'UN REACTEUR CONTINU AGITE A SURFACE CATALYTIQUE VARIABLE written by PASCAL.. BARBE and published by . This book was released on 1993 with total page 500 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE COUPLAGE OXYDANT DU METHANE EN PRESENCE D'OXYDES METALLIQUES APPARAIT COMME L'UNE DES VOIES LES PLUS PROMETTEUSES DE TRANSFORMATION CHIMIQUE DIRECTE DU GAZ NATUREL EN ETHYLENE. CEPENDANT, EXPERIMENTALEMENT, UN RENDEMENT SUPERIEUR A 25% N'A JAMAIS PU ETRE ATTEINT. IL A ETE SUGGERE QUE CETTE LIMITE POURRAIT ETRE DUE AUX REACTIONS RADICALAIRES EN PHASE GAZEUSE ENTRANT EN COMPETITION AVEC LES REACTIONS CATALYTIQUES HETEROGENES, REPUTEES A PRIORI PLUS SELECTIVES. LE BUT DE LA THESE, EFFECTUEE DANS LE CADRE DU CONSORTIUM ACTANE, CONSISTE PRECISEMENT A OBTENIR DES DONNEES EXPERIMENTALES SUSCEPTIBLES D'ECLAIRER LA NATURE DE CETTE REACTION. A CETTE FIN, UN REACTEUR D'UN TYPE NOUVEAU A ETE CONCU, QUI PERMET D'UNE PART DE FAIRE VARIER LE RAPPORT DE LA SURFACE CATALYTIQUE ET DU VOLUME DE LA PHASE GAZEUSE, ET D'AUTRE PART D'OPERER A DES TEMPERATURES DIFFERENTES POUR LE CATALYSEUR ET POUR LA PHASE GAZEUSE. A L'AIDE DE CET OUTIL, UNE ETUDE PARAMETRIQUE DETAILLEE DE LA REACTION METHANE-OXYGENE EN PRESENCE ET EN L'ABSENCE D'OXYDE DE LANTHANE A ETE CONDUITE ENTRE 650 ET 900C. DEUX FAITS SAILLANTS RESSORTENT DE CETTE ETUDE: 1) LA SELECTIVITE DE LA REACTION PASSE PAR UN OPTIMUM VERS 850C; 2) LA PART HOMOGENE DE LA REACTION CROIT AVEC LA TEMPERATURE. L'ANALYSE DES RESULTATS OBTENUS CONFIRME LA NATURE HETERO-HOMOGENE DE LA REACTION DE COUPLAGE, APPORTE DES PRECISIONS SUR LES INTERACTIONS DES PROCESSUS REACTIONNELS VOLUMIQUES ET SURFACIQUES, ET LAISSE ENVISAGER A TERME UNE MODELISATION A CARACTERE FONDAMENTAL DE CETTE REACTION A LA FOIS RADICALAIRE ET CATALYTIQUE
Book Synopsis Recherches sur un procédé de conversion catalytique de méthane en hydrocarbures supérieurs by : Jürgen Haid
Download or read book Recherches sur un procédé de conversion catalytique de méthane en hydrocarbures supérieurs written by Jürgen Haid and published by . This book was released on 1997 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le méthane, de par ses réserves importantes, a un potentiel comme source d'énergie fossile propre et de matières premières. La plupart des gisements du gaz naturel sont éloignés des centres de consommation et pour leur valorisation, il faut diminuer le coût de transport du méthane. Un procédé de transformation du méthane en hydrocarbures liquides serait donc particulièrement intéressant. Une des voies prometteuses est une procédure non oxydante en deux étapes dont le principe consiste à envoyer un flux de méthane sur une surface métallique. On observe une adsorption de méthane avec simultanément un dégagement transitoire d'éthane et d'hydrogène. Dans une deuxième étape, on soumet la surface à un flux d'hydrogène et on constate une désorption des hydrocarbures supérieurs. Le travail est orienté selon deux axes, l'une expérimental, l'autre de modélisation. Nous avons d'abord construit un dispositif expérimental. Ensuite de nombreuses expériences ont été réalisées pour étudier l'influence des conditions opératoires (temperature, pression, débits. temps de cycle) et pour déterminer, si possible, leurs valeurs optimales. Dans l'objectif d'une étude de la stabilité du catalyseur et de l'influence de la pression, nous avons conçu un micro-pilote comportant un réacteur à lit fixe alimente par du méthane et de l'hydrogène en alternance. Et le recyclage de méthane. En outre nous avons proposé les solutions techniques envisageables du point de vue d'une application industrielle. En parallèle, nous avons développé des modèles cinétiques de complexité croissante pour décrire les observations expérimentales. Ces expériences ont servi de donnés pour déterminer les paramètres des modèles. Un premier modèle très simple nous permet de représenter correctement des tendances en considérant séparément les deux étapes. Un modèle plus complexe permet une représentation commune en termes de paramètres cinétiques et prend en compte plus d'hydrocarbures.
