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Exemples de réalisations

L'équipe TGLP développe des travaux à l’interface entre Énergétique, Procédés et Environnement, autour de la question de la décarbonisation des combustibles, des systèmes énergétiques et de la question de l’étude du cycle du carbone et pas seulement du devenir du dioxyde de carbone.

Absorption-désorption de gaz acides (CO2, H2S…), réalisation d’un code de calcul d’un régénérateur industriel
Efficacité énergétique et captage de co2 dans les centrales thermiques 
Etude technico-économique de la production d’hydrogène à partir de l’Electrolyse Haute Température (EHT)

Schéma de la colonne d’absorption à plateaux 

Coût de production des différents systèmes avec et sans captage de CO2

Schéma du Procédé EHT

Ce travail répondant à un besoin industriel a permis de développer une modélisation précise des phénomènes de transfert dans les colonnes d’absorption de gaz acides. Cette modélisation devra s’intégrer au sein des outils existants de simulation de ce procédé. La modélisation des phénomènes de transfert de chaleur et de matière utilise la théorie du double film modifié. Le film gaz est modélisé grâce aux équations de Stefan-Maxwell et le film liquide est modélisé avec une forme limite des équations de Stefan-Maxwell en milieux dilués : l’équation de Nernst-Planck.

Le code de calcul réalisé est implémenté au sein du simulateur DESULFO propriété de la société TOTAL et après confrontation avec des résultats expérimentaux, ce modèle est utilisé pour le dimensionnement de colonne d’absorption.

Réalisation, pour la première fois, d’une étude technico-économique complète (collaboration entre EDF et TGLP) pour évaluer le coût de production de l'électricité à partir des centrales au gaz naturel et au charbon avec le captage du CO2, et le coût par tonne de CO2 évitée, dans le contexte français. Trois systèmes ont été étudiés : un Cycle Combiné à Gazéification Intégrée (IGCC), une combustion conventionnelle de Charbon Pulvérisé (PC) et un Cycle Combiné au Gaz Naturel (NGCC). Les trois concepts majeurs liés à la récupération du CO2 ont été retenus. D’abord, le captage du CO2 en post-combustion à partir des fumées grâce à un solvant chimique de type alkanolamine. Ensuite, l’oxy-combustion qui consiste à brûler le combustible avec de l’oxygène séparé préalablement de l’azote de l’air.

Réalisation d’une étude des différents éléments techniques et économiques pour la production massive d’hydrogène par le procédé d’Electrolyse Haute Température (EHT) et examen de la possibilité d’utiliser différentes sources d’énergie thermique pour évaporer l’eau nécessaire au procédé. Parmi les sources d’énergie thermique envisagées, nous avons retenu les unités d’incinération de biomasse et de déchets ménagers, les réacteurs nucléaires à « Eau Pressurisée » (European Pressurised Reactor - EPR) et au sodium liquide (Sodium Fast Reactor - SFR). Pour chacune de ces sources, nous avons développé une étude technico-économique concernant la production de la vapeur et ses caractéristiques.

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Exemples de réalisations - MINES ParisTech
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