Improvement of CO2 hydrate formation and flow using chemical additives in a slurry loop and a stirred reactor: applications to refrigeration and CO2 capture

Secondary refrigeration and thermal energy storage techniques could be interesting solutions to improve refrigerating system performances and to reduce power consumption and propagation of refrigerants in the atmosphere. In order to combine a more efficient secondary loop and fluids with higher energy storage capacity, a phase change material (PCM) slurry, also called phase change slurry (PCS), could be used as secondary refrigerant. In addition, hydrate-based processes could be an interesting option to separate the CO2 from various gas mixtures. In these two applications, the flow properties of the CO2 hydrate slurry are of paramount importance. In the present study, small amounts of Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) were added to the aqueous phase, and this system was tested under CO2 pressure both in a dynamic flow loop and in a stirred reactor. The results obtained with the flow loop demonstrate that SDS has anti-agglomerant properties for the CO2 hydrate: SDS significantly decreases agglomeration and thus improves flowing capacities of the slurry. The results obtained in the reactor shows that the presence of SDS increases the kinetics of the hydrate growth rate both in agitated and in quiescent hydrate forming conditions. Consequently, the addition of SDS could be very promising in industrial applications, such as secondary refrigeration or gas separation, where hydrate slurries must be easily handled and where the hydrate formation rate is of great importance

Stockage de froid

International audienc

Les recherches en froid à Irstea

National audienc

Stockage par coulis de glace

National audienc

La formation en froid

National audienc

Stockage et destockage de froid par chaleur latente d'elements eutectiques immerges dans un fluide frigorigene. Etude experimentale et modelisation

SIGLEAvailable from INIST (FR), Document Supply Service, under shelf-number : T 79733 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Caractérisation des coulis d'hydrates

National audienc

Efficacité énergétique de la chaine du froid

National audienc

Couplage entre le stockage et distribution de froid par coulis d'hydrates

L'utilisation des coulis d'hydrates comme Fluides Frigoporteurs Diphasiques (FFD) permet de réduire l'impact environnemental des systèmes frigorifiques car ces fluides possèdent une densité énergétique élevée. Leur application pour le stockage d'énergie thermique serait une réponse à une problématique industrielle de distribution de froid (climatisation, procédés de refroidissement). Ce projet propose d'étudier le couplage entre un dispositif de stockage et un système de distribution par coulis d'hydrates. Un réacteur bi-étagé a été conçu pour simuler le procédé. L'étude des conditions d'équilibres d'hydrates simples et mixtes dans un milieu poreux montrent la possibilité de faire varier la température d'équilibre sans dégradation de l'enthalpie de changement de phase. La cinétique de formation/dissociation des hydrates a été étudiée selon des théories de cristallisation et un modèle empirique a été obtenu. L'étude rhéologique des coulis d'hydrates simples et mixtes a mis en évidence le comportement rhéofluidifiant des coulis avec une forte tendance à l'agglomération pour le coulis d'hydrates mixtes. L'analyse de la distribution de tailles de particules a montré que le coulis a une répartition bimodale des cristaux. La caractérisation du réacteur a pu montrer l'impact de paramètres opératoires sur le temps d'induction. Un outil numérique 2D, intégrant les différents résultats empiriques obtenus, a été développé pour simuler le profil de température dans le réacteur et a été validé en première approche.The use of hydrate slurries as two-phase secondary refrigerants (FFD) reduces the environmental impact of refrigeration systems because these fluids have a high energy density. They can be used for cold storage will be a solution at an industrial problem of cold distribution at various temperature levels (air-conditioning, cooling process or preservation temperature). In this work, we study the coupling between a storage device and a cold distribution system by hydrate slurries. For achieve this objective, a two-stage reactor has been built for simulate the process. Equilibrium conditions studies for single and mixed hydrate showed an equilibrium temperature shift in porous media without deterioration of latent heat fusion. Hydrates formation/dissociation kinetics have been studied according to crystallization classical theories and an empirical model was obtained. Rheological studies of hydrate slurries emphasized a shear-thinning behavior for both, but a high propensity for agglomeration for mixed hydrate slurry. Particle size analysis showed the slurry has bimodal crystals distribution. Experimental set-up characterization showed process parameters effect in induction time. A 2D numerical tool integrating various empirical relations was developed for modelling temperature profile in the reactor and was validated in a first approach.PARIS-JUSSIEU-Bib.électronique (751059901) / SudocSudocFranceF

Influence de la nébulisation sur la conservation de viande dans une vitrine réfrigérée

National audienceDuring retail display unwrapped meat is particularly vulnerable to evaporative losses. The product storage temperature is time to time difficult to maintain below the prescribed value in this kind of cabinet. Adding water droplets in the air allows heat transfer intensification and reduces meat dehydration. Results about effects of humidification system on meat appearance and weight losses are assessed in this present article.Lors du stockage dans le meuble frigorifique de vente, la viande non-emballée est exposée à la dessiccation. Le maintien de la température en deçà de la température réglementaire est parfois difficile dans les meubles de vente traditionnels. L’ajout de nébulisation (micro gouttelettes d’eau) dans un meuble frigorifique de vente permet d’intensifier l’échange de chaleur et de limiter la dessiccation de la viande. Les résultats de la nébulisation sur la dégradation de l’aspect de la viande et sur les pertes de masse des échantillons sont présentés dans cet article