Étude du traitement des siloxanes par adsorption sur matériaux poreux (application au traitement des biogaz)

Abstract

Les biogaz sont des mélanges à forte teneur en méthane utilisés dans la production de chaleur ou d électricité. Ils contiennent des quantités plus ou moins importantes des siloxanes qui sont interdits pour de nombreuses utilisations du biogaz. La possibilité d élimination des siloxanes par adsorption est étudiée. Une étude en réacteurs statiques permet d évaluer les capacités d adsorption des charbons actifs, de zéolithes et du gel de silice. L influence sur les capacités de traitement des siloxanes, de la présence de CH4, de CO2, de l humidité, et d autres composés organiques volatils dans la matrice gazeuse, est étudiée. Des bonnes capacités d adsorption de certains adsorbants sont retrouvées. Dans les conditions d adsorption les plus défavorables on obtient une diminution de 20 % sur les capacités d adsorption. Les capacités de traitement restent modestes. L influence des conditions opératoires du procédé est étudiée dans le but d augmenter les capacités de traitement et réduire la quantité d adsorbant. Les résultats, nous ont permis de définir, valider et dimensionner un système de traitement à échelle réduite. Le procédé envisagé consiste en une adsorption sur tissu de carbone activé, alternant avec des phases de régénération thermique. Une unité pilote a permis de réaliser et d évaluer le vieillissement du procédé. L ensemble de ce travaille laisse entrevoir des possibilités d applications industrielles du procédé, même si une phase d essai sur site en conditions réelle est encore nécessaireBiogases have strong content of methane used in the production of heat or electricity. They contain more or less important quantities of siloxanes, which are forbidden for numerous uses of biogases. The possibility of siloxanes elimination by adsorption process is studied. The study in batch reactors allows us to evaluate the adsorption capacities of different materials as activated carbons cloths and grains, zeolites and silica gel. The influence on the treatment capacities of siloxanes under the presence of CH4, CO2, humidity, and other volatile organic compounds is studied. Good adsorption capacities for some adsorbents were found. For the most disadvantageous conditions of adsorption, a reduction of 20 % on the adsorption capacities has been found. The adsorption capacity remains modest. The influence of the operational conditions of the process is studied in order to improve the treatment capacities and to reduce the quantity of the adsorbent used. The results allowed us to define, validate and design a reduced scale system in the treatment of siloxanes. The process consists of an adsorption into activated carbon cloth, alternating with thermal regeneration by Joule effect. A pilo t plant allowed us to accomplish and evaluate the aging of the process. All this work allows us to see the possibilities of industrial applications of the process, even if a trial stage on site in real conditions is still necessaryNANTES-BU Sciences (441092104) / SudocSudocFranceF