Etude par thermogravimétrie et par chromatographie inverse d'adsorbants pour la purification des biogaz

Réf. R061-8

Stage - Chimie

Localisation : Rhône

Début : entre février et mars 2018
Durée : de 5 à 6 mois
Indem. : Oui

IFP Energies nouvelles - Lyon

IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation industrielle et de formation intervenant dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Sa mission est d'apporter aux acteurs publics et à l'industrie des technologies performantes, économiques, propres et durables pour relever les trois grands défis sociétaux du 21e siècle : changement climatique et impacts environnementaux, diversification énergétique et gestion des ressources en eau. Son expertise est internationalement reconnue.

IFP Energies nouvelles poursuit 5 priorités stratégiques, indissociables et complémentaires dans l'accomplissement de sa mission d’intérêt général :

  • Produire à partir de sources renouvelables des carburants, des intermédiaires chimiques et de l'énergie
  • Produire de l’énergie en réduisant l’impact sur l’environnement
  • Développer des transports économes et à faible impact environnemental
  • Produire à partir de ressources fossiles des carburants et intermédiaires chimiques à faible impact environnemental
  • Proposer des technologies respectueuses de l'environnement et repousser les limites actuelles des réserves d'hydrocarbures

Son école d'ingénieurs, partie intégrante d'IFP Energies nouvelles, prépare les générations futures à relever ces défis.

Etude par thermogravimétrie et par chromatographie inverse d’adsorbants pour la purification des biogaz

Contexte du projet

Les biogaz issus de la fermentation de matières organiques (déchets agricoles, ménagers,…) constituent une source d’énergie renouvelable dont l’exploitation est en forte progression ces dernières années. En effet, le méthane contenu dans les biogaz (de l’ordre de 50 à 70%) est valorisable selon différentes voies, telles que par exemple via la production de chaleur et/ou d’électricité dans des centrales thermiques, par réinjection directe dans le réseau, ou encore pour la production d’hydrogène à faible empreinte carbone par reformage catalytique.

Outre l’intérêt des biogaz pour la production d’énergie propre, leur récupération et valorisation est d’autant plus importante que le CH4 est aussi un gaz à effet de serre dont l’effet est 20 fois plus néfaste que le CO2.

Cependant, une purification des biogaz en amont de leur utilisation est nécessaire afin d’éliminer les composés indésirables qu’ils contiennent. Ces impuretés sont nombreuses et de nature très variée, ainsi on retrouve des composés organiques volatiles du silicium, des composés organométalliques, des composés chlorés, soufrés, …

Dans le cadre de ce stage, on s’intéressera en particulier aux composés soufrés (présents sous forme d’H2S et de mercaptans), toxiques, corrosifs, et à l’origine de pluies acides.

Descriptif du projet

L'objectif de ce stage porte sur l'étude de la réactivité d’adsorbants/masses de captation, à base d’oxydes métalliques ou de charbons actifs, vis-à-vis de composés soufrés tels que l’H2S.

On cherchera en particulier à identifier les mécanismes physico-chimiques mis en jeu dans la réaction avec l’H2S, selon les propriétés des solides (structure, nature de la phase active, surface spécifique, porosité, …) et selon les conditions opératoires (température, composition des biogaz, présence d’eau, de CO2, d’O2…).

La réactivité des matériaux avec l’H2S sera étudiée par thermogravimétrie sous flux de gaz réactif (suivi de la réaction avec le solide par suivi de la variation de masse induite), et sur banc de perçage (chromatographie inverse).

En parallèle, les solides seront également étudiés avant et après leur utilisation à l'aide de techniques classiques de caractérisation des matériaux (diffraction des rayons X, microscopies électroniques, adsorption d'azote, ...).

Profil recherché

Ingénieur ou universitaire Bac+5, Master 2 physico-chimie du solide, sciences des matériaux, chimie inorganique

Ecole(s), formation(s) souhaitée(s)

  • Master 2 physico-chimie des matériaux, sciences des matériaux
  • école d'ingénieur spé. chimie

Contact

IFP Energies nouvelles - Lyon
David CHICHE
Rond-point de l'échangeur de Solaize - BP 3
69360 Solaize
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