Adsorption de composés organiques volatils et régénération de charbons actifs - Developpement d'outils de simulation

Adsorption of volatile organic compounds and regeneration of activated carbons – Development of a simulation tool

• Auteur / Autrice : Shivaji Ganesan Ramalingam
• Direction : Laurence Le Coq
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance le 11/07/2012
• Etablissement(s) : Nantes, Ecole des Mines
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences pour l'ingénieur, géosciences, architecture
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire / GEPEA
• Jury : Président / Présidente : Marc Clausse
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Baudu, Sylvain Giraudet, Pascaline Pré, Pierre Le Cloirec, Christophe Stavrakakis, Olivier Baudouin, Eric Demangel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Hélène Manero, Gavin Walker

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Charbon actif

Adsorption

Composés organiques volatils

Mots clés libres

Adsorption

Régénération

COV

Charbon actif

Simulation

Isotherme d'adsorption

Adsorption

Regeneration

VOC

Activated carbon

Simulation

Adsorption isotherm

Résumé

Les vapeurs organiques émises des solvants utilisés dans le produit chimique / la nourriture / les processus pharmaceutiques, ou des stations d'entreposage de combustible d'hydrocarbure aux terminus de pétrole, peuvent être efficacement capturées par l'adsorption sur les lits de charbon actif. L'objectif général du programme de recherche est les études expérimentales et les études de simulation de l'adsorption et des pas de régénération en cas de l'enlèvement COV qui estime dans les émissions industrielles par l'Adsorption (TSA – Température Swing Adsorption et VTSA -Vacuum Température Swing Adsorption). C'est accompli par les points suivants : établir les données d'équilibre d'isotherme pour 5 COV et 8 carbones activés à 293, 313, 333 et 353 K (complètement 120 expériences d'isotherme) et les utiliser ensuite dans le modèle de simulation; développer une simulation pose pour le processus de régénération et l'adsorption; concevoir et optimiser l' expérimentale de TSA qui a été établi dans Ecole des les Mines de Nantes; concevoir et optimiser l'expérimentale de VTSA qui a été établi dans GRL ARKEMA; la validation de simulation de résultats expérimentaux de le processus TSA et VTSA. Une fois après l'achèvement de tous les objectifs, le but est de se développer et le lancement un utile de simulation complet pour l'adsorption et les pas de régénération de COV avec la coopération de la Société PROSIM.

Organic vapors emitted from solvents used in chemical / food / pharmaceutical processes, or from hydrocarbon fuel storage stations at oil terminals, can be efficiently captured by adsorption onto activated carbon beds. The overall objective of the research program is the experimental and simulation studies of the adsorption and regeneration steps in the case of VOC removal which accounts into industrial emissions by Temperature Swing Adsorption (TSA) and Vacuum Temperature Swing Adsorption (VTSA) processes. This is achieved by the following steps : to establish the isotherm equilibrium data for 5 VOCs and 8 activated carbons at 293, 313, 333, and 353 K (totally 120 isotherm experiments) and then use them in the simulation model; to develop a simulation model for adsorption and regeneration process; to design and optimize the experimental setup of Thermal Swing Adsorption (TSA) which has been established in Ecole des Mines de Nantes; to design and optimize the experimental setup of Vacuum Temperature Swing Adsorption processes (VTSA) which has been established in GRL ARKEMA unit ; simulation validation of experimental results of TSA and VTSA process. Once after the completion of all the objectives, the goal is to develop and launch a complete simulation package for adsorption and regeneration steps of VOCs with the co-operation from PROSIM Corporation.