Intégration des paramètres spatio-temporels et des risques d ...

tel-00783708, version 1 - 1 Feb 2013
Intégration des paramètres spatio-temporels et des risques d'accident à l'Analyse du Cycle de Vie
CO + H2O ↔ CO2 + H2 avec ΔH (200°C) = - 32 kJ.mol -1
le monoxyde de carbone résiduel est de 0,2%.
Le bilan de ces deux réactions est : CH4 + 2H2O ↔ CO2 + 4H2 avec ΔH = 193 kJ.mol -1 .
Le gaz de synthèse obtenu est alors composé des espèces suivantes : H2, CO2, H2O, et un
peu de CO et de CH4. Il convient à présent de séparer le CO2 et H2. Il existe deux voies de
purification du gaz : la méthanisation en deux étapes et le Pressure Swing Adsorption (PSA).
• La méthanisation en deux étapes
La première étape est la décarbonatation qui consiste à éliminer le dioxyde de carbone
grâce à des procédés aux éthanolamines à une pression de 35 bar ou au carbonate de
potassium. Le dioxyde de carbone ne représente plus que 0,005 à 0,1% en volume. La
deuxième étape est la méthanation du monoxyde et du dioxyde de carbone résiduaires.
Grâce à ce procédé, la pureté de l’hydrogène est de 95 à 98% et son taux de récupération est
de 98%.
• Le Pressure Swing Adsorption (PSA)
Il s’agit de l’adsorption des impuretés sur du charbon actif ou des lits de tamis
moléculaires de zéolithes. Cette étape ne comporte pas d’étape de décarbonatation donc elle
est effectuée directement après la conversion du CO. Grâce à ce procédé, la pureté de
l’hydrogène est de 99,9% et son taux de récupération est de 85 à 90%.
Finalement, le procédé de vaporeformage permet d’obtenir un rendement énergétique
moyen de 65% et 10 à 11 tonnes de CO2 émis par tonne d’hydrogène produite.
L’oxydation partielle
Il s’agit de l’oxydation de produits allant du gaz naturel aux hydrocarbures lourds en
présence d’oxygène, de vapeur d’eau, à haute température de 1200 à 1500°C et à pression
élevée de 20 à 90 bar. La réaction est ici exothermique et se produit le plus souvent sans
catalyseur. Cette réaction se décompose en deux étapes :
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