Note ABES Compréhension et modélisation des mécanismes de désactivation d’un catalyseur de méthanation de CO2 au sein d’un réacteur-échangeur milli-structuré à lit fixe Understanding and modeling the deactivation of a CO2 methanation catalyst in a milli-structured fixed-bed reactor-exchanger Désactivation Méthanation de CO2 Power-to-Gas Cinétique Catalyseur Ni/Al2O3 Deactivation CO2 methanation Power-to-Gas Kinetic Ni/Al2O3 catalyst 660.2 541.3 Gaz naturel Produits de remplacement Catalyseurs -- Empoisonnement Modèles mathématiques Catalyse hétérogène Catalyseurs au nickel Gaz naturel Dissertation universitaire Le Power-to-SNG est un procédé permettant de stocker le surplus d’énergie électrique renouvelable sous forme de SNG (Substitute Natural Gas) via la réaction de méthanation de CO2, catalysée par un catalyseur solide. Dans le but d’une injection directe du SNG dans le réseau de gaz, il est nécessaire d’obtenir des taux de conversion élevés. Néanmoins, au cours du temps, le catalyseur se désactive et il est alors possible que le gaz produit ne respecte plus les spécifications d’injection dans le réseau de gaz. Dans ces travaux, une méthodologie est mise en place pour comprendre les principaux mécanismes de désactivation d’un catalyseur commercial (Ni/Al2O3) intervenant au sein d’un réacteur-échangeur milli-structuré à lit fixe afin de les modéliser. Elle consiste à aborder la désactivation du catalyseur sous un angle expérimental à différentes échelles. Un modèle cinétique ainsi que des lois de désactivation sont identifiés et sont par la suite implémentés dans un modèle de représentation du réacteur déjà existant. Finalement, les résultats de simulation sont confrontés aux résultats de désactivation expérimentaux obtenus à l’échelle du réacteur milli-structuré. Power-to-SNG aims at storing the renewable electric surplus as SNG (Substitute Natural Gas) via the CO2 methanation reaction with a solid catalyst. For the purpose of the SNG direct injection into the gas network, high conversion rates are needed. Nevertheless, over time, the catalyst deactivates and the SNG may no longer meet the gas network injection specifications. In this work, a methodology is developed to understand the main deactivation mechanisms of a commercial catalyst (Ni/Al2O3) in a milli-structured fixed-bed reactor-heat exchanger in order to model them. Deactivation is dealt with at different experimental scales. A kinetic model and deactivation laws are identified and subsequently implemented in an already existing multi-scale reactor model. Finally, the simulation results are compared with experimental deactivation results obtained at the scale of the milli-structured reactor. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 53864387 Université de Strasbourg Strasbourg 2020-12-31 https://theses.hal.science/tel-03009134 application/pdf 52714448 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2019/Champon_Isabelle_2019_ED222.pdf http://www.theses.fr/2019STRAF045/abes https://theses.hal.science/tel-03009134 https://theses.hal.science/tel-03009134 https://theses.hal.science/tel-03009134 https://theses.hal.science/tel-03009134 Champon Isabelle 1992-08-19 FR 250449919 https://theses.fr/2019STRAF045 2019STRAF045 https://doi.org/10.70675/00ee2791za563z473cza2c0zde17e8e63d5b 2019-11-12 Catalyse - Génie chimique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Roger Anne-Cécile MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 111045754 Schuurman Yves MADS_PRESIDENT_DU_JURY 069183198 Roger Anne-Cécile MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 111045754 Schuurman Yves MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 069183198 Marias Frédéric MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 109179072 Billet Anne-Marie MADS_MEMBRE_DU_JURY_4 08370437X Edouard David MADS_MEMBRE_DU_JURY_5 077803027 Bengaouer Alain MADS_MEMBRE_DU_JURY_6 19234594X Schuurman Yves MADS_RAPPORTEUR_1 069183198 Marias Frédéric MADS_RAPPORTEUR_2 109179072 École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 156504081 Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 157548457 255208 ddc:660 ddc:540 Roger Anne-Cécile Schuurman Yves Roger Anne-Cécile Schuurman Yves Marias Frédéric Billet Anne-Marie Edouard David Bengaouer Alain Schuurman Yves Marias Frédéric École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (Strasbourg) PDF 53864387