Etude de Colonnes à Plateaux avec Fluent

Introduction

Le Bureau d'Etudes Industrielles ( BEI ) est un projet qui s'inscrit dans la formation des élèves de troisième année de l' ENSEEIHT. Il consiste en la résoluation d'une problématique rencontrée par les partenaires industriels de l'école. Chaque groupe d'élèves choisit un sujet parmi ceux proposés par les indutriels partenaires de l'école. Ensuite, encadrés par un ingénieur de la société qui propose le sujet et par un enseignant de l'école, le groupe travaille sur la problématique pour atteindre les objectifs fixés.



Aussi, nous avons travaillé sur un sujet proposé par le partenaire industriel l' IFP




Présentation du sujet

Traitement de gaz acides : Captage du CO2

Le captage du CO2 revêt d'une importance capitale vu le contexte économique et environemental actuel. En effet, face à la menace sérieuse de changement climatique, trois types de solutions complémentaires peuvent être mises en oeuvre :

Cette dernière solution qui intègre également le transport du gaz pour l'acheminer depuis le lieu de captage vers le lieu de stockage est très prometteuse sur le plan environnemental et industriel.

L'IFP est fortement engagé dans la recherche de technologies nouvelles sur le captage, le transport et le stockage du CO2. Ainsi, il mène d'importants travaux de recherche en collaboration avec d'autres organismes et laboratoires pour maitriser ces technologies. Différentes techniques de captage sont expérimentées par cet organisme de recherche. Ces différentes techniques utilisent des procédés différents et se basent essentiellement sur le traitement des fumées contenant le CO2 en séparant ce gaz des autres constituants de la fumée.

Procédés de colonnes à plateaux

Le procédé de colonnes à plateaux est l'un des procédés utilisés par l'IFP pour capter le CO2. Ce procédé a pour principe de mettre en contact le gaz contenant le CO2 avec un solvant à travers des colonnes à plateaux. Le contact du gaz et le solvant permet de dégager le gaz du CO2.

 Le gaz est injecté en ascendant à travers un plateau perforé sur lequel s'écoule le solvant. Le contact ainsi réalisé entre ces deux phases permet le transfert du CO2 de la phase gazeuse à la phase liquide.

Après retraitement de cette phase liquide, le CO2 peut être récupéré.




(Source: IFP)

Simulation sous Fluent d'une colonne à plateaux

La maitrise du procédé de colonne à plateaux est d'une importance pour l'efficacité des opérations de captage du CO2. Pour parvenir à ceci, deux approches sont possibles :

La première solution peut s'avérer très coûteuse, on lui préfére donc la deuxième. Ces deux approches sont toutefois complémentaires. En effet, il n'est pour le moment pas envisageable de se passer d'essais pilotes. Ceux-ci étant nécessaires à la validation des simulations numériques réalisées par les outils CFD.

Le sujet qui nous a été proposé est l'étude par la simulation dynamique sous Fluent du procédé de colonnes à plateaux. Cette étude est plus que nécessaire vues les considérations suivantes :
Objectifs
L'étude que nous avons mené avait pour objectifs : Il nous semble important de noter que dans la littérature, nous disposons de plusieurs études réalisées sur des colonnes à plateaux via l'usage d'autres outils de CFD. Ceci devra nous pemettre de faire une étude comparative des simulations que nous souhaitons mettre en place avec les résultats expérimentaux et ceux obtenus avec ces outils.

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