Modélisation d'un réacteur de reformage catalytique à sec du méthane et du dioxyde de carbone

Abstract

L’épuisement des ressources fossiles et le besoin de réduire les émissions de gaz à effet de serre incite la recherche de nouvelles sources d’énergie renouvelables et moins coûteuses. La biomasse, par son abondance, est une filière intéressante pour le remplacement du pétrole. Toutefois, la voie thermochimique de conversion de la biomasse se heurte à la production de sous-produits tels le méthane et le CO2 nécessitant une optimisation pour devenir acteur principal dans la production de biocarburants. Cette situation énergétique et environnementale impose de trouver des procédés de valorisation du méthane et du dioxyde de carbone, principaux composants du biogaz. Ces deux gaz sont très abondants en réserves naturelles mais également produits par l’activité humaine. Dans cette optique, il est important de trouver un moyen de transformation rapide, efficace et abordable. Le reformage à sec est une technique qui permet la conversion catalytique de ces deux gaz. Un réacteur de reformage à sec est actuellement en service au laboratoire de la chaire de recherche du professeur Jean-Michel Lavoie et les résultats à ce point démontrent une conversion du dioxyde de carbone et du méthane de l’ordre de 99 %. Ce projet de maîtrise vise à appuyer ces résultats et apporter des explications à certains phénomènes thermodynamiques et de cinétique réactionnelle. Ce projet consiste à faire un modèle CFD des réactions ayant lieu dans la zone catalyseur. Les conversions obtenues par ce modèle ont été validées par les résultats obtenus expérimentalement. Une différence de 3% entre le modèle et l’expérience a été obtenue. En effet, Pour une conversion de 91% expérimentale en dioxyde de carbone, on obtient une conversion de 88% avec le modèle CFD.