Missions

L'objectif principal de la mission est de caractériser expérimentalement les performances de différents matériaux adsorbants pour la capture de CO2 en présence d'impuretés dans un procédé PSA dans l'idée, à terme, de développer un modèle pour la simulation du procédé.

La partie expérimentale a pour objectif de quantifier l'impact des impuretés (NOx et SOx) sur les performances des matériaux adsorbants pour la capture de CO2. Il sera nécessaire d'utiliser un banc d'essais permettant de réaliser des cycles de type PSA. Le minimum requis est un cycle de base à quatre étapes de type Skarstrom avec addition d'étapes d'équilibrage à co-courant et contre-courant respectivement à la fin des étapes de de production et de purge pour améliorer l'efficacité du cycle. Il s'agira d'optimiser les durées de ces différentes étapes. Les essais seront effectués à partir de paramètres de procédé donnés (niveaux de pressions, temps de résidence, …) mais l'impact de la variation de ces paramètres sur les performances pourra également être étudiée.
Un aspect essentiel de l'étude sera la capacité à quantifier avec précision les teneurs en impuretés (NOx prioritairement et SOx), CO2 et azote dans le mélange gazeux (synthétique) d'alimentation et dans les flux de gaz sortants pendant les étapes de production à haute pression, de dépressurisation et de purge. Le suivi en ligne lors du fonctionnement sur des essais de longue durée permettra l'établissement de bilans en termes de débit et de qualité.

Activités

Ainsi, au sein du LRGP et en étroite collaboration avec Air Liquide, vous aurez pour missions de :
● Définir un plan d'expériences
● Etablir un protocole expérimental selon le cahier des charges défini
● Mener les expériences sur le banc d'essai dédié
● Analyser les résultats, comprendre les phénomènes observés et apporter des réponses concrètes (choix du meilleur matériau et de la meilleure configuration procédés)
● Mener en parallèle recherche bibliographique et veille scientifique
● Synthétiser et présenter les résultats : rédaction de rapports, présentation orale lors de points d'avancement réguliers entre Air Liquide et le LRGP

Compétences

● Diplôme d'ingénieur en génie des procédés, idéalement avec des connaissances en procédés de séparation des gaz ou adsorption
● Fin expérimentateur : solide expérience de travail sur pilote expérimental
● Expertise en adsorption de gaz souhaitable
● Expérience dans le domaine des gaz/effluents gazeux appréciée
● Autonomie, rigueur, organisation, persévérance et force de proposition
● Bon communiquant, à l'aise dans le travail pluridisciplinaire et inter-équipes
● Bonne capacité de synthèse écrite et orale
● Conscient des règles de confidentialité
● Un niveau d'anglais scientifiques B2 souhaité

Contexte de travail

Parmi les procédés de capture du dioxyde de carbone (CO2), les procédés d'adsorption physique par modulation de pression (PSA) présentent plusieurs avantages : technologie éprouvée, compacité, séparation peu énergivore, utilisation de dispositifs électriques conventionnels (compresseurs, pompes à vide), absence de solvant liquide ou de vapeur, ...

Dans le cadre du laboratoire commun entre Air Liquide (1) et le Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP) (2), cette étude a pour but de caractériser expérimentalement les performances de différents types d'adsorbants pour la capture de CO2 en présence d'impuretés dans un cycle PSA. L'objectif de cette étape de séparation est de récupérer le CO2 avec une grande pureté et une haute efficacité. En particulier, ce projet a pour objet l'étude de l'impact des oxydes d'azote (NOx) et de soufre (SOx) sur les performances des adsorbants utilisés pour la capture de CO2 dans différents types d'effluents gazeux tels que des gaz de combustion ou gaz de haut-fourneau. Il s'agira notamment d'évaluer leur impact sur qualité du CO2 produit et sur le vieillissement des adsorbants. Cette étude comprendra une importante partie expérimentale avec réalisations des essais et analyse fine des résultats afin de comprendre les comportements observés.

(1) Air Liquide, leader mondial des gaz pour l'industrie et la santé s'investit pour améliorer la qualité de l'air. Air Liquide a pour ambition de contribuer à un monde plus durable avec au cœur de sa stratégie, un engagement marqué en faveur du climat et de la transition énergétique en agissant pour une société bas carbone afin de lutter contre le changement climatique. Il s'agit notamment d'améliorer l'efficacité des procédés et de rendre les usines plus respectueuses de l'environnement. Air Liquide développe ainsi des solutions plus propres et innovantes pour l'industrie et la mobilité. En particulier, Air Liquide s'intéresse à la mise en œuvre de technologies de captage et recyclage du CO2, notamment pour réduire les émissions des industries sidérurgiques.

(2) Le LRGP, unité mixte de recherche du CNRS et de l'Université de Lorraine, concentre ses activités sur les procédés de transformation de la matière et de l'énergie à différentes échelles (micro/macro, expérience/simulation, pratique/théorique). La préservation de l'environnement, et de la qualité de l'air en particulier, ainsi que la maitrise des risques industriels sont devenus des enjeux majeurs pour une économie et un développement durables. Afin de contribuer à la transition écologique et énergétique, la thématique transversale « Procédés de capture et de valorisation du CO2 » fédère, au sein du LRGP, les compétences des différents axes de recherche afin de proposer des procédés intrinsèquement plus propres et plus sûrs. Le LRGP fait notamment valoir son expertise en adsorption en développant des procédés de traitement des effluents gazeux pour la santé et sécurité des personnes et la protection de l'environnement.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

sans objet