procédés membranaires/ biogaz

[Thomas L]

Bonjour,
J'ai vu que pour purifier du biogaz, on utilisait dans certains cas des membranes.
Le premier gaz a éliminer est le H2S, le second, si on veut réduire les frais de transports et l'utiliser dans des véhicules, le CO2. L'ammoniac aussi peut être retiré mais ils en parlent moins. A Lacq, pour "adoucir" le gaz et le purifier de H2S et CO2, ils l'absorbent dans du diéthanolamine sous pression ( 70 bar) puis le relargue sous vide ou pression plus faible en chauffant jusqu'à 140°C.

Toutefois, j'ai vu que c'était possible de purifier le biogaz avec des membranes. J'ai vu aussi qu’apparemment c'est le méthane qui passait à travers la membrane, celle-ci étant perméable au 2 autres gaz.
Je connais les membranes échangeuses d'ions ( ayant la même compositions chimique que les résines echangeuses d'ions) mais ces membranes ne fonctionnerai qu'en solution.
Est ce que quelqu'un saurait quel serait la composition des membranes dans le cadre du biogaz? Est ce que le procédé fonctionne sur la porosité ou sur la polarité des molécules( le CO2 et le H2S étant polaire contrairement au CH4)?

Merci d'avance

Thomas
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[40CDV20]

Bsr,
S'il s'agit de procédés industriels (ce qui vaut pour un biogaz le valant pour du gaz naturel), il s'agit de la technique séparative de gaz par membranes, dite par perméation gazeuse. Sans aller dans le détail il s'agit d'exploiter l'inégale diffusivité des constituants d'un mélange gazeux à travers une membrane judicieusement choisie. On distingue deux techniques principales, la perméation et la diffusion.
Il existe des dizaines d'applications qui vont de la production d'azote à des fins d'inertage, en passant par l'enrichissement des biogaz ou la purification du GN et pour en terminer par l'extraction de l'hélium.
Quant aux autres procédés dits artisanaux, agricoles, expérimentaux,.....bref !
Cdt

[Thomas L]

Bonjour,
merci pour cette réponse.
pour bien comprendre la différence entre permeation et diffusion:
J'ai un mélange CO2 CH4, si j'ai une memabrane qui laisse passer le CH4 mais pas le CO2, elle est perméable au CH4 mais pas au CO2.
Mais est ce que la diffusion est l'inverse?
Quel est le principe de la diffusion.
Si je comprends bien dans la purification des gaz par membranes, il n'y a pas interaction chimiques entre la membrane et le gaz, tout se fait par porosité?

Merci

Thomas

[40CDV20]

Bjr,
A la base ce sont plutôt des procédés de fractionnement que d'épuration fine. Il y quantité de points communs à ces techniques et le plus simple est de préciser ce qui les différencient
Sur les mélanges de gaz, la perméation se caractérise par une sélectivité nettement plus importante, les membranes se distinguent par une composition strictement polymérique et de densité élevée. C'est un phénomène très connu et ancien, que la quasi totalité des polymères sont perméables aux vapeurs et gaz. Un peu au pif, ça a été caractérisé par L.Mitchell entre les deux guerres.
La diffusion est d'application plus restreinte vu sont coût de revient, sauf s'il s'agit de mise en oeuvre dans des activités très très particulières (enrichissement, séparation isotopique, gaz fluorés)
Ces membranes sont particulières dans le sens où elle dispose d'une couche séparatrice sur un substrat composite(*), pour faire simple il s'agit d'obtenir à l'état gazeux dans ces milieux poreux, un flux séparatif de Knudsen (voir travaux de) dit flux moléculaire
Donc, pas de technique de diffusion pour débarrasser du méthane de son CO2
(*) pour avoir une idée assez précise de la constitution de ces membranes, on peut faire une comparaison avec une chaussée asphaltée moderne. Si on procède à une coupe, en surface une couche d'un asphalte poreux et un gradient de granulométrie de grains polymères, plus on s'enfonce, plus ces grains sont gros. A noter, selon l'application ces membranes sont soit organiques, minérales ou mixtes
Cdt

[A voir en vidéo sur Futura]

[Thomas L]

D'accord merci pour cette explication très clair.