Microwave Heating-Assisted Chemical Looping Dry Reforming of Methane

Le syngaz ou gaz de synthèse, est un mélange gazeux de monoxyde de carbone (CO) et d’hydrogène (H2). Le gaz de synthèse est une matière première essentielle pour la production de plusieurs produits chimiques, tels que l’éthanol et le méthanol. En outre, plus de la moitié de la production mondiale de H2 est obtenue par la séparation entre H2 et le gaz de synthèse. L’objectif principal de cette recherche est d’étudier la production durable de gaz de synthèse en utilisant le méthane (CH4) et le dioxyde de carbone (CO2), qui représentent ensemble plus de 90% des gaz à effet de serre (GHG). Par conséquent, cette recherche a proposé et étudié un concept innovant de production de gaz de synthèse en intégrant la boucle chimique (CL) au chauffage par micro-ondes (MWH), tout en utilisant du CH4 et du CO2. Ce concept, appelé reformage à sec du méthane par CL assisté par MWH (MWHCL-DRM), vise à améliorer l’efficacité du processus d’utilisation du CO2 et du CH4 pour la production de gaz de synthèse. La première étape de cette recherche visait à développer et à évaluer un montage à l’échelle du laboratoire pour le MWHCL-DRM. Cette étape a permis d’évaluer l’influence de la méthode de chauffage, chauffage conventionnel (CH) et MWH, sur la productivité du procédé. La productivité du procédé a été attribuée à sa capacité à empêcher le dépôt de carbone ainsi qu’à augmenter le taux de réduction de Fe3O4 par CH4, conduisant à la production de gaz de synthèse et l’oxydation de Fe par CO2, conduisant à la production de CO. Une évaluation initiale a été menée pour chauffer la magnétite (Fe3O4), transporteur d’oxygène choisi dans cette étude, sous MW pour montrer la supériorité du MWH par rapport au carbure de silicium (SiC). La productivité du procédé du MWHCL-DRM à l’échelle du laboratoire a ensuite été comparée au CL-DRM assisté par CH à l’échelle du laboratoire (CHCL-DRM). Dans le CHCL-DRM, le dépôt de carbone sur les particules a été détecté, alors qu’aucun signe de dépôt de carbone n’a été observé dans le MWHCL-DRM. De plus, par rapport au CHCL-DRM, le MWHCL-DRM a amélioré le taux de réduction de Fe3O4 (l’augmentant de 2.5 fois). En outre, par rapport au CHCL-DRM, une augmentation (environ 50%) du taux d’oxydation de Fe en Fe3O4 a été mesurée dans le MWHCL-DRM.