Hydrodynamique et procédé de formation d'hydrates de CO2

La capture du dioxyde de carbone (CO2) par l'entremise d'hydrate de gaz est une technologie envisageable pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre à l'atmosphère. Les hydrates de CO2 se forment à des conditions de faible température et sous forte pression. Des recherches expérimentales ont été menées sur l'influence de l'hydrodynamique sur deux différents stades de formation des hydrates, soit le temps d'induction et la phase de croissance des hydrates. Une première vague d'expérimentation a été effectuée sur un rhéomètre, et la deuxième vague sur une cuve agitée de plus grand volume. Les objectifs de la démarche expérimentale sont de caractériser l'effet de l'hydrodynamique sur le temps d'induction et d'en optimiser les paramètres, et aussi de déterminer l'effet de l'hydrodynamique sur le taux de formation des hydrates. Ce dernier objectif est analysé seulement pour la cuve agitée. La caractérisation de l'hydrodynamique sur le rhéomètre se fait par l'entremise du taux de cisaillement. Il a été possible de constater, avec une solution concentrée à 3% mol en THF, que le temps d'induction est minimisé à plus fort cisaillement. L'analyse de variance confirme que ces résultats sont significatifs. Le même constat est observé avec une solution concentrée à 1% mol en THF, mais l'analyse statistique n'est pas significative. Au cours de ces derniers essais le taux de cisaillement demeure constant pour toute la durée de l'expérimentation. Par ailleurs, la variation du cisaillement en cours d'expérimentation est l'effet hydrodynamique le plus marqué sur le temps d'induction. Le fait d'imposer un fort taux de cisaillement (900s-1) dès le commencement de l'essai pour un certain temps, et ensuite de changer abruptement vers un plus faible taux de cisaillement (100s-1) tend à favoriser la cinétique de formation des hydrates. Une diminution du temps d'induction est observée lorsque le taux de 900s-1 est appliqué pour une période de 10 min et plus. La diminution du temps d'induction moyen observé est de 89% comparativement au plus grand temps d'induction moyen obtenu pour un fort cisaillement d'une durée de 1 min Les particules d'hydrate sont formées soit pendant le fort cisaillement ou lors d'un changement du taux de cisaillement. Ce phénomène démontre une diminution de la variabilité des temps d'induction du procédé de formation des hydrates. L'aspect de l'hydrodynamique sur la cuve agitée est biaisé par des fuites de gaz dû à sa mauvaise étanchéité. Une analyse a malgré tout été effectuée pour en dégager les tendances principales. La conclusion est identique pour les deux objectifs à caractériser, c'est-à-dire que les résultats ne démontrent aucune différence significative. Nulle tendance n'est ressortie de l'analyse des effets de l'hydrodynamique sur la formation des hydrates sur la cuve agitée.