Parmi les différentes voies de recyclage thermochimique pour la valorisation des déchets plastiques, la gazéification est l'une des plus prometteuses, convertissant les déchets plastiques en gaz de synthèse (H2+CO) et en énergie en présence d'un gaz riche en oxygène.
Le réacteur vortex gaz-solide (GSVR) a un énorme potentiel d'intensification des procédés. Cependant, l'énorme consommation de gaz peut être un sérieux inconvénient pour le GSVR dans certaines applications telles que la pyrolyse rapide. Dans ce travail, nous démontrons une nouvelle conception récente, où une chambre à vortex stator-rotor (STARVOC) est entraînée par l'énergie cinétique du fluide, pour découpler la rotation du lit de solides et le gaz. Une fluidisation gaz-solide à l'aide d'air et de billes d'aluminium monocalibrées a été réalisée pour étudier l'hydrodynamique.
Prédire l'impact des variables de processus d'entrée sur les processus chimiques est essentiel pour évaluer leurs performances sur ces derniers. Les modèles expliquant cet impact par une approche mécaniste sont rarement facilement disponibles, de nature complexe et/ou nécessitent un long temps de développement. Avec une automatisation accrue dans les industries et la disponibilité de données expérimentales à haut débit, les modèles d'apprentissage automatique basés sur les données gagnent en popularité en raison de leur simplicité et de leur effort de calcul réduit.
Les emballages plastiques souples restent l'un des flux les plus difficiles à recycler du fait de la présence de multicouches. Les multicouches étant très fonctionnelles pendant leur phase d'utilisation, la délamination des structures multicouches est prometteuse car elle permet la récupération des couches polymères constitutives sans aucune dégradation et/ou dissolution, créant ainsi des avantages économiques et environnementaux.
L'hydrogénation en oléfines légères est une stratégie attrayante pour la fixation du CO2 dans les produits chimiques. Dans cet article, une expérimentation à haut débit et une caractérisation étendue ont été utilisées pour identifier les promoteurs les plus efficaces et pour élucider les corrélations structure-performance et les voies de réaction dans l'hydrogénation du CO2 en oléfines légères sur des catalyseurs de fer supportés par la zircone.
En cooperation entre l’UCCS et l’Université de Gand, un article sur le projet PSYCHE a récemment été publié dans la revue scientifique l’Actualité Chmique. La gestion des déchets plastiques est aujourd’hui une préoccupation majeure de la société et nécessite de nouvelles ruptures technologiques. Cet article traite du développement d’une nouvelle approche singulière pour la valorisation de ces déchets en oléfines.
Les problèmes de gestion de la chaleur prédominent souvent dans les réacteurs lorsque des réactions chimiques hautement exothermiques se produisent. Dans ces situations, les réacteurs à lit fluidisé sont souvent préférés en raison de leurs excellentes capacités de transfert de chaleur. Cependant, la conception, la mise à l'échelle et l'exploitation de ces réacteurs restent difficiles en raison de l'hydrodynamique complexe.
Les méthodes d'apprentissage automatique (ML), telles que les réseaux de neurones artificiels (ANN), mettent à portée de main la conception de réactions chimiques basée sur les données. Simultanément à la vérification de l'absence de tout biais dans le modèle d'apprentissage automatique par rapport aux données microcinétiques, des techniques d'interprétation telles que l'importance de la permutation, les valeurs SHAP et les diagrammes de dépendance partielle permettent une analyse plus systématique (indépendante du modèle) de ces données.
Les modèles cinétiques constituent un outil utile pour fournir des informations fondamentales pour le développement de catalyseurs. La modélisation microcinétique à événement unique (SEMK) est une stratégie polyvalente pour évaluer des réactions complexes avec un nombre limité de paramètres. En particulier pour la synthèse Fischer – Tropsch, la modélisation SEMK s'est concentrée sur l'explication des performances de catalyseurs individuels dans une large gamme de conditions de fonctionnement.
Les nanoparticules métalliques à la surface des supports poreux ont trouvé de nombreuses applications dans différents domaines scientifiques. La synthèse Fischer-Tropsch, qui se déroule à la surface des nanoparticules métalliques de cobalt, est un moyen efficace de convertir les énergies renouvelables et les matières premières fossiles en carburants alternatifs. La stabilité des catalyseurs au cobalt est un paramètre essentiel voire crucial et peut être significativement améliorée par la promotion.
La pyrolyse rapide de la biomasse a été considérée comme l'une des meilleures alternatives pour la conversion thermique de la biomasse en bio-huile. Ce travail présente une nouvelle technologie de réacteur pour la pyrolyse rapide de la biomasse, le Gas-Solid Vortex Reactor (GSVR), pour obtenir des rendements élevés en bio-huile.
Les modèles cinétiques constituent un outil utile pour fournir des informations fondamentales pour le développement de catalyseurs. La modélisation microcinétique à événement unique (SEMK) est une stratégie polyvalente pour évaluer des réactions complexes avec un nombre limité de paramètres. En particulier pour la synthèse Fischer-Tropsch, la modélisation SEMK s'est concentrée sur l'explication des performances des catalyseurs individuels dans une large gamme de conditions de fonctionnement.
La synthèse Fischer-Tropsch offre une opportunité importante pour l'utilisation de la biomasse et des déchets plastiques. Les catalyseurs au fer sont les catalyseurs de choix pour la synthèse d'oléfines légères utilisant la réaction de Fischer-Tropsch. Dans cet article, nous étudions les puissants effets promoteurs de l'antimoine et de l'étain sur les performances catalytiques des catalyseurs Fischer-Tropsch supportés par la silice en utilisant une combinaison de techniques avancées et in situ.
La synthèse Fischer-Tropsch (FTS) est une approche essentielle pour convertir le charbon, la biomasse et le gaz de schiste en carburants et produits chimiques, tels que les oléfines inférieures, l'essence, le diesel, etc. Ces dernières années, il y a eu une motivation croissante pour déployer le FTS à des échelles commerciales, ce qui a stimulé la découverte de catalyseurs à haute performance. En particulier, l'importance du support dans la modulation de l'activité des métaux a été reconnue et les matériaux carbonés ont attiré l'attention en tant que supports pour le FTS.
Le recyclage des emballages plastiques multicouches est un défi en raison de leur hétérogénéité de composition intrinsèque. Une voie prometteuse pour augmenter les taux de recyclage de ces matériaux est la délamination qui permet de recycler les polymères séparément. Pourtant, ce processus n'est pas bien compris fondamentalement. Cette étude vise à obtenir des informations basées sur les premiers principes du mécanisme de délamination du film d'emballage flexible multicouche (MFPF) avec des acides carboxyliques.
Les partenaires de l'UCCS ont récemment publié un article largement accessible dans la presse française sur le projet PSYCHE et le recyclage et la valorisation des déchets plastiques en général.
Les partenaires de l'Université de Gand ont récemment publié un article dans la revue néerlandaise sur la technologie des procédés NPT sur l'invention, l'utilisation et les avantages du réacteur à vortex solide à gaz, qui est actuellement également évalué pour le processus de gazéification dans le projet PSYCHE. La configuration du réacteur a été conçue et développée à l'Université de Gand au cours des 20 dernières années. L'objectif actuel est de rendre le réacteur à vortex solide à gaz applicable à l'industrie de transformation.
L'augmentation considérable de la production de déchets plastiques PET post-consommation, ainsi que les promesses croissantes des propriétaires de marques du monde entier d'inclure le contenu recyclé ont entraîné un besoin pressant de processus de recyclage efficaces, tels que la dépolymérisation chimique. Bien que les taux de recyclage des bouteilles en PET soient élevés, ceux des barquettes et des films en PET sont encore nettement inférieurs en raison de la large gamme de couleurs et de structures multicouches, ainsi que d'une collecte beaucoup plus pauvre.
Dans ce travail, 29 éléments ont été évalués en tant que promoteurs pour des catalyseurs de fer supportés par de la silice pour la synthèse Fischer-Tropsch à haute température en utilisant une unité d'expérimentation à haut débit. Les promoteurs sélectionnés comprennent les métaux alcalins / alcalins, les métaux de transition, les métaux précieux et les lanthanides. Plusieurs tendances générales de sélectivité ont été observées et discutées.
Les métaux liquides sont une nouvelle classe de matériaux émergente et en croissance rapide et peuvent être considérés comme des promoteurs efficaces et des phases actives pour des catalyseurs hétérogènes pour des processus durables. En raison de leur faible coût, de leur sélectivité et de leur flexibilité élevées, les catalyseurs à base de fer sont les catalyseurs de choix pour la synthèse d'oléfines légères via la réaction de Fischer-Tropsch.
Alan Barrios (CNRS) a présenté ses travaux sur la synthèse Fischer-Tropsch vers les oléfines légères lors de la Conférence néerlandaise sur la catalyse et la chimie (NCCC) à Groningen (Pays-Bas). Cette conférence est largement reconnue en Europe du Nord dans le domaine de la catalyse. Les oléfines légères sont des molécules de plate-forme importantes dans l'industrie chimique qui peuvent être produites par synthèse Fischer-Tropsch à partir de gaz de synthèse en présence d'un catalyseur.
Les additifs sont utilisés partout dans les plastiques pour améliorer leur fonctionnalité. Cependant, ils ne sont pas toujours souhaitables dans leur «seconde vie» et constituent un goulot d’étranglement majeur pour le recyclage chimique. Bien que la recherche sur les techniques d'extraction pour une élimination efficace des additifs augmente, elle ressemble beaucoup à un territoire inconnu en raison de la grande variété d'additifs, de plastiques et de techniques d'élimination.
Alan Barrios (CNRS) a présenté ses travaux sur la synthèse Fischer-Tropsch vers les oléfines légères lors de la 2ième conférence « Chemical Research in Flanders » à Blankenberge (Belgique). Les oléfines légères sont des molécules de plate-forme importantes dans l'industrie chimique qui peuvent être produites par synthèse Fischer-Tropsch à partir de gaz de synthèse en présence d'un catalyseur.
Le 25 september 2019, la réunion de lancement de PSYCHE avec le comité consultatif a eu lieu à l’Université de Gand. Les partenaires de PSYCHE sont heureux d’accueillir dans le conseil consultatif les sociétés suivantes : AVGI, Comet Traitements, Dow, Engie, Ematco, Galloo, Indaver, Ostend Basic Chemicals, Recticel, Suez, Total Feluy, Unilin et Vanheede. Le comité consultative de PSYCHE se réunira tous les six mois. A côté des members de la société, les partenaires associés de PSYCHE (Catalisti, Greenwin et Matikem) seront également invités.
Sibel Ugduler (UGent) a présenté ses travaux sur le prétraitement des solvants à la 23ième « ACS Annual Green Chemistry & Engineering Conference » à Reston, Virginie (USA). Cette conférence internationale est reconnue mondialement dans le domaine de la chimie verte et de la durabilité. Lors de la conférence, Sibel a présenté des techniques à base de solvants pour le prétraitement des déchets plastiques et les défis rencontrés avec l'élimination des additifs des déchets plastiques.
Le projet PSYCHE sur la conversion des déchets plastiques en produits chimiques de base par gazéification et procédé Fischer-Tropsch a reçu un financement européen via le programme Interreg France-Wallonie-Vlaanderen (budget total de 2.6 millions d’euros). Le projet, démarré de 1er juillet 2018, est une collaboration entre l’Université de Gand, l’Université Catholique de Louvain (UCL), Ecole National Supérieure de Chimie de Lille (ENSCL)-Centre Nationale de la Recherche (CNRS) et CERTECH. La coordination du projet sera assurée par l’Université de Gand. Le cofinancement est fourni par la province de Flandre orientale, la province de flandre occidentale, la région wallonne et par la Direction Générale Opérationelle de l’Economie, de l’Emploi et de la Recherche (DGO 6, Région wallonne).