CO2 CAPTURE in POWER PLANTS: Process Simulation and Solvent Degradation

Poster (2012, November)

Presentation of the research themes studied at the University of Liège in the field of CO2 capture

Development of a biomechanical model of deer antler cancellous bone based on X-ray microtomographic images

in Micro-CT User Meeting 2012 - Abstract Book (2012, April)

Finite element models accurately compute the mechanical response of bone and bone-like materials when the models include their detailed microstructure. The aim of this paper is to develop and validate a ... [more ▼]

Finite element models accurately compute the mechanical response of bone and bone-like materials when the models include their detailed microstructure. The aim of this paper is to develop and validate a biomechanical model for deer antler cancellous bone tissue based on X-ray microtomographic images. In order to simulate the mechanical behavior under compressive load using a finite element model, images obtained by X-ray microtomography were exported into Metafor, which is an non-linear finite element software initially developed at University of Liège for metal forming processes. This software has recently found biomedical applications. The ultimate goal is to compare model predictions with the mechanical behavior observed experimentally using the Skyscan material testing stage under compression mode. The creation of the biomechanical model mesh from segmented μCT images, its integration into the software Metafor and the simulation of a compression test are described in this paper. [less ▲]

Modellierung des Trennverhaltens wässriger Systeme in Packungskolonnen basierend auf tomographischen

Conference (2012, March)

A non-linear homogeneous model for bone-like materials under compressive load.

in International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering (2012), 28(2), 334-348

Finite element (FE) models accurately compute the mechanical response of bone and bone-like materials when the models include their detailed microstructure. In order to simulate non-linear behavior, which ... [more ▼]

Finite element (FE) models accurately compute the mechanical response of bone and bone-like materials when the models include their detailed microstructure. In order to simulate non-linear behavior, which currently is only feasible at the expense of extremely high computational costs, coarser models can be used if the local morphology has been linked to the apparent mechanical behavior. The aim of this paper is to implement and validate such a constitutive law. This law is able to capture the non-linear structural behavior of bone-like materials through the use of fabric tensors. It also allows for irreversible strains using an elastoplastic material model incorporating hardening. These features are expressed in a constitutive law based on the anisotropic continuum damage theory coupled with isotropic elastoplasticity in a finite strains framework. This material model was implemented into Metafor, a non-linear FE software. The implementation was validated against experimental data of cylindrical samples subjected to compression. Three materials with bone-like microstructure were tested : aluminum foams of variable density (ERG, Oakland, CA), PLA (polylactic acid) foam (CERM, University of Liège) and cancellous bone tissue of a deer antler (Faculty of Veterinary Medicine, University of Liège). [less ▲]

Study of 2-Ethanolamine degradation

Conference (2012, January)

One major drawback of the post-combustion CO2 capture using conventional amine solvents is solvent degradation, which can be due to thermal as well as oxidative mechanisms. Degradation affects the CO2 ... [more ▼]

One major drawback of the post-combustion CO2 capture using conventional amine solvents is solvent degradation, which can be due to thermal as well as oxidative mechanisms. Degradation affects the CO2 capture process since it may cause corrosion, foaming and fouling, possibly inducing a decrease of the solvent efficiency and high additional operating costs due to solvent replacement. In order to study degradation of conventional amine solvents as well as degradation of novel solvents, a degradation test rig has been built at the University of Liège in collaboration with the company Laborelec, member of the GDF SUEZ group. Since degradation generally occurs within a few months in real plant conditions, this equipment has been designed to allow the study of different degradation mechanisms under accelerated conditions, at high temperatures (up to 140°C) and high partial pressures in oxygen and CO2 (total pressure up to 20 bar with varying gas composition). An advantage of this degradation test rig is that it can be used in batch as well as in semi-batch mode with constant gas flow. High gas-liquid contact efficiency is also ensured thanks to a mechanical agitation system combined with gas bubbling. For a typical run, 300g of aqueous amine solution (30 wt % MEA in water) is introduced into the reactor and degraded during two weeks. The degraded solutions are then analysed using high pressure liquid chromatography (HPLC) for MEA quantification and gas chromatography with flame ionization detector (GC-FID) for the characterization of degradation products. The gas phase is analysed by Fourier Transform Infra Red spectroscopy. The final objective of this work is to implement the data obtained from experimental results on the degradation test rig into an existing simulation model that has been developed based on an existing pilot plant. [less ▲]

Formation à la microtomographie

Learning material (2011)

This course is a two-day presentation of the basic workings of X-ray tomography, current local applications of microtomography in the applied chemistry department, typical image analysis tools for ... [more ▼]

This course is a two-day presentation of the basic workings of X-ray tomography, current local applications of microtomography in the applied chemistry department, typical image analysis tools for extracting measurements, and a practical look at a particular piece of equipment, the Skyscan 1172 desktop microtomograph, and its software. The target audience is users of such equipment, with little to no background in X-ray physics, computer science or image analysis. [less ▲]

Mesure par tomographie à rayons X de l’influence de la viscosité sur la distribution du liquide dans une colonne à empilage structuré.

in In SFGP (Ed.), Récents Progrès en Génie des Procédés - N° 101 - Des procédés au service du produit au coeur de l'Europe - Actes du XIIIème Congrès de la société Française de Génie des Procédés - Du 29 Nov. au 1er Décembre 2011 - Lille Grand Palais, FRANCE (2011, December)

Adsorption of methylene blue on activated carbon xerogels

Poster (2011, November 30)

Modèle hybride Euler-Lagrange pour la description des hétérogénéités dans les bioréacteurs.

in SFGP (Ed.) Récents Progrès en Génie des Procédés - N° 101 - Des procédés au service du produit au coeur de l'Europe - Actes du XIIIème Congrès de la société Française de Génie des Procédés - Du 29 Nov. au 1er Décembre 2011 - Lille Grand Palais, FRANCE (2011, November 29)

Prise en compte l'état de la membrane cellulaire sur la réponse de biocapteurs fluorescents pour la détection de défaut d'écoulement au niveau des bioréacteurs : vers une intégration du "sécrétome" dans la problématique de l'extrapolation

Conference (2011, November 29)

Malgré les nombreuses approches envisagées à ce jour, la dynamique du stress microbien en conditions de culture intensive (procédé fed-batch) est encore un aspect mal maîtrisé. Au cours de ce travail ... [more ▼]

Malgré les nombreuses approches envisagées à ce jour, la dynamique du stress microbien en conditions de culture intensive (procédé fed-batch) est encore un aspect mal maîtrisé. Au cours de ce travail, deux biocapteurs microbiens basés sur le principe de la protéine fluorescente verte (Green Fluorescent Protein ou GFP) ont été mis en œuvre dans des réacteurs scale-down permettant de reproduire les défauts d'écoulement rencontrés dans les bioréacteurs industriels. Les promoteurs de stress associés à la synthèse de la GFP ont été choisis suivant leur sensibilité à la limitation en source de carbone, condition standard qui est rencontrée dans les processus fed-batch ou l'apport en substrat carboné est limité afin d'éviter des déviations du métabolisme microbien (promoteurs rpoS et csiE). Les résultats obtenus montrent clairement que l'exposition des biocapteurs à des hétérogénéités locales de substrat entraîne une diminution de l'expression de la GFP. L'intensité de fluorescence a été mesurée à l'échelle cellulaire par cytométrie en flux. Durant les cultures, une chute significative du niveau de GFP intracellulaire a été observée pour les deux conditions scale-down considérées et pour les deux types de promoteur. Cette chute de fluorescence peut être attribuée à des phénomènes de répression des promoteurs suite à la levée locale de la limitation en carbone, mais également au relargage de la GFP dans le milieu extracellulaire. Ce relargage a été observé dans toutes les conditions opératoires considérées, comme le montrent les analyses des surnageants de culture par SDS-PAGE. L'intensité du relargage est néanmoins plus forte dans les conditions standard de culture (c'est-à-dire dans des réacteurs classiques sans approche scale-down). En effet, la coloration par l'iodure de propidium des biocapteurs cultivés en conditions standards est plus élevée que dans les conditions scale-down, suggérant une perméabilité membranaire plus élevée. Ces résultats offrent des potentialités intéressantes pour l'analyse simultanée de la viabilité cellulaire et de la détection des défauts d'écoulement par l'emploi de biocapteurs microbiens. De plus, les analyses par SDS-PAGE ont montre une grande diversité de protéines relargée en cours de procédé. Cette observation est étonnante du fait de l'emploi de milieux minéraux définis dans toutes les conditions étudiées. L'analyse de ce sécrétome offre des potentialités intéressantes pour la caractérisation des conditions de stress encourues par les micro-organismes au cours des procédés. [less ▲]