Liquéfaction du gaz naturel par le procédé de la réfrigération magnétique

Abstract

Le travail réalisé dans le cadre de cette étude a pour objectif l’évaluation de performances et le dimensionnement d’un système de réfrigération magnétique (RM) appliqué à la liquéfaction du gaz naturel (i.e. liquéfacteur magnétique). Un tel dispositif consiste essentiellement en un régénérateur magnétique, un fluide caloporteur et une source de champ magnétique. La première partie du travail portait sur la modélisation du cycle thermomagnétique de RM en considérant les équations d’énergie gouvernant les échanges de chaleur entre le fluide et le solide dans le régénérateur magnétique. La deuxième partie a été consacrée à l’analyse de performance et au dimensionnement du liquéfacteur magnétique. A cet effet, à l’aide du logiciel Hysys de nombreuses configurations du liquéfacteur magnétique ont été simulées et étudiées, et ce, afin de déterminer les configurations optimales susceptibles de produire d’appréciables quantités de gaz naturel liquéfié (GNL). Des configurations hautement efficaces ont été trouvées; des performances ayant des valeurs jusqu’à 81% de celle du cycle de Carnot correspondant. Toutefois, en comparaison avec des liquéfacteurs conventionnels à gaz, les débits de GNL trouvés sont limités; des valeurs inférieures à 4.85 kg/jour obtenues sous des hautes pressions d’opération du gaz naturel (de l’ordre 36 bars) et pour un champ magnétique appliqué de 5T.