Etude d'un procédé de gazéification de biomasse en ambiance ...
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III –Matériels et métho<strong>de</strong>s<br />
________________________________________________________________________________________________________________<br />
la disponibilité d’une large gamme <strong>de</strong> modèles thermodynamiques, décrivant les équilibres<br />
liqui<strong>de</strong>-vapeur <strong>de</strong> mélanges multi-constituants, permet <strong>de</strong> traiter <strong>de</strong>s systèmes <strong>de</strong> plus <strong>en</strong> plus<br />
complexes.<br />
Il est très important <strong>de</strong> signaler que les modèles thermodynamiques se limit<strong>en</strong>t aux<br />
calculs <strong>de</strong>s équilibres <strong>en</strong>tre phases et ne calcul<strong>en</strong>t pas les réactions chimiques, même si<br />
compositions, débits, température et pression sont connus. Il est donc nécessaire, pour chacun<br />
<strong>de</strong>s réacteurs, <strong>de</strong> préciser quelles réactions vont avoir lieu, et avec quel taux d'avancem<strong>en</strong>t.<br />
D’une manière générale, la simulation d’une réaction nécessite <strong>de</strong>ux étapes <strong>de</strong> la part<br />
<strong>de</strong> l’utilisateur pour pouvoir calculer les bilans énergétiques <strong>de</strong>s opérations unitaires :<br />
- Ecriture du bilan matière.<br />
- Ecriture <strong>de</strong> la réaction avec les coeffici<strong>en</strong>ts stœchiométriques appropriés.<br />
III - 7 - Prévisions thermodynamiques<br />
III - 7 - 1 - Définition du système<br />
On s’attache ici à déterminer l’énergie nécessaire aux réactions <strong>de</strong> <strong>gazéification</strong> dans<br />
un <strong>procédé</strong> allothermique haute température. On supposera que :<br />
1998)<br />
- le système est à tout instant <strong>en</strong> équilibre thermodynamique complet, c’est-à-dire qu’on<br />
ne ti<strong>en</strong>dra pas compte ici <strong>de</strong> la cinétique <strong>de</strong>s réactions,<br />
- le mélange <strong>de</strong> gaz est assimilable à un mélange <strong>de</strong> gaz parfaits,<br />
- le système évolue à pression constante <strong>en</strong> chaque point et à chaque instant.<br />
Les données thermodynamiques sont prises dans les tables dites <strong>de</strong> Janaf (Chase,<br />
Les conditions thermodynamiques <strong>de</strong> référ<strong>en</strong>ce sont les conditions standards :<br />
P0 = 0,1 MPa, T0 = 298,15 K. Par conv<strong>en</strong>tion, les <strong>en</strong>thalpies <strong>de</strong> formation dans les conditions<br />
<strong>de</strong> référ<strong>en</strong>ces -<br />
ΔΗ 0<br />
fi - sont nulles pour les espèces i qui exist<strong>en</strong>t naturellem<strong>en</strong>t dans cet état<br />
0<br />
<strong>de</strong> référ<strong>en</strong>ce : par exemple ΔΗ = , ΔΗ = 0 , etc.<br />
f C( s)<br />
0<br />
0<br />
f H<br />
2<br />
Les espèces formées dans les conditions <strong>de</strong> référ<strong>en</strong>ce par une réaction exothermique<br />
(perte d’énergie par le système) ont une <strong>en</strong>thalpie <strong>de</strong> formation, dans les conditions <strong>de</strong><br />
référ<strong>en</strong>ce, négative, par exemple :<br />
∆Η = − 393,52 kJ.mol -1<br />
0<br />
fCO<br />
2<br />
∆Η 110,53<br />
0 fCO= − kJ.mol -1<br />
∆Η0 fH 2O(liq)<br />
= −285,83<br />
kJ.mol -1<br />
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