Etude d'un procédé de gazéification de biomasse en ambiance ...

VI –Etude technico-économique d’un procédé
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Débit de biomasse humide (25 %) 110 t.h -1
Débit de biomasse anhydre 82,5 t.h -1
Espèces % massiques par rapport à la biomasse anhydre Débits en t.h -1
Gaz 98,3 81,09
Cendres + résidus
carbonés
1,7 1,4
Tableau VI-2 : Bilan des débits pour le procédé.
Ce bilan matière nous permet d’estimer à 81 t.h -1 la production de gaz et à 1,4 t.h -1 la
production de cendres. Les gaz seront acheminés vers les unités de nettoyage (élimination de
CO2 et CH4), puis vers un shift ou un ajout de H2 externe pour ajuster le rapport H2/CO à 2
pour correspondre aux nécessités d’une synthèse Fischer-Tropsch (FT). Dans notre procédé
nous avons fait le choix d’une étape de shift pour ajuster la quantité d’hydrogène car les
données sur l’apport d’hydrogène externe ne sont pas connues avec suffisamment de
précisions sur les quantités concernées. L’équation bilan de cette étape se présente comme
suit : CO + H2O → H2 + CO2.
Les cendres produites vont être prises en charge par le bain de verre. On considère
que dans un four modèle de type « four de verrier » le débit d’additif verrier nécessaire à
l’écoulement de la biomasse à sa surface est de 2750 kg.h -1 . Par conséquent en sortie du
procédé nous aurons un débit de 4,15 t.h -1 du mélange verre et cendres.
Une autre donnée que nous pouvons entrer dans notre modèle de gazéifieur est la
consommation en graphite des électrodes. Dans le cas du réacteur de gazéification du
Laboratoire, la consommation moyenne des électrodes que nous utilisons est de 10 g de
carbone par heure, soit 10 g de carbone par kilogramme de biomasse gazéifié. Cela
représente une consommation de 110 kg.h -1 pour notre unité de gazéification à échelle
industrielle. Pour les fours de fonderie la consommation maximale est estimé à 7 kg.t -1 de
produit traité (Masson, 2005) ce qui représente une consommation de près de 800 kg.t -1 dans
notre gazéifieur. Nous faisons le choix de garder la consommation en graphite provenant de
notre réacteur à petite échelle car elle nous semble plus proche de nos besoins que la
consommation en graphite nécessaire à la fonte de métaux.
L’ensemble de ces données nous permet de construire un premier modèle de
gazéifieur que nous résumons sur la Figure VI-3 :
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