Etude d'un procédé de gazéification de biomasse en ambiance ...
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I –Le contexte énergétique et <strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>tal<br />
________________________________________________________________________________________________________________<br />
(15 kPa) favoris<strong>en</strong>t la production d’huiles au détrim<strong>en</strong>t du gaz et du charbon (Antal et<br />
Varhegyi, 1998) (cf. Tableau I-7).<br />
Produits <strong>de</strong> pyrolyse<br />
(%massique sur le sec)<br />
Pyrolyse l<strong>en</strong>te<br />
(0,1 Mpa)<br />
Pyrolyse l<strong>en</strong>te<br />
sous pression (>0,4 Mpa)<br />
Pyrolyse l<strong>en</strong>te<br />
Sous vi<strong>de</strong> (15 Kpa)<br />
Huiles 30-35 25-30 60-65<br />
Gaz 25-30 20-25 15-20<br />
Charbon végétal 20-35 30-40 15-20<br />
Tableau I-7 : Evolution <strong>de</strong>s pourc<strong>en</strong>tages relatifs <strong>de</strong> soli<strong>de</strong>s (char), liqui<strong>de</strong>s (huile) et gaz<br />
<strong>en</strong> fonction <strong>de</strong>s conditions <strong>de</strong> pression lors <strong>de</strong> la pyrolyse <strong>de</strong> la <strong>biomasse</strong> (Ballerini et<br />
Alazard-Toux, 2006).<br />
I - 6 - 2 - 1 - 3 - 6.La granulométrie <strong>de</strong> la <strong>biomasse</strong><br />
La granulométrie a une inci<strong>de</strong>nce sur le temps <strong>de</strong> séjour <strong>de</strong>s vapeurs primaires à<br />
l’intérieur <strong>de</strong> la particule et donc sur le déroulem<strong>en</strong>t <strong>de</strong>s réactions secondaires et <strong>de</strong>s réactions<br />
hétérogènes soli<strong>de</strong>s-gaz.<br />
Une granulométrie importante constitue une barrière diffusionnelle pour les vapeurs<br />
primaires qui sont maint<strong>en</strong>ues dans la matrice soli<strong>de</strong> carbonée à température élevée et qui<br />
réagiss<strong>en</strong>t pour former <strong>de</strong>s produits secondaires gazeux et soli<strong>de</strong>s. Dans le cas d’une pyrolyse<br />
<strong>en</strong> lit fixe <strong>de</strong>s petites particules constitu<strong>en</strong>t un lit compact et à faible porosité qui va limiter<br />
les échanges gazeux et les transferts thermiques, limitant ainsi le fonctionnem<strong>en</strong>t du réacteur.<br />
En revanche, pour une pyrolyse flash la volatilisation <strong>de</strong>s gaz doit se faire rapi<strong>de</strong>m<strong>en</strong>t donc<br />
les particules fines (inférieures à 6 mm) et <strong>de</strong>s lits <strong>de</strong> particules non compacts seront<br />
privilégiés pour favoriser <strong>de</strong>s temps <strong>de</strong> séjours intra-particulaires faibles.<br />
Dans ses étu<strong>de</strong>s sur la vapo<strong>gazéification</strong> <strong>de</strong> la <strong>biomasse</strong> (Dupont, 2006) établit une<br />
corrélation <strong>en</strong>tre la taille <strong>de</strong>s particules et les mécanismes prédominant lors <strong>de</strong> la pyrolyse <strong>en</strong><br />
fonction <strong>de</strong> la température (cf. Figure I-16). On distingue alors plusieurs régimes <strong>de</strong> pyrolyse<br />
<strong>en</strong> comparant les temps caractéristiques <strong>de</strong>s transferts <strong>de</strong> chaleur avec celui <strong>de</strong> la réaction<br />
chimique.<br />
Dans les cas où les temps caractéristiques <strong>de</strong>s réactions chimiques seront plus grands<br />
que ceux <strong>de</strong>s transferts thermiques, nous aurons un régime <strong>de</strong> pyrolyse dit chimique. C’est le<br />
cas pour <strong>de</strong> petites particules dont la taille est comprise <strong>en</strong>tre 0,1 et 1 mm. Les particules sont<br />
alors considérées comme isothermes et l’étape limitante est la chimie <strong>de</strong> la réaction.<br />
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