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

I –Le contexte énergétique et environnemental
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Pour la combustion, le gaz de synthèse peut contenir du méthane et des composés plus
lourds mais la synthèse de biocarburants impose un gaz épuré de ces composés et des taux de
conversion en CO et H2 maximaux.
De plus, pour être efficace dans une synthèse de type Fischer-Tropsch, le rapport
molaire H2/CO doit être idéalement proche de deux et nécessite donc un apport
supplémentaire externe d’hydrogène ou des réactions de water-gaz shift pour changer le
rapport H2/CO issus du procédé qui est plus proche de 1.
I - 6 - 2 - 2 - 2 - Les mécanismes réactionnels
La gazéification est une réaction hétérogène (solide-gaz) endothermique. Elle
intervient après la pyrolyse de la biomasse sur le résidu fortement carboné. En parallèle de
ces réactions hétérogènes il existe des réactions homogènes en phase gazeuse (cf. Tableau
I-8).
Réactions Equations bilan
Réactions
hétérogènes
Réactions
homogènes
∆Η (kJ.mol -1 ) (Données HSC 4)
(Roine, 1994)
C(s) + ½O2 ↔ CO -110,8
C(s) + O2 ↔ CO2
C(s) + H2O ↔ CO + H2
-393,5
+131,2
C(s) +CO2 ↔ 2CO +172,4
C(s) + 2H2 ↔ CH4
CO + H2O ↔ CO2 + H2
-74,7
-41,1
CO + 3H2 ↔ CH4 + H2O -205,9
CO + ½O2 ↔ CO2
-282,9
H2 + ½O2↔ H2O -241,8
Tableau I-8 : Enthalpies des réactions de gazéification.
L’apport d’énergie nécessaire à la réalisation des réactions endothermiques peut être
effectué par une combustion partielle de la biomasse mais le CO2 et l’H2O obtenus alors
seront perdus pour la formation de biogaz et le rendement matière en sera diminué. Pour
obtenir un rendement matière maximum il faut donc un apport d’énergie externe.
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