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

II –Etat de l’art des procédés de gazéification
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procédés de réduction directe du minerai de fer soit pour produire des carburants liquides ;
actuellement les procédés sont plutôt orientés vers la gazéification de déchets ou de biomasse
plus ou moins chargée en matière minérale.
Nous présentons ici les principaux, sans chercher à être exhaustif.
II - 2 - 3 - 1 - Historique
II - 2 - 3 - 1 - 1 - Le procédé de SHEER et KORMAN
Ce travail (Sheer, 1974 ; Sheer, 1979 et Korman, 1979) date des années 70 : le
charbon n'est en fait que prétraité dans un plasma d'arc où il est transformé en une poudre de
charbon actif finement divisé. Ce matériau est ensuite traité dans de la vapeur surchauffée
dans un post réacteur où la réaction de gazéification se produit grâce à l'énergie libérée par la
combustion au niveau de température approprié. Le plasma sert surtout à amener le charbon
dans un état idéal de réactivité pour que les réactions de gazéification s'effectuent avec le
meilleur rendement.
Le générateur de plasma, désigné sous le nom F.C.C. (pour Fluid Convection
Cathode), utilise l'effet Maecker à l'extrémité de la cathode où se produit une forte
constriction du diamètre de la colonne de plasma, surtout si l'extrémité de la cathode en
tungstène thorié a la forme d'un cône : le diamètre de la colonne peut être ainsi réduit dans un
rapport de 10 à 1. Cette constriction produit une aspiration du gaz ambiant vers l'axe de la
colonne. Cet effet de pompage électromagnétique permet de faire pénétrer un gaz froid au
cœur du jet de plasma. La stabilité du jet de plasma est assurée en utilisant une tuyère à
symétrie axiale. En plus de la stabilisation, la compression radiale de la colonne due à
l'écoulement convergent du gaz crée un accroissement local de la densité de courant ainsi que
du gradient de tension. L'énergie dissipée par unité de volume dans la zone de constriction
augmente la température du plasma. Ce dispositif de génération du plasma comporte deux
arrivées de gaz coaxiales (cf. Figure II-4). A travers la couronne intérieure, on injecte une
fine couche d'argon qui protège la pointe en fusion de la cathode en tungstène des gaz
corrosifs tels l'oxygène. Les gaz réactifs - la vapeur d'eau dans le cas ici considéré - sont
introduits à travers la couronne externe. L'anode est constituée d'un barreau de graphite
poreux, monté sur un support en cuivre refroidi par circulation d'eau ; à travers le barreau de
graphite poreux on injecte une faible quantité d'argon qui protège l'anode de l'érosion et évite
ainsi en présence de solides la formation de dépôts. Le dispositif comporte en fait trois
anodes écartées de 120° symétriquement par rapport à l'axe de la cathode.
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