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

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II –Etat de l’art des procédés de gazéification ________________________________________________________________________________________________________________ Figure II-9 : La torche à plasma de SKF. Du procédé Plasmared, SKF a dérivé un procédé de gazéification électrique du charbon qui peut être adapté sans difficulté à la tourbe ou aux résidus lourds du pétrole. Figure II-10 : Schéma de principe du procédé SKF de gazéification à la vapeur d’eau. Deux variantes ont été essayées (SKF, 1982) : - une gazéification à la vapeur d'eau seule (sans oxygène) ; toute l'enthalpie nécessaire aux réactions de gazéification endothermique est d'origine électrique ; le gaz produit est très riche en hydrogène. - une gazéification à l'oxygène et à la vapeur d'eau mais assistée par plasma : le gaz est riche en CO mais la consommation d'électricité est plus faible. Figure II-11 : Schéma de principe du procédé SKF de gazéification à la vapeur d’eau et à l’oxygène. 57
II –Etat de l’art des procédés de gazéification ________________________________________________________________________________________________________________ II - 2 - 3 - 1 - 5 - 1.Gazéification électrique à la vapeur d'eau seule Le schéma de principe est représenté sur la Figure II-10. Le charbon de granulométrie inférieure à 100 µm est mélangé avec de l'eau pour former une suspension. Celle-ci est injectée dans le réacteur dont les parois sont garnies de réfractaire et qui est pourvu de plusieurs torches à plasma. La température est maintenue, en réglant la puissance électrique des torches, entre 1300 et 1400°C pour se trouver légèrement au-dessus du point de fusion des cendres. La température élevée augmente considérablement la vitesse des réactions de gazéification. Tout le carbone est dit réagi. Les cendres fondues forment un laitier liquide à la base du réacteur. Il est extrait en continu dans une unité de granulation de laitier. Les gaz quittent le réacteur à la température de 1400°C. L'analyse ultime du charbon utilisé pour les essais a donné les résultats suivants : 75 % de carbone, 4 % d'hydrogène, 9 % d'oxygène, 1 % d'azote, 1 % de soufre et 10 % de cendres. Le gaz de process obtenu présente, une fois la vapeur d'eau en excès éliminée, la composition suivante (en % volume) : 42,8 % de CO, 54,6 % d'H2, 2 % de CO2, 0,2 % d'H2S et 0,2 % d'azote. Son PCS est de 12 ,5 MJ.Nm -3 . Nous n'avons toutefois pas de données concernant le bilan matière de l'opération ni d'ailleurs sur le bilan énergétique. Nous savons seulement que l'énergie électrique représente 35 % de l'énergie totale introduite dans le réacteur, les 65 autres % étant apportés par le charbon. Nous n'avons pas d'informations sur les pertes thermiques du réacteur. Notons l'absence totale de goudrons, de phénols et d'hydrocarbures aromatiques polycycliques dans les gaz extraits du réacteur. II - 2 - 3 - 1 - 5 - 2.Gazéification électrique à la vapeur d'eau et à l'oxygène Le processus est scindé en deux étapes (Figure II-11) : - la poudre de charbon, introduite avec de l'oxygène et de la vapeur d'eau, en aval d'une torche à plasma, est convertie à 1400°C en un gaz contenant entre 10 et 15 % de (CO2 + H2O) ; - ce gaz traverse ensuite une colonne de coke maintenue à haute température ; on diminue ainsi la teneur du gaz en CO2 (C + CO2 → 2 CO) et en H2O (C + H2O → CO + H2) et donc la température. 58
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Résumé __________________________
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Remerciements _____________________
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Remerciements _____________________
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Table des matières _______________
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Liste des tableaux ________________
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Glossaire _________________________
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Introduction ______________________
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I -Le contexte énergétique et env
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IV -Les résultats expérimentaux _
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