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

II –Etat de l’art des procédés de gazéification
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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.
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