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

II –Etat de l’art des procédés de gazéification
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La majeure partie de l'enthalpie nécessaire est fournie par la combustion d'une partie
du charbon. L'apport du plasma est néanmoins capital car il donne la maîtrise de la
température : grâce au plasma, on peut maintenir une température supérieure à ce que serait
la température d'équilibre. On maintient ainsi 1400 à 1500°C pour se situer un peu au-dessus
du point de fusion des cendres. Cette température élevée a aussi l'avantage d'augmenter la
cinétique des réactions.
Pour éviter la formation de carbone solide - de suie - on introduit dans le réacteur un
excès de vapeur d'eau.
Les gaz quittent le lit de coke à environ 950°C avec un maximum de 3 % de CO2.
Le volume du lit de coke est tel qu'il sert en outre de tampon. Il améliore le
fonctionnement du process en écrêtant les éventuelles fluctuations et permet même des arrêts
de courte durée.
La masse de coke consommé représente 7 à 10 % de la masse de charbon introduite.
La température au fond du lit de coke où arrivent le gaz et le laitier issus du
prégazéifieur (Figure II-11) est de l'ordre de 1400-1500°C. La fusion des cendres s'opère de
la même façon que dans le précédent procédé et le laitier est extrait par intermittence. Ce
dispositif d'extraction peut être conçu de façon à fonctionner à haute pression.
Avec le même charbon que dans le procédé à vapeur d'eau seule, avec 500 Nm 3
d'oxygène et 317 kg de vapeur pour une tonne de (charbon + coke) consommée, le gaz
produit a pour composition : 61,8 % de CO, 34,9 % d'H2, 2,6 % de CO2, 0,3 % de H2S et
0,4 % de N2. La consommation d'électricité n'est pas indiquée en valeur absolue mais il est
dit qu'elle représente environ 7 % de l'énergie totale introduite. Cela représenterait environ,
pour un charbon de PCI égal à 7,73 kWh.kg -1 , 0,46 kWh.kg -1 de charbon gazéifié.
S.K.F. indique qu'un gazéifieur de 1000 tonnes de charbon par jour exigerait une
installation plasma de 35 MW, c'est-à-dire, en l'état actuel de la technologie SKF, 6 torches
de 6 MW.
On ne détecte ni goudrons, ni phénols, ni hydrocarbures aromatiques polycycliques
dans les gaz issus du réacteur.
Ainsi puisque la température de réaction est imposée par la puissance électrique
délivrée, il est possible de faire varier le rapport H2O/O2 dans une large gamme.
Avec de la vapeur d'eau seule, on obtiendra un gaz très riche en H2 mais l'électricité
représentera 30 à 40 % de l'énergie totale introduite. Alors que, avec un rapport H2O/O2
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