Etude d'un procédé de gazéification de biomasse en ambiance ...
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II –Etat <strong>de</strong> l’art <strong>de</strong>s <strong>procédé</strong>s <strong>de</strong> <strong>gazéification</strong><br />
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La majeure partie <strong>de</strong> l'<strong>en</strong>thalpie nécessaire est fournie par la combustion <strong>d'un</strong>e partie<br />
du charbon. L'apport du plasma est néanmoins capital car il donne la maîtrise <strong>de</strong> la<br />
température : grâce au plasma, on peut maint<strong>en</strong>ir une température supérieure à ce que serait<br />
la température d'équilibre. On mainti<strong>en</strong>t ainsi 1400 à 1500°C pour se situer un peu au-<strong>de</strong>ssus<br />
du point <strong>de</strong> fusion <strong>de</strong>s c<strong>en</strong>dres. Cette température élevée a aussi l'avantage d'augm<strong>en</strong>ter la<br />
cinétique <strong>de</strong>s réactions.<br />
Pour éviter la formation <strong>de</strong> carbone soli<strong>de</strong> - <strong>de</strong> suie - on introduit dans le réacteur un<br />
excès <strong>de</strong> vapeur d'eau.<br />
Les gaz quitt<strong>en</strong>t le lit <strong>de</strong> coke à <strong>en</strong>viron 950°C avec un maximum <strong>de</strong> 3 % <strong>de</strong> CO2.<br />
Le volume du lit <strong>de</strong> coke est tel qu'il sert <strong>en</strong> outre <strong>de</strong> tampon. Il améliore le<br />
fonctionnem<strong>en</strong>t du process <strong>en</strong> écrêtant les év<strong>en</strong>tuelles fluctuations et permet même <strong>de</strong>s arrêts<br />
<strong>de</strong> courte durée.<br />
La masse <strong>de</strong> coke consommé représ<strong>en</strong>te 7 à 10 % <strong>de</strong> la masse <strong>de</strong> charbon introduite.<br />
La température au fond du lit <strong>de</strong> coke où arriv<strong>en</strong>t le gaz et le laitier issus du<br />
prégazéifieur (Figure II-11) est <strong>de</strong> l'ordre <strong>de</strong> 1400-1500°C. La fusion <strong>de</strong>s c<strong>en</strong>dres s'opère <strong>de</strong><br />
la même façon que dans le précé<strong>de</strong>nt <strong>procédé</strong> et le laitier est extrait par intermitt<strong>en</strong>ce. Ce<br />
dispositif d'extraction peut être conçu <strong>de</strong> façon à fonctionner à haute pression.<br />
Avec le même charbon que dans le <strong>procédé</strong> à vapeur d'eau seule, avec 500 Nm 3<br />
d'oxygène et 317 kg <strong>de</strong> vapeur pour une tonne <strong>de</strong> (charbon + coke) consommée, le gaz<br />
produit a pour composition : 61,8 % <strong>de</strong> CO, 34,9 % d'H2, 2,6 % <strong>de</strong> CO2, 0,3 % <strong>de</strong> H2S et<br />
0,4 % <strong>de</strong> N2. La consommation d'électricité n'est pas indiquée <strong>en</strong> valeur absolue mais il est<br />
dit qu'elle représ<strong>en</strong>te <strong>en</strong>viron 7 % <strong>de</strong> l'énergie totale introduite. Cela représ<strong>en</strong>terait <strong>en</strong>viron,<br />
pour un charbon <strong>de</strong> PCI égal à 7,73 kWh.kg -1 , 0,46 kWh.kg -1 <strong>de</strong> charbon gazéifié.<br />
S.K.F. indique qu'un gazéifieur <strong>de</strong> 1000 tonnes <strong>de</strong> charbon par jour exigerait une<br />
installation plasma <strong>de</strong> 35 MW, c'est-à-dire, <strong>en</strong> l'état actuel <strong>de</strong> la technologie SKF, 6 torches<br />
<strong>de</strong> 6 MW.<br />
On ne détecte ni goudrons, ni phénols, ni hydrocarbures aromatiques polycycliques<br />
dans les gaz issus du réacteur.<br />
Ainsi puisque la température <strong>de</strong> réaction est imposée par la puissance électrique<br />
délivrée, il est possible <strong>de</strong> faire varier le rapport H2O/O2 dans une large gamme.<br />
Avec <strong>de</strong> la vapeur d'eau seule, on obti<strong>en</strong>dra un gaz très riche <strong>en</strong> H2 mais l'électricité<br />
représ<strong>en</strong>tera 30 à 40 % <strong>de</strong> l'énergie totale introduite. Alors que, avec un rapport H2O/O2<br />
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