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 - 3 - 2 - A l’institut d’Electrophysique de Saint-Petersbourg
Cet institut (Rutberg et al., 2011) a développé une famille de torches à plasma à arc
non transféré ayant la particularité de fonctionner en courant alternatif triphasé à tension
élevée (cf. Figure II-25), les 3 électrodes, en forme de barreaux cylindriques en cuivre allié,
sont placées dans une chambre unique où le gaz plasmagène, injecté en vortex, peut être de
l’air, de la vapeur d’eau ou du CO2 pour les opérations de gazéification de biomasse.
Figure II-25 : La torche à plasma de l’institut d’Electrophysique de Saint-Petersbourg.
La Figure II-26 présente le synoptique du procédé ; le réacteur de gazéification est
une cuve de 4 m de haut, de diamètre 1,6 m, garnie de réfractaire de telle sorte que le
diamètre intérieur est de 0,6 m. La charge est introduite au sommet de la cuve (de 60 à
100 kg.h -1 ) alors que les 2 torches à plasma se trouvent à 1,9 m au-dessus de la sortie des
gaz ; la fraction minérale est extraite à la base de la cuve au travers d’une grille mobile et
d’un extracteur noyé dans un siphon assurant l’étanchéité. L’énergie nécessaire provient
d’une part de la combustion partielle de la biomasse par injection d’air, d’autre part de
l’apport d’énergie électrique par les torches à plasma ; les auteurs indiquent un apport d’air
de l’ordre de 1 à 1,5 kg d’air par kg de bois à 20 % d’humidité et de PCI 13,9 MJ.kg -1 ,
rapporté à 1 kg de bois, le PCI du gaz produit (27 % d’H2, 29 % de CO, 36 % de N2 et 7 % de
CO2) serait de ~13,5 MJ pour une consommation d’énergie électrique de 2,16 MJ ; ils
estiment que l’on pourrait produire 8,58 MJ d’électricité et 7,47 MJ thermiques ; le
rendement de conversion du PCI du bois en électricité serait donc de (8,58 – 2,16) / 13,9 =
46 %.
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