Le procédé

Le procédé lié à l'étude est un système gazéifieur/combusteur qui permet d'entretenir la pyrolyse et la gazéification de la biomasse. Le pilote monté au LGC fonctionne selon ce principe actuellement utilisé dans la centrale de Güssing.

Schéma du système :

(Schéma du système gazéifieur/combusteur, source : http://hmf.enseeiht.fr/travaux/bei/beiep/content/2012-g04/procede)

Le fonctionnement :

Le gazéifieur : La biomasse est introduite dans le gazéifieur pour y subir une pyrolyse flash (à haute température, T=800°C dans l'enceinte), c'est à dire une réaction de décomposition du bois en atmosphère pauvre en dioxygène. Cette réaction produit un mélange de gaz, d' hydrocarbures lourds et de char.

S'en suit des réactions dites de gazéification qui vont permettre de produire des gaz de synthèse à partir du char, notamment le méthane. Ces réactions sont globalement endothermiques. Cette constatation, couplée au fait que les particules de biomasse (diamètre de quelques millimètres) sont difficilement fluidisables  justifient d'une média caloporteur. L'olivine a été retenue comme média circulant dans le gazéifieur et dans le combusteur. Son intérêt est double puisqu'il sert à la fois de caloporteur qui vient entretenir les réactions de gazéification, à partir de l'énergie produite dans la zone de combustion, et de permettre la fluidisation du mélange par leur taille relativement faible (200 à 400 micromètres). De plus, l'olivine sert de catalyseur pour le craquage des hydrocarbures.

 

Le combusteur : Une partie du char obtenu est injecté dans le combusteur et va servir de combustible solide pour la réaction de combustion. La fluidisation du milieu entraîne l'apparition d'un lit dense en pied de combusteur et d'un lit circulant au dessus de l'injection secondaire qui va permettre de transporter l'olivine chauffée et le char en cours de combustion vers le gazéifieur et ainsi entretenir la gazéification en cédant son énergie thermique. Une partie du méthane récupéré en sortie de gazéifieur sert également au démarrage de la combustion.

Le code développé porte sur la phase transportée du lit fluidisé au dessus de l'injection d' air secondaire.

 

Un schéma récapitulatif est disponible ici