Définitions : gazéification

GAZEIFICATION PROCEDE

La gazéification est une transformation thermochimique d’un solide combustible (charbon, bois, paille, ...) en présence d’un composé gazeux (O2, air, CO2, vapeur d’eau...). Le but de cette transformation est généralement de convertir le solide en un mélange gazeux combustible.

Sur le plan industriel, lorsque l’on parle de gazéification, l’objectif est donc de favoriser ces deux réactions pour produire le gaz combustible.

Pour se faire, il faudra préalablement ou simultanément générer les éléments nécessaires à ces deux réactions; à savoir, le charbon (ou char) très concentré en carbone, les réactants CO2 et H2O ainsi qu’une quantité importante d’énergie.

Dans les procédés de gazéification, trois composantes sont produites par les réactions de pyrolyse ainsi que les oxydations qui interviennent classique­ment en combustion, le charbon, le CO2 et H2O et de l’énergie. Le pouvoir calorifique du gaz de synthèse obtenu est relativement faible et varie selon sa concentration en divers gaz inertes tels que l’azote et dioxyde de carbone et dont la concentration dépend essentiellement des agents de gazéification utilisés et des procédés mis en oeuvre. Cette valeur est large­ment supérieure dans les procédés de gazéification à l’oxygène ou la vapeur d’eau.

Le combustible est introduit dans la section de gazéification et converti en gaz par la vapeur à la température de 850°C. Le gaz produit dans cette section est par conséquent exempt d’azote. Le matériau du lit, mêlé à des résidus de charbon de bois, circule dans la section de combustion. Cette section est fluidisée avec l’air et le charbon de bois est partiellement brûlé. La réaction exothermique qui se produit dans la chambre de combustion à environ 950°C, fournit l’énergie nécessaire pour la gazéification endothermique à la vapeur.

Le gaz de combustion sera évacué sans entrer en contact avec le gaz produit. Grâce à ce principe de fonctionnement, on peut obtenir un gaz de qualité supérieure.

Les gaz produit sont ensuite purifiés et alimentent un moteur à gaz (ou une turbine à gaz).

Dans un gazéificateur la biomasse subit plusieurs réactions :

  • L'asséchage
  • La pyrolyse ou volatilisation : lors du chauffage de la biomasse, les particules volatiles et des hydrocarbures réagissent avec le dioxygène de l'air pour former du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone.
  • La gazéification ou réduction : rédaction entre les hydrocarbures et la vapeur d'eau anmbiante produisant de H2et du CO2. En effet le CO formé se combine avec la vapeur d'eau pour former du CO2 et H2.

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GAZEIFICATION : ATOUTS
    ATOUTS
  • Les produits formés (le CO et H2) peuvent être transformés en méthane (réaction de Sabatier) qui peut-être valorisé ou directement injecté dans le réseau de gaz local.

  • Le biogaz peut aussi être transformé en biodiesel grâce au procédé de Fischer- Tropsch.

 

FREINS

  • Manque de recul et de retour d’expérience sur le plan technique et scientifique,

  • La présence de polluants dans les gaz (goudrons) néfastes pour les moteurs et les turbines nécessite une purification de ceux-ci, ce qui entraine un surcout,

  •     Cout des process,

  •     Manque de références en Europe.

GAZEIFICATION PROCEDE COGEBIO

 

Le procédé associe un générateur de gaz à une turbine à air chaud par l’intermédiaire d’un échangeur. Le bois déchiqueté alimente un réacteur co-courant générant un gaz de qualité optimale brûlé dans une chambre de combustion associée. La chaleur des fumées est récupérée dans un échangeur afin de réchauffer un flux d’air comprimé. Ce flux est détendu dans une turbine qui met en rotation le compresseur et l’alternateur permettant ainsi la production d’électricité. L’air chaud sortie turbine est réutilisé pour la combustion du gaz, ce qui permet d’augmenter le rendement de production électrique.
 
La chaleur cogénérée est disponible à la sortie de l’échangeur sous la forme d’un gaz à 300°C pour la production d’eau chaude, d’eau surchauffée, de vapeur ou le séchage direct. Les rejets du procédé sont les fumées refroidies qui partent à la cheminée avec un niveau très faible d’émissions de NOx, CO et particules, ainsi que les cendres récupérées à la base du réacteur.
 
 
Ce procédé permet une production performante d’électricité à partir de biomasse à l’échelle locale.
  • Valorisation de déchets végétaux variés : bois déchiqueté, sousproduits agricoles, cultures énergétiques,...
  • Chaleur à haute température permettant une grande souplesse d’adaptation aux contraintes de production industrielle
  • Fonctionnement entièrement automatisé
  • Pas de procédé d’épuration des gaz
  • Coûts d’investissement et de maintenance très compétitifs
  • Respects des normes d’émissions de polluants