Procédé GASWASH - Syngas
Modèle de traitement de flux gazeux

Simulation sur purification de Syngas 100 m3/h

L'évaluation est basée sur un débit gazeux de 100 m3/h de gaz de pyrolyse de biomasse dont la composition et la concentration du flux serait:

Principaux composés
Concentrations
Hydrogène (H2)
34 % (34 m3 soit 3,1 Kg)
Dioxyde de carbone (CO2)
18 % (18 m3 soit 36 Kg)
Oxyde de carbone (CO)
45 % (45 m3 soit 56,2 kg
Méthane (CH4)
2 %
Azote (N2)
1 %
Impuretés diverses (composés minoritaires) dont:
Hydrogène sulfuré (H2S)
105 ppm
Sulfure de carbonyle (COS)
20 ppm

Autres diverses impuretés présentes

Concentrations à évaluer

Goudrons

 

Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)

 

Ammoniac (NH3)

 

Acide chlorhydrique

 

Composés bromés et iodés

 

Inorganiques et alcalins

 

Composés organiques volatils (COV)

 

La gazéification de la biomasse consiste à brûler de la biomasse dans un approvisionnement limité en air pour obtenir un gaz combustible composé de monoxyde de carbone, dioxyde de carbone, hydrogène, méthane, eau et contaminants tels que de petites particules.
Le gaz est nettoyé pour être utilisé dans les chaudières, les moteurs et les turbines afin de produire de la chaleur et de l'électricité.

Process de gazéification de biomasse:

Phase 1: Module TarWash - Traitement des goudrons

Le flux gazeux à traiter contenant les goudrons est lavé à contre courant par un kérosène industriel comme:

Ketrul D-100 (Total) Pt ébullition entre 235° et 284°C
Selon la température du Syngas en entrée du module TarWash on adoptera le type de Ketrul adapté.

Schéma d'installation :


Phase 2: Module GasWash - Traitement H2S et autres impuretés diverses

Le traitement du flux gazeux canalisé est effectué par un lavage à contre-courant par une solution fortement basique à pH>12 en présence du "Réactif".
Les jus de lavage sont envoyés en bassin de neutralisation avant de rejoindre une station d'épuration biologique.

 

Mode opératoire:

Pour la purification du flux gazeux sur 24 h. la colonne de lavage est en charge de 400 litres d'eau sodée à pH=12 en pied de colonne.
La pompe de circulation est activée puis la vanne de débit des gaz est progressivement libérée et contrôlée au débit désiré.
La colonne est ensuite alimentée par les deux pompes doseuses soude et "réactif" en maintenant toujours pH>12 en colonne.

Pour une évaluation plus précise des matières il faut connaître les concentrations en impuretés à traiter. (Voir feuille de calcul à renseigner)


Bilans

Bilan journalier (24 h.) matières module GasWash:

En l'état actuel de la connaissance des concentrations de polluants, pour une évaluation précise des matières il faut connaître les concentrations en impuretés à traiter.

Bilan des rejets aqueux journaliers (24 h.) en station biologique

Pour une évaluation précise des matières il faut connaître les concentrations en impuretés à traiter.

    • Rappel

Les réactions des composés soufrés avec le "Réactif" conduisent à la formation de molécules organiques suivant:

H2S + 2 "Réactif" ------------------------------------------> S-("Réactif")2 + 2 Na+ + 2 Cl-
RSH (mercaptan) + NaOH----------------------------------------> S-("Réactif") + Na+ + Cl-

Les jus aqueux de lavage auront les caractéristiques suivantes:

              • température < 30 °C;
              • pH = 8,3;
              • DCO : 287 mg/l ;
              • DBO5 : 670 mg/l.

La dégradation biologique de la nouvelle molécule organique de formule [S-("Réactif")2] obtenue entre le composé soufré initial et le réactif conduit à la destruction de cette nouvelle molécule obtenue qui, suivant la souche bactérienne présente peut donner:

      • CO2 + H2O pour la partie carbonée du "Réactif"
      • S (soufre élémentaire)
      • Mais suivant le degré d'oxydation ou les souches bactériennes:
        • Moins probable une oxydation biologique en sulfate (SO4)--
        • Moins probable une oxydation biologique pourrait conduire en alternative à une oxydation en thiosulfate (S2O3)--

Conclusions

La solution des goudrons dans le Kérosène telle quelle ou concentrée pour récupérer le Kérosène fera l'objet d'une recherche de filière de valorisation.
Le traitement du flux gazeux dégoudronné sera similaire à GasWash.

 

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