Publicité Syngas

Goudrons, NOx, dioxines et furanes, HCL, H2S, poussières, mercure...

• le

  chlorure d’hydrogène (HCl),
• l’ammoniac (NH3),
• le sulfure d’hydrogène (H2S),
• les métaux lourds,
• les poussières – polluants particulaires (solides/carbone, liquides/aérosols, …),
• les goudrons,
• les HAP (Hydrocarbures aromatiques polycycliques),
• les COV (Composés Organiques Volatils),
• les composés bromés et iodés,
• l’azote (N2),
• le dioxyde de carbone (CO2),
• les inorganiques et les alcalins.

• Techniques d’abattage au sein même du gazéifieur:
  Des absorbeurs ou des catalyseurs sont mélangés à la charge pour traiter le H2S (ajout d’oxyde de calcium) et les goudrons (par réaction catalytique avec la vapeur d’eau et le CO2).
  
  
• Techniques d’abattage dans des équipements connexes:
  Filtration des poussières (cyclones ou électrofiltres), lavage à l’eau ou craquage catalytique à haute température pour l’abattage des goudrons, l’abattage du H2S par absorption (lavage chimique ou solvant), capture du HCL par lavage à l’eau ou sur absorbant, captation des métaux par charbon actifs (mercure en particulier).

• Comme source de production de chaleur
• Comme source de production d’électricité par l’action du gaz sur des turbines
• Comme source de production d’hydrogène, de méthanol et de méthane par traitement chimique
• Comme source de production de carburant de synthèse par le procédé Fischer-Tropsch

• Production d'énergie renouvelable
• Conversion des déchets problématiques en combustibles utiles
• Production économique d'énergie sur le site et réduction des pertes de transmission
• Réduction des émissions de carbone

PTC System, comme pour la purification des Biogaz, est parfaitement adapté à la purification des Syngas.

Voir l'exemple de principe de purification

Comment produit-on le syngas ?

Plusieurs réactions successives sont nécessaires. L’ensemble de ce processus est appelé gazéification.
Il nécessite, à partir d’une matière organique, d’obtenir au préalable dans le réacteur de la vapeur d’eau (H2O) et du carbone (C) et de produire une chaleur suffisante pour la réaction finale de gazéification.
Quatre étapes successives, fortement couplées, sont nécessaires, la troisième produisant la chaleur requise par les trois autres.

1ère étape : séchage de la matière pour produire de la vapeur d’eau
Cette étape se déroule à des températures comprises entre 100°C et 160°C. Sous l’effet de la chaleur, l’eau contenue dans la matière organique s’évapore. Le combustible carboné résultant est sec et de différentes natures (charbon, biomasse, etc.). Dans le cas de produits non homogènes, une phase préalable (tri, broyage) est nécessaire avant d’introduire cet intrant dans le gazéifieur.

2ème étape : pyrolyse des intrants pour obtenir du coke (résidus de carbone) et des gaz de pyrolyse
Cette étape sans oxygène (anaérobie) se déroule à des températures situées entre 120 °C et 600 °C. Elle est dite "autothermique" car elle ne produit ni ne consomme d’énergie.
En augmentant progressivement la température en l’absence d’oxygène, la matière séchée se décompose et les atomes de carbone s’associent entre eux.
Il se forme alors du carbone réducteur presque pur (coke ou résidus de carbone) et un mélange de gaz oxydants non-condensables composés majoritairement d’oxyde de carbone (CO) et d’hydrocarbures (CH4) appelés "gaz de pyrolyse" ; des goudrons et des matières volatiles condensables issues de vapeurs de composés organiques (acides acétiques, aldéhydes, etc...).

3ème étape : oxydation des gaz de pyrolyse pour générer une chaleur suffisante à la gazéification
Cette étape se déroule en présence d’oxygène à des températures comprises entre 1 200°C et 1 500°C.
Les matières volatiles issues de la pyrolyse s’oxydent. Cette combustion dégage la chaleur nécessaire aux deux étapes précédentes et à l’étape suivante de la gazéification. Elle nécessite un fort apport en oxygène.

4ème étape : la réduction ou « gazéification » du carbone pour produire le syngas
Cette étape se déroule à des températures comprises entre 800 °C et 1200° C. En l’absence d’oxygène, le coke obtenu lors de la phase de pyrolyse réduit la vapeur d’eau et le gaz carbonique obtenus dans l’étape précédente respectivement en hydrogène et en oxyde de carbone pour former du syngas, combustible d'un mélange en proportions variables CO et H2.

Les différents procédés de gazéification

Le procédé à lit fixe, Il peut être soit à co-courant soit à contre-courant.

• Le procédé à lit fluidisé statique.
  Par ce procédé, les particules sont mises en suspension dans le réacteur par injection à sa base d’un gaz qui va "soulever" les grains.
  Cela favorise les échanges thermiques et massiques entre le gaz et le solide.
  Dans ce type de réacteur, les différents mécanismes de séchage, pyrolyse, combustion ou oxydation ont lieu dans une seule et même zone.

• Le procédé à lit fluidisé entraîné.
  Le solide combustible carboné est finement pulvérisé dans un jet d'oxygène.
  La réaction chimique s’effectue à très haute température et à pression élevée.
  Cela empêche les goudrons et le méthane de se former, les gaz produits en sont ainsi exempts. Le rendement en gaz est donc élevé.
  Cependant, le procédé à lit fluidisé entraîné nécessite une forte consommation en oxygène.
  Par ailleurs, le coût de la pulvérisation préalable du solide combustible carboné est élevé car il faut obtenir une biomasse ou du charbon finement divisé.

• Les bois de classe A (bois non traités), issus des sous-produits de la transformation du bois brut, bois secs non-traités et non peints, palettes...
• Les bois de classe B (bois faiblement traités),qui rassemblent les panneaux, les bois d'ameublement, les bois de démolition exempts de gravats, les résidus d'exploitation forestière (souches, grumes etc.)
• Les bois de classe C traités à la créosote (traverses de chemin de fer, poteaux téléphoniques...) ou autoclavés et imprégnés de sels métalliques (piquets de vigne et d'arboriculture, écrans acoustiques, glissières de sécurité...) nécessitent des équipements adaptés pour leur élimination en raison notamment des risques d'émission dans l'atmosphère de divers composés organiques volatils polluants (HAP...) et de métaux lourds : ils sont détruits en usine d'incinération de déchets spéciaux ou utilisés dans les fours de cimenteries.

• Le bois de rebut
  

  Le bois de rebut est constitué de produits en fin de vie (bois d'emballage, de déconstruction...)

  
  Le gisement est disponible mais sa valorisation est difficile car celui-ci est diffus ce qui rend la collecte difficile et aussi parce qu’il peut contenir des corps métalliques, plastiques ou des souillures.

• Les sous-produits des industries du bois
  

  L’industrie de première transformation produit l’essentiel des sous-produits industriels sous forme d’écorces ou de sciures. Le rendement matière des industries de la seconde transformation du bois étant bien supérieur à celui des scieries, le gisement potentiel en chutes est bien plus faible, d’autant que l’association du bois à d’autres matériaux rend impossible leur valorisation en centrale thermique.
  Avec un taux d’humidité de 40 à 60 %, la principale valorisation des écorces est la combustion en chaudière de forte capacité (> 1 MW).
  Quant aux sciures de bois, elles ont une humidité équivalente à celle du bois scié (50 à 70 %).

• La ressource sylvicole

• La bûche

  
  La bûche est la forme la plus commune du bois et celle qui subit le moins de transformations. Elle est utilisée en majeure partie par les particuliers dans des inserts ou des foyers fermés, des poêles et des chaudières manuelles.

  Afin de garantir une efficacité maximale, le taux d’humidité de la bûche doit être inférieur à 22 %.

  
  
  
• Le granulé

  
  Le granulé de bois résulte de la compression de sciures propres issue généralement des scieries. Le granulé est un combustible normé.

  
  
  
• Le bois déchiqueté

  
  

  Le bois déchiqueté (sous forme de plaquettes de quelques centimètres de longueur) a plusieurs origines:

• Sous-produit de l’exploitation forestière et arboricole (branches, houppiers, rémanents…);
• Sous-produit non souillés des industries du bois (scieries, emballages, palettes, cagettes, etc.).

• Déchets ménagers,
• DIB (Déchet industriel banal),
• RBA (Résidus de broyage automobile),
• Déchets de papier,
• Boues de stations d'épuration etc...

• La méthanisation est un procédé industriel qui tire parti de la dégradation de matière organique (plus précisément de la fermentation anaérobie) afin de produire du biogaz. Ce biogaz peut par la suite être utilisé dans la production de chaleur ou d’électricité. Cette technologie est déjà largement exploitée et devrait d’ailleurs se développer d’avantage puisqu’elle a un réel rôle à jouer dans la transition énergétique.
• La méthanation, quant à elle, a une tout autre vocation. En effet, elle pourrait permettre le stockage de l’énergie.
  Comme on le voyait dans un précédent article, le stockage à grande échelle de l’énergie est nécessaire afin d’opérer la transition énergétique vers un mix d’avantage décarboné.
  Qu’il s’agisse de stocker l’énergie produite par les EnR afin de la restituer en consommation de pointe ou bien de stocker l’énergie nucléaire quand nous sommes en surproduction, cette solution nous promet des rendements importants et une méthode fiable.