Optimisation de la production d'hydrogène par conversion du méthane dans les procédés de pyrolyse/gazéification de la biomasse

Dufour Anthony. 2007. Optimisation de la production d'hydrogène par conversion du méthane dans les procédés de pyrolyse/gazéification de la biomasse. s.l. : Institut national polytechnique de Lorraine, 307 p. Thèse de doctorat : Génie des procédés : Institut national polytechnique de Lorraine

Résumé : La pyrolyse/gazéification de la biomasse est l'une des filières de production de gaz "verts" et notamment d'hydrogène (H2) au plus fort potentiel. Le principal enjeu pour augmenter le rendement matière de la production de H2 par gazéification de la biomasse est la conversion du méthane (CH4) en H2. Le CH4 est principalement formé durant la pyrolyse du bois. Des bilans matière, compris entre 92 et 1020/0, nous ont permis de décrire des mécanismes de production de H2 et de CH4 durant la pyrolyse du bois. Le CH4 et l'éthylène (C2H4) pourraient être envisagés comme des indicateurs de la concentration en goudrons d'un gaz de pyrolyse. La conversion du CH4 a été étudiée en phase homogène et en phase hétérogène sur un lit de charbon. En phase homogène, au sein d'un gaz modèle de pyrolyse, le taux de conversion du CH4 varie de 5% à 95% de 1000 à 1400°C, pour un temps de séjour de 2s. Des modèles radicalaires ont montré une bonne simulation de la conversion du CH4. L'oxydation du CH4 a principalement lieu par addition de radicaux OH sur des C2. En phase hétérogène, sur un lit fixe de charbon de bois, le taux de conversion du CH4 est de plus de 70%, pour un temps de contact de 120ms à 1000°C. L'activation co-courante au CO2 et à H2O du charbon permet de maintenir une bonne stabilité de la conversion du CH4. Les sites actifs de chimisorption du CH4 pourraient être des atomes de carbone labile. Des bilans matière/énergie de procédés de production d'hydrogène par pyrolyse du bois couplée avec la conversion du CH4 ont été réalisés. Les 2 voies de conversion du CH4 expérimentées ont été comparées.

Mots-clés Agrovoc : gazéification, bois, pyrolyse, méthane, biomasse

Classification Agris : P06 - Sources d'énergie renouvelable
K50 - Technologie des produits forestiers

Champ stratégique Cirad : Axe 2 (2005-2013) - Biomasse énergie et sociétés du sud

Auteurs et affiliations

• Dufour Anthony, ENSIC (FRA)

Source : Cirad - Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/552050/)

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