Pyrolysis Process

Introduction générale

Qu’est-ce que la pyrolyse?

La pyrolyse est une dégradation thermique, soit en l’absence totale d’agent oxydant, soit avec une réserve si limitée que la gazéification ne se produit pas dans une mesure appréciable ou peut être décrite comme une gazéification partielle. On utilise une température relativement basse de 500 à 800 ° C, comparée à 800 à 1000 ° C dans la gazéification. Trois produits sont généralement produits: le gaz, l’huile de pyrolyse et le charbon de bois, dont les proportions relatives dépendent beaucoup de la méthode de pyrolyse, des caractéristiques de la biomasse et des paramètres de réaction. Une pyrolyse rapide ou instantanée est utilisée pour maximiser les produits gazeux ou liquides en fonction de la température utilisée.

Historique de la pyrolyse de la biomasse

Pourquoi la pyrolyse devient-elle intéressante maintenant?

Il existe plusieurs façons de faire usage de l’énergie contenue dans la biomasse de la vieille combustion directe à la gazéification, la pyrolyse. Le choix de la technique la plus rentable pour récupérer l’énergie d’un type particulier de biomasse est le pas le plus important vers un investissement rentable.

La combustion directe est l’ancienne façon d’utiliser la biomasse. La biomasse est entièrement transformée en chaleur, mais l’efficacité est d’environ 10 pour cent. La gazéification pousse au maximum la fissuration de la biomasse en la transformant complètement en gaz combustible avant de le brûler. La production de charbon de bois, la lente pyrolyse du bois à une température de 500 ° C est un processus que les charbonniers exploitent depuis des milliers d’années. Le charbon de bois est un combustible sans fumée qui est encore utilisé pour le chauffage. Sa première utilisation technologique peut être datée de l’âge du fer quand le charbon de bois a été utilisé dans la fonte du minerai pour produire du fer. La production de vapeur de bois était généralement liée à la fumaison qui est l’une des plus anciennes méthodes de conservation des aliments, probablement appliqué depuis le développement de la cuisson au feu. Ces vapeurs, qui contiennent des conservateurs naturels comme le formaldéhyde et l’alcool, ont été utilisées comme charges d’alimentation. L’attraction principale est petite et les usines très simples pourraient être faites à un coût d’investissement très bas. L’inconvénient est un faible rendement énergétique et la pollution de l’air.

La pyrolyse de la biomasse est attrayante car la biomasse solide et les déchets sont très difficiles et coûteux à gérer. Peuvent être aisément transformés en produits liquides. Ces liquides, en tant que bio-huile brute ou boue de charbon d’eau ou d’huile, ont des avantages dans le transport, l’entreposage, la combustion, l’adaptation et la flexibilité dans la production et la commercialisation. Les densités d’énergie sont résumées dans le tableau 1.

L’huile de pyrolyse brute est un fluide vierge qui a souvent nommé comme bio-huile, huile de pyrolyse, ou tout simplement de l’huile. L’autre produit principal est une boue qui peut être faite à partir de déchets et de charbon de bois avec ajout de produits chimiques pour stabiliser la suspension. Des concentrations stables et mobiles jusqu’à 60% en poids ont été rapportées. Les boues peuvent également être fabriquées à partir de l’huile et du charbon de bois.

Dans une installation pilote, le gaz est généralement évasé, mais dans un processus commercial, il serait utilisé pour conduire le processus ou l’utiliser comme un combustible de séchage ou de production d’électricité.

Dans le transport, la densité apparente est importante et certaines valeurs estimées sont données dans le tableau 1. Le mélange d’huile et de lisier présente un avantage évident sur les copeaux de bois et la paille dans la masse volumique du transport et notable dans la densité énergétique.

Pour une collecte plus longue de la biomasse, cette différence peut être un facteur décisif.

L’entreposage et la manipulation peuvent être importants en raison des variations saisonnières de la production et la demande de certains entreposages sera toujours nécessaire. Outre la densité apparente et la considération énergétique, il est important que la biomasse brute se détériore pendant le stockage en raison du processus de dégradation biologique. Char, cependant, est très stable et ne sera pas biologiquement dégrader. Un autre facteur important est la manipulation, dans laquelle les liquides présentent des avantages significatifs par rapport aux solides.

En règle générale, les produits liquides sont plus faciles à contrôler dans le processus de combustion, ce qui est important dans la modernisation des équipements existants. Les brûleurs à mazout actuels ne peuvent pas être entièrement directement avec la biomasse solide sans aucune modification de l’unité, qui peut ne pas être intéressé par des marchés de carburant incertains. Cependant, il est probable que la suspension de bio-huile, de charbon-huile et de char-eau ne nécessite qu’une conversion relativement mineure de l’équipement ou même pas dans certains cas. Les brûleurs à charbon actif peuvent relativement facilement accepter le charbon de bois comme remplacement partiel du combustible, à condition que le contenu violent soit compatible avec la conception du brûleur.

Dans la centrale électrique, les turbines à gaz peuvent être brûlées facilement avec du bio-huile et des combustibles de boue, bien qu’il soit nécessaire avec les cendres alcalines dans la teneur en charbon de la boue. Certains moteurs modifiés peuvent être utilisés pour utiliser l’huile mise à niveau. Dans certains pays. Il existe un marché pour les grumeaux de charbon et les briquettes pour les loisirs et l’application industrielle.

Tableau 1 Caractéristiques énergétiques et densité

Fourrage

Densité en vrac Kg/M3)

Valeur de chauffage de base sèche (GJ/T)

Densité d’énergie (GJ/M3)

Paille

100

20

2

Copeaux de bois

400

20

8

Pyro-huile

1200

25

30

Charbon

300

30

9

Boue charbonneuse (50/50)

1000

15

15

Boue char-huile (20/80)

1150

23

26

Introduction générale du processus de pyrolyse de la biomasse

Jusqu’à présent, il existe de nombreux types de procédés de pyrolyse de la biomasse, tels que conventionnels, flash ou rapide qui dépendent des paramètres de réaction. Cependant, le procédé typique de pyrolyse peut être décrit comme suit:

La biomasse est préalablement coupée à la taille et séchée pour obtenir un contrôle total du procédé. La biomasse est donc alimentée dans le réacteur avec suffisamment d’air pour brûler la partie de la biomasse ou du support thermique (sable ou autres) fournissant la chaleur nécessaire au procédé. Un système de cyclones et de condenseurs permet de récupérer les produits. D’une manière générale, le système de pyrolyse de la biomasse traite de nombreux aspects: plantation de biomasse, prétraitement, processus de pyrolyse, utilisation et mise à niveau des produits, coût et évaluation économique. Ce qui suit passera en revue les dernières technologies de la pyrolyse de la biomasse dans les pays européens et les États-Unis.

Système de pyrolyse de la biomasse

Classifications de la pyrolyse

La pyrolyse a été pratiquée pendant des siècles pour la production de charbon de bois. Ceci nécessite une réaction relativement lente à des températures très basses pour maximiser le rendement solide. Plus récemment, des études sur les mécanismes de la pyrolyse ont suggéré des moyens de modifier substantiellement les proportions des gaz, des produits liquides et des produits solides en modifiant la vitesse de chauffage, la température et le temps de séjour.

Des températures de chauffage élevées, jusqu’à 1000 ° C / s, voire 10000 ° C / s, à une température inférieure à environ 650 ° C et à une trempe rapide, font que les produits intermédiaires liquides de la pyrolyse se condensent avant qu’une réaction ultérieure Poids dans les produits gazeux. Les taux de réaction élevés réduisent également la formation de charbon et, dans certaines conditions, aucun charbon n’est apparemment formé. À haute température maximale, les principaux produits est le gaz. La pyrolyse à ces vitesses de chauffage élevées est connue sous le nom de pyrolyse rapide, ou flash, en fonction de la vitesse de chauffage et du temps de séjour, bien que les distinctions soient floues. D’autres travaux ont tenté d’exploiter les mécanismes de dégradation complexes en effectuant la pyrolyse dans un environnement inhabituel. Les principaux variants de pyrolyse sont listés dans le Tableau 2 et les caractéristiques des principaux modèles de pyrolyse sont résumées dans le Tableau 3

Tableau 2 Variante de la technologie de la pyrolyse

Tech.

Residence time

Heating rate

Temperature °C

Products

carbonation

days

very low

400

charcoal

Conventional

5-30 min

low

600

oil, gas, char

Fast

0.5-5s

very high

650

bio-oil

Flash-liquid

< 1 s

high

< 650

bio-oil

Flash-gas

< 1 s

high

< 650

chemicals, gas

Ultra

< 0.5

very high

1000

chemicals, gas

Vacuum

2-30s

medium

400

bio-oil

Hydro-pyro.

< 10s

high

< 500

bio-oil

Methano-pyro.

< 10s

high

> 700

chemicals

Tableau 3 Caractéristiques des technologies de pyrolyse

Flash low T

Flash high T

Slow

Carbonization

Feedstocks
Feedsize

small

small

moderate

large

Moisture

v.low

v. low

low

low

Parameters
Temp °C

450-600

650-900

500-600

450-600

Pressure, bar

1

0.1- 1

1

1

Max. input, t/h

0.05

0.02

5

10

Product
Gas, % wt dry

< 30

< 70

< 40

< 40

MJ/Nm3

10-20

10-20

5-10

2-4

Liquid %

< 80

< 20

< 30

< 20

MJ/Kg

23

23

23

10-20

Solid %

< 15

< 20

< 30

< 35

MJ/Kg

30

30

30

30

État actuel des technologies

En Europe, une usine de démonstration de 500 kg / h opère actuellement en Italie pour la production de liquides. Il est prévu que de petites unités commerciales soient dérivées de cette technologie en Italie, en Espagne et en Grèce sous la forme de projets LEBEN. Une usine pilote de 250 kg / h basée sur les processus de Waterloo a été construite en Espagne. Plusieurs usines sont en opération à un niveau de démonstration pour les boues d’épuration et les déchets / OSS en Allemagne de l’Ouest à des capacités jusqu’à 2 t / h, basées sur la pyrolyse lente de la température.

Ailleurs, un certain nombre d’installations de démonstration pour la pyrolyse flash sont exploitées en Amérique du Nord à une échelle allant jusqu’à 25 kg / h avec des plans pour plusieurs développements commerciaux jusqu’à 40 kg / h, y compris une installation commerciale prévue en Californie sur la base du SERI La pyrolyse ablative et la pyrolyse des boues d’épuration au Canada et en Australie. Des exemples d’activités de recherche et de développement actuelles sont énumérés au tableau 5. Certaines propriétés qui ont été rapportées sont résumées et comparées au tableau 4.

A. Réacteurs à lit fixe

Le charbon de bois peut être produit avec un réacteur à lit fixe dans lequel la charge de biomasse est partiellement gazéifiée par l’air. La société Bio-Alternative SA a exploité un gassier à lit fixe de 1 m de diamètre et 3 m de hauteur (Bridgwater et Bridgw, 1991). Avec un débit de biomasse de 2000 kg / h. Les produits de ce procédé sont le gaz, les goudrons visqueux et le charbon dont le rendement est maximisé. Pour le bois de sapin et de hêtre, on a obtenu des rendements de charbon de bois de 300% en poids sur base de bois alimenté. Tous les produits sont utilisés comme supports d’énergie.

TableauCaractéristiques des diverses technologies de pyrolyse pour le bio-huile

Technology

GIT

Ensyn

laval

SERI

Twente

Temperature [°C]

500

550

480

510

600

Pressure [bar a]

1.0

1.0

0.01

1.0

1.0

Flow rate [kg/h]

50

50

30

30

12

dp [mm]

0.5

0.2

10

5

0.5

t gas [s]

1.0

0.4

3

1

0.5

t solid [s]

1.0

0.4

100

0.5

gas yield [wt%]

30

25

14

35

20

tar yield [wt%]

60

65

65

55

70

Char yield [wt%]

10

10

21

10

10

Tar characteristics (on wet basis)

Density

1.23

1.21

1.23

1.20

1.20

Viscosity [cp]

10 (60c)

90 (25c)

5 (40c)

90 (30c)

80 (20c)

C wt%

39.5

45.5

49.9

54.4

43.2

H wt%

7.5

7.0

7.0

5.7

8.2

0 wt%

52.6

45.4

43.0

39.8

48.6

HHV [MJ/Kg]

24

19.3

21

15

25

Water in tar [wt%]

29

16

18

15

25

Product yield
% wt liquid

21

59

66

70

water

26

26

10

10

char

21

15

14

10

gas

32

10

10

Tableau 5 Comparaison des technologies des procédés de pyrolyse: classement selon les produits désirés

Technology

Organization

Capacity (kg/h)

Desired Gas/Tar/char

T (°C)

product

(Wt%)

Fixed bed Bio-Alternative

2000

Char

55/15/30

500-800

Fluid bed THEE

500

Gas

80/10/10

650-1000

Radiation Furnace Univ. Zaragoza

100

Gas

90/8/2

1000-2000

Conventional Alten (KTI+ Itaenergy)

500

Tar

Circulation fluid bed Ensyn Engineering

30

Tar

25/65/10

450-800

Fast entrained flow Georgia Tech Research Ins.

50

Tar

30/60/10

400-550

Vacuum Laval University

30

Tar

15/65/20

250-450

Vortex reactor Solar Energy research Ins.

30

Tar

35/55/10

475-725

low temperature Tubingen University

10

Flash fluid bed Waterloo University

3

Tar

20/70/10

425-625

Rotation cone reactor Univ. Twente

10

Tar

20/70/10

500-700

B. Réacteur à lit fluidisé

La technologie de réacteur à lit fluidisé bien connue a été appliquée par Kosstrin (1980), Gourtay et al (1987) et Scott et al (1988). Les rendements de goudron, produits par un réacteur à lit fluidisé à moyenne échelle (100 kg / h), sont assez faibles en raison du craquage des vapeurs dans les grands volumes de lit et de franc-bord. La technologie des réacteurs à lit fluidisé offre de bonnes possibilités de gazéifier les charges d’alimentation de la biomasse avec une formation minimale de goudron. Dans ce cas, le matériau du lit doit être choisi sur la base d’un comportement optimum de craquage catalytique du goudron. Si, cependant, le goudron est le produit visé, un lit fluide non catalytique peu profond doit être appliqué suivi d’une trempe immédiate des produits gazeux.

C. Technologies spécifiques pour la production de bio-huile.

La production de bio-huile est maximale à des températures moyennes du procédé (450-650) et à des temps de séjour de vapeur courts dans le réacteur. Les critères de sélection des technologies de pyrolyse pour la production de bio-huiles sont: i) le rendement en bio-huile par unité de masse de bois qui devrait être aussi élevé que possible; ii) la capacité du réacteur du procédé doit être suffisamment grande pour limiter la Nombre d’étapes de mise à l’échelle jusqu’à la pleine capacité de la centrale. Les technologies de pyrolyse incluses dans l’enquête suivante sont sélectionnées sur la base de ces critères. En conséquence, il a été décidé de ne considérer que les procédés ayant un rendement en bio-huile supérieur à 50 pour cent en poids sur bois sec et une capacité de plus de 10 kg / h. La figure 7.1 présente une disposition schématique de quatre technologies notables; Leurs caractéristiques spécifiques sont indiquées dans le tableau 5 avec celles du “procédé de cône de rotation Twente”.

      a. Réacteur à écoulement enroulé

La pyrolyse de la biomasse dans un réacteur à écoulement entraîné a été étudiée par Gorton et al (1990) au Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA, États-Unis. Le tube vertical du réacteur a une longueur de 6,4 m et un diamètre intérieur de 0,15 m. L’air et le propane sont introduits stoechiométriquement et la combustion dans la partie inférieure de leur réacteur. Le gaz de combustion chaud produit s’écoule vers le haut à travers le tube tout en passant le point de frais de biomasse. De cette manière, l’énergie thermique du gaz de combustion est utilisée pour chauffer les particules de biomasse et, si nécessaire, fournir la chaleur de la réaction de pyrolyse. L’état de fonctionnement typique est le rapport entre le débit massique de gaz vecteur et le débit massique de pyrolyse d’environ 4, une température d’entrée du réacteur de 900 ° C, une pression dans le réacteur atmosphérique et un débit de réacteur de 500 kg.h. L’inconvénient est qu’il a besoin d’une grande quantité de gaz porteur (azote).

      b. Réacteur à lit fluidisé circulant.

Un réacteur à circulation ascendante à fluide circulant a été exploité par Ensyn à Ottawa (Canada) (Graham, 1988). La figure 7.1b montre que les particules de biomasse et le sable préchauffé sont alimentés ensemble dans la section inférieure du réacteur à fluide circulant. Malheureusement, il n’y a pas de littérature disponible indiquant la dimension et les débits du gaz porteur préchauffé et du sable pour ce procédé. Le fonctionnement typique de ce réacteur est une température de 600 ° C et un débit de biomasse de 100 kg / h. Il est prétendu que 60% de bio-huile peut être réalisé avec du bois de peuplier comme les stocks d’alimentation. L’utilisation du sable comme support thermique offre l’avantage d’une construction compacte en raison du taux de transfert de chaleur élevé du sable aux particules de biomasse. Un autre avantage est le temps de séjour court du gaz, par lequel la fissuration secondaire du goudron est supprimée. Lorsque ce réacteur devient scales-up, une attention particulière doit être accordée au mélange rapide des particules de biomasse avec le support de chaleur solide. Encore une fois, l’exigence de gaz porteur est un inconvénient.

      c. Réacteur à vide

La pyrolyse sous vide de l’aspen polaire dans un réacteur à foyer multiple a été étudiée par Roy et al. (1992, 1993) à l’Université Laval, Québec, Canada. Six foyers chauffés d’un diamètre de 0,7 m sont placés au sommet d’une hauteur totale de 2 m dans le cadre du réacteur donné à la Fig.7.1c. Le bois est introduit dans le compartiment supérieur du réacteur et transporté vers le bas par gravité et par l’action de racloirs qui se trouvent actuellement dans chaque compartiment. Si la biomédecine est entièrement transformée, le compartiment inférieur contient uniquement du charbon qui peut être facilement retiré du réacteur. La température du foyer supérieur est d’environ 200 ° C et augmente vers le bas du réacteur où elle atteint 400 ° C pour atteindre un maximum de bio-produits pétroliers. Une pompe à vide est utilisée pour maintenir la pression du réacteur à une valeur de 1 KPa. Une difficulté de mise à l’échelle du réacteur est nécessaire pour installer une pompe à vide de grande capacité qui est sensible à l’encrassement et elle est également très coûteuse.

      d. Réacteur Vortex

Un réacteur à tourbillon a été construit par Diebold et Power (1988) à l’Institut de recherche sur l’énergie solaire, Golden, Co. USA Ce réacteur a un diamètre de tube de 0,13 m et une longueur de 0,7 m Pour le bon fonctionnement du réacteur, les particules de biomasse devrait être entraîné Dans un écoulement d’azote avec une vitesse de 400 m / s et entrer dans le tube réacteur tangentiellement (voir Fig.7.1d). Pour cette condition, les particules de biomasse

Produits et leurs caractéristiques

Les produits primaires peuvent être gazeux, liquides et solides selon le procédé utilisé. La plupart des projets s’intéressent aux produits liquides en raison de leur forte densité énergétique et du potentiel de remplacement du pétrole.

Le liquide, lorsqu’il est formé, se rapproche de la biomasse en composition élémentaire avec une valeur de chauffage légèrement supérieure à 20-25 MJ / Kg et est composé d’un mélange très complexe d’hydrocarbures oxygénés. La complexité provient de la dégradation de la lignine et du large spectre des composés phénoliques. Le liquide est souvent appelé huile, mais ressemble plus au goudron. Cela peut aussi être dégradé en hydrocarbures liquides. Le liquide de pyrolyse brut est un fluide noir épais de tartre avec jusqu’à 20% en poids d’eau et la viscosité sous forme d’huile lourde.

Les produits solides provenant du procédé de pyrolyse sont des charbons, qui ont une application limitée dans les pays développés pour l’utilisation métallurgique et de loisirs. Une autre approche pour les produits liquides réside dans le broyage de la voiture et la bouillie avec de l’eau avec un stabilisateur. On a signalé une concentration stable et mobile allant jusqu’à 60% en poids. La suspension peut également être fabriquée à partir du bio-huile et du charbon, mais la concentration maximale de solides semble être de 30%.

Le gaz produit de la pyrolyse est habituellement un gaz combustible MHV autour de 15 -22 MJ / NM3. Ou un gaz combustible LHV d’environ 4-8 MJ / Nm3 à partir d’une gazéification partielle en fonction de l’alimentation et des paramètres de traitement.


Prétraitement et caractérisation des matières premières

Les matières premières généralement considérées pour la conversion thermochimique sont le bois et les déchets de bois, les cultures énergétiques telles que la foresterie à rotation courte et le sorgho sucré, les déchets agricoles et les déchets. Les principaux critères techniques d’aptitude au traitement thermochimique sont la teneur en humidité, la teneur en cendres et les caractéristiques. Les principaux critères économiques sont les coûts qui comprennent la production, la collecte et le transport, et la quantité qui comprend la disponibilité. Il y a aussi la question des utilisations concurrentes telles que la fabrication de la pâte et du carton, la combustion, le recyclage ou la récupération des matériaux plutôt que la récupération d’énergie.

Séchage des matières premières

Généralement, la pyrolyse nécessite une charge d’alimentation à une teneur en humidité inférieure à 15%, mais il y a une optimisation à effectuer entre la teneur en humidité et l’efficacité du procédé de conversion. La teneur en humidité réelle nécessite pour le processus de conversion avec là pour très peu entre les installations de conversion. La biomasse telle que reçue aura une teneur en humidité typiquement dans la plage de 50 à 60% (base humide).

Le séchage passif pendant le stockage d’été peut réduire ce à peut-être 30%. Le séchage du silo actif peut réduire la teneur en humidité à 12%. Le séchage peut s’effectuer soit par des moyens très simples tels que la proximité de l’environnement, le séchage solaire ou par des flux de chaleur perdus, soit par des séchoirs conçus spécialement pour l’emplacement. Les séchoirs commerciaux sont disponibles sous plusieurs formes et sites, mais les plus courants sont les fours rotatifs et les sécheurs à lit fluidisé peu profond.

Caractéristiques des matières premières

Les caractéristiques physiques de base de la biomasse sont résumées dans le tableau 6. Caractéristiques particulières de la teneur en humidité relativement élevée, faible densité apparente et large gamme de taille de particules.

Tableau 6 Propriétés typiques des matière première

Matière première

Forestry residues

process tree

whole

MSW

Straw

moisture content (%)

30-60

20-60

40-60

15-40

10-20

density (Kg/m3)

300

350

300

350

200

Production de pyrolyse liée à la composition de la biomasse

La pyrolyse du bois se traduit par la production de gaz, de goudron et de char (solide). Bien sûr, le rendement de ces produits sont directement liés à la composition de la biomasse.

Consiste de trois grandes composantes de la biomasse: cellulose, hémicellulose et la lignine. La cellulose est une molécule linéaire et rigide avec un degré d’environ 10 000 Polymérisation rejoignent glucose (sucre C6) construit des polymères hémicellulose sont C5, C6 sucres avec un degré de polymérisation d’environ 200 unités de sucre. La cellulose et l’hémicellulose Les deux peuvent être vaporisé Avec la formation de charbon négligeable à des températures supérieures à 500 “C. La lignine est un trois polymères ramifiés constitués d’unités phénoliques dimensionnelles. En raison de la teneur en aromatiques de la lignine, il se dégrade lentement sur le chauffage et contribue à une fraction importante de la la formation de charbon. en plus de la composition majeure de la paroi cellulaire comme la cellulose, l’hémicellulose et la lignine, la biomasse Souvent contient des quantités d’espèces appelées «extractif». Ces extraits, qui sont solubles dans les solvants polaires ou non polaires variant, Consiste de terpènes, des acides gras, des composés aromatiques et l’huile volatile. La composition des différents matériaux de la biomasse est présente dans le tableau 7

Tableau 7 Biomasse Composition de type différent

Type

CL

HCL

LIG

Extra.

ASH

Soft wood

41

24

28

2

0.4

Hard wood

39

35

20

3

0.3

Pine bark

34

16

34

14

2

Straw (wheat)

40

28

17

11

7

Rice husks

30

25

12

18

16

Peat

10

32

44

11

6

Note: CLCellulose; HCLhémicellulose; LIG-lignine

Fig.1 montre les processus qui régissent la pyrolyse de la biomasse des particules. Tout d’abord la chaleur est transportée à la surface de la particule par conduction. Un élément chauffé à l’intérieur de la particule volumétrique ensuite décomposée en fragments biomasse char et de vapeur qui se composent de gaz significative (bio-huile) et de gaz non significatifs. En raison de la production de vapeur volumétrique, une pression est construit à l’intérieur de la particule poreuse qui est à la diminution maximale du centre de la particule et vers la surface des particules. Les vapeurs se forment et la biomasse à l’intérieur des pores sont soumis à plus de craquage qui conduit à la formation de l’omble, le gaz et les goudrons thermiquement stables. Le temps des vapeurs à l’intérieur de grande s de particules à basses températures de pyrolyse de résident de longue explique la formation de charbon de bois dans le cas. Cependant mécanisme de esta est absent si les particules de taille 1 à moins de 1 mm. Lorsque les produits gazeux quittent la particule de biomasse, Ils entrent dans la phase gazeuse environnante où ils peuvent se décomposer plus loin. Chacun de ces processus élémentaires est analysée en termes de particules ci-dessous les propriétés, les conditions du procédé et la conception du réacteur.

Fig. 1. Esquisse d’une réaction de Decomposing Y compris les chemins de bois de particules impliquées

Pilote rotatif réacteur à cône établi SAU

Le pilote de rotation réacteur à cône de pyrolyse de la biomasse est conçu et fourni par l’Université de Twente, Pays-Bas. Sa capacité est de 50 kg / h. Le cône rotatif est un nouveau réacteur de type pour pyrolyse flash de la biomasse afin de maximiser la production de bio-huile. les particules de bois alimentées au fond du cône tournant en même temps avec un excès de particules de support de chaleur inerte, sont convertis tout en étant transporté à chaud vers le haut en spirale le long de la paroi du cône. La géométrie du cône utilisé dans le travail est spécifié par un angle au sommet de 90 radians degrés et d’un diamètre maximum de 650 mm. Les avantages les plus importants de la technologie sont atmosphérique en rotation cône ITS haute sélectivité en absence bio-huile et de gaz de dilution. Le rendement de bio-huile est comparable au rendement d’autres technologies de production de bio-huile à rendement élevé.

Les caractéristiques spécifiques du réacteur esta sont: chauffage rapide (5000K / s) des solides, un court temps de séjour des solides (0,5 s) et un temps de séjour petite en phase gazeuse (0,3s). Produits obtenus à partir de la pyrolyse flash de poussières de bois dans un réacteur rotation du cône sont des gaz non condensables, bio-huile (tar) et de l’omble. Comme aucun gaz porteur est nécessaire (Réduction des coûts) seront les produits de pyrolyse à haute Concentrations FORMÉS. Si nécessaire. le volume de la réduction de la phase gazeuse à l’intérieur du cône rotatif est possible, en bloquant une partie du volume intérieur du cône rotatif; il vous réduisez le temps de séjour dans le réacteur en phase gazeuse par craquage qui en phase gazeuse tar est supprimée.

La figure 2 montre une coupe transversale du réacteur dans lequel le cône rotatif est visible.

Conclusions et problèmes

La pyrolyse pour être le système de conversion de la biomasse la plus polyvalente, offrent des rendements élevés de produits liquides peuvent être utilisés directement ou mis à jour, la technologie est très prometteuse pour Considérablement carburants et produits chimiques, R & D continue est essentielle pour réaliser le potentiel.

Pour le produit liquide plus élevé, les processus plus avancés sont de l’Université de EIPG, Twente, Alten, Waterloo, Université de Tübingen et Solar Energy Research Institute.

Pour que le système intégré. les travaux suivants sont encore nécessaires pour faire:

– Recueillir des données sur la production de biomasse, la récolte, transformation et amélioration des processus;
– Recueillir des données sur le transport et les coûts de manutention de la biomasse et de produits dérivés
– Poursuivre les études d’évaluation technico-économique pour l’optimisation du système.
– Concevoir l’usine vers le moindre coût et une utilisation facile.