Gazéification de biomasse en lit fluidisé sous O2-H2O : comment maximiser le rendement en gaz de synthèse H2 +CO ?

Mots clés

gazéification, lit fluidisé, oxygène, hydrogène, syngaz

Détail de l'offre

Dans un contexte de raréfaction des ressources pétrolières et de transition écologique, l'utilisation de biomasses (déchets de bois, déchets agricoles, etc…) comme source d'énergie est une option prometteuse. Cependant, de nombreux défis scientifiques et techniques sont aujourd'hui à relever pour permettre la valorisation de ces biomasses en carburants et matériaux.
Parmi les technologies de transformation thermochimique de la biomasse, la gazéification permet de produire un gaz riche en H2 et CO. Jusqu'à présent le gaz obtenu est souvent dilué par l'azote de l'air ce qui rend difficile sa valorisation en molécules d'intérêt (méthanol, éthanol…). Une stratégie alternative consiste à alimenter un gazéifieur en lit fluidisé par un mélange O2 / H2O (au lieu de l'air). Cependant cette stratégie a été peu étudiée. En outre, le lit fluidisé présente non seulement des avantages (excellent transfert thermique, capacité à traiter différentes biomasses), mais aussi des inconvénients (élutriation des particules de charbon, teneur en goudrons relativement élevée). Cette thèse doit permettre de progresser sur les connaissances relatives à cette technologie, en particulier pour ce qui concerne les inconvénients identifiés. Seront également étudiés des solutions innovantes pour réduire la perte de carbone - sous forme de charbon ou de goudrons - et ainsi maximiser le rendement en gaz de synthèse H2+ CO.
Au sein du Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP), l'équipe GREENER, a développé différents bancs d'essai qui pourront être mobilisés au cours de ces travaux : un lit fluidisé pilote continu permettant de traiter des débits de l'ordre du kg/h de biomasse ainsi qu'un micro lit fluidisé batch qui permet de se focaliser sur quelques particules de biomasse (quelques grammes).
Ces travaux bénéficieront du soutien analytique approprié afin de caractériser les produits via les nombreuses méthodes développées au LRGP (analyse micro-GC, spectromètre de masse en ligne, bilan atomique, propriétés structurales, UV, RMN, etc.).