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Les biocarburants de deuxième génération du bois au biodiesel
Audrey VILLOT, Yves GONTHIER, Evelyne GONZE, Alain BERNIS
Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l’Environnement
Polytech’Savoie, Université de Savoie, Savoie Technolac 73376 Le Bourget du Lac, France.
Programme ANR : EPURGAZ
Partenaires : CEA, Institut Français du Pétrole, Air Liquide
Problématique : Lors de la gazéification de la biomasse, les gaz produits contiennent des impuretés (métaux, alcalins, goudrons, …). Ces
impuretés sont des poisons pour les catalyseurs utilisés dans le procédé Fischer-Tropsch. Il existe des techniques de nettoyage permettant
d’éliminer la majeure partie de ces impuretés tel que le nettoyage des gaz par lavage. Cependant, cette technique nécessite de refroidir les gaz
pour les laver, puis de les réchauffer à 300°C pour la réalisation de la réaction Fischer-Tropsch. Ce schéma de purification des gaz est possible,
mais il présente un coût énergétique très élevé. L’objectif de ce projet est donc d’étudier les voies potentielles d’élimination des ces impuretés
à hautes températures (300 – 1000°C) notamment le procédé d’électrofiltration.
Filière de production de biocarburant de seconde generation :
Gazéification
de la biomasse
Utilisation
Composition des gaz en
sortie du gazéifieur :
(T~ 1000°C)
Production d’électricité
(Moteur à explosion, turbine à gaz)
CO2 (10 à 12 %)
CO (18 à 20 %)
H2 (17 à 20 %)
CH4 (1 à 4 %)
N2 (reste)
Goudrons
Filtration des gaz issus
de la gazéification de la
biomasse
Procédé Fischer –
Tropsch
Verrou technologique : la
filtration des gaz à haute
température (1000°C) et
haute pression (10 MPa)
Réservoir à combustible
Particules, Alcalins
S, NH3, (traces)
● Particules
● Goudrons
Le procédé Fischer-Tropsch est une réaction chimique utilisé par les
pétroliers pour obtenir un carburant liquide à partir de gaz :
H2 + CO hydrocarbures liquides
Cette réaction se déroule en présence de catalyseur.
Le verrou technologique découle de ce procédé. La réaction Fischer-Tropsch se déroule en présence de catalyseurs pour lesquels les
goudrons, les particules ou bien encore les espèces alcalines sont des poisons.
Solution envisagée :
Photo du banc d’essai :
Le LOCIE se propose de répondre à ce
défi
en
réalisant
un
pilote
d’électrofiltration pouvant fonctionner
sous des conditions extrêmes de
température et de pression tout en
optimisant le bilan énergétique de la
filière BtL (Biomass to Liquid).
Légende :
Courbe caractéristique de fonctionnement de l'électrofiltre
T=25°C ; P=Patm ; Gaz = air
Tension de
claquage
Compresseur
Réchauffeur
Electrofiltre
Alimentation hautetension (10 kV- 10 mA)
Echangeur tubulaire
à contre-courant
Soufflet
Vanne permettant de
réguler la pression du
circuit
4
Courbe expérimentale
3,5
— Modélisation
2,5
2
1,5
Tension
d’amorçage
1
0,5
0
-9
-8
-7
-6
-5
-4
Tension (kV)
-3
-2
-1
0
Intensité (en mA)
3
Zone de
travail
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