Craquage et reformage des goudrons de gazéification de biomasse en phase homogène et hétérogène

par Xavier Nitsch

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Gilles Flamant et de Jean-Michel Commandré.

Soutenue en 2012

à Perpignan , dans le cadre de École doctorale Énergie environnement (Perpignan) .


  • Résumé

    Un des principaux verrous au développement industriel des procédés de gazéification de biomasse est la formation de goudrons au sein du réacteur qui limite l’utilisation directe du gaz de synthèse dans les applications énergétiques. Ainsi, l’objectif de ces travaux est d’étudier le craquage des goudrons en phase homogène et hétérogène à 850°C dans des conditions représentatives de gazéification en double lit fluidisé. Pour réaliser cela, un réacteur à lit fixe (Aligator), ainsi qu’un système de préparation et d’analyse des gaz ont été conçus, mis au point et validés. La conversion du phénol en phase homogène, puis sur les catalyseurs olivine, Fe/olivine, Ni/olivine ainsi que sur un char de biomasse ont été expérimentés. Les résultats montrent une forte influence de la présence de H2 sur la répartition des produits de conversion du phénol en phase homogène, et un schéma réactionnel a été proposé. Une étude du vieillissement des différents catalyseurs n’a pas montré de désactivation nette au bout de 200 cycles d’oxydation/réduction dans les conditions d’un double lit fluidisé circulant. Des expérimentations avec différentes atmosphères gazeuses ont permis de montrer que des concentrations de 10 et 20% respectivement en H2O et H2 permettent d’obtenir un accroissement considérable de l’activité catalytique de l’olivine.


  • Résumé

    One of the main bottleneck in the development of industrial scale gasification of biomass is the formation of tars inside the reactor that prevent the direct use of syngas in energetic applications. The aimof this work is to study tar cracking in the homogeneous and heterogeneous phases at 850°C in the representative conditions of a dual fluidized bed gasifier. In order to achieve this, a fixed bed reactor (Aligator) and gas preparation and analysis devices were developed and validated. Conversion of phenol in the homogeneous phase, and then on catalysts (olivine, Fe/olivine and Ni/olivine) and on biomass chars was experimented. Results show a strong influence of H2 over the distribution of the products in the homogeneous phase, and a reaction scheme was proposed. An aging study of the catalysts didn’t show any substantial deactivation after 200 cycles of oxidation/reduction in the conditions of a circulating dual fluidized bed. Experiments with different gaseous atmospheres showed that a concentration of 10% of H2 O and 20% of H2 allow a very important improvement in the catalytic activity of olivine.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (174 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury.
  • Annexes : Bibliogr. p. 151-164

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  • Bibliothèque : Université Perpignan Via Domitia. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH 2012 NIT
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