Short Rotation Forestry Feedstock for Gasification

par Sylvain Jacob

Thèse de doctorat en Sciences de l'ingénieur

Sous la direction de Daniel Sacco et de Denilson Da Silva Perez.

Le président du jury était Mark Irle.

Le jury était composé de Capucine Dupont, Jean-Michel Commandré, Francisco Javier Escudero Sanz, André Zoulalian.

Les rapporteurs étaient Mark Irle, W. P. M. van Swaaij.

  • Titre traduit

    = Étude des taillis à très courte rotation en vue de leur gazéification


  • Résumé

    Cette thèse s'est focalisée sur l'étude de la pertinence de l'utilisation des Taillis à Très Courte Rotation (TTCR) pour la production d'énergie via une gazéification, et sur la compréhension du comportement spécifique des TTCR lors de leur gazéification. Les TTCR ont une proportion d'écorce élevée conduisant à des propriétés particulières et potentiellement problématiques pour la gazéification. Les principales propriétés des TTCR, i. E. Leur composition en inorganiques et leur composition structurale, ont été mesurées sur des parties de plantes de TTCR d'eucalyptus et des fractions granulométriques de TTCR de peuplier. Le comportement des TTCR lors de la gazéification a ensuite été étudié. Dans un premier temps, la cinétique de torréfaction des TTCR a été étudiée par analyse thermogravimétrique (ATG), couplée à une analyse statistique pour analyser les corrélations avec les propriétés structurales. Les co-produits condensables de la torréfaction de TTCR de peuplier sont apparus globalement similaires quel que soit l'échantillon torréfié. Le taux élevé d'inorganiques dans les TTCR est susceptible d'influencer la gazéification du char, qui a donc été étudiée par ATG sous vapeur d'eau. Les caractéristiques cinétiques de la gazéification des TTCR ont été analysées statistiquement afin de modéliser l'impact catalytique des éléments inorganiques. L'étude des cendres au microscope électronique à balayage, couplé à un spectromètre X à dispersion d'énergie, a révélé la formation de silicates de potassium qui inhibent l'effet catalytique du potassium. Au regard de ces résultats, la gazéification des TTCR paraît réalisable pourvu qu'une préparation adaptée de la biomasse soit réalisée.


  • Résumé

    In a context of increasing interest for bioenergy, this thesis focused on the opportunity of using short rotation forestry (SRF) feedstock for bioenergy production via the gasification process, and thus on the understanding of the specific gasification behavior of SRF. SRF feedstocks contain a large proportion of bark that impacts feedstock properties. The main characteristics of SRF, i. E. Inorganic composition and structural composition, were characterized on eucalyptus SRF plant parts and particle size fractions from poplar SRF. Larger particles were mainly composed of wood while particles below 0. 2 mm were fairly similar to bark. Then the behavior of SRF in gasification process was investigated. The focus was first put on torrefaction kinetics that was studied using thermogravimetric analysis (TGA), coupled with a statistical analysis to investigate the correlations with structural properties. Then the influence of the high inorganic content in SRF on the steam gasification of char was studied by TGA. The gasification kinetics data were processed with statistical tools to model the catalytic impact of inorganic elements. The characterization of gasification ash by scanning electron microscopy, coupled with energy-dispersive X-ray spectroscopy, showed that potassium silicates were formed that inhibited gasification kinetics. Based on these results, SRF feedstocks appeared to be suitable for gasification process, together with an adapted pretreatment of SRF feedstock.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (xxiv-172 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 161-172

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  • Bibliothèque : Université Perpignan Via Domitia. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 2013 JAC
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