Modélisation d'un réacteur de pyrolyse lente de bois pollué.

par Julien Ratte

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Frédéric Marias.

Soutenue en 2009

à Pau .

mots clés

• Pyrolyse
• Bois -- Déchets -- Recyclage -- Modèles mathématiques
• Bois -- Séchage -- Modèles mathématiques
• Matériaux poreux

Résumé

La pyrolyse lente est une solution d'élimination et de valorisation, des déchets de bois, qu’ils soient traités ou non. Il s’agit d’une solution de traitement respectueuse de l’environnement basée sur la dégradation thermique de la matière organique. Un modèle mathématique incluant les transferts de chaleur et de masse et les réactions chimiques de dégradation thermique d’une particule de bois a été créé. Une particule sphérique est chauffée par un flux convectif d’azote. L’avancée du procédé est caractérisée par trois grandes étapes : 1) Séchage de l’échantillon; 2) Chauffe de l’échantillon jusqu’à l’amorçage des réactions de pyrolyse; 3) Pyrolyse et production de char et de matières volatiles. Le modèle mathématique repose sur le concept de la méthode de la prise de moyenne volumique et permet de décrire les profils internes de plusieurs variables (température, humidité, concentration en bois). Ce dernier a été ensuite injecté dans un modèle global de réacteur industriel. Le but final est créer un outil d’aide au dimensionnement et à l’optimisation d’unité de traitement de déchets de bois industrielle.

Titre traduit

Mathematical modelling of slow pyrolysis reactor for treated wood waste.

Résumé

The slow pyrolysis is a solution of elimination and valuation of waste waste, that they are treated or not. It is an environment-friendly solution of treatment based on the thermal degradation of the organic matter. A mathematical model including the transfers of heat and mass and the chemical reactions of thermal degradation of a wooden particle was built. A spherical particle is warmed by a convective stream of nitrogen. The overall process is characterized by three big stages: 1) Drying of the sample; 2) Heating of the sample until the reactions of pyrolysis start; 3) Pyrolysis and production of char and volatile matters. The mathematical model is based on the concept of the method of volume averaging and allows to describe the internal profiles of several variables (temperature, moisture, wood concentration). This last one is then injected in a global model of industrial reactor. The final purpose is to build a tool to assist in designing and optimizing of industrial unit of wood waste.