Modélisation d'une installation pilote de valorisation des boues résiduelles issues des moulins à huile d'olive pour la production de biocarburant par application de la pyrolyse catalytique intégrant la réfrigération par sorption pilotée par énergie solaire et/ou chaleur récupérée sur les gaz de pyrolyse

Modeling of a pilot installation for the recovery of residual sludge from olive oil extraction, for the production of biofuel by catalytic pyrolysis, integrating a sorption machine driven by solar energy and / or waste heat recovered from pyrolysis gas

• Auteur / Autrice : Muhammad Shoaib Ahmed Khan
• Direction : Riad Benelmir, André Donnot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergie et Mécanique
• Date : Soutenance le 11/01/2022
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIMPPé - Sciences et ingénierie des molécules, des produits, des procédés, et de l'énergie (Lorraine)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LERMAB - Laboratoire d'Études et de Recherche sur le MAtériau Bois (Vandoeuvre-lès-Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Mohammed Lachi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Riad Benelmir, André Donnot, Fadila Maroteaux, Philippe André, Frank Scholzen, Kamel Halouani
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mohammed Lachi, Fadila Maroteaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse du cycle de vie

Réfrigération et appareils frigorifiques -- Économies d'énergie

Chaleur d'adsorption

Pyrolyse

Biomasse -- Gazéification

Mots clés libres

Pyrolyse

Biomasse

Aspen Plus

Analyse du cycle de vie

Biomass

Pyrolysis

Aspen Plus

Life cycle analysis

Résumé

Les boues d'eaux usées des moulins à huile (OMWS) constituent un problème environnemental majeur pour les pays producteurs d'huile d'olive. Diverses stratégies d'élimination des OMWS ont été proposées, en particulier la pyrolyse rapide qui est considérée comme une technique prometteuse et dont le principal produit est la bio-huile qui trouve son application comme diesel vert dans les moteurs à combustion interne. Dans la pyrolyse rapide, les vapeurs de bio-huile sont refroidies en utilisant une machine de réfrigération à compression. L'objectif de la thèse est d'intégrer une machine de réfrigération par absorption en récupérant la chaleur du processus, en se substituant à la machine de réfrigération par compression et réduisant ainsi la consommation d'électricité. Il s'avère que le procédé de réfrigération par sorption permet une meilleure efficacité énergétique. Le ratio exergie de la bio-huile sur exergie électrique passe de 27 à 102 du système conventionnel au système à sorption. Une analyse économique est effectuée pour déterminer le prix de vente minimum de la bio-huile en tant que combustible (MFSP). Il est observé que le MFSP est réduit de 3,63 €/GGE à 2,99 €/GGE entre le système conventionnel au système à sorption. La différence provient de la consommation d’énergie électrique évitée. L’analyse de sensibilité économique met en évidence que le coût de production de la bio huile diminue plus rapidement que l’augmentation du coût d’investissement induit par cette augmentation de production.

Oil mill sewage sludge (OMWS) is a major environmental problem for olive oil producing countries. Various OMWS elimination strategies have been proposed, in particular rapid pyrolysis which is considered a promising technique and whose main product is bio-oil which finds its application as green diesel in internal combustion engines.In rapid pyrolysis, bio-oil vapors are cooled using a compression refrigeration machine. The objective of the thesis is to integrate an absorption refrigeration machine by recovering the heat of the process, replacing the compression refrigeration machine and thus reducing electricity consumption.It turns out that the sorption refrigeration process allows for better energy efficiency. The ratio of bio-oil exergy to electrical exergy goes from 27 to 102 from the conventional system to the sorption system.An economic analysis is performed to determine the minimum selling price of bio-oil as fuel (MFSP). It is observed that the MFSP is reduced from 3.63 € / GGE to 2.99 € / GGE between the conventional system and the sorption system. The difference comes from the electricity consumption avoided. The economic sensitivity analysis shows that the production cost of bio oil decreases more rapidly than the increase in the investment cost induced by this increase in production.