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Génération de carburant gazeux
La gazéification de la biomasse est essentiellement la conversion de carburant solide (bois/résidus de bois, résidus agricoles etc.) en une mixture de carburant gazeux normalement appelé gaz pauvre "Producer Gas". Le procédé est utilisé pour divers type de biomasse et il implique une combustion partielle de la dite biomasse.
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La combustion partielle se caractérise par le fait que l'alimentation en air (O2) est moins que suffisante pour assurer une combustion complète de la biomasse.Une quantité limitée d'air, d'oxygène, de la vapeur ou une combinaison sert d'agent comburant.
Le gaz ainsi produit se compose de monoxyde de carbone, de dioxyde de carbone, d'hydrogène, de méthane, traces d'hydrocarbures plus élevés (éthane), d'eau, d'azote (avec de l'air comme oxydant) et de divers contaminants, tels que le bio-coke de petites particules, de cendres, de goudrons, D'hydrocarbures et des huiles.
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Ce à quoi sert la gazéification ?
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Source: Gasifier schematic by NRC
Le syngaz produit par la gazéification est le produit d'une combustion incomplète. Ces syngaz peuvent être plus sales que le gaz d'échappement de combustion complète; par exemple ils peuvent contenir des hydrocarbures, des goudrons, de l'ammoniac, etc. et ce à des niveaux élevés.
La gazéification permet la réduction des émissions dans la mesure où il est possible de nettoyer le syngas pour supprimer des agents causant les émissions. Ensuite, la combustion de syngas peut être effectuée d'une manière propre et efficace.
Le gazéificateur est essentiellement un réacteur chimique dans lequel se produit plusieurs procédés physiques et chimiques. La biomasse est séchée, chauffée, pyrolysée, partiellement oxydée et réduite alors qu'elle migre au sein du réacteur.
Le bois est au départ composé de 52% C + 6% H + 41% O + 1% de cendres.
Quatre processus sont à l'oeuvre :
Source: GEK Experimeter's Kit
Pyrolyse
La zone de pyrolyse est séparée du reste du réacteur. Dans celle-ci, le bois se décompose en matières volatiles CHnOm et en charbon de bois C
Oxydation - Combustion
Les matières volatiles (gaz de pyrolyse) sont brûlées à hauteur des tuyères d'injection d'air dans la zone d'oxydation (production de CO2 et H2O).
Réduction
Le charbon de bois incandescent, attire l'oxygène contenu dans les fumées de combustion, libérant l'hydrogène et le monoxyde de carbone
CO2 + C = 2 CO et H2O + C = H2 + CO
