Gazéification de la biomasse

De la gazéification de biomasse au biogaz: Comment ça marche?

gazéification de biomasseLa gazéification de biomasse est un procédé thermique qui convertit les déchets organiques à base de combustible carboné (matériaux en bois tels que les déchets de bois, les coquilles, les pastilles, etc.) en un gaz combustible composé de monoxyde de carbone, d’hydrogène et de dioxyde de carbone.

Cette conversion est réalisée en faisant réagir le matériau à des températures élevées, sans le brûler, et en utilisant une entrée d’oxygène contrôlée. Le mélange de gaz résultant est appelé gaz de synthèse (syngaz). Le syngaz peut ensuite être brûlé directement dans des moteurs à gaz CHP (cogénération) pour la production simultanée de chaleur et d’électricité.

Comment fonctionne l’installation

Le système de gazéification de biomasse est généralement joint à un engin CHP, de sorte que le syngaz est produit au même endroit où il sera utilisé pour générer de l’énergie verte. La chaleur provenant du système CHP est également récupérée pour servir dans le procédé de production de syngaz. Ceci fait qu’il n’y a pas de pertes de transmission ou de distribution.

L’installation se compose de 2 étapes principales:

  • La production de gaz propre (procédé de gazéification)

La procédure de gazéification est divisée en 4 zones où la matière carbonée subit plusieurs processus:

gazéification Zone de séchage
Ici, les déchets de bois sont séchés, broyés et briquetés, et toute eau chimiquement non liée est évaporée.

Zone de carbonisation
La pyrolyse a lieu dans cette zone. Le combustible en bois est converti à haute température, et sans oxygène, en carbone réducteur presque pur (coke), un mélange de gaz oxydants non-condensables, et des goudrons & matières volatiles.

Zone de combustion
Les matières volatiles issues de la pyrolyse s’oxydent à des températures dominantes, et des quantités contrôlées d’air préchauffé sont fournies. Cette combustion dégage la chaleur nécessaire aux autres étapes de la gazéification.

Zone de réduction
En l’absence d’oxygène, le coke réduit la vapeur d’eau et le gaz carbonique obtenus dans l’étape précédente respectivement en hydrogène et en oxyde de carbone pour former du syngaz.

Les cendres formées par le procédé sont utilisées comme engrais de qualité.

  • La combustion du syngaz dans un moteur CHP

L’unité CHP se compose d’un moteur alimenté par le syngaz et est couplé à un générateur électrique, qui produit de l’électricité. La chaleur résiduelle provenant du bloc moteur et des gaz d’échappement est relâchée en même temps et est réutilisée dans le processus de gazéification.

gazéification

Une technologie verte avantageuse

Une installation de gazéification a plusieurs avantages importants

  • Conversion des déchets organiques en carburant renouvelable
  • Technologie neutre en CO2
  • Engrais gratuit de qualité comme sous-produit (cendres)
  • Plus d’indépendance vis-à-vis du marché volatile de l’énergie grâce à sa propre production d’électricité
  • Source sécurisée d’électricité et de chaleur
  • Réduction des coûts de chaleur en utilisant la chaleur résiduelle comme énergie gratuite

Applications

Production d’électricité
En effectuant une “fracture” thermique des déchets, on obtient un mélange composé principalement de CO,CO2, H2, CH4, N2, H2O, et de petites quantités d’hydrocarbures. Cette fraction peut être brûlée pour produire de l’électricité, avec ou sans récupération de chaleur, conformément au principe de cogénération.

Carburants de transport
Le gaz de synthèse peut être aussi utilisé comme matière première dans l’industrie chimique ou pour la production de carburants liquides de transport. Selon l’usage souhaité, les contaminants (poussières, suie et goudron) doivent être éliminés du gaz de synthèse.

Plus la température est élevée, plus le rendement est important

Les températures utilisées pour la gazéification de biomasse sont comprises entre 750 et 1.400 °C. Pour obtenir une conversion maximale de la matière organique et une teneur minimale en goudron dans le gaz de synthèse obtenu, la température doit être en principe aussi élevée que possible. Des rendements électriques de 30-40% sont alors réalisables.

Notre expertise

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