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L’épuration des gaz à chaud améliore la rentabilité de la transformation du bois en gaz

 

Si la combustion du bois permet de produire chaleur et électricité, la gazéification le transforme directement en gaz combustible. Pour une utilisation optimale de ce gaz, il faut toutefois l’épurer de certains sous-produits. Comparée à l’épuration des gaz à froid utilisée jusqu’ici, l’épuration à chaud améliore nettement la rentabilité du procédé.

Description du projet (projet de recherche terminé)

Ce projet de recherche portait sur le procédé d’épuration des gaz à chaud, permettant de détruire ou d’éliminer les substances interférentes lors de la transformation du bois en gaz par épurement des gaz à hautes températures.

La nature et le volume des impuretés contenues dans le gaz (par ex. soufre, chlore, alcalis) varie en fonction de la qualité du bois mis en œuvre. Le degré de pureté requis dépend à son tour de l’usage ultérieur envisagé pour le gaz (par ex. génération d’électricité ou carburant) car les valeurs seuils sont plus ou moins strictes selon la destination prévue. L’épuration des gaz à froid permet certes de respecter les normes imposées mais l’épuration à chaud pourrait remplacer ce procédé à l’avenir et en accroître considérablement la rentabilité.

Les résultats du projet permettent de valoriser de nouvelles formes d’exploitation énergétique de la ressource bois – qui se distinguent de la combustion conventionnelle – et d’accroître la rentabilité des installations technologiques nécessaires au procédé.

Contexte

A l’heure actuelle, aucun procédé biologique exploitable à l’échelle industrielle n’assure la transformation directe du bois en d’autres agents énergétiques. En revanche, les procédés thermochimiques tels que la gazéification transforment efficacement le bois en gaz combustible. Ce dernier contient toutefois des sous-produits (par ex. des goudrons), susceptibles d’entraver son usage ultérieur et qui doivent donc être éliminés.

Objectif

Le projet visait à perfectionner l’épuration des gaz à chaud dans la perspective d’installations commerciales de gazéification du bois. A cet effet, les chercheurs ont mesuré sur différents bancs d’essai les flux entrants et sortants de substances, en faisant varier la température, la pression, les flux gazeux et la composition des gaz. Les travaux se sont focalisés sur l’étude des agents de sorption responsables de l’élimination des substances interférentes (soufre, chlore et alcalis). Les résultats doivent servir de base à des modèles informatiques qui projettent les données expérimentales à grande échelle dans les installations industrielles afin d’optimiser les processus.

Importance

Les résultats du projet contribuent à la mise en œuvre de l’épuration des gaz à chaud à l’échelle industrielle. Cette technologie permet d’accroître le degré d’efficacité et de réduire les frais d’investissement et d’exploitation des installations. Il en résulte une exploitation énergétique élargie de la ressource bois et la mise à disposition d’énergies à valeur accrue pour l’utilisateur final, sous forme d’électricité et de carburant.

Résultats

Dans le cadre de ce projet, de nouveaux procédés d’analyse du gaz ont été développés, qui permettent une mesure exacte et rapide des substances interférentes. Ces données sont essentielles pour identifier correctement les agents de sorption nécessaires et les intégrer dans le processus. Les méthodes de test élaborées permettent d’évaluer rapidement les agents de sorption susceptibles d’être utilisés dans l’épuration des gaz à chaud. Ces résultats posent de nouveaux jalons pour le développement de modèles informatiques physico-chimiques.

Titre original

Hot gas cleaning of producer gas from wood gasification for production of bioSNG and electricity from wood (Hot gas cleaning wood gasification)

Responsables du projet

  • Dr. Serge Biollaz, Paul Scherrer Institut (PSI), Villigen
  • Dr. Tilman Schildhauer, Paul Scherrer Institut (PSI), Villigen
  • Prof. Christian Ludwig, Paul Scherrer Institut (PSI), Villigen; École polytechnique fédérale de Lausanne

 

 

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 Contact

Dr. Serge Biollaz Paul Scherrer Institut (PSI) 5232 Villigen +41 56 310 29 23 serge.biollaz@psi.ch