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Vapogazéification de la biomasse en Lit Fluidisé Circulant : Élaboration des outils théoriques et expérimentaux

Detournay, Marc (2011) Vapogazéification de la biomasse en Lit Fluidisé Circulant : Élaboration des outils théoriques et expérimentaux. (Biomass vapogasification in Circulating Fluidized Bed: Development of theoretical and experimental tools.)

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Prix Léopold Escande 2012 (en savoir plus)

Résumé

Ces travaux concernent l'étude d'un procédé de vapogazéification de biomasse en lit fluidisé circulant. En résultent un ensemble d'outils théoriques (modèles de simulation et de dimensionnement) et expérimentaux (pilote de vapogazéification en lit fluidisé circulant) dans le but de permettre la construction d'un procédé à dimension industrielle. Le dimensionnement, la conception et la construction d'un pilote de vapogazéification de 20 kg/h de biomasse en lit fluidisé circulant ont été réalisés. L'hydrodynamique de ce pilote a été étudiée de manière à isoler les paramètres clés permettant d'en assurer le contrôle. Les résultats obtenus lors de l'opération de pilote ont en outre permis de mieux comprendre les mécanismes d'attrition de particules polydisperses (olivine et char) en lit fluidisé circulant. Pour compléter cette étude, les phénomènes de mélange et de ségrégation des particules ont été étudiés par voie expérimentale et numérique (CFD-3D MFIX). Enfin, un certain nombre de modèles numériques (0D, 1D bulle-émulsion, bilan de population) ont été proposés pour répondre aux besoins techniques d'aide à la conception des lits fluidisés circulants appliqués à la vapogazéification de biomasse. ABSTRACT : The vapogasification of biomass in a Circulating Fluidized Bed has been studied in order to enable the design and the erection of an industrial process. Theoretical and experimental tools have been designed to allow an engineering approach. In order to understand the hydrodynamic behaviour of the reactor, a pilot plant has been designed and erected to feed 20 kg/h of biomass. An exhaustive study of process parameters has been carried out, to determine predominant parameters for the process global control. Operating the built system has also permit to understand attrition phenomenon of polydisperse particles (olivine and char) in the Circulating Fluidized Bed. In order to complete those results, a study of mixing and segregation of those polydisperse particles has been carried out in fluidized bed with both experimental and numerical (CFD-3D MFIX) approaches. A significant contribution has also been done to numerical models assisting biomass vapogasification in Circulating Fluidized Beds design: 0D, 1D, bubble-emulsion, population balance).

Département ou laboratoire:Laboratoire de Génie Chimique - LGC (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Hémati, Mehrdji
Mots-clés:Gazéification - Biomasse - Hydrodynamique - Attrition - Mélange - Ségrégation. KEYWORDS : Gasification - Biomass - Hydrodynamics - Attrition - Mixing - Segregation
Sujets:Génie des procédés > Génie des procédés et environnement
Déposé le:02 Avril 2015

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