ABSTRACT
In the present work, the optimal thermal regime for pyrolysis
of Eucalyptus wood, a species frequently used in the traditional manufacture of
charcoal, is determined by thermogravimetry. Thermograms of eucalyptus are
compared with those of hemicellulose (Xylan), cellulose and lignin. Data
Thermogravimetric of different substances are processed in order to obtain
yields in coal and fixed carbon of different substances following each system
of heating rate. The different curves of yield of test substances show the
various stages of pyrolysis. The DTG curves of the various constituents of wood
appear each at a maximum decomposition stage for a low system heating rate,
without phase change and two steps for a system with phase change. While that
of the Eucalyptus gives three steps for the system without phase change of
which two are very visible and one less. The calculation results show that
yields are better when pyrolysis is made with phase change and the eucalyptus
best temperature phase change is 360 ° C, when the low heating rate is at
2°C/min and 100°C/min for a high heating rate.
Key Words: Pyrolysis, Yield, Eucalyptus,
ATG.
INTRODUCTION GENERALE
1. Contexte
Le charbon de bois représente depuis de nombreuses
années le premier combustible solide, il est utilisé à
travers le monde dans la cuisson des aliments, le raffinage des métaux
et la médecine [1]. En Afrique La consommation des combustibles ligneux
(bois, charbon de bois, déchets végétaux etc.)
représente jusqu'à 80% à 90% de la consommation totale
d'énergie des ménages de la plupart des pays (World Energy
Outlook 2002) [2]. Le charbon de bois est préféré à
cause du transport plus facile et le peu de fumée qu'il provoque.
Toutefois, les risques liés à sa production et
les problèmes environnementaux qu'il soulève (pression sur les
ressources forestières et émissions de CO2 notamment)
compromettent son intérêt par rapport aux autres sources
d'énergie. A ce titre, les technologies du charbon propre constituent un
enjeu majeur. De ce fait le charbon de bois produit par carbonisation (pyrolyse
lente) de biomasse continue de susciter un intérêt croissant. Dans
les pays du Sud, le charbon de bois est un combustible très
apprécié pour des applications domestiques en zone urbaine et
parfois de première nécessité. Et dans les pays du Nord,
en plus de son rôle de combustible pour barbecue, il est actuellement vu
comme une alternative aux réducteurs traditionnels (coke..) dans
l'industrie sidérurgique et ce, pour diminuer les émissions de
ces industries en CO2.
2. Problématique
La satisfaction des besoins en charbon produit par des
procédés traditionnels de bas rendements, notamment les meules
forestières, ne peut malheureusement plus s'inscrire comme une politique
durable.
Dans ce contexte, plusieurs laboratoires étudient les
voies d'optimisation des rendements et de la qualité du charbon. Les
procédés de carbonisation sous pression atmosphérique
dépassant rarement les 30% de rendement, nous avons cependant les
résultats d'études récentes menées par le 2IE, le
Centre de Recherche Forestière de Rabat et le Cirad qui ont
montré la possibilité d'atteindre des rendements en charbon
d'environ 40% sous pression atmosphérique. Ces rendements ont
été obtenus par un régime thermique en deux phases : phase
lente basse température suivie d'une autre rapide haute
température. La qualité chimique des charbons obtenus est
très intéressante.
mettre en évidence la nature des différentes
réactions mises en oeuvre dans ce procédé, notamment en
termes de demande en énergie.
3. Objectifs de l'étude
L'objectif général de l'étude est de
vérifier après une série de manipulations faites sur le
bois (Eucalyptus) et ses constituants avec différentes vitesses de
chauffe en modifiant les températures de changement de phase, qu'on
obtient de meilleurs rendements en faisant une pyrolyse en deux phases (vitesse
lente - vitesse rapide) et de déterminer pour chaque
élément, la température de changement de phase pour
laquelle nous avons une bonne adéquation rendement en charbon et teneur
en carbone fixe.
Comme objectifs spécifiques, il s'agit de:
- Faire une recherche bibliographique sur la
carbonisation-pyrolyse du bois ;
- Des analyses thermogravimétriques de la pyrolyse du bois
sous argon ;
- Des analyses thermogravimétriques de la pyrolyse des
constituants du bois (hémicelluloses (xylan), cellulose et lignine) sous
argon.
Méthodologie
Les travaux du présent mémoire de fin
d'étude se sont déroulés selon la chronologie
ci-après :
La recherche bibliographique: Cette partie
décrit nous édifie non seulement sur le procédé de
pyrolyse et nous renseigne sur les différents travaux qui sont
jusqu'à présent fait sur l'étude de l'optimisation des
rendements en pyrolyse lente.
Choix des paramètres et analyses de nos
échantillons: Dans cette partie, il est d'abord question de
faire un choix sur nos paramètres à savoir les vitesses de
chauffe, les températures de changement de phase, le débit du gaz
inerte, la température finale et ensuite faire une analyse
immédiate et une analyse des composantes du bois d'eucalyptus.
Manipulations: Il s'agit de faire des essais de
pyrolyse de nos échantillons de biomasse dans notre analyseur
thermogravimétrique et ensuite faire des calculs.
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